1. В.В. Докучаев - основоположник науки о почве
Почвоведение - наука о почвах, их образован, строен, составе и св-вах; о закономерностях их географич распространения; о процессах взаимосвязи с внешн ср, определяющих формирован и развит главнейшего св-ва почв - плодородия; о путях рационального использован почв в с/х и об изменен почвен покрова в агрокультурных условиях. Почвоведение как научная дисциплина оформилась в нашей стране в конце ХIХ столетия благодаря трудам выдающегося русского ученого В. В. Докучаева. Первое научное определение почвы дал В. В. Докучаев: «почвой следует наз. «дневные» или наружные горизонты горных пород, естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха на различ рода организмов, живых и мертвых». Он установил, что все почвы на земной поверхности образ путем «чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растит и животн организмов, состава и строен материнских горных пород, рельефа местности и, возраста страны». Эти идеи В.В. Докучаева получили дальнейшее развитие в представлениях о почве как о биоминеральной динамической системе, находящейся в постоянном материальном и энергетическом взаимодействии с внешн ср и частично замкнутой через биологический круговорот.
2. Возникновен. и развит почвы
Материнские породы имеют св-ва: водо и воздухопроницаемость; некот кол-во воды, в зависимости от поглотит способности породы (от гранулометрич состава); некот кол-во элементов питан (зачатки плодородия); имеют N. Превращен породы в почву идёт на основании малого биологич круговорота в-в, кот развив на фоне большого геологич круговорота. БГК идёт постоянно, на протяжен. геологич. эпох. Часть продуктов выветриван перемещается с суши в гидросферу, а часть пород оказывается на суши. Часть продуктов выветривания теряется. МБК начин с появл жизни. На поверхности пород поселяются живые организмы, они использ в-ва из породы, а из воздуха СО2, О2, Е солнца и образ органич в-во. После отмирания организмов органич остатки попадают в почву идают органич в-во почвы и минер соли, кот использ новое поколение живых организмов. В следствии МБК: 1. Накоплен и образов органич в-ва, из котор образ гумус. 2. В верхнем горизонте накаплив. элементы питан. Верхняя часть породы раздел на слои и генетические горизонты. Любая почва состоит из горизонтов, но в каждой почве они различны по признакам и св-вам. Генетические горизонты имеют буквенные обозначен. А0 - органно-генный горизонт. А1 - гумусоаккумулятивный. А2 - эллювиальн. или подзолистый. В - иллювиальный - в почвах, где наблюд. вымывание; переходный - в почвах, где перемещен в-в сверху вниз нет. С - материнская порода. Д - подстилающая порода. Если почва переувлажнена, то выдел G - глеевой горизонт. Почвообразоват. процесс.- совокупность явлений превращен, передвижен. в-в и Е в почвен. толще. Процессы: 1. Превращен минер в процессе выветриван. 2. Накоплен орган остатков и их трансформац. 3. Взаимод. Минер. и органич. в-в с образован органо-минер. продуктов. 4. Накоплен элементов питан. в верхней части профиля. 5. Передвижен. продуктов почвообразования, а т/ж влаги в профиле формирующихся почв. Стадии в развит почвы. 1. Начало почвообразован. - начало МБК - объём его мал, процессы переноса в-в выражены слабо - профиль почвы ещё не формируется. 2. Стадия развит. почвы. Объём МБК ^, за счёт деят-ти высших растен. Наблюд. дифференциация св-в и принципов почв; формир определ. типы почв, идёт накоплен. гумуса. Профиль полностью образован. 3. Стадия зрелого функционирования почв. Стабилизац. биологич, геологич, хим процессов и признаков почв. Если происход. изменен. факторов почвообразования, то почва тоже меняется.
3. Факторы почвообразования и их роль в превращении материнской породы в почву.
Порода из кот и на кот. образ. почва, наз. почвообразующей. Это важный фактор почвообразования, т.к. почва наследует признаки материнских пород. Наследуемые св-ва: 1. Гранулометрич. состав породы. От гранулометрич. состава зависит водопроницаемость, влагоёмкость и пористость породы и почвы. В почве эти св-ва обуславливают водный, воздушный и тепловой режимы. 2. Минералогический состав. 3. Химический состав. На карбонатных породах образуются почвы более плодородные. На кислых безкарбонатных породах ледникового и бедноледникового происхождения образуются почвы, кислые с низким уровнем плодородия. Почвы могут образов на любых породах, если они вышли на поверхность. Метаморфические и магматические породы на поверхность выходят в горах. Равнины на поверхности сложены рыхлыми, осадочными породами, образовавшиеся в четвертичный период. Для четвертичного отложения хар-на быстрая сменяемость их по гранулометрич. составу, особенно в нашей зоне.
4. Почвенные микроорганизмы и условия их жизнедеятельности
С накоплением и образованием органического вещества связано развит. плодородие почвы, кот. явл. главн. св-вом и отличает почву от горной породы. Источником органического вещ-ва явл. микроорганизмы, высшие растения, животн.; а на пашне остатки с/х культур и органич. удобрения. Деятельность микроорганизмов. Микроорганизмы уч-ют в разрушен минер части почвы, в разрушен органич. соединен и в синтезе новых органич. соединен. В почве живут бактер., грибы, водоросли, актиномицеты. Микроорган обладают высокой размножаемостью и после отмирания пополняют запасы органич. в-ва. Водоросли синтезир. органич. в-ва благодаря фотосинтезу. бектерии, грибы, актиномицеты - активные разрушители органич. остатков, а т/ж минер в-в. Микроорган уч-ют в синезе гумуса, в синтезе биологич актичных в-в в почве и в минерализации органич. в-в (разложение органических в-в до простых солей) благодаря чему почва обогащается элементами питания в доступной ф-ме. Условия жизнедеятельности микроорган. 1. По способу питания микроорганизмов бывают: гетеротрофные (готовые органические в-ва), автотрофы (сами синтезир органич в-ва). 2. Оптимальная t - для развит микроорган. -25-30. 3. Оптим влажность 60-68% от ПВ (полной влагоёмкости) почв. 4. Р-ция среды: в кисл ср при рН =4-5 ед. активнее размножаются грибы. Большинство бактерий азото, аммони, нитрофиксаторов - факторы клубеньковых бактерий =рН -6,5 - 7,2 ед. 5. По отношению к О2 выдел аэробн. и анаэробн. микроорганизмы. Аэробы живут при доступе свободного О2 . процесс разложен органич. в-ва идёт быстро и они разлог с образован 45% С, 42% О2, 6,5% Н, 5% зольных элементов, 1,5% N. При соединен образ Н2О и СО2. При соединен с катионами образ простые соли: карбонаты, фосфаты и др элементы питания. В аэробн. усл. идёт процесс гумификации, но нужна оптим влажность, чтобы процессы гумификации и минерализац. шли одинаково. Анаэробн. Услов. создаются при недостатке свободного О2 - процессы окисления подавлены, разложение органич. остатков идёт медленно и образ недоокислен продукты, многие из котор. токсичны для растений: метан, Н2S. Происход. накоплен различн. видов разложившихся остатков - торф.
