Поглотительная способность почв и её виды. — КиберПедия 

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Поглотительная способность почв и её виды.

2020-04-01 395
Поглотительная способность почв и её виды. 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Поглотительной способность - свойство почвы поглощать, задерживать вещества различной природы.

Величина поглотительной способности неодинакова у разных почв и неодинакова по отношению к разным веществам.

Поглощение веществ может быть обменным и необменным.

Необменнное поглощение – прочное закрепление вещества в почве, при которым оно уже неспособно к возврату в почвенные раствор или воздух и замещаться другими веществами

Обменнное поглощение – закрепление вещества в почве с разной прочность, но с сохранением способности к возврату в почвенный раствор или воздух и замещению другими веществами.

Механическая поглотительная способность — это свойство почвы поглощать твёрдые частицы, поступающие с водой или воздухом, размеры которых превышают размеры почвенных пор. В данном случае почву можно рассматривать как набор сит с отверстиями разного размера.

Физическая поглотительная способность (молекулярная адсорбция) — это свойство почвы изменять концентрацию молекул различных веществ на поверхности твёрдых частиц за счёт физического взаимодействия молекул. При этом изменяется величина поверхности и поверхностная энергия.

Химическая поглотительная способность (хемосорбция) обусловлена образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок из почвенного раствора. Например, сорбция фосфатов на поверхности гидроксидов железа и алюминия в почвах с кислой реакцией среды.

Биологическая поглотительная способность обусловлена поглощением элементов питания и кислорода почвенного воздуха корнями растений и микроорганизмами. Она характеризуется большой избирательностью поглощения. При этом может возникать конкуренция между растениями и микроорганизмами.

Физико-химическая поглотительная способность почв обусловлена наличием в их составе почвенного поглощающего комплекса (ППК), представленного почвенными коллоидами.

ППК обладает способностью поглощать и обменивать катионы и анионы находящиеся на поверхности коллоидных частиц, на эквивалентное количество ионов почвенного раствора.

Физико-химическая поглотительная способность обусловливает физико-химические свойства почв, такие как кислотность, щелочность, буферная способность, которые в значительной степени определяют агрономические свойства и почвенное плодородие.

Поглотительная способность выполняет чрезвычайно важную роль в генезисе почв, формировании их свойств и уровня плодородия.

1.Среди разнообразных процессов поглощения, протекающих в почве, большое значение имеет сорбционное закрепление гумусовых веществ. Благодаря этому происходит формирование специфической поверхности почвенных частиц, составляющих основу ППК, образование и стабилизация гумусового профиля почвы с количественными и качественными характеристиками, соответствующими конкретному типу почвообразования.

2. Поглотительная способность играет важную роль в процессах профильной дифференциации разнообразных органических и неорганических веществ.

3. От поглотительной способности во многом зависит питательный режим почв. ППК - хранилище биофильных элементов, защищенное от вымывания атмосферными осадками.

4. Состав почвенного поглощающего комплекса определяет реакцию почвенной среды и ее стабильность.

5. Экологически оптимальное физическое состояние почв для большинства растений, животных и других организмов возникает в среде, когда 99,9% коллоидов находятся в состоянии геля и 0,1% - золя.

 

 

Почвенная кислотность

Типы почвенной кислотности

Актуальная кислотность – обусловлена активностью в почвенном растворе ионов водорода. Определяется измерением рН в водной вытяжке

Обменная кислотность – обусловлена ионами водорода в растворе и вытесняемыми гидролитически нейтральными солями ионами водорода и алюминия.

Определяются в солевой вытяжке KCl, выражается в мг/экв 100 г почвы. 

Гидролитическая кислотность – обусловлена ионами водорода и алюминия, вытесняемыми в раствор сильными вытеснителями (гидролитически щелочными солями)

ППК/Н,AL + 4СН3СООNa+H2O = ППК/4Na + AL(ОН) 3 + 4СН3СООН

 

Известкование кислых почв

Известкование – прием понижения почвенной кислотности, применяется на кислых почвах.

Нейтрализация почвенной кислотности происходит в результате замещение активного и обменного водорода основаниями (кальцием и магнием) за счет протекания в почве следующих реакций:

ППК/2Н + СаСО3 = ППК/Са + Н2СО3

Н2СО3 = Н2О +СО2

 

Дозу извести определяют в т/га и рассчитывают исходя из величины гидролитической кислотности

Формула расчета дозы извести 

Д т/га = Нг * 50 * dv * h / 10

где Нг – гидролитическая кислотность, мг-экв./100 г почвы;

  50 – масса одного эквивалента извести;

  dv – плотность известкуемого слоя, т/га;

  h - мощность (толщина) известкуемого слоя, м

10 – коэффициент перевода мг, г и см в тонны и метры

 

57. Щелочность почв

Щелочную реакцию почв вызывает повышенное содержание подвижного натрия.

