- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Раздел I. Химия почв
- •1. Химический состав почв
- •1.1. Элементный состав почв
- •1.2. Фазовый состав почвы
- •1.3. Соединения щелочных и щелочно-земельных элементов в почвах
- •1.4. Формы соединений химических элементов в почвах и их доступность растениям
- •Контрольные вопросы
- •2. Почвенные растворы
- •2.1. Концентрации и активности ионов и солей в почвенных растворах
- •2.2. Методы определения активности ионов
- •Контрольные вопросы
- •3. Катионообменная способность почв
- •3.1. Селективность катионного обмена
- •3.2. Кинетика обмена катионов
- •3.3. Уравнения и изотермы катионного обмена
- •3.4. Катионный обмен и адсорбция
- •3.5. Обменные катионы в почвах
- •Контрольные вопросы
- •4. Окислительно-восстановительные реакции и процессы в почвах
- •4.1. Окислительно-восстановительный потенциал почвы
- •4.2. Потенциалопределяющие системы в почвах
- •4.3. Окислительное состояние основных типов почв
- •4.4. Типы окислительно-восстановительных режимов
- •4.5. Влияние окислительно-восстановительных процессов на химическое состояние почв
- •4.6. Методы определения окислительных потенциалов и изучения окислительно-восстановительных режимов
- •Контрольные вопросы
- •Раздел II. Физика почв
- •1. Подготовка почвы к определению показателей физических свойств
- •1.1. Заложение и описание почвенного разреза
- •1.2. Морфологическое описание почвенного разреза
- •Пример морфологического описания почвы Разрез № 217
- •Контрольные вопросы
- •2. Определение гранулометрического состава почвы
- •Классификация почв и пород по гранулометрическому составу
- •2.1. Методы определения гранулометрического состава
- •2.1.1 Определение гранулометрического состава визуально и на ощупь
- •Визуальные методы определения гранулометрического
- •2.1.2 Лабораторные методы определения гранулометрического состава
- •Подготовка почвы к гранулометрическому анализу
- •Форма записи при определении гигроскопической влажности почвы
- •Определение гранулометрического состава в стоячей воде. Метод пипетки
- •Плотность и вязкость воды в зависимости от температуры
- •Интервалы во времени при взятии проб суспензии в зависимости от температуры суспензии и плотности частиц
- •Расчёт результатов анализа
- •Пример вычисления:
- •Пример записи данных гранулометрического анализа
- •Контрольные вопросы
- •3. Методы изучения структуры почвы
- •3.1. Морфологическое изучение почвенной структуры
- •3.2. Лабораторные методы изучения структуры почвы
- •3.2.1. Агрегатный анализ почвы (метод сухого рассева)
- •Форма записи результатов агрегатного анализа
- •3.2.2. Определение водопрочности структурных агрегатов по п.И. Андрианову
- •3.2.3. Микроагрегатный анализ
- •Форма записи результатов микроагрегатного анализа
- •3.2.4. Определение порозности агрегатов
- •Форма записи при определении порозности агрегата
- •Контрольные вопросы
- •4. Методы определения показателей общих физических свойств почвы
- •4.1. Определение плотности твёрдой фазы почвы
- •Состав и плотность некоторых минералов
- •Форма записи определения твёрдой фазы почвы
- •4.2. Определение плотности почвы
- •Форма записи определения плотности почвы
- •4.3. Определение пористости (порозности, скважности) почвы
- •4.4 Определение дифференциальной порозности методом расчёта
- •Форма записи определения дифференциальной порозности
- •4.5 Оценка показателей общих физических свойств почвы
- •Характеристика уплотненности почвы по величине плотности сложения (dV, г/см3) и порозности (p, % от объёма почвы)
- •Контрольные вопросы
- •5. Методы изучения водных свойств почвы
- •5.1 Определение влажности почвы
- •5.2 Определение водопроницаемости почвы
- •Оценка водопроницаемости почв тяжёлого гранулометрического состава
- •Форма записи результатов определения водопроницаемости почвы
- •5.3 Определение гидрологических характеристик почвы
- •Максимальная гигроскопичность почв, различных по гранулометрическому составу и средней гумусированности
- •5.4 Определение влагоёмкости почвы
- •Форма записи результатов определения капиллярной влагоёмкости
- •Оценка предельной полевой (наименьшей) влагоёмкости
- •5.5 Расчёты запасов влаги при определении наиболее важных гидрологических характеристик почвы
- •Контрольные вопросы
- •Раздел III. Статистическая обработка данных при изучении свойств почв
- •1. Статистические показатели вариационных рядов
- •Пример расчёта статистических показателей
- •Результаты статистической обработки данных определения плотности лугово-чернозёмной почвы в слое 0 – 20 см
- •2. Оценка существенности разницы выборочных средних
- •Примеры расчётов
- •Влияние использования лугово-чернозёмной почвы на водопрочность структуры
- •3. Корреляция и регрессия
- •Пример расчёта
- •Влажность устойчивого завядания растений при различной плотности пахотного слоя чернозёма обыкновенного
- •Расчет корреляционной зависимости между влажностью устойчивого
- •Слоя чернозёма обыкновенного
- •Заключение
- •Библиографический список
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА»
(ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. СТОЛЫПИНА)
В.Е. КУШНАРЕНКО, Ю.В. АКСЕНОВА
ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЧВ
Учебное пособие
Одобрено ученым советом факультета агрохимии, почвоведения и экологии в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки 110100.68 – Агрохимия и агропочвоведение
Омск
Издательство ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина
2013
УДК 631.41
ББК 40.3
К
Рецензенты: д.с.-х.н., заведующий отделом земледелия и кормопроизводства, старший научный сотрудник ГНУ СибНИИСХ Россельхозакадемии В.С. Бойко;
начальник отдела мониторинга и агрохимического обследования почв ФГБУ ЦАС «Омский» А.Г. Шмидт
Кушнаренко, В.Е.
