Лекции по "Почвоведению"

3). Растворимые  углеводы;

4). Газы: кислород, углекислый газ;

5). Коллоидные  золи (перегнойных и других веществ).

   Изучение состава почвенного раствора имеет большое производственное значение, т.к. среди растворенных солей могут быть соли безвредные и соли, вредные для культурных растений. Самая вредная соль – сода – карбонат натрия. Если концентрация почвенного раствора составляет только 0,05%  –растения угнетены. Поваренная соль – хлорид натрия- при концентрации, большей 0,2%, растения также угнетены.

    В 1 л раствора  при солении кладут 30 г соли (1,5 столовых ложки) значит в 100 г – 3 г соли, т.е. раствор  3-х процентный. Эту концентрацию растения выдержать не смогут.

    2. Одним из  важных химических свойств почвы,  тесно связанным с почвенным  раствором, является реакция почвы.  Кислотность почвенного раствора (у определенных типов почв) обуславливается  свободными растворимыми кислотами – органическими и минеральными, кислыми солями). Например, в болотных почвах всегда присутствуют кислоты: муравьиная, уксусная, масляная, иногда серная.

    Необходимо  различать кислотность почвы актуальную и потенциальную. Первая обуславливается концентрацией Н⁺ – ионов в составе коллоидной части в поглощенном виде.

Различают потенциальную кислотность – обменную, когда поглощенные    H+ – ионы вытесняются из почвы нейтральными солями (например хлоридом калия) и гидролитическую кислотность, когда водородные ионы  вытесняются гидролитическими щелочными солями (уксуснокислый    натрий – CH_#COONa).

    По величине  актуальной и обменной кислотности  судят о нуждаемости почвы  в известковании, а по гидролитической  рассчитывают дозу извести, которую необходимо внести в почву для нейтрализации кислотности.

    Для разных  типов почв характерна та или  иная реакция. Так, например, кислыми  являются подзолистые почвы, заболоченные, латеритно-красноземного типа. Нейтральной  – чернозем; щелочные – солонцы, солончаки. Кислотность обозначается рН.  РН – это отрицательный десятичный лагорифм величин концентраций Н⁺ - иона, т.е. рН = - lg[H]⁺.

    Вода, в слабой  степени подвергаясь гидролитической  диссоциации, распадается на два  иона: Н⁺ и ОН⁻. Концентрация этих ионов ничтожная – произведение концентрации [H⁺]∙ [ОH⁻] = 10⁻¹⁴. В абсолютно чистой воде должно находится равное количество [H⁺] и [ОH⁻] = 10⁻⁷. Кислоты, присутствующие в почвенном растворе, повышают концентрацию ионов H⁺ [H⁺] становится  больше, чем 10⁻⁷, т.е создается кислая среда, кислая реакция. Присутствие оснований и щелочей повышает концентрацию ОH⁻ ионов и создает щелочную реакцию. Поскольку иметь дело с маленькими показателями неудобно, оперируют с отрицательными десятичными логарифмами величин концентрации H⁺ – иона. Этот логарифм обозначается через рН. Следовательно рН =  – lg[H⁺].

    В нейтральных  растворах рН = 7, в щелочных рН  больше 7, в кислых рН меньше 7. Величина рН почвенного раствора  изменяется от 3 до 9.

    Степень кислотности  почв является чрезвычайно важным показателем, так как определяет многие генетические и производственные качества почвы. В зависимости от степени кислотности почвенных растворов в почве растворяются различные легко- и среднерастворимые соединения. В кислых почвах присутствуют карбонаты и следы сульфатов. В почвах со щелочной реакцией накапливаются не только карбонаты, но и сульфаты и хлориды. Кислотность влияет на рост и развитие растений.

    Различные  растения на протяжении многовекового  процесса естественного отбора приспосабливались к определенной концентрации элементов в разных почвах. Каждое растение имеет определенный интервал кислотности, при котором оно может нормально развиваться: хлопчатник, люцерна – рН = 7-8 и выше, клевер, горох, пшеница – рН = 6-7, овес, рожь, лен – 5-6, картофель – рН = 5.