5. Почвен. гумус. Состав
В его сост выдел 2 большие части: 1) неспецифич часть (негумусов в-ва). Сост из компонентов исходных органич остатков (белки, углеводы) и промежут продуктов (аминок-ты). 2) специфич часть соединения - 85-90% смесь различн по составу и св-вам высокомолекулярн азотосодерж органич соедин., объединен общностью происхожден. В составе гумусовых в-в выдел: группа ГК, гр ФК, гумины. Св-ва ГК: не растворимы в воде, в минер и органич к-тах; хорошо растворимы в щелочах. Окраска ГК и гуматов тёмная. ГК накапливаются на месте образован. Это аккумулятор Е и элементов питания - самая ценная часть гумуса. Св-ва гуматов: гуматы одновалентных катионов (К, Nа) растворимы в воде; 2-х вал катионов (Са, Мg) не растворимы в воде, оседают в почве; 3-х вал кат (Fe, Al) образ органо-минер комплексы с глинистыми минералами, кот не растворимы в воде Гуматы обладают клеющей способностью и уч-ют в образован структуры почвы. Св-ва ФК: способны разрушать почвен. минералы (выветривание); растворимы в воде, к-тах, щелочах; их производные - фульваты. Фульваты одновал кат- растворимы в воде; 2-х и 3-х вал кат - частично растворимы. Степень растворимости зависит от насыщенности комплекса металлом. ФК и фульваты имеют светлую окраску. Накоплен ФК и их производных хар-ны для подзолистых и дерново-подзолистых почв. Гумины - неэкстрагируемая часть гумуса. Могут предавать почве тёмную окраску. Схема гумусообразования. Все органич. остатки, кот попадают в почву, подвергаются разложению микроорганизмами и образуются промежут. продукты разложения. Часть промежут. продуктов теряется, вымывается. Часть используется гетеротрофными микроорган. для жизнедеятельности. Часть подвергается минерализации (простые соли). Часть уч-ет. в процессе гумификации. Гумификация - сложный процесс поликонденсации и полимеризации продуктов разложения органич. остатков при активном участии ферментов. Ф-ры образован гумуса. 1. На накоплен гумуса влияет водно-воздушн режим почвы. В продолжительн. ананаэробн. услов. гумус не накаплив., растит остатки не разлаг. и образ торф. В продолжит аэробн. услов. гумус не накаплив. (усилив минерализация). Хим состав органич. остатков или опада. 1) Хвойный опад. даёт грубый гумус - кислый, т.к. разложение его идёт на поверхности почвы с участием грибов. Преоблад ФК, очень много полуразложившихся остатков (дубильные в-ва). Гумус подвижный, не накаплив. 2) травянистый опад - наиболее хорош. Образ мелкий гумус с преобладан ГК. Разложен ид1т быстро. Нейтральн р-ция ср, в нём много оснований, кот при разложен освобождаются и образ гуматы, кот не растворимы и накаплив .в почве. 2. Гранулометрич состав почвы. Больше всего гумуса накаплив. тонкие фракции почвы, кот содержатся больше в суглинистых почвах. В глинистых почвах отчасти создаются ананаэробн. условия. В песчан. и супесчан. почвах быстро идёт минерализация. 3. Почвообразующ породы. Самые ценные - карбонатные породы (лёссы, лессовидные суглинки) - благоприятн. р-ция ср., высокая активность микроорганизмов, больше содержание катионов Са, Mg. Значение в почвообразовании. ФК уч-ют в процессе выветриван. почвенных минералов - 1 эт почвообразов. 2 эт - гумосов. в-ва уч-ют в формиров. профиля почвы. Гумусоаккумулятивный горизонт А1 большей мощности образуется в оптимальных условиях гумификации - степная зона - преобладают ГК. В дерново-подзолист почвах горизонт А1 светлой окраски - ФК. 3 эт - с появлен гумуса в породе она становится почвой и её присуще плодородие. Влияние на плодородие почвы. Плодородие - способность почвы удовлетворять потребности растен. в элементах питан., воде, воздухе/ Q и др. ф-ров жизни, необходимых для роста и развит растен. и формирован урожая с/х культур. Гумусов в-ва содержат в центральной и периферич. части молекулы N (2,5-5 %) и зольные элементы (S, Ca, Mg). Гумусов к-ты, особенно ГК обладают высокой поглотительной способностью по отношен к катионам. ГК, образуя органоминеральн. комплексы, уч-ют в образов структуры почвы, а в них складыв. Благоприятн. водно-воздушн. режим и физич. св-ва. Гумус - регулятор углекислоты в почве - влияет на урожай. Оптим содержан углекислоты - 20%. Гумус служит источником Е многих физич и химич процессов почвы. Гумус - источник физиологич. активных в-в в почве, кот. явл. регуляторами роста и развит растен. Выполн. санитарн-защитн. ф-ции в почве. Способствует разложен пестицидов и ихвымыванию.
