Механическая  и химическая поглотительная спосоьность почвы

Механическая  поглотительная способность - свойство почвы механически задерживать взвешенные в воде вещества, обусловлена механическим составом, структурой, сложением, пористостью и капиллярностью почвы. Почва как фильтр, способна закреплять фильтрующиеся через нее частицы в зависимости от их размеров, диаметров капиллярных и расположения их. Эта способность используется при кольматировании (заилении) песчаных почв и очистке бытовых и технических сточных вод. Химическая поглотительная способность - свойство почвы удерживать ионы в результате образования нерастворимых или труднорастворимых солей. Она заключается в выпадении из почвенных растворов осадков и закрепления их в почве. При взаимодействии растворимых и среднерастворимых солей возникают труднорастворимые соли , которые и присоединяются к твердой фазе почвы. например: Na2СО3+СаSO = СаСО3+Na2SO4; 3CаSO4+2Na3РО4= Са(РО4)2+ 3Na2SO4. Легкорастворимые соли, например, Na2SO4, уносятся из сферы взаимодействия. Химическое поглощение происходит в том случае, если анион раствора дает нерастворимое соединение с ионами, находящимися на поверхности твердых частиц почвы.

Обменные  катионы почвы

Содержание в почве  активного и пассивного ила, емкость  поглощения катионов и их состав оказывают  большое влияние па почвообразовательный процесс и многие важные в агрономическом отношении свойства почвы.Наличие в почве коллоидных и предколлоидпых частиц - обязательное условие создания почвенной структуры. Почвы, не содержащие эти частицы или бедные ими, бесструктурны. Коллоиды и близкие к ним по размеру частицы служат тем клеющим началом, которое необходимо для создания агрономически ценной структуры. Клеющая способность коллоидных и предколлоидных частиц зависит от их природы, состава обменных катионов, реакции среды. Как уже было показано ранее, от структуры почвы зависят водно-воздушные и механические свойства, определяющие ее плодородие.Большое значение имеет состав обменных катионов для питания растений. В почвах, не содержащих растворимых солей и карбонатов кальция, обменный кальций - единственный источник известкового питания растений. Обменный калий и аммоний также служат одной из наиболее доступных для растений форм соединений. Присутствие подвижного алюминия, наоборот, токсично для большинства растений. 
 

Понятие о  ёмкости поглощения и насыщенности ППК основаниями

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,NН_4. (мг). Катионы Н и Аl обособлены и обознач Н_г и Al. Са,Мg,К,NН₄}S; Н,Аl} Н_г. V - степень насыщенности почвы основаниями в % и рассчит по ф-ле. V=S/E·100%=S/S+Hr·100%. Почвенным поглощающим комплексом (ППК), по К. К. Гедройцу, называется вся сумма органических и минеральных коллоидов почвы вместе с поглощенными ими ионами. Из минеральных почвенных отрицательно заряженных коллоидов в ППК входят группа глинистых минералов (монтмориллонит, бейделлит, каолинит, галлуазит и др.), гидроксиды кремния, марганца. Гидроксиды железа и алюминия относятся к амфолитоидам: в кислой среде они заряжены положительно, а в щелочной — отрицательно.Органические почвенные коллоиды представлены гумусовыми веществами. Они имеют отрицательный заряд. Кроме того, в ППК входят бактериальные клетки, а также различные комплексные органо-минеральные соединения коллоидной природы.ППК в различных почвах зависит от их гранулометрического и минералогического составов, от содержания гумуса, то есть от общего содержания коллоидов.Емкость катионного обмена (емкость поглощения по К. К. Гедройцу) — это максимальное количество обменных катионов, которое может удержать почва в обменно-поглощенном состоянии, выраженное в мг · экв/100 г почвы. Песчаные почвы имеют самую низкую емкость катионного обмена — 1...5 мг • экв/100 г почвы, супесчаные — 7...8, суглинистые — до 15...18, глинистые — 25...30 мг· экв/100 г почвы и выше.Емкость катионного обмена в гумусовых горизонтах, как правило, выше, чем в материнской породе. Так, в верхнем горизонте чернозема она достигает 50...60 мг • экв/100 г почвы.В состав поглощенных катионов входят катионы кальция, магния, водорода, калия, натрия, аммония, железа и алюминия. Энергия поглощения катионов зависит от валентности. Сильнее поглощаются двухвалентные катионы (Са²⁺, Mg²⁺), слабее — одновалентные (Na⁺, NH₄, К⁺). Ион водорода составляет исключение, его энергия поглощения во много раз превосходит энергию поглощения даже двухвалентных катионов. Поглощение катионов почвой сильно зависит от их концентрации в почвенном растворе. Катионы с большей концентрацией в растворе сильнее вытесняют из ППК другие катионы.Качественный и количественный состав ППК в почвах разных типов значительно различается. Так, в черноземах ППК насыщен главным образом Са²⁺ и Mg²⁺. Известно, что эти двухвалентные катионы вызывают коагуляцию коллоидов и способны удерживать одновременно две коллоидные частицы. А так как в черноземах содержится еще и достаточное количество гумуса, то в них формируется ценная структура.

