Раздел 6. Поглотительная способность почв

Программные вопросы. Виды почвенных коллоидов и их строение. Коагуляция и пептизация почвенных коллоидов. Роль коллоидов в почвообразовании. Почвенный поглощающий комплекс (ППК), его значение в формировании плодородия почв и их устойчивости к техногенным загрязнителям окружающей среды. Поглотительная способность почв. Виды поглотительной способности и их значение в формировании почвенного плодородия. Эколого-мелиоративное значение поглотительной способности почв. Реакция почв и их растворов. Буферность почвы. Приемы регулирования состава поглощенных катионов и реакции почв.

Химические свойства почв (ёмкость поглощения, степень насыщенности основаниями и др.). Химический состав почв, растворов и субстратов. Значение почвенного раствора в почвообразовании и питании растений.

Окислительно-восстановительные реакции и процессы в почвах. Окислительно-восстановительный потенциал почв. Окислительно-восстановительный режим почв. Роль окислительно-восстановительных процессов в почвообразовании и плодородии почв. Регулирование окислительно-восстановительных процессов в почвах.

Методические указания. При изучении этой темы студент должен уяснить, что большинство почвенных свойств зависит от наличия и состояния почвенных коллоидов. Коллоиды - это минеральные, органические и органо-минеральные частицы и молекулы размером менее 0,0001мм. Почвенные коллоиды подразделяются на минеральные - вторичные глинистые минералы, органические - вещества гумусовой и белковой природы и полисахариды, органо-минеральные - комплексные соединения гумусовых веществ с глинистыми (вторичными) минералами и осаждёнными формами полутораоксидов. Содержание коллоидов в почве зависит от механического состава и содержания гумуса. Совокупность минеральных, органических и органо-минеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способных поглощать и обменивать поглощённые ионы, молекулы, различные вещества и соединения называется почвенным поглощающим комплексом (ППК).

Студент должен чётко представлять, что почвенный поглощающий комплекс определяет способность почвы к проявлению сорбционных процессов, которые обуславливают поглотительную способность почв. К.К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности: механическую, физическую, физико-химическую или обменную, химическую и биологическую, которые определяют почвенные свойства и её плодородие.

Механически поглощаются остатки органических веществ, водорослей, плазм бактерий, частиц фосфоритной муки и суперфосфата, благодаря чему они не выносится в глубокие горизонты. Физическая поглотительная способность имеет большое экологическое значение, так как положительно сорбирует не только молекулы воды, но и молекулы газов, органических соединений, в том числе пестицидов, способствуя их закреплению и дальнейшему разложению. Физическое поглощение этих веществ играет важную роль в стабилизации свойств почвы и в выполнении санитарно-защитных функций. На физико-химическом поглощении основаны химические виды мелиорации почв; известкование и гипсование, а также внесение удобрений. Процессы химического поглощения играют существенную роль в формировании глиногумусовых компонентов. Биологическая поглотительная способность лежит в основе малого биологи-си о круговорота вещества и энергии.

Студенту следует уяснить, что к химическим свойствам почв относятся такие как сорбционная емкость почв, ёмкость катионного обмена (ЕКО), общее содержание обменных катионов, кроме Н⁺ и Аl³⁺, или сумма обменных катионов, степень насыщенности почв основаниями, кислотность и щёлочность почв. Носителями кислотности в почве могут быть как почвенный раствор, так и почвенные коллоиды.

Студент должен различать два вида почвенной кислотности: актуальную или активную и потенциальную или скрытую. Актуальная кислотность обусловлена наличием водородных ионов в почвенном растворе и обозначается рН_Н2О. Потенциальная кислотность обусловлена наличием ионов Н⁺ и А1³⁺ в почвенном поглощающем комплексе и подразделяется на две формы - обменную и гидролитическую.

Студент должен знать, что почва способна противостоять изменению концентрации почвенного раствора, особенно её щёлочно-кислотного и окислительно-восстановительного состояния, под воздействием различных факторов, и это свойство почвы называется буферность.