6. Гумосовые к-ты. В составе гумусовых в-в выдел: группа ГК, гр ФК, гумины. Св-ва ГК: не растворимы в воде, в минер и органич к-тах; хорошо растворимы в щелочах. Окраска ГК и гуматов тёмная. ГК накапливаются на месте образован. Это аккумулятор Е и элементов питания - самая ценная часть гумуса. Св-ва гуматов: гуматы одновалентных катионов (К, Nа) растворимы в воде; 2-х вал катионов (Са, Мg) не растворимы в воде, осядают в почве; 3-х вал кат (Fe, Al) образ органо-минер комплексы с глинистыми минералами, кот не растворимы в воде Гуматы обладают клеющей способностью и уч-ют в образован структуры почвы. Св-ва ФК: способны разрушать почвен минералы (выветривание); растворимы в воде, к-тах, щелочах; их производные - фульваты. Фульваты одновал кат- растворимы в воде; 2-х и 3-х вал кат - частично растворимы. Степень растворимости зависит от насыщенности комплекса металлом. ФК и фульваты имеют светлую окраску. Накоплен ФК и их производных хар-ны для подзолистых и дерново-подзолистых почв.
7. Услов. образован. гумуса. Кол-во и состав гумуса в различных видах почвы
Содержан. гумуса в % колеблется от 0,5-12 %. Это зависит от типа почв. А на пашне это зависит от степени окультуренности. Состав гумуса определяет отношение С ГК к С ФК. Дерново-подзол почвы имеют это отношение < 1 => состав гумуса - гуматно-фульватный (ГФ). Серые лесные = 1 -ФГ. Чернозёмы = 1,5-2 - Г. Ф-ры образован гумуса. 1. На накоплен гумуса влияет водно-воздушн режим почвы. В продолжительн ананаэробн услов гумус не накаплив, растит остатки не разлаг. и образ торф. В продолжит аэробн. услов. гумус не накаплив (усилив минерализация). Хим состав органич. остатков или опада. 1) Хвойный опад. даёт грубый гумус - кислый, т.к. разложение его идёт на поверхности почвы с участием грибов. Преоблад. ФК, очень много полуразложившихся остатков (дубильныев-ва). Гумус подвижный, не накаплив. 2) травянистый опад - наиболее хорош. Образ мелкий гумус с преобладан. ГК. Разложен ид1т быстро. Нейтральн р-ция ср, в нём много оснований, кот при разложен освобождаются и образ гуматы, кот не растворимы и накаплив. в почве. 2. Гранулометрич состав почвы. Больше всего гумуса накаплив. тонкие фракции почвы, кот содержатся больше в суглинистых почвах. В глинистых почвах отчасти создаются ананаэробн. условия. В песчан и супесчан. почвах быстро идёт минерализация. 3. Почвообразующ породы. Самые ценные - карбонатные породы (лёссы, лессовидные суглинки) - благоприятн. р-ция ср, высокая активность микроорганизмов, больше содержание катионов Са, Mg.
8. Почвенные коллоиды
Почва - полидисперстная ср. Происхожден коллоидов. 1. Дисперсионный путь - дробление более крупных частиц на мелкие - выветриван. 2. Конденсационный - укрупление мелких частиц - физич или хим соединен молекул или ионов - образован органич. коллоидов (протеин). Состав коллоидов. 1. В почве преоблад. мин коллоиды. Они представлены вторичн минерал (глинистые минералы (каолинит)), аморфными вторичн. гидрооксидами (Si - опал). 2. Органич. коллоиды - а почве представлены ФК и ГК, протеином, клетчаткой и др белковыми в-вами. Они менее устойчивы, чем минер, т.к. подвержены минерализац. 3. Органоминер коллоиды - комплексы органич и минер в-в - гуматы и фульваты. Строен почвен коллоидов. При взаимод коллоидов с водой возник электрич. силы и вокруг коллоидных частиц в растворе образ двойной электич слой, сост из противоположн. заряжен ионов. Н2SiО3 - диссоциация -> Н+ + НSiО3-. Ядро - сост из молекул данного в-ва (Н2SiО3). На поверхности ядра наход. слой молекул, способн. к диссоциации на ионы - ионно-генный слой. Отдиссоциированные ионы образ слои: 1. Непосредственно к ядру примыкает слой ионов, имеющих наибольшее хим. родство с ядром - потенциал определяющий слой, кот определ. знак заряда коллоида. 2. Далее располог 2 слоя противоионов: а) неподвижный; б) диффузный слой.
9. Коагуляция и пептизация почвенных коллоидов
Ядро сост из ионно-генного слоя, потенциал определяющего слоя, неподвижного и диффузного слоя. Разность потенциалов между неподвижным и диффузным слоем - тзетопотенциал. При увеличение диссоциации коллоидов тзетопотенциал ^ и коллоидн система будет наход в состоян золя. При малой диссоциации тзетопотенциал v, коллоидн частицы слипаются и система будет находится в состоянии геля (осадка). Наиболее благоприятно состояние геля. Переход коллоидной системы их золя в гель - коагуляция. Из геля в золь - пептизация. Причины коагуляции: 1. Изменение р-ции ср. Ацедоиды коагулируют в кислой, а базоиды в щелочной ср. 2. Воздействие электролитов (кислот, солей, щелочей), кот содержат катионы - коагуляторы. По коагулирующей способности катионы ставят в ряд: Al - Fe - Ca - Mg - K - NH4 - Na. 3. Взаимное притяжение противоположных коллоидов - ацедоидов и баллоидов. 4. Высушивание, замораживание почвы - потеря водной оболочки коллоида. Причины пептизации: 1. Вызывают растворами щелочей 2. водой. Полив щелочной водой ведёт к разрушению коллоидов.
10. Ацидоидные, базоидные, амфотерные коллоиды и их св-ва
По знаку заряда коллоиды раздел на 3 группы: 1. Ацедоиды - кислотоподобные - диссоциируют по типу к-ты и характерен - заряд. 2. Базоиды - диссоциир. по типу основания ,несут + заряд. 3. Амфолитоиды - могут менять знак заряда. В кислой среде они ведут себя как базоиды. В щелочной среде как ацедоиды. Для амфотерных коллоидов хар-но электронно-нейтральное положение. Для Fe (OH)3 рН = 7,1. для Al (OH)3 рН = 8,1. Это состояние, когда коллоид не заряжен - изоэлектрич. точка коллоида.