К Химия и физика почв: учеб. пособие / В.Е.Кушнаренко, Ю.В. Аксенова. – Омск: Изд-во ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, 2013. – 145 с.
Пособие разработано на основе авторской программы (2012 год) по дисциплине «Химия и физика почв» и предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 110100.68 – Агрохимия и агропочвоведение.
В учебном пособии изложены фундаментальные законы ионного обмена, дана характеристика основных химических свойств, элементного и фазового состава, окислительно-восстановительных режимов различных типов почв, важнейшие химические реакции и процессы, протекающие в целинных и освоенных почвах. Показаны закономерности изменения химического состава почв по их профилю и в зонально-генетическом ряду, как под влиянием антропогенных факторов, так и меняющихся природных процессов почвообразования. Приведены основные методы исследования показателей твёрдой фазы почвы, общих физических и водно-физических свойств.
УДК 631.41
ББК 40.3
© Кушнаренко В.Е., Аксенова Ю.В., 2013
© ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, 2013
© Оформление. Издательство ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, 2013
Оглавление
|
|
Введение………………………………………………..……….................................7 |
|
Раздел I. Химия почв………………………………………………………………8 |
|
1. Химический состав почв……………………………………………………….8 |
|
1.1. Элементный состав почв………………………………………………….8 |
|
1.2. Фазовый состав почв…………………………………………………….13 |
|
1.3. Соединения щелочных и щелочно-земельных элементов в почвах………………………………………………………...........................15 |
|
1.4. Формы соединений химических элементов в почвах и их доступность растениям………………………………………..........................21 |
|
2. Почвенные растворы…………………………………………………………..31 |
|
2.1. Концентрации и активности ионов и солей в почвенных растворах……………………………………………………………..................32 |
|
2.2. Методы определения активности ионов………………......................39 |
|
3. Катионообменная способность почв……………………….......................42 |
|
3.1. Селективность катионного обмена…………………….......................46 |
|
3.2. Кинетика обмена катионов……………………………………………...47 |
|
3.3. Уравнения и изотермы катионного обмена……………………………50 |
|
3.4. Катионный обмен и адсорбция…………………………………………54 |
|
3.5. Обменные катионы в почвах……………………………………………57 |
|
4. Окислительно-восстановительные реакции и процессы в почвах………………………………………………………………………………59 |
|
4.1. Окислительно-восстановительный потенциал в почвы……………….60 |
|
4.2. Потенциалопределяющие системы в почвах…………..........................66 |
|
4.3. Окислительное состояние основных типов почв……………………...68 |
|
4.4. Типы окислительно-восстановительных режимов…………………….70 |
|
4.5. Влияние окислительно-восстановительных процессов на химическое состояние почв…………………………………………………….74 |
|
4.6. Методы определения окислительных потенциалов и изучения окислительно-восстановительных режимов………………………………..78 |
|
Раздел II. Физика почв……………………………………………………….......81 |
|
1. Подготовка почвы к определению показателей физических свойств...81 |
|
1.1. Заложение и описание почвенного разреза…………………………….81 |
|
3. Методы изучения структуры почвы……………………………………......98 |
|
3.1. Морфологическое изучение почвенной структуры………………….100 |
|
3.2. Лабораторные методы изучения структуры почвы ……..…………..102 |
|
3.2.1. Агрегатный анализ почвы (метод сухого рассева) ………………..102 |
|
3.2.2. Определение водопрочности структурных агрегатов по П.И. Андрианову………………………………………………………...103 |
|
3.2.3.Микроагрегатный анализ…………………………………………….104 |
|
3.2.4. Определение порозности агрегатов………………………………...107 |
|
|
|
4. Методы определения показателей общих физических свойств почвы………………………………………………………………………………110 |
|
4.2. Определение плотности почвы ……………………………………….113 |
|
4.3. Определение пористости (порозности, скважности) почвы………...115 |
|
4.4. Определение дифференциальной порозности почвы методом расчёта…………………………………………………………………………117 |
|
4.5. Оценка показателей общих физических свойств почвы………….....118 |
|
5. Методы изучения водных свойств почвы……………………………...….120 |
|
5.1. Определение влажности почвы………………….……………………..120 |
|
5.2. Определение водопроницаемости почвы………….…………………..122 |
|
5.3. Определение гидрологических характеристик почвы………………..125 |
|
5.4.Определение влагоёмкости почвы………...…………………………….128 |
|
5.5. Расчёты запасов влаги при определении наиболее важных гидрологических характеристик почвы…………………………………..132 |
|
Раздел III. Статистическая обработка данных при изучении свойств почв……………………………………………………………..…134 |
|
6.1. Статистические показатели вариационных рядов…………………..134 |
|
6.2. Оценка существенности разницы выборочных средних……………137 |
|
6.3. Корреляция и регрессия…………………………………………………139 |
|
Заключение……………………………………………………….............................143 |
|
Библиографический список ………………………………………….....................144 |
|
Предметный указатель …………………………………….....................................145 |
|