 

Актуальная щелочность обусловлена наличием в почве растворимых солей щелочных металлов

 

Na2CO3 + 2HOH = 2NaOH +H2CO3

H2CO3 = H2O + CO2

 

Потенциальная щелочность обусловлена высоким содержанием обменного натрия в составе поглощенных катионов

       ППК/2Na+ + CaCO3 = ППК/Са2+ + Na2CO3

 

Гипсование солонцов

Гипсование - прием по вытеснению обменного натрия и нейтрализации почвенной щелочности

       ППК/2Na+ + CaSO4*2Н2О = ППК/Ca2+ + Na2SO4 + 2Н2О

Доза извести устанавливается исходя из содержания поглощенного натрия и определяется в т/га

 

Д (т/га) = (Na+ - 0,05ЕКО) * 86 * h * dv / 10

где Na+ - содержание поглощенного натрия, мг-экв./100 г почвы;

0,05ЕКО – нетоксичное для с/х культур количество обменного натрия, равное 5% емкости катионного обмена;

86 - масса одного эквивалента гипса;

dv – плотность известкуемого слоя, т/га;

h - мощность (толщина) известкуемого слоя, м

10 – уравнивающий коэффициент перевода мг, г и см в тонны и метры  

 

58. Общие физические свойства почвы

-Структура

Плотность твердой фазы почвы – масса сухого вещества в единице объема твердой фазы почвы (d).

Измеряется в г/см3.

Величина плотности твердой фазы зависит от и соотношения входящих в состав почвы минералов и органических веществ

В верхней части профиля почв с низким содержанием гумуса (подзолистые, дерново-подзолистые и др.) величина плотности твердой фазы обычно находится в интервале 2,50-2,65 г/см3.

 При высоком содержании гумуса в почвах (черноземы и др.) плотность твердой фазы уменьшается до 2,30-2, 45 г/см3.

В средней и нижней частях почвенного профиля плотность твердой фазы, как правило возрастает, достигая значений 2,70-2,80 г/см3.

Плотность твердой фазы – довольно консервативный показатель, мало изменяющийся во времени, и колеблющийся в относительно узких пределах по сравнению с другими физическими характеристиками почвы.

-Плотность почвы

отражает взаимное расположение в пространстве почвенных частиц и агрегатов, значения ее варьируют в широких пределах.

В торфах, состоящих из растительных остатков разной степени разложения, плотность чаще всего равна 0,1-0,4 г/см3,

В гумусовых горизонтах минеральных почв – 1,0-1,35 г/см3,

В сильно уплотненных иллювиальных, глеевых, слитых и солонцовых горизонтах этот показатель достигает значений 1,7-1,9 г/см3.

Плотность почвы зависит от:

гранулометрического состава

доли минералов тяжелой фракции (эпидот, гематит, амфиболы, пироксены и др.)

содержания гумуса

структуры почвы

Сразу после обработки (вспашка, культивация), почва наименее уплотнена, а затем постепенно начинает уплотняться.

Она достигает определенной плотности, которая мало изменяется во времени (до следующей обработки). Такую постоянную плотность называют равновесной. Это довольно устойчивый физический показатель.

Оптимальной считается такая плотность при которой обеспечивается благоприятный для растений водно-воздушный режим и нормальное развитие их корневой системы.

-Пористость

Почвенные поры имеют различный размер и конфигурацию. Часть пор, особенно наименее мелких, сосредоточена внутри агрегатов. Другие, как правило более крупные – стыковые поры, поры-трещины, поры-полости располагаются между агрегатами.

Существуют также поры-каналы, представляющие собой ходы корней и почвенных животных. Располагаются либо между агрегатами, либо частично пересекают их. В связи с различной локализацией пор общая пористость подразделяется на агрегатную (поры внутри агрегатов) и межагрегатную (поры между агрегатами).

В порах размером до 8000 мкм передвижение и удержание воды при увлажнении почвы осуществляется за счет проявления капиллярных сил. Вследствие чего все поры подразделяются на капиллярные и некапиллярные, они существуют как внутри, так и между агрегатами

В соответствии с функциями, выполняемыми порами в почвах их подразделяют на поры аэрации и поры обводнения.

Поры аэрации. Представлены крупными некапиллярными (> 8000 мкм) и капиллярными (8000-100 мкм) порами. Обычно, эти поры заполнены воздухом. В обычных условиях поры аэрации присходит газообмен между почвенными горизонтами, между почвой и приземным слоем воздуха. При сильном увлажнении почвы по порам аэрации происходит передвижение гравитационной влаги вглубь почвенного профиля, т.е. они обеспечивают водопроницаемость почв.

Поры обводнения. Объединяют капиллярные поры размером 10 – 100 мкм. Находящаяся в них капиллярная влага подвижна и передвигается в направлении градиента влажности, температуры, напора воды и т.д. Это влагосохраняющие и влагопроводящие поры. Влага, сосредоточенная в них, доступна для растений, а максимальное ее количество обычно соответствует величине предельно-полевой влагоемкости. 

Капиллярные поры размером < 10 мкм относятся к неактивным, поскольку они заполнены связанной водой, находящейся под действием сорбционных сил почвы и не участвуют в фильтрации. Количество неактивных пор возрастает при разрушении структуры и переуплотнении почвы.

 

59. