Характеристика почвенных экологических факторов. Экологические значение физико-химических свойств почвы. Реакция почвенного раствора, солевой режим, питательные элементы и соединения.

 

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Свойства почвы разнообразны. Остановимся здесь лишь на основных, определяющих наиболее существенные для растений режимы — водный, воздушный, тепловой и солевой.

Механический состав почвы определяется соотношением твердых частиц различных размеров: от обломков породы диаметром в несколько десятков сантиметров до коллоидных частиц размером в сотые доли микрона. В зависимости от содержания песчаных (крупнее 0,01 мм, или «физический песок») и глинистых частиц (мельче 0,01 мм, или «физическая глина») различают песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые почвы.

Содержание «физической глины» в почвах разного механического состава (в % от массы почвы) (по Каминскому н. А., 1975)

Преобладание тех или иных частиц придает почве определенные свойства. Например, почвы с преобладанием песка (или почвы легкого механического состава) • плохо задерживают выпадаю-

Экологические значение физико-химических свойств почвы- Поглотительная способность почв. Поглотительной способностью почвы называется свойство задерживать или поглощать различные вещества, взаимодействующие и соприкасающиеся с ее твердой фазой. Почва способна задерживать или поглощать газы, различные соединения из растворов, минеральные или органические частицы, микроорганизмы и суспензии. Почвой энергично поглощаются и сохраняются главные элементы питания растений - K, N, Ca, Mg, P. Механическая поглотительная способность - свойство почвы механически задерживать взвешенные в воде вещества, обусловлена механическим составом, структурой, сложением, пористостью и капиллярностью почвы. Почва как фильтр, способна закреплять фильтрующиеся через нее частицы в зависимости от их размеров, диаметров капиллярных и расположения их. Эта способность используется при кольматировании (заилении) песчаных почв и очистке бытовых и технических сточных вод. Физическая поглотительная способность - свойство почвы поглощать из раствора молекулы электролитов, продукты гидролитического расщепления солей слабых кислот и сильных оснований, а также коллоиды при их коагуляции. При физическом поглощении происходит аполярная адсорбция (сгущение молекул на поверхности раздела двух фаз - твердой и жидкой, твердой и газообразной) , определяемая наличием ненасыщенной энергии на поверхности почвенных частиц. Эта энергия тем больше, чем тоньше механический состав почвы. Физическая поглотительная способность поэтому выше у суглинистых почв и слабее у песчаных. Физическое поглощение защищает водорастворимые соединения от вымывания. Такое поглощение нередко сопровождается коагуляцией коллоидных веществ под воздействием электролитов, что также предохраняет от вымывания водорастворимые соединения. Вот почему химическими мелиорациями можно способствовать коагуляции коллоидов и противодействовать пептизации их. Химическая поглотительная способность - свойство почвы удерживать ионы в результате образования нерастворимых или труднорастворимых солей. Она заключается в выпадении из почвенных растворов осадков и закрепления их в почве. При взаимодействии растворимых и среднерастворимых солей возникают труднорастворимые соли, которые и присоединяются к твердой фазе почвы. например: Na2 СО3 + СаSO = СаСО3 + Na2 SO4; 3CаSO4 + 2Na3 РО4 = Са (РО4) 2 + 3Na2 SO4. Легкорастворимые соли, например, Na2 SO4, уносятся из сферы взаимодействия. Химическое поглощение происходит в том случае, если анион раствора дает нерастворимое соединение с ионами, находящимися на поверхности твердых частиц почвы Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность - свойство почвы обменивать некоторую часть катионов и в меньшей степени анионов из соприкасающихся растворов. Здесь наблюдается физическое и химическое поглощение. Происходит эквивалентный обмен катионами. Катионы из раствора переходят в слой компенсирующих ионов мицелл почвенных коллоидов, а катионы из слоя компенсирующих ионов - в раствор. Изменяя искусственно реакцию почвенных растворов, можно направленно воздействовать на емкость поглощения, а из необменного состояния катионы перевести в обменные. Перевод в необменное состояние катионов совершается при периодическом высушивании почвы, что объясняется старением и частичной кристаллизацией гелей коллоидов. Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью организмов почвы (главным образом микрофлоры) , которые усваивают и закрепляют в своем теле различные вещества, а при отмирании обогащают ими почву. Растворимые соединения, поступающие из раствора, а также вещества, ассимилируемые организмами из твердой и газообразной фазы почвы, переходят в нерастворимую форму в теле организмов. Благодаря такому поглощению в почве аккумулируются необходимые для растений элементы зольного и азотного питания. Это избирательная поглотительная способность по отношению к элементам питания растений. Особенно большое значение имеет для улучшения бедных питательными веществами легкопромываемых почв. Почва задерживает бактерии и адсорбирует их как физическая среда. Это свойство более выражено у суглинистых и меньше у песчаных почв. Адсорбирующая способность почв различна по отношению к разным видам бактерий. Поглотительная способность почв сильнее проявляется в условиях оптимальной влажности почв, когда накапливается перегной и элементы пищи растений и повышается плодородие почв.

