- •1.2 Происхождение, строение Земли и Солнечной системы
- •1.3 Образование и химический состав земной коры (литосферы)
- •Лекция № 2 земные сферы минералы и горные породы
- •2.1 Земные сферы и их характеристика
- •2.2 Минералы и их классификация на классы
- •Лекция №3 факторы почвообразования
- •Круговорот веществ в природе
- •Факторы почвообразования: климат, растительный и животный мир, рельеф, почвообразующие породы, возраст почв
- •4.1 Виды выветривания и их классификация
- •4.2 Роль рельефа как фактора почвообразования
- •4.2.1 Классификация форм рельефа
- •4.2.2 Современные факторы рельефообразования
- •Лекция 5 минеральная часть и химический состав почвы
- •5.1 Элементы почвообразовательного процесса
- •5.2 Минералогический состав почв
- •5.3 Гранулометрический состав почвы (мехсостав) и его значение
- •5.4 Химический состав почв и почвообразующих пород
- •Лекция 6 органическое вещество почвы
- •6.1 Источники и состав органического вещества почв
- •Состав поступающих в почву органических остатков. Растительные остатки, поступающие в почву, состоят из сложных органических соединений. Средний элементарный состав их следующий:
- •6.2 Превращение органических остатков в почве
- •6.3 Влияние условий почвообразования на характер и скорость гумусообразования
- •6.4 Гумус, состав и роль в почвообразовании, плодородии и питании растений
- •6.5 Основные мероприятия по регулированию количества и состава гумуса
- •Лекция 7 почвенная влага и водные свойства водно-воздушный режим почв
- •7. 1 Почвенная влага и почвенно-гидрологические константы
- •7.2 Водные свойства почвы и доступность почвенной влаги растениям
- •7.3 Водный баланс почвы
- •7.4 Водный режим почв
- •7.5 Регулирование водного режима
- •Лекция 8 коллоидная часть почвы и ее поглотительная способность
- •8.1 Коллоиды и их роль в почвообразовании
- •8.2 Виды поглотительной способности почвы
- •8.3 Состав обменных катионов различных типов почв
- •8.4 Понятие о кислотности и щелочности почвы
- •Лекция 9 генезис, классификация и географическое распределение почв
- •9.1 Развитие и эволюция почв
- •9.2. Классификация почв
- •9.3 Основные закономерности распространения почв
- •9.4 Почвенно-географическое и природно-сельскохозяйственное
- •Лекция 10 почвы таежно-лесной зоны
- •10.1 Условия почвообразования в таежно-лесной зоне
- •10.2 Генезис, классификация, состав и свойства подзолистых почв
- •10.3 Дерновые и дерново-подзолистые почвы и их характеристика
- •10.4 Сельскохозяйственное использование почв таежно-лесной зоны
- •Лекция 11 болотные почвы
- •11.1 Генезис болотных почв
- •11.2 Строение профиля и классификация
- •11.3 Состав, свойства и режимы
- •11.4 Сельскохозяйственное использование и мелиорация заболоченных почв
- •Лекция 12 свойства почв лесостепной зоны
- •12.1 Условия почвообразования
- •12.2 Серые лесные почвы, генезис, классификация, строение, состав и свойства
- •12.3 Черноземные почвы лесостепи и их характеристика
- •12.4 Лесорастительные свойства и приемы повышения плодородия почв лесостепной зоны
- •Лекция 13 почвы степной и сухо-степной зоны
- •13.1 Природные условия почвообразования степной зоны
- •13.2 Генезис, классификация, строение, состав и свойства черноземов
- •Черноземы степной зоны
- •13.3 Сельскохозяйственное использование черноземных почв
- •13.4 Условия почвообразования в зоне сухих степей
- •13.5 Каштановые почвы, генезис, классификация, строение, состав и свойства
- •13.6 Лесорастительные условия почв степной и сухостепной зон
- •Лекция 14 бурые полупустынные, засоленные почвы и их мелиорация
- •14.1 Природные условия почвообразования и генезис бурых полупустынных почв
- •14.2 Классификация, строение, состав, свойства и сельскохозяйственное использование
- •14.3 Засоленные почвы, их образование и условия накопления солей в почвах
- •14.4 Солончаки, генезис, строение, классификация, состав, свойства и сельскохозяйственное использование
- •14.5 Солонцы, их генезис, классификация, строение, состав, свойства и мелиорация
- •14.6 Солоди и их характеристика
- •Лекция № 15 деградация почв
- •15.1 Классификация деградационных процессов
- •15.2 Понятие об эрозии почв
- •15.3 Классификация и диагностика эродированных почв.
