Шпаргалка по "Астрономии"

 

47.Водный раствор, окислительно-востановительный режим

 

 

Поступающие На поверхность почвы дождевые осадки приносят значительные Количества растворенного кислорода. Кислород поступает и в процессе газообмена. Верхние слои почвы богаты жизнью, что приводит к потреблению значительных количеств кислорода, поэтому Просачивающиеся через эти горизонты растворы обедняются кислородом. На известной глубине просачивающийся раствор и проникающий воздух настолько обедняются кислородом, что теряют окисляющую способность. Эту глубину предложено называть окислительно-восстановительной границей. Выше ее преобладают процессы окисления, ниже - восстановления.

Почвенные колоиды

Еще задолго до возникновения науки о почве было обнаружено, что при фильтровании морской воды через почву вода теряет свой горько-соленый вкус, т.е. опресняется. Следовательно, почва обладает способностью поглощать из морской воды соединения, придающие воде горько-соленый вкус. В дальнейшем было выяснено, что почва поглощает не всю соль, а лишь основания солей. Это свойство почвы, названное поглотительной способностью, стало предметом всестороннего исследования.

Поглощение и обмен оснований

Особенно большой вклад в изучение поглотительной способности почв внес русский ученый акад. К. К. Гедройц. Он не только установил многие важные закономерности поглощения и обмена, но и показал агрономическое значение поглотительной способности почв, ее влияние на плодородие почв. Главнейшие выводы из этих работ следующие.

Если обработать почву раствором соли, например раствором хлористого аммония, а затем исследовать состав раствора, то в нем, кроме хлористого аммония, будет обнаружено некоторое количество хлористого кальция (и магния). Анализ покажет, что-содержание хлор-ионов не изменилось, а содержание ионов аммония уменьшилось в количестве, эквивалентном переходу в раствор кальция и магния. Произошел обмен основаниями между почвой и раствором соли. Реакция обмена протекает моментально.

Повторные обработки той же навески почвы новыми порциями раствора хлористого аммония показывают, что каждая последующая обработка вытесняет все меньшее и меньшее количество кальция.

Общее количество кальция (а равным образом и других оснований), вытесняемого солевым раствором из почвы, составляет лишь часть от валового их содержания. Так, в одном образце чернозема валовое содержание кальция составляло 1,76%, а в обменном состоянии - 1,19%. Следовательно, к реакциям обмена способен не весь кальций почвы, а только ионы кальция (и других оснований), расположенные на поверхности частиц почвы. Основания, заключенные внутри частиц, в обмене не участвуют.

48.Баланс воды в почве.

Важной характеристикой водного режима почв является водный баланс, отражающий изменение запасов влаги в почвенном профиле за определенный промежуток времени на основе изучения всех видов поступления и расходования жидкой влаги для заданного слоя почвы.

Водный баланс измеряется в мм, м3/с или л/(с • м2). Для характеристики соотношения расхода и прихода влаги используется общее уравнение водного баланса:

WT=W0 + пB — Рв,

где WT — запас влаги в почвенной толще на конец изучаемого периода; W0 — начальный запас влаги на период расчета водного баланса; Пв — поступление влаги в почвенную толщу; Рв — расход почвенной влаги.

Поступление влаги в почвенную толщу (Пв) вычисляется по уравнению:

пв = Оос + К + Вп + Ввп + вга, где Оос — сумма осадков на расчетный период; К — конденсация влаги; Вп — поверхностный приток; Ввп — внутрипочвенный приток; Вга — поступление влаги в почву из грунтовых вод (капиллярный подъем влаги).

Расход почвенной влаги (Рв) вычисляется по уравнению:

Рв = Ис + Д + Сп + Свп + Срр,

где Ис — физическое испарение; Д — десукция растениями; Сп — поверхностный сток; Свп — внутрипочвенный сток; — грунтовый сток.

Водный баланс обычно составляется для декады, месяца, вегетационного периода, года. Изучение элементов водного баланса дает представление о закономерностях формирования водного режима почв.

Обменные процессы в почвах, связанные с их водным режимом, протекают в едином гидрологическом поле в пределах речных бассейнов. Водосбор любого водотока или водоема — это целостно функционирующая географическая система, управляющая стоком поверхностных, внутрипочвенных и грунтовых вод, а, следовательно, водным балансом почв. Внутрипочвенное перераспределение влаги имеет большое значение в формировании водного режима почв и их лесорастительных свойств.

Показана связь между характером сетки линий стекания внутрипочвенных вод и почвенным покровом. На формах рельефа с расходящимися в плане линиями стекания внутрипочвенных вод распространены зональные почвы нормального увлажнения, в местах схождения линий стекания развиваются гидроморфные почвы с разной степенью увлажненности.