Реакция почвенного раствора, солевой режим, питательные элементы и соединения- Непосредственным источником минерального корневого (почвенного) питания растений служат почвенные растворы. Поэтому человек, воздействуя на почву в процессе сельскохозяйственного производства, регулирует состав почвенного раствора, чтобы сделать его оптимальным для выращиваемых растений. Минеральные, органические и органоминеральные вещества, входящие в состав жидкой фазы почвы, могут иметь форму истинно растворенных или коллоидно-растворимых соединений. К важнейшим катионам почвенного раствора относятся Na+, K+, NH4+, H+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Fe2+, Fe3+. Среди анионов преобладают НСО3—, СО32-, NO2—, N03—, Сl-, SО42-, НРО42-, Н2РО4—. Железо, алюминий и многие микроэлементы (Си, Со, Ni и др.) в почвенных растворах содержатся преимущественно в форме комплексных органоминеральных соединений, где органическая часть представлена гумусовыми кислотами, полифенолами и другими органическими веществами.

Концентрация почвенных растворов обычно невысока и колеблется в разных почвах от десятков миллиграммов до нескольких граммов вещества на 1 литр раствора. В засоленных почвах содержание растворенных веществ может достигать нескольких десятков или даже сотен граммов в 1 литре. В почвенном растворе находятся свободные кислоты и основания, что определяет его реакцию — кислотность, или напротив, щелочность. Реакция почвенного раствора Реакция почвенного раствора определяется концентрацией свободных водородных (Н+) и гидроксильных (ОН—) ионов и измеряется водородным показателем рН — отрицательным логарифмом концентрации ионов водорода. Почвы могут иметь нейтральную реакцию (рН=7), кислую (рН<7) или щелочную (рН>7). Кислые почвы имеют рН 4,5-5, карбонатные и засоленные почвы — 8-9 и выше. В процессе своей жизнедеятельности растения, потребляя из почвы анионы и катионы, выделяют в почву эквивалентное количество ионов Н+, ОН—, НСО3—, СО32-. Это может привести к сдвигу реакции почвенного раствора в кислую или щелочную сторону. Столь же существенное влияние на кислотность почвы оказывают микроорганизмы. Кислотно-основные свойства почвы — это одна из важных характеристик ее плодородия. В природе распространение кислых почв связано с определенными условиями почвообразования. В одних случаях этот процесс приводит к потере оснований (Са, Мg) и подкислению почвы (подзолистый процесс), в других — к обогащению почв основаниями (дерновый процесс). Растительность также оказывает влияние на почвенную реакцию. Хвойные леса и мох сфагнум способствуют усилению кислотности благодаря кислым свойствам их растительных остатков. Напротив, лиственные леса и травянистая растительность лугов благоприятствуют накоплению оснований и поэтому почву не подкисляют. Сельскохозяйственная деятельность человека вызывает изменение почвенной реакции. Вынос из почвы с урожаем оснований (Сa и Мg) приводит к усилению кислотности почвы. Длительная механическая обработка почвы также может привести к ее обеднению основаниями. Кислая реакция почв губительна для многих с/х растений и полезных микроорганизмов. Кислые почвы имеют плохие физическими характеристиками. Так как в этих почвах не хватает оснований, органические вещества в таких почвах не закрепляются, почвы обеднены питательными веществами. Сильнощелочная реакция почвы также губительна для большей части растений. При рН около 9-10 почвы имеет большую вязкость, липкость, водонепроницаемость. Распределение типов почв в зависимости от реакции почвенного раствора: рН Н2О Тип почвы 3-4 Сильнокислая 4-5 Кислая 5-6 Слабокислая 7 Нейтральная 7-8 Слабощелочная 8-9 Щелочная 9-11 Сильнощелочная

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: