Читайте также:
|
|
Роль животных в почвообразовании неотделима от существенного влияния растительности и микроорганизмов. Почва является жизненной средой для огромного числа позвоночных и беспозвоночных животных организмов. В процессе питания они измельчают растительную массу и перемещают ее в нижележащие горизонты, перемешивая органические вещества с минеральной частью.Позвоночные животные (суслики, хомяки, сурки, кроты, слепыши, мыши, тушканчики, ящерицы, змеи, ужи и др.) создают в почвах свои норы и гнезда. Землерои перемещают минеральную массу из глубины почвенного профиля и выносят ее на поверхность. Например, в степной полосе в местах поселения этих животных образовались перерытые черноземы, каштановые и другие почвы. Особенно большую работу по преобразованию органических остатков в почве производят дождевые черви, а также отчасти личинки многочисленных насекомых. Они осуществляют механическую и химическую переработку органо-минеральной части почвы. Распространение животных в природе подчиняется закону зональности и имеет тесную связь с характером растительного покрова, климатом, почвообразующими породами.Все организмы растительного и животного происхождения активно участвуют в малом биологическом круговороте веществ, и, находясь в тесном взаимодействии между собой и с минеральной частью, они способствуют развитию почвенного плодородия.
18. общая характеристика живого населения почв и роль отдельных его групп в почвообразовании. В почвообразовании участвуют следующие группы организмов: микроорганизмы, зеленые растения и животные. Действуя совокупно, они образуют сложные биоценозы. Вместе с тем каждая из этих групп выполняет специфические функции. Благодаря деятельности микроорганизмов происходит разложение органических остатков и синтез содержащихся в них элементов в соединения, поглощаемые растениями. К микроорганизмам относятся бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли и простейшие. Их количество в 1 г почвы колеблется от миллионов до миллиардов особей. Масса микроорганизмов составляет от 3 до 8 т/га, или около 1–2 т/га сухого вещества. Особенно много микроорганизмов в верхних горизонтах почвы, в прикорневой зоне. Микроорганизмы – пионеры почвообразования, они первыми поселяются на материальной породе. Бактерии – самая распространенная группа микроорганизмов в почве. Осуществляют разнообразные процессы преобразования органических и минеральных соединений. Благодаря их деятельности осуществляется грандиозный процесс переработки колоссального количества мертвого органического вещества, которое ежегодно поступает в почву. При этом происходит высвобождение химических элементов, которые были прочно связаны с органическим веществом. Грибы. Содержание их измеряется десятками тысяч экземпляров в одном грамме почвы. Наиболее распространены плесневые грибы, а в лесных почвах – гриб-мукор. Грибы разлагают лигнин, клетчатку, белки, дубильные вещества. При этом образуются органические кислоты, способные преобразовать почвенные минералы. Часто грибы вступают в симбиоз с зелеными растениями, образуя при этом на корнях микоризу, улучшающую азотное питание растений.
Водоросли развиваются на поверхности почвы. Максимальное количество их наблюдается во влажные периоды.
19.Система органических веществ в почве, характеристика отдельных групп этих соединений, их роль в почвообразовании, плодородии почв и питании растений. Состав органических остатков, поступающих в почву, довольно сложный. Основную массу их представляют углеводы – сахароза, фруктоза, глюкоза, крахмал, клетчатка. Вместе с органическими веществами в почву поступают азотсодержащие соединения – аминокислоты, белки, алкалоиды, а также лигнин, дубильные вещества, смолы, органические кислоты (щавелевая, лимонная, винная).Элементный состав органического вещества, поступающего в почву, характеризуется тем, что оно примерно на 5% (в пересчете на сухое вещество) представлено углеродом, водородом, азотом; остальные 5% – многочисленная группа зольных элементов – кальций, магний, калий, натрий, кремний, фосфор, железо, сера, а также микроэлементы – медь, бор, марганец, цинк и др. По содержанию зольных элементов органические остатки различных растительных формаций могут существенно отличаться, что соответствующим образом влияет на ход почвообразовательного процесса. Почвы образовавшиеся под травянистой луговой растительностью, содержат больше зольных элементов по сравнению с почвами, сформированными под лесом. Органические остатки, поступившие в почву, подвергаются различным биохимическим и физико-химическим преобразованиям. Подъем ферментов, выделяемых микроорганизмами, изменяется анатомическое строение остатков, а сложные органические соединения распадаются на более простые – их называют промежуточными продуктами преобразования органических остатков. В результате гидролиза белков образуются пептоны, пептиды, и свободные аминокислоты. При гидролизе сложных белков вместе с кислотами образуются углеводы, фосфорная кислота, азотсодержащие гетероциклические основы. Разложение жиров сопровождается образованием лигнина и жирных кислот. Продуктами распада лигнина являются фенолы. Много промежуточных соединений образуется при разложении углеводов – моносахариды, органические кислоты, альдегиды и др. Спектр промежуточных продуктов преобразования органических веществ, как видно, довольно разнообразный. Большая их часть окисляется до конечных продуктов – углекислого газа, воды, простых солей. А промежуточные продукты преобразования используются гетеротрофными бактериями для питания и построения плазмы и таким образом вновь образуются в сложные соединения – белки, углеводы и др. И, наконец, часть промежуточных продуктов участвует в синтезе гумусовых веществ.
20. гумусовые вещества, их состав, строение основных типов почв. ограномическая оценка и эколлгическое значение гумуса. Специфические органические вещества, так называемые гумусовые. Эти вещества представляют собой компоненты многих высокомолекулярных азотсодержащих кислот. Гумусовые вещества подразделяются на: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины. Гумусовые вещества являются источником питательных элементов. Гумусовые вещества содержат в себе все элементы периодической системы Менделеева. В результате деятельности микроорганизмов гумусовые вещества разлагаются и превращаются в минеральную часть или питательные вещества. Гумусовые вещества, благодаря наличию функциональных групп, обладают высокой поглотительной способностью. Гумусовые вещества создают благоприятный водный и воздушный режимы. Органические вещества важнейший фактор, обусловливающий образование структуры почвы. При разложении их выделяются различные кислоты, усиливающие химическое выветривание минеральной части почвы с образованием легкоподвижных соединений зольной пищи растений. Чем больше в почве гумуса, тем богаче она микроорганизмами, тем энергичнее протекают в ней биологические и биохимические процессы, играющие большую роль в накоплении питательных веществ для растений. Таким образом, значение органических соединений в почвообразовании огромно и многообразно, и от количества гумуса в значительной степени зависит производительная способность почвы
21. Гуминовые кислоты, образование, состав и значение в почво образовании и плодородии. Гуминовые кислоты представляют собой высокомолекулярные органические кислоты, которые содержат около 55% углерода, 31-39% кислорода, 2,5-2,8% водорода и 2,6-5,1% азота. Молекула гуминовой кислоты содержит карбоксильные и фенолгидроксильные группы. Эти группы имеют большое значение в почвообразовании: они обусловливают поглотительную способность почв, по отношению к катионам, а также взаимодействие гуминовых кислот с другими компонентами гумуса, минеральными веществами и удобрениями.