По различиям в характере водообмена и его интенсивности в границах водосбора выделяются три закономерно расположенные относительно водотоков зоны водообмена: прирусловая (периодически заливаемая дождевыми водами или водами от снеготаяния), интенсивного водообмена (область максимального дренирования с оптимальными условиями для роста древостоя) и приводораздельная (часто зона близкого от земной поверхности стояния грунтовых вод) — зона слабого водообмена. В разных природных зонах на водосборах наблюдаются пространственно однотипные закономерные изменения в общем характере водного режима почв.

49.Почвенный  воздух

Почвенный воздух существенно отличается от атмосферного прежде всего меньшим содержанием кислорода (17—20%) и большим — углекислого газа (0,1—1,0%). При внесении свежих органических удобрений содержание углекислого газа повышается до 2, а иногда до 9—12 процентов.

Особенно много кислорода требуется для дыхания прорастающих семян. При отсутствии газообмена с атмосферой почвенный кислород может быть израсходован в течение двух суток. Максимальная потребность в нем растений приходится на период цветения.

На недостаток кислорода в почвенном воздухе растения реагируют по-разному. Например, зерновые (особенно кукуруза) менее чувствительны к недостатку кислорода в почвенном воздухе, чем бобовые. Большую потребность в нем испытывают горчица, лен и другие растения.

Один из важнейших почвенных микробиологических процессов — нитрификация — протекает только при свободном доступе кислорода. В первые, дни после рыхления почвы количество нитратов в ней иногда увеличивается в 5—10 раз по сравнению с количеством их до обработки. Клубеньковые бактерии, живущие на корнях бобовых, а также свободно живущие азотфиксирующие микроорганизмы (азотобактер и др.) действуют лишь при свободном доступе кислорода.

В результате биологических процессов, протекающих в почве, резко увеличивается содержание углекислого газа и уменьшается количество кислорода в почвенном воздухе. Поэтому необходим постоянный газообмен между почвенным и атмосферным воздухом, который зависит от воздухоемкости и степени аэрации почвы.

Возрастание концентрации углекислого газа в почвенном воздухе отрицательно влияет на жизнь растений, а увеличение его в приземном слое атмосферы улучшает их углеродное питание. Если в почвенном воздухе содержится 1 % и больше углекислого газа, растения проявляют признаки отравления, тогда как повышение его концентрации в приземном слое воздуха сопровождается повышением урожая.

Газообмен между почвенным и атмосферным воздухом совершается под влиянием многих причин, из которых наибольшее значение имеют: диффузия газов, колебание атмосферного давления; суточное изменение температуры: ночью (при охлаждении почвы) объем тазов в ней уменьшается и засасывается атмосферный воздух, происходит «вдох», а днем при нагревании газы в ней расширяются и выходят в атмосферу, происходит «выдох», что получило название «суточного дыхания почвы»; ветер, изменение влажности почвы, наличие или отсутствие растительного покрова, степень уплотнения почвы, наличие корки на ее поверхности.

Улучшению состава почвенного воздуха способствуют следующие мероприятия: соблюдение правильных севооборотов, рациональная обработка почвы, обогащение ее органическим веществом, внесение извести на кислых и гипса — на солонцеватых почвах, дренаж, грядковые, гребневые посевы и посадки и др.

Воздушный режим находится в тесной связи с водным режимом почвы. Поэтому его регулирование влечет за собой и изменение воздушного режима почвы.

50.Буферная способность  почвы 

Буферность — это способность почв противостоять резким изменениям активной реакции почвенного раствора при введении в них физиологически кислых или щелочных солей, кислот и щелочей.(Способность почвы противостоять повышению кислотности зависит прежде всего от наличия в ней избытка карбонатов кальция и других металлов. Внесенные в такие почвы кислые соединения будут нейтрализованы карбонатами, и реакция почвенного раствора не изменится или изменится очень незначительно. Поэтому карбонатные почвы всегда обладают весьма высокой буферностью в отношении кислот.)