11. Почвенно-поглотительный комплекс
Поглотит способность зависит от почвенного поглотит комплекса. Основная часть ППК - почвенные коллоиды. Состав и величина почвенно-поглотит комплекса зависит от р-ции среды, а величина от содержан гумуса и гранулометрич. состава почвы. Наиболее способны поглощать почвы, в кот больше коллоидов - тяжелосуглинистые и высокогумусные. Физико-хим. или обменная поглотит способность - способность почвы поглощать и обменивать ионы почвен. р-ра на ионы твёрдой фазы; в основном обмениваются ионы диффузного слоя коллоидной мицеллы. Лучше изучено поглощен катионов. Поглощен катионов идёт тогда, когда в почвенно-поглотит. комплексе > ацедоидов. Для большинства почв хар-но именно катионное поглощен, т.к. в ней больше кремниевой к-ты, гумусовых к-т. Чем ^ катиона валентность, тем ^ способность поглощаться. В ряду с одинаков валентностью способность поглощаться ^ с возростан. атомного веса. Fe>Al>H>Ca>Mg>K>NH4 >Na. В почве ион Н присоедан водой и образ ион гидроксония - имеет очень большой радиус и активно водород поглощается. Одновременно с поглощением идёт вытеснен из почвенно-поглотит. комплекса катионов. Р-ция идёт в эквивалентном кол-ве; чем легче катион внедряется, тем труднее вытесняется. Скорость поглощен зависит от того, где располог поглощен катионы. Быстрее вытесняются катионы на внешн. поверхности, чем между слоями кристаллической рещётки.
12. Понятие о ёмкости поглощения. Сорбциооная ёмкость - кол-во всех в-в, кот может поглотить почва. В почве наход поглощён или обменные катионы, кот влияют на св-ва почвы. Поглотит способ хар-ся суммой всех поглощён катионов. Е=ЕКО (ёмкость катионного объёма) (мг/экв/100 гр почвы). Величина ёмкости зависит от: 1. Гранулометрич сост почвы. 2. Содержан гумуса. Чем >, тем > ёмкость поглощен. 3. Минералогич состава. Чем больше в кач-ве глинистых минералов монтмариланитовой группы, тем > ёмкость. Чем > ёмкость, тем > почва содержит элементов питан и выше буферность почвы (способность почвы противостоять изменен р-циям ср). состав поглощен катионов в различн почвах различен. гидролиз, в зависимости от состоян катионов, выдел почвы насыщен и ненасыщен основаниями. Сумма поглощен катионов - S - кол-во катионов, кот при выходе в р-р дают основания Са,Мg,К,NН4. (мг). Катионы Н и Аl обособлены и обознач Нг и Al. Са,Мg,К,NН4}S; Н,Аl} Нг. V - степень насыщенности почвы основаниями в % и рассчит по ф-ле. V=S/E·100%=S/S+Hr·100%
13. Влиян поглощённых катионов на агрономич св-ва почвы
1. Поглощен катионы - резерв питан для растен. 2. Влияют на р-цию ср почвы. 3. На физич св-ва и водно-возд режимы почвы. А) Если в составе ППК приоблад Mg, Са - они имеют нейтр рН, имеют хорош структуру. Са - ион структурообразователь. Здесь лучше водно-возд режим. Б) если есть Nа - р-ция ср щелочная, угнетает растения; Na - ион пептизатор, коллоиды в состоян золя и легко вымываются. Почва во влажном состоян бесструктурная, вязкая, в сухом сост образ глыбы. Неблагоприятн водно-возд режим и физич св-ва (солонцы). В) сли присутствуют Н и Аl - кислые почвы, мало гумуса. Они бесструктурные, после высыхания образ корка, неблагоприятн водно-возд режим.
14. Поглотит способность
Поглотит способность почвы - способность почвы поглощать и удерживать в порах горизонтах, в порах микроагригатов и на повехности отдельных высокодисперстных частиц: газы, жидкости, молекулы, ионы или частицы др коллоидов. Поглотит способность зависит от почвенного поглотит комплекса. Состав и величина почвенно-поглотит комплекса зависит от р-ции среды, а величина от содержан гумуса и гранулометрич состава почвы. Наиболее способны поглощать почвы, в кот. больше коллоидов - тяжелосуглинистые и высокогумусные. 5 видов поглотит способн:. 1. Механич - способность почвы поглощать и удержив частицы крупнее, чем система пор. 2. Физич - изменение концентрации молекул растворенного в-ва на поверхности коллоидов. А) концентрац в-ва на поверхности частиц ^ - положительная сорбция - поглощен. идёт (сорбция газов, органич соединен, воды, пестицидов). Б) если концентрац в-ва на поверхности частиц v, чем в р-ре - отрицат сорбция - поглощен. не идёт (хлориды, нитраты) - они вымываются. 3. Химич - хемосорбция - образован труднорастворим соединен при взаимод отдельн компонентов почвенного р-ра. 4. Биологич - связана с жизнедеят микроорган и растен. Поглощая элементы питан. жив орган образ органич. в-ва. 5. Физико-хим. или обменная поглотит способность - способность почвы поглощать и обменивать ионы почвен. р-ра на ионы твёрдой фазы; в основном обмениваются ионы диффузного слоя коллоидной мицеллы. Лучше изучено поглощен. катионов. Поглощен. катионов идёт тогда, когда в почвенно-поглотит. комплексе > ацедоидов. Для большинства почв хар-но именно катионное поглощен, т.к. в ней больше кремниевой к-ты, гумусовых к-т. Чем ^ катиона валентность, тем ^ способность поглощаться. В ряду с одинаков валентностью способность поглощаться ^ с возростан. атомного веса. Fe>Al>H>Ca>Mg>K>NH4 >Na. В почве ион Н присоедан. водой и образ ион гидроксония - имеет очень большой радиус и активно водород поглощается. Одновременно с поглощением идёт вытеснен из почвенно-поглотит. комплекса катионов. Р-ция идёт в эквивалентном кол-ве; чем легче катион внедряется, тем труднее вытесняется. Скорость поглощен зависит от того, где располог. поглощен катионы. Быстрее вытесняются катионы на внешн. поверхности, чем между слоями кристаллической рещётки. Влияние состава поглощен катионов на св-ва почвы. 1. Поглощен катионы - резерв питан. для растен. 2. Влияют на р-цию ср почвы. 3. На физич св-ва и водно-возд режимы почвы. А) Если в составе ППК приоблад Mg, Са - они имеют нейтр рН, имеют хорош структуру. Са - ион структурообразователь. Здесь лучше водно-возд режим. Б) если есть Nа - р-ция ср щелочная, угнетает растения; Na - ион пептизатор, коллоиды в состоян золя и легко вымываются. Почва во влажном состоян бесструктурная, вязкая, в сухом сост образ глыбы. Неблагоприятн водно-возд режим и физич св-ва (солонцы). В) сли присутствуют Н и Аl - кислые почвы, мало гумуса. Они бесструктурные, после высыхания образ корка, неблагоприятн водно-возд режим.