При взаимодействии с катионами щелочных и щелочноземельных металлов гуминовые кислоты образуют соли – гуматы. Гуматы щелочных металлов Na, K, а также гуматы NH4 хорошо растворимы в воде и легко вымываются из почвы. Гуматы щелочноземельных металлов, главным образом Ca, нерастворимы в воде и хорошо закрепляются в почве.
22. фульвокислоты, их состав, образование и роль в почвообразовании и плодородии. Фульвокислоты – представляют собой высокомолекулярные оксикарбоновые азотсодержащие органические кислоты. В отличие от гуминовых кислот содержат несколько меньше углерода, но больше кислорода и водорода. В их состав входит 44-50% C, 42-48% O2, 4,5-6,0% H и 2,5-5,5% N. В слабых растворах эти вещества имеют светло-желтый цвет, в концентрированных – оранжево-желтый, из-за чего получили название (fulvus – желтый).
Фульвокислоты обладают сильнокислой реакцией и хорошо растворимы в воде, поэтому эти кислоты энергично разрушают минеральную часть почвы, играя существенную роль в развитии подзолообразовательного процесса. При взаимодействии с катионами щелочных и щелочноземельных металлов образуют соли растворимые в воде при любой реакции раствора и способные вымываться нисходящими токами воды.
23. Агроэкологическое значение органического вещества. Наряду с минеральными питательными веществами большое значение имеют органические вещества почвы, продукты гумификации и неполного разложения растительных и животных остатков. Преобладающее значение при этом имеют продукты переработки остатков зеленых высших фотосинтезирующих растений (продуцентов). Продуценты при отмирании или при -переработке цепью консументов обогащают почву органическим веществом. Опад надземных отмирающих частей накапливается на поверхности почвы в виде -слоя подстилки, ветоши и т. п. В разложении подстилки принимают участие многочисленные животные организмы почвы, для которых опад служит пищей, и в первую очередь сапррофаги. В процессе переваривания все эти организмы выделяют экскременты, которые смешиваются с еще не съеденными растительными остатками. На богатых почвах широколиственных лесов в работу вступают дождевые черви, вырабатывая полностью переваренное вещество, включаемое в состав почвы, — мягкий гумус (муль). В лесной подстилке на кислых почвах хвойных лесов переработка растительного опада ведется главным образом грибами; при этом образуется грубый микоген-ный гумус (мор), пронизанный мелкими корнями высших растений, а также микоризой. Между мулем и грубым гумусом — мором иногда выделяют еще промежуточный тип — модер. Так происходит изменение органических остатков от первоначальных слагаемых подстилки до гумуса.
24. По какому показателю определяют типы гумуса почв. Назовите типы гумуса, их значение для плодородия. Часто гумус почв делят, исходя из основ сельскохозяйственного использования почв, на две группы: «кислый гумус» и «мягкий гумус», причем последний богат, почти насыщен кальцием, магнием и другими основаниями, в то время как первый, наоборот, содержит в поглощенном состоянии много водорода и мало кальция и магния или вовсе не содержит последних. Под названием «кислый гумус» понимают обычно гумус верховых болот, сырой гумус лесных почв и иногда гумус кислых песчаных почв. «Мягкий гумус» представляет типичный гумус черноземов, лесных мул левых почв и подобных формаций. Эти два типа гумуса рассматриваются как различные не потому, что они заметно отличаются по химической природе или потому, что они произошли при разных климатических и почвенных условиях и из разного растительного сырья, но потому, что они отличаются по природе оснований, насыщающих их поглощающий комплекс. Однако простое добавление кальция к «кислому» гумусу не превращает последний в «мягкий» гумус; должно пройти длительное время разложения для того, чтобы первый тип мог перейти; во второй и чтобы даже по внешнему виду можно было заметить химическое различие этих двух типов. А. Типы гумуса, образовавшегося в результате разложения растительных остатков в компостах и в почве при аэробных или только частично анаэробных условиях I. Гумус компостов:компост из стойлового навоза; компост из растительных остатков с добавлением (или без него) неорганических солей («искусственный компост»). II. Гумус почв: 1) разложение растительных остатков в условиях высокой кислотности или низкой температуры или в условиях той и другой: сырой гумус лесных почв, гумус верещатников, альпийский гумус; 2) разложение растительных остатков при слабокислых, нейтральных или щелочных условиях: типичный почвенный гумус (гумус черноземов, каштановых почв, сероземов, лесных муллевых почв — «mulle» и др.). В. Типы гумуса, образовавшегося путем разложения растительных и животных остатков при анаэробных условиях I. Формации недавнего происхождения: торфа верховых болот; торфа низинных болот; осадочные торфа. II. Формации древнего происхождения: мягкие угли (бурые угли, лигниты); твердые угли (антрациты). С. Типы гумуса, образовавшегося в водных бассейнах I. Формации недавнего происхождения: водно-растворенный гумус; гумус морского дна. II. Геологические формации: 1) пласты источников нефтей. Эти разнообразные типы гумуса значительно различаются по химическому составу в силу различий материала, из которого они образовались, условий и степени разложения последнего. Некоторые из типов гумуса поэтому часто делят еще па подтипы. Эта классификация гумусов небезупречна; осадочные торфа, например, можно поместить и в группу «С»; мы отнесли их к обычным торфам, так как они образуют скопления, похожие на последние
25. Влияние хозяйственной деятельности человека на запасы и качество гумуса в почках. Окружающая нас природная среда характеризуется тесной связью всех своих составных частей, осуществляемой благодаря циклическим процессам обмена веществ и энергией. Почвенный покров Земли (педосфера) неразрывно связана этими процессами другими компонентами биосферы. Необдуманное антропогенное воздействие на отдельные природные компоненты неотвратимо сказывается на состоянии почвенного покрова. Общеизвестными примерами непредвиденных последствий хозяйственной деятельности человека служат разрушение почв в результате изменения водного режима после вырубки лесов, заболачивание плодородных пойменных земель из-за подъема уровня грунтовых вод после строительства крупных гидроэлектростанций и др. Серьезную проблему создает антропогенное загрязнение почв. Бесконтрольно нарастающее количество выбросов индустриальных и бытовых отходов в окружающую среду во второй половине 20 в. достигло опасного уровня. Химические соединения, загрязняющие природные воды, воздух и почву, по трофическим цепям поступают в растительные и животные организмы, вызывая этим последовательное повышение в них концентрации токсикантов. Охрана биосферы от загрязнения и более экономное и рациональное использование природных ресурсов – глобальная задача современности, от успешного развития которой зависит будущее человечества. В этой связи особо важное значение принимает охрана почвенного покрова, который принимает на себя большую часть техногенных загрязнителей, частично закрепляет их в почвенной массе, частично трансформирует и включает в миграционные потоки. Проблема возрастающего загрязнения окружающей среды уже давно приобрела общепланетарное значение. В 1972 в Стокгольме состоялась специальная конференция ООН по окружающей среде, на которой была разработана программа, включающая рекомендации по организации глобальной системы мониторинга (контроля) окружающей среды. Почву необходимо оградить от влияния процессов, разрушающих ее ценные свойства – структуру, содержание почвенного гумуса, микробного населения, и в то же время от поступления и накопления вредных и токсичных веществ.