Буферная способность почвы в основном зависит от содержания и состава обменных катионов в почвенном поглощающем комплексе. Чем больше емкость поглощения почвы, тем выше ее буферность. Против подкисления буферное действие оказывают поглощенные основания (Са, Мg и др.). Если в почве, насыщенной основаниями, появляется кислота, то ионы водорода кислоты обмениваются с катионами поглощающего комплекса (водород переходит в поглощенное состояние, а в растворе образуется нейтральная соль) и реакция почвенного раствора изменяется мало. 
Чем больше гидролитическая кислотность почвы, тем больше буферное действие против изменения реакции в сторону подщелачивания, но почвы, слабо насыщенные основаниями, малобуферны против подкисления, так как образующиеся в них кислоты не будут полностью нейтрализоваться основаниями.  
Способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора имеет большое значение при внесении минеральных удобрений. На почвах, обладающих низкой буферностью (песчаных и супесчаных, многих дерново-подзолистых, бедных гумусом), при внесении кислых удобрений возможны резкие сдвиги реакции, которые могут оказать неблагоприятное влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов. На тяжелых и богатых гумусом почвах, обладающих высокой емкостью поглощения и значительным буферным действием, реакция раствора смещается слабо даже при систематическом внесении высоких норм кислых или щелочных минеральных удобрений. Против подкисления раствора особенно устойчивы почвы с высокой степенью насыщенности основаниями, а против подщелачивания — почвы с низкой степенью насыщенности. Систематическое внесение органических удобрений в сочетании с известкованием повышает емкость поглощения и степень насыщенности почвы основаниями, а следовательно, увеличивает и ее буферность.

 

51.Почвообразование в таежно-лесной зоне 
Факторы почвообразования. Климат таежно-лесной зоны более мягкий, чем климат тундры. Он характеризуется жарким летом, не очень суровой зимой и большим количеством осадков. Однако следует отметить, что в связи с большой протяженностью этой зоны с запада на восток климат в разных частях ее далеко неодинаков. Здесь так же, как и в тундре, в направлении с запада на восток континентальность и суровость климата увеличиваются.

Рельеф. Очень разнообразен и сложен. Характерно чередование равнин (холмистых, выровненных, речные долины, понижения) с горами. 
Разнообразие рельефа влияет на перераспределение климатических факторов, на смену растительности, что обуславливает пестроту почвенного покрова.

Почвообразующие породы представлены четвертичными отложенияями различного происхождения и состава (ледникового, водноледникового, лессовые, аллювиальные, элювиальные, делювиальные). Широко представлены карбонатные породы, однако большинство почв не имеют карбонатов в границах почвенного профиля, т.к. происходит глубокое выщелачивание карбонатов в связи с интенсивным промыванием почв. 
Основные процессы почвообразования – подзолистый, дерновый, болотный. Основные почвенные типы таежно-лесной зоны:подзолистые, дерновые, болотные, дерново-подзолистые, болотно-подзолистые и мерзлотно-таежные.

 

 

 

52. Характеристика подзолистого почвообразовательного процесса

Происхождение подзолистых почв. Подзолообразовательный процесс наиболее ярко выражен под пологом сомкнутого леса. Для этих условий характерен нисходящий ток воды, обусловливающий вымывание растворимых соединений из верхних слоев. При разложении микроорганизмами (преимущественно грибами) продуктов опада лесной растительности, в горизонте лесной подстилки образуются органические (перегнойные) кислоты типа креновой кислоты. Сущность процесса оподзоливания заключается в том, что перегнойные кислоты воздействуют на ряд соединений, входящих в состав материнской породы; образующиеся в результате этого взаимодействия продукты выносятся из верхних горизонтов нисходящим током воды. Сначала растворяется и выносится углекислый кальций, а затем поглощённые основании. При взаимодействии перегнойных кислот с поглощённым кальцием образуются растворимые в воде кальциевые соли. Коллоидная часть становится ненасыщенной основаниями. Почва приобретает сначала гидролитическую, а затем и обменную кислотность.

В дальнейшем перегнойные кислоты воздействуют на труднорастворимые соединения железа и алюминия материнской породы. В результате железо и алюминий дают с перегнойными кислотами молекулярно-растворимые и коллоидно-растворимые соединения и выносятся из верхнего слоя. Формируется подзолистый горизонт. Вымытые из этого горизонта полуторные окислы откладываются в нижележащих слоях. Формируется горизонт вмывания (иллювиальный горизонт). Однако в ряде случаев полуторные окислы выносятся в более глубокие слои или даже в грунтовые воды. В результате подзолообразовательного процесса образуется типичная подзолистая почва.

Подзолообразовательный процесс в природе обычно чередуется с дерновым процессом или протекает одновременно с ним. Дерновый процесс развивается под покровом р-ний луговой травянистой формации, появляющихся при природном осветлении леса или после вырубки (луговая стадия дернового периода). Под влиянием травянистой растительности в верхнем слое почвы, где сосредоточена основная масса корней, происходит накопление перегноя и создаётся прочная комковатая структура. В результате формируется дерновый (перегнойный) горизонт и образуется дерново-подзолистая почва.