15. Почвенная кислотность. Происхождение
1. На образован кислых почв влияют бескарбонатные почвы ледников и безледников происхожден. 2. Климат: развивается при услов проливного типа водного режима, когда коэф увлажнен > 1. (обедняется Са и Мg). 3. Растительность: усилению кислотности способствуют хвойные леса и мох спагнум, т.к. их опад беден основаниями. 4. Подзолистый процесс почвообразования усиливает подкисление почвы, т.к. при нём идёт вымывание и разрушен коллоидов. 5. С/х деятельность чел: нарушение МБК, применение физиологич кислых удобрений. Виды кислотности. Кислотность связана в почве с наличием в почвенном р-ре или ППК ионов Н и Аl. 1. Актуальная - кислотность почвенного р-ра связана с ионами Н в этом р-ре. Н связан с появлен к-т, но они слабые минеральные или органические (продукты жизнедеят микроорган). Эта кислотность не вреда для растен. 2. Потенциальная - обусловлена наличием ионов Н и Аl в ППК, для их обнаружен использ соли: А) обменная - проявляется при д-вии на почву нейтр солями (КСl).Обменная вредна для растен, т.к. появляется сильная к-та (НСl), кроме этого в сильнокислых почвах основание (Аl(ОН)3) - подвижно Аl может обволакивать корневые волоски растений и всасывающие способности v. Б) гидролитическая - проявляется при л-вии на почву гидролит щелочной соли. Менее вредна, т.к. к-та слабая, но она большей обменной к-ты: в рез-те подщелачивания водного р-ра из ППК больше вытесняется ионов Н. по этой кислотности рассчит доза - му-экв-100 гр. почвы при титровании. Сильнокислые почвы - верховые торфянники. Кислые - подзолистые, краснозёмы. Нейтральн. - чернозёмы. Для большинства культур норма рН=6-7. Для улучшения кислых почв служит известкование, в его составе лежит обменная кислотность. Для точной потребности почв в известкован необходимо знать рН обменную: меньше 4,5 - сильнокислые; 4,6-5 - кислые-нуждаются; 5,1-5,5 - слабо-кислые - средненуждаются; 5,6 -6,0 - не кислые - слабо нуждаются; 6,0 - близкие к нейтральным - не нуждаются.
16. Известкование
Для улучшения кислых почв служит извескование, в его составе лежит обменная кислотность. Для точной потребности почв в известкован необходимо знать рН обменную: меньше 4,5 - сильнокислые; 4,6-5 - кислые-нуждаются; 5,1-5,5 - слабо-кислые - средненуждаются; 5,6 -6,0 - не кислые - слабо нуждаются; 6,0 - близкие к нейтральным - не нуждаются. По гидролитич. кислотности рассчит. дозу извести СаСО3 = Нr ·а т/га. Влияние извести на плодородие. 1. Нейтрализ. орган к-ты, устран кислотность. 2. Измен состав ППК, в нём Н и Аl заменяются на К и Мg, ^ сумма поглощен основан и насыщенность почвы основан. 3. Улучшаются услов. для гумификац. и образован структуры почвы, водно-возд и тепловой режимы, азотное пит, т.к. ^ кол-во и активность микроорган. 4. При известковании, когда вносится Са, труднорастворим. фосфаты Аl и Fe переходят в фосфаты Са, кот лучше доступны растен. 5. Возростает эффективность физиологич. кислых удобрений. Использ: тв породы известняка, мела, отходы промышленности (сланцевые золы).
17. Гранулометрич состав
Частицы разного размера - механич эл-ты почвы. Всё, что больше 1 мм - это составл. скелет почвы (хрящ). Он сост. из обломков магматич. и метаморфозн. пород и первичн. минералов. Это не активн. часть почвы. Частицы размером меньше 1 мм - мелкозём: 1. Песчаная фракция (частицы от1-0,05мм). Сост. из первичн. минерал, обладает высокой водопроницаемостью. Наличие в почве способствует быстрому износу орудий труда. Почвы, содержащие много песка, облад. низким плодород. 2. Пылеватая (от 0,05-0,001 мм) сост. из первичн. минералов - крупная пыль, средняя и мелкая - вторичн. минер. Содержан пылеватых частиц способствуетлипкости, заплыванию почвы и трещиноватости. 3. Илистая (<0,001). Сост. из вторичн. минер. Это самая активная часть почвы. Обладает высокой поглотит способностью и способствует накоплен гумуса. Мелкозём раздел на физич песок (частицы 1-0,01мм. Сост. из песка мелкого, среднего, крупного и пыли крупной) и физич. глину (частица < 0,01мм. Сост. из пыли средней, мелкой, ила, коллоидов). В основу классификац почв по гранулометрич. сост. положено соотношен. в ней в процентах физич. песка и физич. глины.1. Пески (0-10% глины, 90-100 песка). 2. Супеси (10-20, 90-80). 3. Лёгкие суглинки (20-30,70-80). 4. Средние суглинки (30-40,60-70). 5. Тяжёлосуглинист (40-50,50-60). 6. Глины (>50,<50). Чем > физик глины, тем тяжелее почва. В тяжёл почвах в одной и той же почвенной зоне накаплив. воды, элем пит и гумуса, по сравнен с лёгкими почвами. Но эти почвы весной медленно прогрев и долго высыхают и счит. холодными почвами. Они требуют больших усилий при обработки. Лёгкие почвы часто содерж. мало влаги, но эти почвы весной быстро прогрев и высых. и считаются тёплыми. Для каждой почвен. зоне есть свой оптимальн. для раст. гранулометрич. сост. В нашей зоне (дерново-подзолит) - срений суглинок с содержан глины 35%. В чернозёмн почве - тяжёл суглинки - 50%, т.к. недостаток влаги. Глинистый гранулометрич. Сост. не оптимален ни в какой зоне.