26. поглотительная способность почв, её виды и агрономическое значение. Роль академика Гедройца в развитии учения о поглотительной способности почв. С поглотительной способностью связанны важнейшие особенности почвообразовательных процессов и многие свойства, определяющие плодородие почв. Поглотительная способность почв оказывает большое влияние на условия произрастания растений. Под влиянием последних в процессе сельскохозяйственного использования наблюдается существенное изменение поглотительных свойств почв.. К.К. Гедройц выделил следующие виды поглотительной способности почв: механическую, физическую, химическую, физико-химическую и биологическую. Механическая. Это свойство почвы не пропускать через себя взмученные в воде частицы крупнее почвенных пор. Благодаря механической поглотительной способности в почве удерживаются от выноса в глубокие горизонты наиболее ценные с точки зрения плодородия элементы. Биологическая почв играет важную роль в поглощении и закреплении от вымывания питательных веществ в почве. Она вызывается жизнедеятельностью населяющих почву микроорганизмов Физическая Сущность этого процесса заключается в способности почвы поглощать и удерживать парообразные вещества и растворенные в воде соли. Химическая (хемосорбция). Обусловлена образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок из почвенного раствора. Физико-химическая (обменная адсорбция). Минеральные соли и кислоты в почвенном растворе в значительной степени диссоциированы на катионы и анионы.
27. сущьность физико-химического поглощения. Основные закономерности поглощения катионов. Физико-химическая (обменная адсорбция). Минеральные соли и кислоты в почвенном растворе в значительной степени диссоциированы на катионы и анионы. Явление, при котором катионы растворенных солей поглощаются почвой, а взамен их в раствор вытесняются другие катионы, называется обменной адсорбцией. Способности обмена зависят от свойств основных катионов. Чем выше валентность катионов, тем выше его способность к внедрению. При равной валентности, поглощающая способность выше катионов, имеющих высшую атомную массу. Но H2+ будет поглощаться интенсивнее чем Na и К так как он имеет меньшую гидратную оболочку. 2. Интенсивность обмена катионов зависит от свойств адсорбента: например гуминовая кислота поглощает больше катионов Ca2+ 92%, монтмориллонит Ca2+ 68% и 27% NH4. 3. Обмен катионов ППК на катионы почвенного раствора идет в эквивалентных отношениях.
28. сущность механического и физического поглощения. Их значение. Механическая. Это свойство почвы не пропускать через себя взмученные в воде частицы крупнее почвенных пор. Благодаря механической поглотительной способности в почве удерживаются от выноса в глубокие горизонты наиболее ценные с точки зрения плодородия элементы. Физическая Сущность этого процесса заключается в способности почвы поглощать и удерживать парообразные вещества и растворенные в воде соли. Это можно уяснить на примере взаимодействия твердых частей почвы с парообразной влагой. Благодаря этой способности некоторая часть растворимых соединений будет поглощена почвой (анионы азотной кислоты не поглощаются).
29. химическое поглощение, его роль в плодородии почв. Закономерности поглощения анионов. Химическая поглотительная способность (хемосорбция). Обусловлена образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок из почвенного раствора. Например, сорбция фосфатов на поверхности гидроксидов железа и алюминия в почвах с кислой реакцией среды, образование труднорастворимых фосфатов кальция в почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией среды. поглощение анионов обуславливается фактором и прежде всего особенностями самих анионов, составом почвенных коллоидов, их электрическим потенциалом и реакцией среды.. Чем выше валентность аниона, тем больше его способность поглощаться почвой на Поглощение анионов в значительной мере влияет и состав колойдов. Чем больше содержится в почве глинистых минералов и колойдов, тем больше колойдов они способны поглатить. Реакция среды обуславливает изменение электронового потенциала колойдов. Подкисление среды способствует большему поглощению онионов а подщелачивание вызывает ослабление поглащения анионов
30.Почвенные коллоиды, их образование, состояние и значение в почвообразовании и плодородии. Коллоиды почвы (мех. элементы) размером менее 0,00 1 мм. Различают дисперсную среду и фазу. Дисперсная среда – почвенный раствор, воздух. Дисперсная фаза – почвенные частицы и газы. В коллоидных растворах растворенные вещества находятся в виде молекул или в виде мицеллы. Коллоиды подразделяют на: минеральные, органические, органо-минеральные. Минеральные коллоиды образуются в природе при процессах выветривания. Органические коллоиды образуются в результате гумификации растительных остатков и продуктов их разложения. Органо-минеральные коллоиды образуются при взаимодействии органических и минеральных коллоидов. Коллоиды обладают высокой поверхностной энергией, их количество в почве составляет от 4 до 15%, но отвечает за более 80% обменных реакций коллоиды находятся в состоянии мицеллы. Коллоиды могут быть в 2 состояниях: 1. состояние золя, растворенном, подвижном. 2. состояние геля, в виде сгустка. Процесс перехода из золя в гель называется коагуляция, а обратный процесс пептизация. Процесс коагуляции вызывается действием различных растворов, кислот, а пептизация под действием щелочей и сильных кислот.