Студент должен найти различие между окислительно-восстановитель-ными режимами почв и знать, что почва - сложная окислительно-восстановительная система. В ней присутствует большое разнообразие минеральных и органических веществ, способных вступать в реакции окисления и восстановления. С окислительными реакциями связаны процессы гумификации растительных остатков; с реакциями окисления и восстановления - изменение степени окисленности органического вещества и других элементов. Окислительно-восстановительные процессы в почве определяют её окислительно-восстановительный режим. Различают типы окислительно-восстановительного режима почв: почвы с абсолютным господством окислительной обстановки - автоморфные почвы степей, полупустынь и пустынь (черноземы, каштановые, серо-коричневые, бурые, полупустынные, серозёмы, серо-бурые); почвы с господством окислительных условий при возможном проявлении восстановительных процессов в отдельные влажные годы или сезоны (автоморфные почвы таёжно-лесной зоны, влажных субтропиков, лиственно-лесной и буро-черноземно-лесной зоны); почвы с контрастным окислительно-восстановительным режимом (полугидроморфные почвы различных зон); почвы с устойчивым восстановительным режимом (болотные и гидроморфные почвы).

Контрольные вопросы

1. Что такое почвенные коллоиды, их происхождение, состав, строение и основные свойства? 2. Что понимают под почвенным поглощающим комплексом? 3. Дайте характеристику видов поглотительной способности почв, их сущность и значение. 4. Что такое сорбция, ЕКО, сумма обменных оснований, степень насыщенности основаниями и каково значение этих показателей в лесорастительной оценке почв? 5. Чем обусловлена почвенная кислотность и щёлочность почв? 4. Какие виды кислотности Вы знаете, их сущность и значение? 6. Что такое буферность и какие свойства почвы она определяет? 7.Какова роль поглотительной способности и состава поглощённых катионов в плодородии почв? 8. Какими приемами регулируется состав катионов почвенного поглощающего комплекса? 9. Назовите виды поглотительной способности почв, их характеристику и значение в почвообразовании. 10. В чём проявляется особенность почвы как сложной окислительно-восстановительной системы? 11. Назовите и охарактеризуйте факторы развития окислительно-восстановительных процессов в почве. 12. Что такое окислительно-восстановительный режим почвы? Дайте характеристику его основным типам. 13. Какова роль окислительно-восстановительных процессов в генезисе и плодородии почв? 14. Какие приёмы используют для регулирования окислительно-восстановительного состояния почв?

Литература

1. Белобров, В.П. География почв с основами почвоведения: Учеб. Пособие для вузов [Текст] /В.П. Белобров, И.В. Замотаев, С.В. Овечкин; Под ред. В.П. Белоброва. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – С. 65-73.

2. Газизуллин, А.Х. Почвоведение. Общее учение о почве: учебное пособие [Текст] /А.Х. Газизуллин. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. – С. 167-187, 219-228.

3. Горбылёва, А.И. Почвоведение с основами геологии: уч. пособие [Текст] /А.И. Горбылёва, Д.М. Андреева, В.Б. Воробьёв, Е.И. Петровский. – Мн.: Новое знание, 2002. – С. 168-185.

4. Зеликов, В.Д. Почвоведение с основами геологии: Учебное пособие [Текст] /В.Д. Зеликов. – МГУЛ. – 3-е изд. - М.: Изд-во МГУЛ, 2008.- С. 89-102.

5. Кауричев, И.С. Почвоведение: учебн. для вузов [Текст] /И.С Кауричев, Н.П.Панов, Н.Н. Розов, М.В. Стратонович, А.Д. Фокин. – М.: Агропромиздат, 1989. – С. 153-177.

6. Ковриго, В.П. Почвоведение с основами геологии: учебн. для вузов [Текст] /В.П. Ковриго, И.С. Кауричев, Л.М. Бурлакова. – М.: Колос, 2000. – С. 116-135, 157-162, 176-182.

7. Мамонтов, В.Г. Общее почвоведение [Текст] /В.Г. Мамонтов, Н.П. Панов, И.С. Кауричев, Н.Н. Игнатьев. – М.: КолосС, 2006. – С. 227-278, 407-426.