Почвенно поглатительный комплекс

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 ↓, 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 ↓, 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 ↓. 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).