31. разделение колойдов по знаку заряда. Состояние почвенных колойдов. Коллоиды несущий отрицательный заряд(анионы) и имеющие в диффузном слое Н-ионы, называются ацидоидами. Коллоиды несущие положительный заряд(катионы) и имеющие в диффузном слое ОН-ионы, называются базоидами. К ацидоидам относятся гумусовые кислоты, глинистые минералы, кремнекислота. К базоидам – гидраты окисей Al и Fe. Коллоиды, имеющие попеременный заряд в зависимости от рН среды, носят название - амфолитоиды (гидроксиды железа и алюминия, протеины). По отношению к воде коллоиды можно разделить на 2 группы: гидрофильные и гидрофобные. Коллоиды могут быть в 2 состояниях: 1 – состояние коллоидного раствора или золя. 2 в состоянии студенистого, хлопьевидного или аморфного осадка – геля.
32.электролитная и взаимная коагуляция колойдов. Приведите примеры. значения для почвообразования. Коагуляция – это переход из состояния золя в гель. Коагуляция происходит главным образом при их взаимодействии с электролитами - растворами кислот, солей, щелочей. Свертывание коллоидов может происходить и при взаимной коагуляции противоположно заряженных коллоидов. По степени возрастания коагулирующей способности наиболее часто встречающиеся в почвенном растворе катионы располагаются в следующем порядке: Na+, K+, H+, Mg2+, Ca2+, Al2+, Fe2+.
33. назовите основные группы почвенных колойдов. Строение мицеллы. Любое вещество в стоянии высокой степени раздробленности, или дисперсности, может быть коллоидным. Все почвенные коллоиды можно разделить на две группы: минеральные и органические. Минеральные образуются при выветривании горных пород; сюда входят коллоидные частицы разнообразных глинистых минералов. Органические коллоиды образуются в процессе гумификации животных и растительных остатков и, следовательно, входят в состав гумуса. Минеральные и органические коллоиды, вступая во взаимодействие между собой, могут давать коллоиды и более сложного состава – органоминеральные. Таким образом, наличие коллоидов в почве полностью зависит от содержания в ней физической глины и гумуса. Коллоидная мицелла имеет следующее строение. Внутренняя ее часть называется ядром мицеллы. Ядро может быть аморфное или кристаллическое. Химический состав ядра очень разнообразен.. Ядро мицеллы вместе со слоем потенциалопределяющих ионов называется гранулой.
34.что такое почвенный поглощающий комплекс и обменные ионы. Почвенный поглощающий комплекс (ППК) представляет собой совокупность высокодисперсных минеральных, органических и органоминеральных частиц твердой фазы почвы, способных поглощать, удерживать и обменивать молекулы, ионы, различные вещества и соединения. ППК в целом имеют отрицательный заряд.
Поглощающий комплекс любой почвы благодаря адсорбционной способности своих отрицательно заряженных коллоидных частиц всегда насыщен катионами. Но качественный состав зависит от условий почвообразования.
35. ёмкость поглощения почв. Её влияние на почвообразование и плодородие. под емкостью поглощения Гедройц понимал максимальное содержание катионов, которое может удержать в обменно-поглощенном состоянии. В настоящее время эту величину называют емкостью катионного обмена ЕКО, она выражается в мг экв/100 гр почвы. ЕКО подразумевает строго физико – химическое эквивалентное поглощение катионов.
Она зависит от количества и качества коллоидов, реакции почвенного раствора, влияющей на заряд коллоидных частиц и характера катионов. Чернозем: - типичный тяжелосуглинистый 30-70
36. сумма поглощенных оснований и её связь с ёмкостью поглощения.
Сумма обменно- поглощенных катионов Са, Mg, K и Na называют суммой обменных оснований (S). ЕКО представляет собой сумму обменных оснований + сумма обменно поглощенного H и Al. Если почва не содержит в поглощенном состоянии Н или Н и Al, ее называют насыщенной основаниями, если содержит - ненасыщенной V= S* 100/T, T= S + Нг. Таким образом S представляет собой выраженное в % количество оснований по отношению к общей сумме обменных катионов (включая Н и Аl), находящихся в ППК. Состав обменно – поглощенных катионов в разных почвах неодинаков и зависит от факторов и типа почвообразования, характера с/х использования почвы, степени ее окультуренности и т.д. Если почвы не содержат в поглощенном состоянии Н и АL её называют насыщенной основаниями, а если содержит – не насыщенные. Т.о. сумма поглощенных оснований представляет собой выроженное в % количество оснований по отношению к общей сумме обменных катионов.
37. степень насыщенности почв основаниями, её агрономическое значение. Наиболее ценным с агрономической точки зрения является катион Са. Са способствует созданию физически уравновешенного почвенного раствора. Катионы Н и Al обусловливают кислую реакцию почвенного раствора и разрушение почвенного тела, в результате чего затрудняется аккумуляция гумуса, ухудшаются агрофизические свойства почвы.(подзолистые и дерново-подзолистые почвы.) Насыщенные Mg и Na почвы малоплодородны, это солонцы и почвы различной степени солонцеватости, особенно характерны для зоны сухих степей и полупустынь. Для улутшения требуется заменить катионо Na на катион Ca Таким образом, для агрономической характеристики почв и повышение их плодородия необходимо знать состав обменных катионов, оценивать значения почвенной кислотности и щелочности, находить эффективные приемы их устранения.
