- •Перечень вопросов к экзамену по дисциплине «Общее почвоведение»
- •Факторы гумификации.
- •Органо-минеральные производные гумусовых кислот.
- •Функции органического вещества почв в биосфере.
- •Почвенные коллоиды. Строение, состав, свойства.
- •Свойства почвенных коллоидов.
- •Понятие о почвенном поглощающем комплексе.
- •Механическая поглотительная способность почвы.
- •Биологическая поглоти тельная способность почвы.
- •Химическая поглотительная способность почвы.
- •Физическая поглотительная способность почвы.
- •Физико-химическая поглотительная способность почвы.
- •Обменное и необменное поглощение катионов.
- •Общие закономерности поглощения анионов в почвах.
- •Роль поглотительной способности в генезисе и плодородии почв.
- •Почвенная кислотность, формы, способы регулирования.
- •Почвенная кислотность, формы, способы регулирования.
- •Почвенная щелочность, формы, способы регулирования.
- •Понятие о буферности почв.
- •Общие физические свойства почвы.
- •Структура почвы и ее значение.
- •Условия и механизм формирования агрономически ценной структуры.
- •Причины утраты почвенной структуры и ее восстановление.
- •Состояние воды в почве и силы его определяющие.
- •Категории (формы) почвенной влаги.
- •Водные свойства и водный режим почв.
- •Типы водного режима.
- •Особенности регулирования водного режима почв в зонах избыточного и недостаточного увлажнения.
- •Воздушные свойства и воздушный режим почв.
- •Понятие об аэробных и анаэробных процессах, их значение для почвообразования и плодородия почв.
- •Тепловые свойства и тепловой режим почв.
- •Почвенный раствор, его характеристика. Особенности химического состава почвенных растворов в почвах различных зон.
- •Роль почвенного раствора в почвообразовании и питании растений.
- •Окислительные и восстановительные процессы в почвах и факторы их определяющие.
- •Значение окислительно-восстановительных процессов для генезиса и плодородия почв.
- •Стадии и общая схема почвообразования.
- •Плодородие почвы и его виды.
- •Факторы, лимитирующие почвенное плодородие.
- •Глобальные экологические функции почвы.
- •Глобальные функции почв
- •Биогеоценотические (экосистемные) функции почвы.
-
Почвенный раствор, его характеристика. Особенности химического состава почвенных растворов в почвах различных зон.
Почвенный раствор является средой, в которой осуществляется миграция и дифференциация химических элементов в процессе почвообразования. Он участвует в процессах преобразования минеральных и органических соединений, питания растений.
Состав и концентрация почвенного раствора зависят от характера почвы, материнской породы, растительности, времени года и т.д. и существенно изменяются по генетическим горизонтам одного и того же типа почв. В нем в виде ионов, молекул и коллоидов содержатся минеральные, органические и органоминеральные вещества. Кроме того, в почвенном растворе присутствуют растворенные газы: кислород, углекислый газ и др.
Основные анионы (, и ) поступают в почвенный раствор преимущественно в результате биологических процессов.
Концентрация ионов , Cl–, , обусловлена растворением соответствующих минералов и разрушением растительных остатков. Почвенный раствор содержит постоянно значительные количества катионов Ca2+, Mg2+, Na+, , K+, H+, в некоторых почвах Al3+, Fe3+, Fe2+. Помимо минеральных соединений, в почвенном растворе всегда присутствуют водорастворимые органические соединения: фульвокислоты, аминокислоты, сахара, спирты и др.
Концентрация почвенного раствора обычно невелика и не превышает нескольких граммов вещества на литр. Исключение составляют засоленные почвы, где концентрация может достигать десятков и сотен граммов на литр.
Важнейшими свойствами раствора являются его реакция (кислая, нейтральная или щелочная) и величина осмотического давления. Осмотическое давление раствора определяется количеством частиц (ионов, молекул или коллоидных частиц), находящихся в единице объема раствора. Поэтому растворы, содержащие легкорастворимые соли, обладают высоким осмотическим давлением. В засоленных почвах оно в 3-4 раза выше, чем в незасоленных. Если осмотическое давление почвенного раствора равно или больше, чем давление клеточного сока растений, то прекращается поступление воды в растение и оно погибает от физиологической сухости.