- •Черноземные почвы
- •Каштановые почвы
- •15.4 Мероприятия по защите почв от эрозии
- •Лекция № 16 почвенные обседования и картографирование
- •16.1 Масштабы почвенных карт и их назначение
- •16.2 Методика почвенного картографирования
- •16.3 Использование почвенных материалов при землеустройстве
- •Лекция № 17 почвы городов и населенных пунктов
- •17.1 Промышленная эрозия и рекультивация почв
- •17.2 Почвы городов и населенных пунктов
- •17.3 Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв
8.4 Понятие о кислотности и щелочности почвы
Характерным свойством почвы является ее реакция. Она определяется соотношением свободных ионов Н+ и ОН- в почвенном растворе. Концентрация свободных ионов Н+ выражается величиной РН, представляющей отрицательный логарифм концентрации ионов водорода. РН=7 характеризует нейтральную реакцию, РН<7 – кислую и РН>7 – щелочную.
Реакция почвенного раствора в различных почвах колеблется от РН 3,5 до 8-9 и выше. Наиболее кислую реакцию имеют болотные почвы верховых торфяников. Кислой реакцией почвенного раствора характеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы, а также красноземы (РН 4-6). Черноземы имеют реакцию близкую к нейтральной. Наиболее щелочная реакция у солончаков, особенно содовых (РН-8-9 и выше).
Сельскохозяйственные растения предъявляют разные требования к реакции почвы. Наиболее благоприятная слабокислая и слабощелочная реакция. С реакцией почвенного раствора тесно связана жизнедеятельность почвенной микрофлоры. В кислой среде преобладает грибная микрофлора, в нейтральной или слабощелочной – бактериальная.
С реакцией почвенного раствора связаны процессы превращения компонентов минеральной и органической частей почв, растворение веществ, образование осадков, миграция и аккумуляция веществ в почвенном профиле. Кислая среда является следствием развития в почве кислотности, щелочная реакция – следствие щелочности почвы.
Кислотность почвы - способность почвы подкислять воду и растворы нейтральных солей. Различают актуальную (активная) и потенциальную (скрытая) кислотность.
Актуальная кислотность обусловлена концентрацией свободных ионов Н+ и характеризует кислотность почвенного раствора. Потенциальная кислотность характерна для твердой фазы почвы. Между актуальной и потенциальной кислотностью в почве сохраняется подвижное равновесие
Н +тф Н+п.р, но доминирующее значение во всех почвах имеет кислотность твердой фазы почвы.
В большинстве почв актуальная кислотность обусловлена угольной кислотой и ее кислыми солями. Причиной потенциальной кислотности почвы являются обменные ионы Н+ и Al+++, т.к. при взаимодействии почвы с растворами солей эти катионы вытесняются в раствор и подкисляют его:
(ППК-)Н+ + КCl (ППК-) К+ + HCl;
(ППК-)Al+++ + 3KCl (ППК-)К+ +AlCl3
AlCl3+3H2O Al (OH)3 + 3HCl
В зависимости от характера вытеснения Н+ и Al+++ различают 2 формы потенциальной кислотности: обменную и гидролитическую.
Обменная кислотность проявляется при взаимодействии почвы с растворами нейтральных солей, которые образуются при соединении сильных оснований с сильными кислотами (KCl, BaCl2, NaCl и т.п.)
Са++
Н+ Са++
ППК Аl+++ +4КСl ППК- Mg++ + HCl + AlCl3
Mg++ 4K+ подкисляют раствор
Г идролитическая кислотность проявляется при обработке почвы растворами гидролитически щелочных солей, т.е. солей, образовавшихся в результате реакции между сильным основанием и слабой кислотой (CH3COONa, (CH3COO)2Ca и т. д.).
П ПК-] H+ + 4 CH3COONa + 3H2O ППК-]4Nа + 4CH3COOH + Al (ОН)3
Al3+
Гидролитическая кислотность обычно больше обменной. Она может рассматриваться как суммарная кислотность почвы, состоящая из актуальной и потенциальной кислотности. Кислотность выражается в миллиграмм – эквивалентах (м-экв) на 100г почвы.