38. состав обменных катионов в подзоле, серой лесной почве, в черноземе, солонце. Их влияние на свойство почв и развитие растений.в состав обменно поглощенных катионов вразных почвах неодинаков и зависит от факторов и типов почвообразования, от характерп использования почвы и степнь её окультурности. Для черноземных почв хар-но резкое преоблодание в составе катионов Ca иMg в почвах засоленных при солонцевании значительную долю ППК составляет катион Na, а в кислых почвах подзолистого типа почвообразования присутствуют ионы H и Al. Са и Mg обязательно присутствует в ППК всех почв. Основными катионами в ППК является Ca, Mg, K, Na, Н, Al, NH4. Главным условием повышения плодородия этих почв являя ется замена обменно поглощенных катионов H и Al на катион Ca. Таким образом для повышения плодородия необходимо знать состав обменных катионов, оценивать значения почвенной кислотности и щелочности, находить эффективные приемы их устранения.
39.Почвенный раствор, его состав в реакции, агроэкологическое значение щелочно-кислотных условий в почве. Почвенным раствором называют почвенную воду с растворенными в ней различными солями, кислотами и орг веществами. Почвенный раствор образуется в результате процесса почвообразования в результате в течении длительного периода, при перемещении воды в почве и её смачивания. Почвенный раствор является источником воды для растений, и источником питательных элементов. Кроме того под влиянием почвенной влаги происходит разрушение минералов и синтез вторичных минералов, синтез гумусовых веществ, а так же перемещение и распределение их по профилю.
Окислительный процесс – это присоединение О2 к соединениям, а восстановление – это отщепление О2 от соединений. Интенсивность оксилительно-восстановительных процессов зависит от микробиологических процессов, влажности почвы, температуры почвы, содержания и состава органического вещества. Интенсивность этих процессов выражается Eh в милливольтах и определяется на приборе pH метре. Интенсивность оксислительно-восстановительных процессов неравномерно распределяется по профилю почвы и часто зависит от типа почвы. (верхние горизонты – окисление, нижние восстановление). Восстановительные процессы приводят к разрушению почвенных минералов и передвижению по профилю продуктов разложения.
40.Кислотность почв, ее природа, виды, агрономическая оценка и регулирование. Кислотность почв – способность почвы подкислять почвенный р-п кислотность обуславливается наличие катионов H+. Кислотность делят на 2 вида: 1. актуальная (активная) 2. потенциальная, кислотность обуславливается наличием поглощенных катионов водорода в ППК она делятся на 2 вида 1. обменная 2. гидролитическая. Актуальная кислотность обуславливается катионами водорода, находящимися в почвенном растворе которые поступают в почву в результате диссоциации H2CO3 и слабых органических кислот (муравьиная, уксусная, винная) которые выделяются корневыми системами растения, обозначается pH6//pHh2o. Потенциальная кислотность: обменная, обуславливается наличием катионов алюминия. По величине обменной кислотности почва группируется на группы:
1. сильно кислые pH 3-4 2. кислые pH 4,1-5,5
3. слабокислые pH 5,6-6,5 4. нейтральные pH 6,6-7
5. слабощелочные pH 7.1-7.5 6. щелочные pH 7.6-8
7. сильнощелочные pH >8
По величине pH часто особенно в не черноземной зоне, определяют дозы внесения извести, д/нейтрализации кислотности. Гидролитическая кислотность обуславливается катионами водорода находящиеся в ППК и вытисняемые гидролитически – щелочной солью, в щелочной среде pH 8,4. Показатель гидролитической кислотности используют при расчетах емкости поглощения EKO=S+Hr, степени насыщенности почв основаниями V=S/S+Hr*100%, служат д/определения нуждаемости почв в известковании и очередности известкования, т.к. в первую очередь известкуют почвы характерезующиеся большей кислотностью.
V<50% почвы сильно нуждаются в известковании; V 50%-70% средне нуждаются; V 70%-85% слабо нуждаются; V>85% не нуждаются. Улучшение почв осуществляют при помощи известкования и гипсования. Известкования – это прием внесения извести делонитовой муки дефиката и др известковых материалов на кислых подзолистых, дерново-подзолистых и серо-лесных почвах. Внесения кальция снижает избыток кислотности, повышает эффективность удобрения.
41.Актуальная кислотность и ее влияние на плодородие почвы и развитие растений. Актуальная кислотность обуславливается катионами водорода, находящимися в почвенном растворе которые поступают в почву в результате диссоциации H2CO3 и слабых органических кислот (муравьиная, уксусная, винная) которые выделяются корневыми системами растения, обозначается pH6//pHh2o. Определяют эту кислотность в водном растворе при соответствии почва-вода 1 к 5. Актуальная кислотность очень динамична т.е. изменяется под воздействием климатических факторов.
42.Обменая кислотность почв, ее сущность и отличие от актуальной. Обменная кислотность – это часть потенциальной кислотности, которая определяется при взаимодействии с почвой гидролитически нейтральной соли K CL. Она определяется при взаимодействии ППК с нейтральной солью. По количеству образовавшейся соляной кислоты судят о величине обмена кислотности. По величине обменной кислотности почва группируется на группы: 1) сильно кислые pH 3-4; 2) кислые pH 4,1-5,5; 3)слабокислые pH 5,6-6,5; 4) нейтральные pH 6,6-7; 5) слабощелочные pH 7.1-7.5; 6) щелочные pH 7.6-8; 7) сильнощелочные pH >8
43. Гидролитическая кислотность, ее природа, агрономическая оценка и регулирование. Гидролитическая кислотность – это та часть потенциальной кислотности, которая определяется при взаимодействии с почвой раствора гидролитически щелочной соли CH3COONa с pH=8.2. По величине pH часто особенно в не черноземной зоне, определяют дозы внесения извести, д/нейтрализации кислотности. Гидролитическая кислотность обуславливается катионами водорода находящиеся в ППК и вытисняемые гидролитически – щелочной солью, в щелочной среде pH 8,4. Вытисняемый водород с анионов уксусной кислоты образуют уксусною кислоту по кол-ву которые судят о величине гидролитической кислотности (Hr). Показатель гидролитической кислотности используют при расчетах емкости поглощения EKO=S+Hr, степени насыщенности почв основаниями V=S/S+Hr*100%, служат д/определения нуждаемости почв в известковании и очередности известкования, т.к. в первую очередь известкуют почвы характерезующиеся большей кислотностью. V<50% почвы сильно нуждаются в известковании; V 50%-70% средне нуждаются; V 70%-85% слабо нуждаются; V>85% не нуждаются. Улучшение почв осуществляют при помощи известкования и гипсования. Известкования – это прием внесения извести делонитовой муки дефиката и др известковых материалов на кислых подзолистых, дерново-подзолистых и серо-лесных почвах. Внесения кальция снижает избыток кислотности, повышает эффективность удобрения.
