
- •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
4.3. Окислительное состояние основных типов почв
Профильные кривые распределения ОВ-потенциалов для большинства автоморфных и гидроморфных почв можно подразделить на две основные группы. Почвы первой группы характеризуются сравнительно однородным окислительным профилем при некоторой общей тенденции к повышению или понижению окислительного потенциала вниз по профилю. Во вторую группу входят почвы с дополнительным грунтовым увлажнением. В таких почвах наблюдается резкая смена окислительного режима по профилю, и величины ОВ-потенциалов быстро снижаются в нижних оглеенных горизонтах. Окислительные или умеренно окислительные условий сменяются в этих горизонтах восстановительными.
В дерново-подзолистых почвах летом потенциалы верхних горизонтов близки к 450–550 мВ, и их изменения сильно зависят от конкретных погодных условий. Минимальные значения ОВ-потенциалов в верхних горизонтах почв обусловлены микробиологической деятельностью и влиянием органического вещества как фактора, стимулирующего развитие микрофлоры. Повышение потенциалов в средней части профиля, по крайней мере, частично, объясняется высоким содержанием свободных и слабокристаллизованных соединений оксидного железа. В наиболее глубоких горизонтах дерново-подзолистых почв можно заметить тенденцию к снижению ОВ-потенциалов, так как в этих горизонтах аэрация весьма ограничена. Наиболее ясно уменьшение потенциалов выражено в подверженных оглеению горизонтах.
В профилях пойменных луговых и торфянистых почв величины окислительных потенциалов ниже, чем в дерново-подзолистых, и уже в верхних горизонтах часто находятся в пределах 400–440 мВ. В верхней части профиля этих почв, как и в дерново-подзолистых, потенциалы несколько неустойчивые; ниже 20–30 см заметно отчетливое повышение потенциалов. Характерным отличием от дерново-подзолистых почв служит резкое снижение ОВ-потенциалов при переходе к водонасыщенным горизонтам почв. В них потенциалы составляют 250–300 мВ и ниже. Отсюда следует, что водона-
сыщенность почвы прямо или косвенно влияет на уровень ОВ-потенциалов, в частности, за счет снижения поступления кислорода воздуха. Однако связь ОВ-потенциала с влажностью далеко не всегда однозначна. Например, дождевая вода, обогащенная кислородом, может способствовать повышению окислительного потенциала.
В черноземах, лугово-черноземных почвах, некоторых пойменных луговых и дерновых почвах окислительный профиль близок к профилю дерново-подзолистых почв. В верхних горизонтах этих почв потенциалы близки к 500–550 мВ. Равномерность распределения величин ОВП по профилю зависит от глубины проникновения и равномерности пространственного распределения корневых систем, от степени перерытости профиля почвенными животными, скоплений карбонатов и других факторов.
Влажные солончаки, болотные, лиманные почвы южных регионов характеризуются небольшими величинами окислительных потенциалов даже в верхних горизонтах, не превышающих +200 мВ и
снижающихся вниз по профилю до –50…–100 мВ. Профильное распределение потенциалов в таких почвах может быть крайне неоднородным из-за быстрой вертикальной смены преобладающих элементарных процессов. В таких почвах могут чередоваться органогенные горизонты, представленные скоплениями органических остатков типа наилков или войлока, охристые горизонты скопления оксидных соединений железа, яркие глеевые горизонты. В таких условиях на общем фоне развития восстановительных процессов и
низких величин ОВ-потенциалов можно наблюдать как резкие скачки ОВ-потенциалов, так и сравнительно равномерное их распределение по профилю.