    Существует  шкала, по которой производят  деление почв по группам:

1. Сильнокислые рН = 3,0 – 4,5
2. Кислые – 4,6 – 5,5
3. Слабокислые –  5,6 – 6,5
4. Нейтральные – 6,6 – 7,0
5. Слабощелочные – 7,1 – 7,5
6. Щелочные – 7,6 – 8,5
7. Сильнощелочные – 8,6 и более

    На кислых  почвах проводят известкование:

На щелочных почвах проводят гипсование:

    Для развития  растений и микроорганизмов большое  значение имеет устойчивость  реакции почвенного раствора, отсутствие  резких сдвигов ее в сторону кислотности или щелочности. Способность почвы или ее раствора противостоять изменению реакции называется буферностью. В разных почвах она неодинакова. Буферность раствора по сравнению с буферностью почвы в целом обычно невелика, что указывает на большую роль твердой фазы.

    Устранение  кислотности почв достигается  внесением извести. Поскольку  величина кислотности в почвах  варьирует в больших пределах, степень нуждаемости почв в  известковании определяется по  величине обменной кислотности  и по степени насыщенности поглощающего комплекса основаниями. Последняя рассчитывается с учетом гидролитической кислотности в мг-экв (Н) и суммы поглощенных кальция и магния  в мг-экв на 100 г почвы по формуле:

                                                U = Н/Н + S ∙100%, где

U – насыщенность основаниями, Н – гидролитическая кислотность,                S – сумма поглощенных кальция и магния в мг-экв на 100 г почвы.

3.  Поглотительная  способность почвы – свойство почвы задерживать твердые, жидкие и газообразные вещества, находящиеся в соприкосновении с твердой фазой почвы.

    Люди в своей  практической деятельности давно  использовали явление поглотительной  способности для очистки питьевой  воды.

 Виды поглотительной  способности почвы:

1. Механическая. Почва может чисто механически поглощать взмученные в воде частицы, которые при длительной фильтрации через почву застревают в почвенных порах как на фильтре. Совершенно очевидно, что при этом будут поглощаться только частицы крупных размеров, чем поры данного слоя почвы. Мелкие частицы проходят вместе с фильтруемым раствором. Это явление используется при устройстве искусственных фильтров.
2. Физическая поглотительная способность почвы или молекулярно-сорбционная. В основе ее лежит притяжение отдельных молекул к поверхности твердых частиц в результате проявления поверхностной энергии. Интенсивность проявления поверхностной энергии зависит от величины поверхности и, следовательно, от степени дисперсии.

Почвенными частицами поглощаются недиссоциированные на ионы молекулы твердых веществ, находящиеся в растворе в виде молекул раствора. Пример  - прохождение через почвенную толщу навозной жижи. Раствор обесцвечивается, т.к. молекулы органического вещества оказываются притянутыми твердыми поверхностными частицами или раствором чернил.

3. Физико-химическая или обменная поглотительная способность       проявляется по отношению к находящимся в растворе электролитам, т.е. соединениям, диссоциированным на ионы. Отдельные ионы раствора вступают в обменную реакцию с ионами, находящимися в ППК. В результате изменяются как состав почвенного раствора, так и состав ППК, т.е. происходит химическое явление, в связи с чем этот тип поглощения и назван физико-химическим. Например: реакция известкования, гипсования, внесения в почву минеральных удобрений.
4. Химическая поглотительная способность. Сущность ее – в образовании нерастворимых соединений в результате чисто химической реакции двойного обмена между солями, содержащимися в почвенном растворе и солями, тем или иным путем попадающими в раствор.

Выпадающая в виде осадка соль примешивается к твердой фазе почвы и в силу своей трудной растворимости предохраняется от вымывания. Таким путем почвой могут поглощаться не только катионы, но и анионы, многие из которых содержали важные для растений элементы питания, например:

                     CaCl₂ + 2NaHPO₄ = Ca₃(PO₄)₂ + 2НСl + 4 NaCl

Соль Ca₃(PO₄)₂ – выпала в осадок. Затем она под воздействием кислых выделений корней может частично раствориться и быть доступной для растений.

5. Биологическое поглощение связано с жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов.

Лекция 7                                       Почвоведение

Почвенные коллоиды и поглотительная способность почвы

План

1. Понятие о коллоидальном состоянии вещества
2. Строение коллоидной частицы
3. Свойства почвенных ко<span class="dash041e_0431_044b_0447_043d_044b_0439__Cha