44. Назовите группы почв по величине кислотности. Их агрономическая оценка. Нейтральная и слабощелочная (рН 6,5—7,5) Лук, салат, шпинат, петрушка, сельдерей, огурец, морковь, свекла, фасоль, бобы, чеснок, капуста (виды).
Нейтральная и слабокислая (рН 6,5—5,5) Помидор, редька, горох, брюква, репа, редис, тыква, ревень.
Слабокислая и кислая (рН 5,5—5) Щавель, картофель.
Для большинства овощных растений необходимы почвы с высоким содержанием органических веществ (гумуса), слабокислой или нейтральной реакцией почвенной среды. Наиболее чувствительны к повышению кислотности свекла, капуста всех видов, лук, чеснок, огурец, салат, шпинат, сельдерей, особенно в молодом возрасте. Эти культуры не переносят кислых почв и требуют нейтральной или слабощелочной реакции почвенной среды. Напротив, несколько повышенную кислотность почвы переносят щавель и картофель. Все остальные культуры требуют нейтральной кислотной реакции.Для снижения кислотности почвы проводят известкование — вносят известь, которая улучшает структуру почвы и усиливает жизнедеятельность почвенных организмов. Самыми отзывчивыми на известкование почвы культурами являются кочанная капуста, свекла, лук, чеснок, салат, шпинат, сельдерей, горох, которые существенно прибавляют в урожае при известковании даже слабокислых почв, затем — морковь, огурец, фасоль, репа, цветная капуста, брюква. Меньше нуждаются в известковании редис, кабачок, помидор, щавель: им известкование необходимо только на сильнокислых почвах. Для проведения известкования очень важно определить норму извести в соответствии с особенностями почвы и выращиваемой культуры Количество извести, необходимое для уменьшения кислотности почвы, называют полной нормой. Она зависит от величины кислотности почвы.
45.Щелочность почв, ее природа, виды и регулирование. Щелочность почв – обуславливаются наличием ионов OH-, и больших кол-вах оказывают отрицательное влияние как на свойства почвы, так и на рост и развитие растений. Щелочность почв делят на 2 вида: 1) Активную – обуславливается наличием соды в почвенном растворе Na2CO3. Колеблется от 7,5 -12, определяется вводной вытяжки, обозначается pH6.
2)Пассивную (потонцеальную) обуславливается наличием катионов натрия ППК которые обмениваясь с водородом переходят в почвенный раствор и вступая в реакции образуют соду. При мелиорации солонцеватых и засоленных почв оценка щелочности почв является одним из условий учет которого необходим для эффективного повышения плодородия. Улучшение почв осуществляют при помощи гипсования. Гипсование – это внесение гипса на щелочных и солонцеватых почвах и солонцах для замены катиона натрия на кальций.
46.Буферность почв, ее агрономическое значение и регулирование. Под буферностью почвы понимают ее способность противостоять изменению концентрации почвенного раствора особенно ее щелочно-кислотного и окислительно-восстановительного состояния. Буферные св-ва почвы связаны с процессами физико-химического поглощения ионов. В основном буферность почвы определяется качеством ее тв фазы. Благодаря буферности почв отрицательное действие блокируется. Чем больше емкостью поглощения обладает почва, тем выше ее буферная способность. Наименьшая буферность у песков и песчаных почв. Влияет на буферность и состав обмена поглощенных катионов 1)наличие в ппк катионов кальция, калия, натрия – препятствует подкислению, 2)присутствие водорода – подщелачиванию. Улучшение почв осуществляют при помощи известкования и гипсования
47. роль почвенной влаги почвообразования и зашите растений. Вода в почве представляет собой жидкую фазу, или почвенный раствор. Попадая в почву различными путями вода представляет определенные изменения: с одной стороны, впитывает находящие в почве различные водорастворимые соединения, а с другой – теряет поглощаемые почвой вещества.
Вода обуславливает развитие всех жизненных процессов в почве и на ее поверхности, определяет интенсивность и направленность процессов выветривания и почвообразования, динамику почвенных процессов.
С почвенной водой связаны процессы выноса, перемещения и аккумуляции веществ и энергетического материала, формирование генетических горизонтов и профиля почв в целом. Почвенная влага выступает и в качестве терморегулятора, влияет на тепловой баланс и режим почв. Влажность почвы влияет на агрофизические свойства: плотность, мягкость, способность к крошению и образованию агрегатов – спелость почвы. Вода в почве во многом определяет уровень эффективного плодородия, поскольку именно почвенная влага – основной, а нередко и единственный источник воды для прорастающих на этой почве растений.
48. формы почвенной влаги и их доступность для растений. По физическому состоянию различают три формы почвенной воды: твердую, жидкую и парообразную. Твердая вода. Образуется в почве в форме льда при ее промерзании в осенне-зимний период или сохраняется на определенной глубине в промерзшей толще почвогруна, не оттаивая даже летом. Твердая вода неподвижна, растениям не доступна. Парообразная вода содержится в виде водяного пара в почвенном воздухе, нередко носящая его до 100%. Она передвигается от мест с большой упругостью в места с меньшей упругостью водяных паров, а также с током воздуха. В питании растений практически не имеет значения.
49. влажность завядания почв, её определение и использование при расчетах запасов продуктивной влаги. ВЗ- количество влаги в почве при котором растения устойчиво завядают. ВЗ можно определить опытным путем: берут вегетационный сосуд, высевают семена культурных растений при достижении растениями определенной фазы развитии полив прекращают. В момент устойчивого завядания растений определяют влажность почвы которая и будет вялятся ВЗ. Запас продуктивной влаги = запасу общей влаги – запас недоступной влаги (Зпр = Зоб-Зн) Зоб=W*h*d; Зн=ВЗ*h*d
50. влагоёмкость почв, её виды и что влияет на их величину. Свойства почвы поглощать и удерживать воду в своем профиле, противодействуя стеканию ее под действие силы тяжести, называется водоудерживающей способностью. Основными удерживающими воду в почве силами являются сорбционные и капиллярные. Количественно водоудерживающая способность представляет собой влагоемкость.