18. Физичесике, физико-механ св-ва почвы
К общим физич. св-вам относ плотность почвы, плотность твёрдой фазы и пористость. Физ св-ва почвы: плотность твердой фазы-отношение массы тврдой. фазы почвы к массе воды в том же объеме при 4 гр. Опр-ся соотношением в почве орг. и минер компонентов(орг. в-ва 0,2-1,4,минер -2,1-5,18, минер горизонты-2,4-2,65, торф горизонты- 1,4-1,8г см 3.) Плотность-масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естеств. сложении. Зависит от минер и мех сост. и структуры, содерж. орг. в-ва (если много, то плотн. низкая.). На нее влияет обработка. Оптим=1-1,2 Пористость - суммарный объем всех пор между частицами ТВ фазы.(%) Зависит от мех. сос. структурности деятельности почвы фауны, содерж. орг. в-ва, обработки. Некапилярные поры - водопрониц, воздухообмен. Капилярное - водоудерж сп. Нужно капиллярная - много, а пористость аэрации 15 в минер. и 30-40-в торф. почвах. Оптим некапил-55-65(ниже=хуже воздухообмен.Физ мех св. Пластичность - сп. почвы изменять форму и сохранять ее. Зависит от ГМС влажности, содерж. гумуса (если много, то хуже), содерж. Na (много-лучше). Липкость - св. влажной почвы прилипать к др. телам. Зависит от мех сост. и ГМС, влажности, обмен Na и гумуса. Физ. спелость-почва крошится на комки ,не прилипая к орудию. Биоспелость - когда развиваются биопроц-ы(рост семян деят. микр-ов).Набухание - увелич. объема почвы при увл. Зависит от погл. СП и минер сост. (монтмориланит=лучше, каолинит - хуже, Na (с ним лучше). Усадка-сокращение объема почвы при высыхании, зависит от погл способн, Na,минер сост. Связность-сп сопротивляться внешн усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы Зависит от минер и мех. сост., структуры, гумуса - хуже, влажности и использ., ГМС (тяжелые лучше), Na-лучше. Удельное сопротивление-усилие, затрач. на обработку почвы. Зависит от плотности, влажности, связности и ГМС.
19. Структура почвы
Способность почвы распадаться на агрегаты наз. структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава наз. почвенной структурой. Качественная оценка структуры определяется ее размером, пористостью, механической прочностью и водопрочностью. Наиболее агрономически ценны макроагрегаты размером 0,25-10 мм, обладающие высокой пористостью (%), механической прочностью. Структурной считается почва, содержащая более 55 % водопрочных агрегатов размером 0,25-10 мм. Устойчивость структуры к механическому воздействию и способность не разрушаться при увлажнении определяют сохранение почвой благоприятного сложения при многократных обработках и увлажнении. Агрономическое значение структуры заключается в том, что она оказывает положительное влияние на: физич. св-ва - пористость, плотность сложения; водный, воздуш., тепловой, окислительно-восстановит, микробиологический и питат. режимы; физико-механич. св-ва - связность, удельное сопротивление про обработке, коркообразование; противоэрозионную устойчивость почв. На почвах одного типа, одной генетической разности и в сходных агротехнических условиях структурная почва всегда хар-ся более благоприятными для с/х культур показателями, нежели бесструктурнная или малоструктурная. Образование. В формировании макроструктуры почвы различать 2 процесса: механическое разделение почвы на агрегаты и образование прочных, не размываемых в воде отдельностей. Они протекают под воздействием физико-механ., физико-хим., хим. и биологич. факторов структурообразования. Физико-механ. факторы обусловливают процесс крошения почвенной массы под влиянием изменяющегося давления или механич. воздействия. К действию этих факторов может быть отнесено разделение почвы на комки в рез-те изменения при переменном высушивании и увлажнении, замерзан. и оттаивании воды в ней. Большое влияние на формирование почвенной структуры оказывает обработка почвы с/х орудиями. Важная роль в структурообразовании принадлежит физико-хим. факторам - коагуляции и цементирующему воздействию почвенных коллоидов. Водопрочность приобретается в рез-те скрепления механических элементов и микроагрегатов коллоидными вещ-вами. Но чтобы отдельности, скрепленные коллоидами, не расплывались от действия воды, коллоиды должны быть необратимо скоагулированы. Такими коагуляторами в почвах являются двух- и трехвалентные катионы Са, Мg, Fе, Аl. Определенное склеивающее и цементирующее воздействие на почвенные комочки могут оказывать хим. факторы - образование различн. труднорастворимых хим. соединений, кот при пропитывании агрегатов почвы цементируют их, а также могут агрегатировать и раздельно-частичные механич. элементы. Основная роль в структурообразовании принадлежит биологич. факторам, т. е. растительности, организмам. растит. механич. уплотняет почву и разделяет ее на комки, самое главное, участвует в образовании гумуса. Деятельность червей в оструктуривании давно известна. Частички почвы, проходя через кишечный тракт червей, уплотняются и выбрасываются в виде небольших комочков - капролитов - высокая водопрочность.
20. Виды воды в почве
1. Химич-связан. вода. Вход в состав различн. в-в или кристаллов - гипс, опал. Растен она доступна и удаляется при очень высокой t. 2. Сорбирован. влага (гигроскопич). Почвен. части несут заряд и имеют не насыщен поверхность. Молекулы воды ориентированы вокруг этих не насыщенных частиц и эти слои могут состоять из 2-3 молек. Эта влага микроскопична. Её содержан зависит от содержан водян. паров в атмосферном возд. Ве6личина этой влаги зависит от а) гранулометрич состава (чем >, тем >); б) содержан гумуса не доступна растен, т.к. прочно связана с минер частью почвы и имеет св-во твёрдого тела. 3. Плёночная влага. При max гигроскопичности силы поверхностного натяжения полностью не насящаются. Если почву привести в соприкосновен с жидкой влагой, то она дополнит - поглотит какую-то часть воды - плёночная вода. Она может передвигаться от частиц, где величина плёнки >, к частицам, где <. Доступна частично. 4. Каппилярная влага - наход. в очень тонких порах почвы. Удерживается за счёт минесковых. сил. Она явл. осн. источником водного питан. растен. Разновидн каппиллярн влаги. - капиллярно-подпёртая - от уровня грунтов вод-я влага подним. вверх. Высота поднятия - капиллярная кайма - в суглинках - 3-6 м. - каппилярно-подвешенная - не имеет связи с грунтов водами и возник при нисходящ дв-ии воды за счёт выпаден. осадков. - капиллярно-разобщённая (стыковая) - хар-на для лёгких почв. Наход. на стыке частиц и растен. Использ. её если корешок попадает в эту зону. 5. Гравитационная влага. - она свободно передвигается в крупных порах под действ силы тяжести. Легко переходит в др. видф. влаги. Не доступна растен. 6. Твёрдая влага (лёд) - не доступна растен., но при оптим. влажности замерзания, оттаивания почв, способств. образован структуры почв. 7. Парообразн влага наход. во всех порах почвы свободных от жидкой и твёрдой воды. Образ при испарен всех форм влаги. В виде пара не доступна, но после конденсации доступна.