Почвенная щёлочность, её формы 

Щелочность  почвы. В большинстве случаев обусловлена присутствием в почве карбонатов. Щелочность угнетающе действует на растения и микроорганизмы, ухудшает агрофизические свойства почв. Различают актуальную и потенциальную щелочность.Актуальная щелочность зависит от содержания в почвенном растворе гидролитически щелочных солей. При диссоциации этих солей в почвенном растворе преобладают гидроксил-ионы.При характеристике актуальной щелочности почвенных растворов различают общую щелочность и щелочность от нормальных карбонатов.Общая щелочность зависит от общего содержания гидролитически щелочных солей. Ее определяют титрованием по индикатору метиловому оранжевому.Щелочность от нормальных карбонатов появляется в результате обменных реакций почв, содержащих поглощенный натрий, а также при восстановлении сульфатредуцирующими бактериямисульфата натрия с образованием соды. Этот вид щелочности определяют титрованием в присутствии фенолфталеина.Потенциальная щелочность обусловлена наличием поглощенного натрия, который замещается при взаимодействии с угольной кислотой. Образующийся при этом карбонат натрия подвергается гидролизу, что приводит к подщелачиванию раствора.В зависимости от рН почвенного раствора выделяют слабощелочную (рН 7,2...7,5), щелочную (рН 7,6...8,5) и сильнощелочную (рН > 8,5) реакции.Снижения щелочности можно добиться с помощью гипсования почвы.Доза гипса зависит от содержания в почве обменного натрия.Для большинства зерновых культур наиболее благоприятна реакция почвенного раствора, близкая к нейтральной. Пшеница чувствительна к кислым почвам, она лучше растет и развивается при рН 6,5...7,5. Кукуруза, свекла требуют нейтральной реакции. Картофель может хорошо развиваться при кислой реакции (рН < 5), лен — при слабокислой. Рожь и овес малочувствительны к реакции почвы, но лучше произрастают при рН 5...6. Чай и цитрусовые предпочитают кислую среду, а люцерна, наоборот, щелочную (рН 8,0...8,5).

Мероприятия по регулированию катионного состава  и реакции почвы.

Состав и концентрацию почвенного раствора можно регулировать с помощью различных приемов. Так, для увеличения содержания элементов  питания в почву вносят удобрения. На засоленных почвах избыток растворенных солей удаляют путем промывания.Реакция почвы зависит от соотношения в ней свободных ионов Н⁺ и ОН^-. Если в почвенном растворе концентрации этих ионов одинаковы, то реакция будет нейтральной, при Н⁺ > ОН^-реакция кислая, при Н+ < ОН^- — щелочная.Нейтральную реакцию имеет дистиллированная вода. При температуре 22 °С 1 л воды распадается на ионы в количестве 1/10 000 000 грамм-молекулы = 10^-7 моль. Абсолютные показатели концентрации ионов водорода очень малы и ими неудобно пользоваться, поэтому для обозначения реакции почвы введен показатель рН — десятичный отрицательный логарифм концентрации ионов водорода в граммах на 1 л раствора, взятый с обратным знаком. Так, если концентрация иона Н⁺ в 1 л равна 0,001 г, то рН = 3; если 0,0001, то рН = 4 и т. д. Реакцию почв определяют с помощью приборов рН-метров или колориметрически по изменению окраски индикатора, сравнивая ее со шкалой.Реакция различных почв (рН) колеблется от 3,5 до 8...9 и выше. Так, торф верховых болот имеет сильнокислую реакцию (рН < 4), подзолистые и дерново-подзолистые почвы — кислую (рН 4...6), черноземы — близкую к нейтральной (рН 6,6...7,1), солонцы и солончаки — щелочную (рН 8...9). Наиболее благоприятная для роста и развития большинства сельскохозяйственных культур реакция нейтральная и близкая к нейтральной (слабокислая и слабощелочная). Сильнокислая и особенно сильнощелочная реакция угнетающе действует на корневые системы и обмен веществ растений.