В подзолистых и дерново-подзолистых почвах таежно-лесной зоны, сформировавшихся в условиях промывного водного режима, содержание минеральных компонентов в почвенном растворе, как правило, низкое и колеблется от нескольких десятков до 100-300 мг/л. В верхней части профиля почвенные растворы истощены органическим веществом, количество которого варьирует в пределах 100-700 мг/л, а в лесных подстилках достигает 3-4 г/л. Наряду с неспецифическими органическими соединениями в составе водорастворимого органического вещества заметную роль играют фульвокислоты. Почвенные растворы имеют кислую реакцию (рН 4-5), содержат мало щелочных и щелочно-земельных оснований (2-5 мг/л К+, 10-30 мг/л Са2+, 5-10 мг/л Мg2+), в них обязательно присутствуют кремний (10-20 мг/л SiO2), железо (1-10 мг/л Fе2Оз) и алюминий (5-25 мг/л А1203) в подвижных формах.
При окультуривании подзолистых и дерново-подзолистых почв в почвенных растворах снижается содержание органического вещества, существенно возрастает количество кальция, а реакция среды сдвигается в слабокислую область (рН 5,5-6,5).
В черноземах, где имеет место водный режим непромывного типа, концентрация почвенных растворов выше, чем в почвах таежно-лесной зоны, в среднем она составляет около 1 г/л. Почвенные растворы содержат незначительное количество ионов калия, натрия, хлора и органических соединений. Так, в целинных обыкновенных черноземах количество водорастворимого органического вещества в верхнем десятисантиметровом слое почвы составляет около 200 мг/л, на глубине 40-50 см – см 20-90 мг/л. Характерная особенность почвенных растворов черноземов – нейтральная или слабощелочная реакция и резкое доминирование среди минеральных компонентов гидрокарбоната кальция, на долю которого приходится более 60 % от суммы всех водорастворимых веществ. Благодаря, такому составу почвенные растворы имеют высокую буферность, обеспечивают стабильность ППК, насыщенного кальцием, необратимую коагуляцию почвенных коллоидов.
В сухостепной зоне в незасоленных темно-каштановых и каштановых почвах концентрация почвенных растворов возрастает до 1,5-3,0 г/л. Наряду с гидрокарбонатом кальция в их состав входят сульфаты кальция, магния и частично натрия.
В полупустынной и пустынной зонах формируются преимущественно засоленные почвы. Их почвенные растворы отличаются повышенной концентрацией (10-20 г/л).
Очень высокая концентрация почвенных растворов (200-400 г/л) отмечается в солончаках. В составе почвенных растворов сильнозасоленных почв и солончаков главную роль играют хлориды и сульфаты натрия и магния, причем содержание хлорид-иона доходит до 100-150 г/л.
Почвенные растворы солонцов, особенно содовых, имеют щелочную реакцию, причем их концентрация резко изменяется в пределах почвенного профиля. В верхней его части концентрация почвенных растворов находится на уровне 2-9 г/л, в средней части возрастает до 50-60 г/л, а в полугидроморфных солонцах нередко достигает 100-120 г/л. В составе почвенных растворов солонцов в основном доминируют хлориды и сульфаты натрия и магния. Наряду с этим они обогащены коллоидами и содержат карбонаты, гидрокарбонаты, алюминаты, силикаты натрия, растворенное органическое вещество и связанные с ним ионы железа и алюминия.
Большинство черноземов, серых и темно-серых лесных, каштановых и темно-каштановых почв имеют оптимальные для сельскохозяйственных культур химические показатели почвенных растворов. При низкой концентрации почвенных растворов (менее 1 г/л) для растений складываются неблагоприятные условия вследствие дефицита биофильных элементов.
Концентрация почвенного раствора более 5-6 г/л также негативно влияет на развитие сельскохозяйственных культур, поскольку в почве происходит аккумуляция легкорастворимых солей — гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов натрия и магния.