Влагоемкость почвы – максимальное количество той или иной формы почвенной воды, удерживаемое соответствующими силами в почве. Влагоёмкость (водоёмкость, водоудерживающая сила, капиллярность почвы) — свойство почвы принимать и задерживать в своих волосных скважинах известное количество капельножидкой воды, не позволяя последней стекать.Процентное отношение её веса к весу почвы или, соответственно, её объёма к объёму почвы, выраженное в процентах, называется показателем влагоёмкости почвы.
Влагоёмкость почвы - величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы; способность почвы поглощать и удерживать в себе от стекания определённое количество влаги действием капиллярных и сорбционных сил. В зависимости от условий, удерживающих влагу в почве, различают несколько видов влагоёмкости почвы: максимальную адсорбционную, капиллярную, наименьшую и полную. Максимальная адсорбционная влагоёмкость почвы, связанная влага, сорбированная влага, ориентировочная влага — наибольшее количество прочно связанной воды, удерживаемое сорбционными силами. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы и выше содержание в ней гумуса, тем больше доля связанной, почти недоступной влаги почве. Капиллярная влагоёмкость почвы — максимальное количество влаги, удерживаемое в почвогрунте над уровнем грунтовых вод капиллярными (менисковыми) силами. Зависит от мощности слоя, в котором она определяется, и его удалённости от зеркала грунтовых вод. Чем больше мощность слоя и меньше его удаление от зеркала грунтовых вод, тем выше капиллярная влагоёмкость почвы. При равном удалении от зеркала её величина обусловлена общей и капиллярной пористостью, а также плотностью почвы. С капиллярной влагоёмкостью почвы связана капиллярная кайма (слой подпёртой влаги между уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта смачивания почвы). Капиллярная влагоёмкость почвы характеризует культурное состояние почвы. Чем почва менее оструктурена, тем больше в ней происходит капиллярный подъём влаги, её физическое испарение и, зачастую, накопление в верхней части легкорастворимых, в т.ч. и вредных для растений солей. Наименьшая - полевая влагоёмкость почвы — кол-во воды, фактически удерживаемое почвой в природных условиях в состоянии равновесия, когда устранено испарение и дополнительный приток воды. Эта величина зависит от гранулометрического, минералогического и химического состава почвы, ее плотности и пористости. Применяется при расчёте поливных норм. Полная влагоёмкость почвы, водовместимость почвы — содержание влаги в почве при условии полного заполнения всех пор водой. При полной влагоёмкость почвы влага, находившаяся в крупных промежутках между частицами почвы, непосредственно удерживается зеркалом воды или водоупорным слоем. Водовместимость почвы рассчитывается по её общей пористости. Значение величины полной влагоёмкости почвы необходимо при подсчете способности водовпитывания без образования поверхностного стока, для определения способности водоотдачи почвы, высоты подъёма грунтовых вод при обильных дождях или орошении.
51. водопроницаемость и водоподъёмная способность почв, их значение в почвообразовании и плодородии. Водопроницаемость почвы – свойство почв впитывать и пропускать через свой профиль поступающую с поверхности воду. При этом различают поглощение. Т.е. впитывание воды в почве и фильтрацию когда вода проходит сквозь толщу, насыщенной влагой почвы под действием силы тяжести. Водопроницаемость взаимосвязана с гранулометрическим составом и структурностью почв. Почвы обладающие высокой водопроницаемостью не способны создать высокий запас влагию. Почвы характеризующие низкой водопроницаемостью, подвержены развитию эрозионных процессов из за стекания воды по поверхности. Свойство почвы обеспечить передвижение, содержащиеся в ней воды под действием капиллярных сил, называется водоподъемной способностью
52. Испарение почвой влаги, Виды испарения, Способы регулирования. Испаряющая способность - потеря почвой влаги в результате физического испарения. Тяжелые распыленные почвы, особенно при образовании на них корки, больше теряют влаги, чем песчаные. Испарение воды на структурных почвах резко уменьшается из - за разобщенности капилляров отдельных агрегатов. Почвы плотные или с глыбистой структурой пересыхают быстрее, чем рыхлые. Испарение влаги усиливается при сильном ветре, повышении температуры и понижении влажности воздуха. трех видов: физического испарения влаги, задержанной при выпадении осадков растениями (кронами деревьев, листовой поверхностью нижних ярусов и т. д.); физического испарения с поверхности почвы, транспирации.
. 53. Водный режим почв, его типы и способы регулирования.
Водным режимом называется совокупность процессов поступления, передвижения и сохранения влаги в почвах. Выделяют следующие типы водного режима:
Промывной – когда промывается весь почвенный профиль и часть атмосферных осадков поступает в грунтовые воды. Такой режим характерен для условий когда коэф. увлажнения равено 1,3-1,5.
Периодически - промывной – т.е. когда периодически промывается почвенный профиль особенно в весенний и осенний периоды. Такой режим характерен для лесстепной зоны. коэф. увлаж 0,9-1,2.
Не промывной водный режим – когда почвенный профиль не промывается. В этом случае происходит накопление солей в нижних горизонтах почвенного профиля. Характерен для степной зоны. Коэф. Увлажнения 0,5-0,7, т.е преобладает испарение.
Выпадной – характерен для полупустынной и пустынной зон при коэф. Увлажнения 0,2-0,15 и где происходит испарение часто из грунтовых вод, которые частоминерализованы и осаждаются в верхней части почвенного профиля.
Пойменный – характерен для долины реки где пойма заливается в период паводка.
Мерзлотный – характерен для почв в зоне пониженных температур.
Ирригационный – т.е. водный режим при орошении с\х культур.
Регулирование водного режима в зависимости от климатических условий осуществляют с помощью орошения и осушения.
54. Плотность сложения почвы и плотность твердой фазы, их значение для развития растений и использование для расчетов. Плотностью почвы называют массу единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженную в граммах на кубический сантиметр. Плотность почвы, г/см3, вычисляют по формуле
dv= m/V.
где m — масса абсолютно сухой почвы, г; V — объем, занимаемый образцом почвы, см3.
Плотность почвы зависит от гранулометрического и минералогического составов, структуры, содержания гумуса и обработки. После обработки почва вначале бывает рыхлой, а затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность мало изменяется до следующей обработки. Самую низкую плотность имеют верхние гумусированные и оструктуренные горизонты. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность почвы составляет 1,0... 1,2 г/см3. Плотность твердой фазы почвы — это масса сухой почвы в единице объема твердой фазы почвы без пор. Ее вычисляют, г/см3, по формуле d = m/Vs.