Буферность почвы

Буферной способностью, или буферностью, называют способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора.Различают буферную способность почв против подкисления и против подщелачивания. Буферность зависит от свойств почвенных коллоидов, емкости поглощения, состава поглощенных катионов и свойств почвенного раствора.Если в почве появляется кислота, то ее водородный ион обменивается на поглощенные катионы и оказывается связанным с твердой фазой почвы.При взаимодействии почвы с щелочью происходит реакция обмена между катионами щелочи и катионами водорода или алюминия поглощающего комплекса.Почвы, в поглощающем комплексе которых имеются обменные катионы водорода или алюминия, способны нейтрализоватьщелочь, то есть обнаруживают буферность в щелочную сторону.При наличии большого количества катионов Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺ создается значительная буферность в кислую сторону.Чем больше в почве коллоидов, тем выше ее буферность. Тяжелые почвы с высоким содержанием гумуса обладают большой буферной способностью, легкие и малогумусные — слабобуферны. Органические удобрения способствуют увеличению буферности почвы и уменьшению резких сдвигов реакции почвенного раствора при внесении высоких доз физиологически кислых и физиологически щелочных минеральных удобрений, что способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур и улучшению свойств почвы.

Понятие о структуре и структурности  почвы

В результате почвообразовательного  процесса элементарные обособленные частицы  почвы склеиваются в структурные  отдельности (агрегаты, комки) разных размеров и формы. Структурностью называют способность почвы распадаться на агрегаты (комки).Почвенная структура — совокупность агрегатов различных размеров и формы. Хорошо окультуренная структурная почва при вспашке легко распадается на комковатые или зернисто-комковатые отдельности. Бесструктурные почвы представляют собой либо рассыпчатую массу (песчаные), либо, наоборот, однородно-плотную монолитную массу, распадающуюся при обработке на крупные глыбы. Структурные агрегаты создаются под влиянием природных условий и хозяйственной деятельности человека. В зависимости от формы и размеров структурные отдельности подразделяют на типы, роды и виды. Для различных типов и видов почв характерна определенная структура. Глыбистая структура наблюдается на неокультуренных почвах и всегда играет отрицательную роль. Глыбы мешают прорастанию семян, быстро высыхают, теряя продуктивную влагу. Комковатая структура характерна для пахотных и верхних горизонтов целинных почв; структурные отдельности неровные, неправильной формы, округлые, с шероховатой поверхностью. Ореховатую структуру имеют серые лесные почвы; агрегаты более-менее правильной формы, поверхность граней сравнительно ровная, ребра острые. Зернистая структура характерна для черноземов, пойменных и дерново-карбонатных почв; форма агрегатов почти правильная, иногда округлая, поверхность шероховатая. В процессе обработки разрушаются агрономически ценные агрегаты с образованием порошистой и пылеватой структуры. Чем больше пылеватость почв, тем ниже их плодородие. Такие почвы после дождя образуют корку. В южных районах почвы с пылеватой структурой подвергаются ветровой эрозии. Призматическая структура встречается в нижних горизонтах почв различных типов. Столбчатые агрегаты характерны для иллювиальных горизонтов солонцов. Во влажном состоянии этот горизонт набухает, а при высыхании происходят усадка почвы, уплотнение и образование столбчатых отдельностей, разделенных трещинами. На таких почвах корни растений развиваются слабо. Пластинчатая и плитчатая структуры характерны для подзолистых почв. Они образуются в местах контакта пахотного слоя и плужной подошвы.Все виды структуры, делящиеся на горизонтальные отдельности, отрицательно влияют на развитие растений, так как мешают проникновению воды и корней.

Агрономическое  значение структуры

Структурные почвы  обладают высокой водопроницаемостью и большой водоудерживающей способностью. В таких почвах хороший газообмен  с атмосферой, что обеспечивает активную жизнедеятельность почвенных микроорганизмов  и мобилизацию элементов питания  растений.Структурные почвы легко обрабатывать, на них проще равномерно заделать семена, всходы появляются дружно, созревание наступает одновременно.Бесструктурные распыленные почвы трудно обрабатывать, при этом образуются крупные глыбы. После дождей и полива эти почвы расплываются, а при высыхании образуют корку.Важную роль в борьбе с эрозией играют комковатая и зернистая структуры. Почва считается структурной, если в пахотном слое на комковатые и зернистые водопрочные агрегаты размером 10,00...0,25 мм приходится более 55 %.

Факторы, условия  и механизм формирования агрономической ценной структуры

Интересное