21. Водные св-ва почв. - водоподъёмн и водоудержив способн, водопроницаемость. Водоподъёмн. способн. - способн почвы поднимать воду по каппилярам за счёт менисковых сил. Высота подъёма капил влаги может быть выражена ф-лой Жюрена. H = 0,15/r чем > капил, тем.> высота подъёма. Самой>h капил. подъёма - суглинки - 6 м. в песках и супесях -в 3-5 раз<. Скорость подъёма воды будет у песчанных и супесчанных почвах. Водопроницаемость - способн. почвы передвигать воду под д-ем силы тяжести по крупным порам. В поцессе водопрониц. различ. 2 этапа: 1. Насыщение почвой влагой. 2. Фильтрация - перемещен. воды вниз. Водопрон. зависит от 1. Гранулометрич. состава почвы (чем легче почва, тем быстрее). 2. Структуры почвы (комочки пропускают воду лучше. 3. Состава ППК (наличие Na, v водопрон.). 4. От сложения почвы. Водоудержив. способность. - зависит от массы почвы. Почвенные гидрологические постоянные. МАВ - максимальная адсорбционная влагоёмкость - наибольшее кол-во воды, прочно связанное и удерживаемое силами сорбции. МГ - максимальная гигроскопичность - характеризует предельно высокое кол-во парообразной воды, кот. может быть поглощено и удержано почвой. ВЗ - влажность устойчивого завядания - влажность, при кот растения начинают обнаруживать признаки завядания, не исчезающие при перемещении этих растений в атмосферу, насыщенную водными парами нижний предел доступной растениями влаги. ВЗ = 1,3 - 1,4 · МГ. НВ - наименьшая влагоёмкость (предельнополевая влагоёмкость) - наибольшее кол-во капиллярно подвешенной влаги. Она соответствует верхнему пределу доступной растениями влаги и используется при расчёте полевых норм. ПВ - полная влагоёмкость - соответствует пористости почв, т.е. почва вмещает воду всем своим объёмом.
22. Водный режим в почве
Это совокупность поступления, передвижения, удержания, расходования влаги в почве: 1) грунтовый сток. 2) поверхностный сток и снос снега. 3) испарение почвой. 4) испарение растениями. Он зависит от коэффициента увлажнения (Кувл) - отношение кол-ва выпавших осадков к испарению. Кувл = осадки: испарение. Типы. 1) промывной: Кувл > 1 - осадки постоянно промачивают толщу почв до грунтовых вод. Это характерно для таёжно-лесной зоны, где формируются подзолистые и дерново-подзолистые почвы; для зоны влажных субтропиков и тропиков, где формируются краснозёмы. 2) Периодически промывной: Кувл ? 1 - промачив. почв до грунтовых вод происходит периодически, когда кол-во осадков > испарения. Хар-но для лесостепной зоны, где формир. серо-лесные почвы. 3) непромывной: Кувл < 1 - влага осадков распредел только в верхнем гориз. и никогда не достиг грунтов вод. Для степной зоны, где формир. чернозёмы. 4) выпадной: Кувл ? 0.4-0.5 - испаряемость > кол-ва осадков, происход. восходящее движение воды, а вместе с ней и солей. Каштановые почвы. 5) мерзлотный тип - хар-ен для районов вечной мерзлоты. Летом почва оттаивает на 50-60 см, ниже лежит мерзлота, кот служит водоупорным слоем. Происходит глеевый процесс (заболачивание). 6) ирригационный тип - создаётся искусственно при поливе, при этом почва периодически подвергается промачиванию.
23. Хим состав. Si - вход в сост. кварца, селиката, алюмоселиката. В рез-те почвообразован кремний переход в р-р в ф-ме анионов орто. и метокремниевых к-т (SiO4, SiO2). Al - в составе первичн. и вторичн. минер, в ф-ме алюмо-железо гумусов комплексе, в кислых почвах наход в поглощённом состоян. в ППК, при очень кислой ср. он в виде ионов Al(ОН)2 , AlОН появл в почвенном р-ре. Они не нужны растен. Fe - необходим для образован хлорофилла. В составе вторичн и первичн минер, в виде простых солей, алюмо-железо гумусов комплексе, в поглощённом состоян в ППК; при рН<3 ионы появл в р-ре. На нейтр. и щелочн. почвах растен. могут испытыв недостат. Са, Мg - Мg вход в сост. хлорофилла. Большое значен в создании для растен благоприятн .физич , физико-хим, биолог св-в почвы. В почве они наход. в кристалл решетке минерал, в виде простых солей в почвен. р-ре, в обменно-поглощённом состоян. в ППК. Са среди поглащён. катионов - первое место. Мg - второе. Растен. в этих ионах не испытыв. недостатка, но многие почвы нуждаются в известковании и гипсовании с целью улучшения их св-в.