где m — масса сухой почвы, г; Vs — объем, см3.
В малогумусных почвах и в нижних минеральных горизонтах плотность твердой фазы составляет 2,6...2,8 г/см3. С увеличением содержания гумуса плотность твердой фазы уменьшается до 2,4...2,5 г/см3, а в торфяных почвах — до 1,4...1,8 г/см3. Плотность твердой фазы используют для расчета пористости почвы. От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов и развитие корневых систем растений. Ниже приведена оценка плотности пахотного слоя почвы (по Н.А. Качинскому).
55.Порозность почв, ее виды. Оптимальная порозность. Порозность (пористость) — одна из характеристик сложения почвы — совокупность почвенных пор, отличающихся друг от друга размерами и пространственной конфигурацией. Характер порозности обуславливается физическими и физико-химическими процессами, протекающими в почве: растрескиванием её под действием увлажнения-высыхания, нагрева-охлаждения, набухания-сжатия; передвижением жидкой фазой и деятельностью живой фазы, выщелачиванием и выносом различных химических соединений в нижележащие горизонты. Степень порозности также зависит от почвенной структуры, гранулометрического состава и содержания гумуса. Так как любая почва характеризуется определённой степенью агрегатированности, выделяются следующие типы порозности:
интраагрегатная (внутриагрегатная)
интерагрегатная (межагрегатная)
трансагрегатная (внеагрегатная)
Соответственно, наиболее мелкие поры будут располагаться внутри агрегатов, а крупные — вне их. Порозность убывает вниз по почвенному профилю, однако иллювиальные (B) горизонты зачастую имеют меньшую порозность, чем материнская порода.
Общая порозность (оптимальная) для супесчаных почв составляет 45%, для суглинистых— 55, а для глинистых — 60% от объема почвы. Эти положения правомерны для влажных зон, для засушливых общую скважность сохраняют в пределах 50% от общего объема почвы, так как при недостатке влаги некапиллярная пористость в 12—15% обеспечивает нормальную аэрацию почвы.
56. Структура почвы, её образование, основные показатели и
агроэкологическое значение. Структурность почвы - способность ее распадаться на отдельности разной величины и формы. Структурой называют сами отдельности (агрегаты или педы), состоящие из соединенных между собой коллоидным цементом механических элементов (песка, пыли, ила). Она зависит от характера почвообразования, поэтому типам почв и каждому генетическому горизонту соответствует определенная структура. Почвы, в которых агрегаты отсутствуют, называют бесструктурными. Различают две категории бесструктурных почв: массивная, когда частички чрезвычайно сильно прилипают друг к другу и отсутствуют поверхности ослабленных связей; гранулярная (различимы отдельные зерна). Структурное отдельности подразделяют на три основных типа структуры: кубовидный — отдельности имеют более или менее округлую форму, призмовидный - отдельности вытянутые, удлиненные в основном по вертикальной оси, плитовидный — отдельности уплощенные. Также структуру подразделяют по размеру агрегатов на группы: мегаструктура, или глыбистая, макроструктура, грубая микроструктура, тонкая микроструктура. Для различных типов почв характерна определенная форма почвенной структуры. Например, зернистая структура типична для черноземов, ореховатая — для серых лесных. Агрономически ценной считается зернистая, комковато-зернистая структура верхних горизонтов почвы с размером агрегатов 0,25—10 мм, обладающих пористостью и водопрочностью, в количестве более 55 %. Такая структура обеспечивает благоприятные для 'растений водно-воздушные свойства и улучшает питательный режим.
57.Факторы устойчивости, и восстановление структуры. Последствия интенсификации земледелия. Структура почвы достаточно динамична она разрушается и восстанавливается под влиянием различных факторов. Управление ими позволяет поддерживать почву в необходимом структурном состоянии. Причины утраты структуры: 1)механическое разрушение протекает под влиянием обработки почв, пути уменьшения механического разрушения – это обработка почв в состоянии физической спелости, а также минимализации обработки; 2)физико-химические причины связаны с реакциями обмена в ппк при которых структурные агрегаты разрушаются, для предотвращения проводят гипсование или известкование, 3)биологический процесс связан с процессами минерализации почвенного гумуса. Восстановление и сохранение структуры в условиях сх использования почв осуществляется агротехническими методами. Также улучшение почв возможно путем применения искусственных структурообразователей.
58.Воздушные св-ва почв. Состав почвенного воздуха. Газообмен. Регулирование воздушного режима. К воздушным свойствам почвы относят воздухоемкость и воздухопроницаемость. Воздухопроницаемостью называют ту часть объема почвы которая занята воздухом при данной влажности. Воздухоемкость зависит от пористости почвы и влажности почвы. Чем больше пористость и ниже влажность тем больше в ней воздуха. А уплотнение и увлажнение снижают воздухоемкость. Эта величина очень динамична. Воздухопроницаемость – это способность почвы пропускать через себя воздух. От воздухопроницаемости зависит интенсивность газообмена между почвой и атмосферой.
Регулирование воздушного режима: обработка почвы при которой изменяется плотность почвы и увеличивается содержание воздуха. При это повышается пористость и интенсивность фотосинтеза. Особенно это актуально для переувлажненных почв. Кроме того необходимо создание структурной почвы и улучшение физических свойств за счет внесения органических и минеральных удобрений, и повышения содержания гумуса.
59.Тепловые св-ва почв, их хар-ка и регулирование. К тепловым свойствам относят теплопоглотительную способность, теплоемкость, теплопроводность и теплоизлучение. Теплопоглотительная способность – это способность почвы поглощать долю падающей на её поверхность солнечной энергии. Теплоемкость – это свойство почвы поглощать тепло. Теплопроводность – это свойство почвы проводить тепло. Регулирование теплового режима: проведение снегозадержания: при это уменьшается глубина промерзания; Мульчирование – способствует уменьшению охлаждения посевы и перегрева при высокой температуре; так же осенью необходимо проводить влагозарядковый полив.
Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 734 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Что такое гумус почвы. Пути образования гумуса | | | Законы зональности и почвенно-географического районирование. |