Для устранения кислотности почв проводят известкование. При определении степени нуждаемости почвы в известковании следует учитывать насыщенность почвы основаниями (таблица 2), а также ее гранулометрический состав и набор культур в севообороте.
Таблица 2 -Деление почв по степени нуждаемости в известковании.
Степень нуждаемости в известко-вании |
РН – солевой вытяжки |
Степень насыщен-ности почвы основа-ниями (%) |
Сильная |
До 4,5 |
До 50 |
Средняя |
4,6-5,0 |
50-70 |
Слабая |
5,1-5,5 |
>70 |
Отсутствует |
>5.5 |
>80 |
Дозу извести чаще всего рассчитывают по величине гидролитической кислотности. Для этого гидролитическую кислотность умножают на коэффициент 1,5; полученная величина означает дозу (в т/га), которая должна быть внесена в почву для доведения ее реакции до слабокислой
Если для известкования используют не чистый СаСО3, то проводят перерасчет на содержание СаСО3 в применяемом известковом материале, а для MgСО3, СаО и Са(ОН)2 пользуются соответственно коэффициентами 0,84;0,56 и 0,74. Можно также пользоваться дозами извести, предлагаемыми справочниками по удобрениям для отдельных почвенных разновидностей с учетом рН солевой вытяжки. На легких почвах с низкой буферностью полную дозу извести, рассчитанную по гидролитической кислотности, обычно уменьшают на 25-30%. Для отдельных культур (лен, картофель) дозу извести можно снизить на 50%. При расчете доз известкования освоенных торфяников необходимо иметь в виду значительно меньший объемный вес их по сравнению с минеральными почвами
Щелочность почвы обуславливается повышенной концентрацией в почве ионов гидроксила ОН-. Различают актуальную и потенциальную щелочность. Актуальная щелочность обуславливается наличием в почве гидролитически щелочных солей (Na2CO3, NaHCO3, Ca(HCO3)2 и др.).
N a2CO3 +2HOH H2CO3 +2Na+ +2OH-
Потенциальная щелочность обнаруживается у почв, содержащих поглощенный Na.
Na+ H+
ППК Na+ + H2CO3 ППК H+ + Na2CO3
Na+ H+
Щелочность почвы устраняют гипсованием- традиционный способ ее нейтрализации. Дозу гипса для замены натрия на кальций в ППК вычисляют по формуле:
Х= 0,086· Na· H·d,
где, Х – доза гипса в т/га;
0,086 – миллиэквиваленты гипса, в г;
Na – содержание обменного натрия, в м-экв. на 100г почвы;
Н- мощность пахотного слоя, в см;
d – плотность массы мелиорируемого горизонта, г/см3.
С изменением реакции среды тесно связано важное свойство почв – их буферность, т.е. буферная способность.
Буферностью называют способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора. Буферная способность различных почв неодинакова. Почвы, богатые карбонатами (черноземы, каштановые), хорошо противостоят смещению реакции в кислую сторону, тогда как почвы, обедненные основаниями (подзолы, красноземы), имеют высокую буферность при изменении реакции в щелочную сторону. Особенно низка буферность песчаных и супесчаных почв, а также содержащих мало органического вещества.
Благодаря этому замечательному свойству почвы (буферности) возможно применение хорошо растворимых солей в качестве минеральных удобрений, в противном случае в зонах вокруг гранул удобрений создавались бы губительные для растений концентрации солей.
Контрольные вопросы:
1 Происхождение, состав и основные свойства почвенных коллоидов?
2. Что такое ацидоиды, базоиды и амфолитоиды? Дайте им характеристику.
3. Охарактеризуйте процессы коагуляции и пептизации коллоидов?
4. Как Вы понимаете поглотительную способность почвы, от чего она зависит?
5.Назовите закономерности обменного поглощения катионов и анионов в почве.
6. Назовите состав обменных катионов в основных типах почв.
7. Какова роль поглотительной способности в плодородии почв?
8. Что называется емкостью поглощения почв, от чего она зависит, в каких пределах колеблется?
9. Каковы происхождение и виды почвенной кислотности и щелочности?