24. Содержание и формы калия
К - осуществляет важный физиологич. ф-ции растен, потребл. в больших кол-вах, особенно калия-любимыми культурами (картофель). Валовое содержан К в почвах зависит от гранулометрич. состава и в тяжёлых почвах доходит до 2-2,4%. Значит часть К вход в состав кристалл рещётки вторичн. и первичн. минер - не доступен. К наход. в органич. соединен, кот доступны после минерализац. К в виде простых солей в почвенном р-ре - соли в первую очередь употребляются. Обменный К содержится в поглощён состоянии. S - вход в состав в-в эфирных масел, потребности в ней не большие. Биологич. аккумуляция S в верхних горизонтах зависит от услов почвообразован. Валов содержан S колеблится на 2 порядка 0,001 - 2%. S наход. в сост. сульфатов, сульфитов и органич. в-ва. Сульфаты К,Na,Mg хорошо растворимы в воде и наход. в почвенном р-ре. Анион SО4 слабопоглощается почвой. Накаплив. в засушливом климате. N - вход в сост. всех белков в-в. Содержится в хлорофилле, нуклеинов к-тах и др. органич. в-вах. Основная m N сосредоточено в органич. в-ве и его содержан зависит от содержан гумуса. N?1/40-1/20 часть гумуса. Растен. он доступен в форме иона аммония, кот содержится в ППК и в р-ре. NО3 наход. в почвен р-ре, не поглощается, легко вымывается. P - вход в сост органич. Соед. в растен. Валовое содержан его 0,05-0,2% в дерново-подзолист почве; 0,35-0,5% в чернозёме. В почве после минерализац. доступен растен. Содержан с составе минералов в виде солей (Са, Mg). В кислых почвах много фосфатов Al4,Fe, кот т/ж не доступны растен. Небольшая часть может содержаться в виде фосфат анионов в ППК.
25. Основные морфологические св-ва почвы. - св-ва, кот можно определ. визуально или с помощью простых инструментов. 1. Мощность почвенного профиля - толщина почвы, затронутая почвообразованием. Зависит от климата. 2. Наличие и мощность генетич. горизонтов. Генетические горизонты имеют буквенные обозначен. А0 - органно-генный горизонт. А1 - гумусоаккумулятивный. А2 - эллювиальн. или подзолистый. В - иллювиальный - в почвах, где наблюд. вымывание; переходный - в почвах, где перемещен в-в сверху вниз нет. С - материнская порода. Д - подстилающая порода. Если почва переувлажнена, то выдел G - глеевый горизонт.
26. Сущность подзолообразоват проц-са
В чистом виде подзолистый процесс протекает под пологом хвойного леса, т.е. там нет травянистых растений. Опад. наземный кислый, он богат восками, дубильными в-вами, смолами. Это трудноразлагаемые и труднорастворим. соед-ния. Опад беден N, основаниями. Деят-сть бактерий подавлена. На бактерии токсично действ дубильные в-ва. Опад. разлагается грибами. Процесс разложения медленный => образ-ся органич. к-ты. Преобладают ФК и образ-ся ряд низкомолекулярн. к-т. Они перемещ-ся вниз и взаимод-ют с минер-ной частью почвы. При минерализации образ-ся мало оснований => не происходит нейтрализация к-т => они разруш-ют различн соед-ния. В рез-те промывного типа водного режима из верхней части почвы удалятся все легкорастворим соли в виде фульватов К, NH4 и др. ФК разруш-ют первичн. и вторичн. минералы почвы, ил и коллоиды => они вымываются. Происходит вымывание Al, Fe в виде комплексных сложных соед-ний. Устойчивыми к разруш-ю явл-ся минералы и группы кремнезёма, кот остаются и не вымываются.
27. Сущность дернового проц-са
В таёжно-лесной зоне развит дерновый пр-сс почвообразования. В сочетании с подзолистым формир-ся дерново-подзолистые почвы. Главная роль - растит-сть, из-за неё в почве гумус, пит в-ва, водопроницаемая стр-ра. Рез-тат - гумусоаккум. горизонт - А1. Активно под луговой и лугостепной растит-стью в таёжно-лесной зоне - суходольн. и пойменные луга и редким лесом с травой. Особенности травянистых растений. Ей присущ интенсивный МБК. Опад богат N, основаниями => МБК с N, Mg, Ca. Существенная роль - корнев сист. Корневые волоски постоянно отмирают и нарастают. В зоне развит. корней созд-ся усл., где энергично идут биопроц-сы. Корни разлагаются в тесном контакте с минералами (благоприятствует гумификации и закреплению в-в). Степень развития проц-сов неодинакова и зав от влажности, t (25-30), наличия травянистого опада, аэробного проц-са. Если анаэробный, то идёт консервация и образование торфа. В таёжно-лесной зоне под хорошей растит-стью 1) А1 развит слабо - из-за противостояния дернового и подзолистого проц-сов. 2) органич остатки, выросшие на безкарбонатных почвах, бедны N и основаниями. Поэтому кислые продукты слабо нейтрализ-ся основаниями. Они усиливают оподзоливание.
28. Дерново-подзолист почвы
Тип водного режима - промывной, коэф. увлажнен >1. Растит - под воздействием кот формир. почва: смешанные леса и луговая растит. Хар-р материнских пород: бескарбонатные ледникового и водно-ледникового происхожден. Почвообразоват. процессы: подзолист и дерновый. Классификац почв по степени оподзоленности: сплошной подзолистый горизонт отсутств. в дерново-слабоподзолист; дерново-среднеподзолистые М=20 см (А2); дерново-сильноподзолистые = 20-30; дерново-глубокоподзол = >30. Строен профиля: А0 - лесная подстилка (3-5см); А1 - гумуса - элювиальн горизонт (15-20 см); А2 - подзолистый; А2В - переходный горизонт; В - иллювиальный; С - порода. Новообразование: ортшнейновые зёрна, ортзандовые прослойки, натёки органич. в-ва в В горизонт. Содержан гумуса. Его состав, хар-р, кол-во изменяются по профилю: в целинных почвах: 2-3%-4-6%. В пахотных почвах:1,5-2%. Состав фульватный или гуматно-фульватный. Состав поглощённых катионов: Н,Al,Ca,Mg. Р-ция среды кислая и сильно кислая по всему профилю.
29. Пути повышен плодород
Дерново-подзол почвы имеют ряд не благоприятн св-в: кислые; содержат мало эл-тов питан; гумуса. Систама, направленная на улучшен этих признаков - акультуривание. Высоко акультурен почвы должны иметь: - мощность пахового гориз не< 25 см для зернов и не < 35 для овощных; - они должны содержать не < 2,5% гумуса для полев севооборотов и не < 3,5% для овощных; - иметь слабокисл, нейтр р-цию ср; высокую насыщенность основаниями и содержан подвижн. ф-м Р и К выше среднего. Поэтому: 1. Известкование. 2. Припашка подзолистого горизонта с одновременным внесен органич. удобрен. 3. Внесен. аз ...........
Страницы: [1] | 2 |
|
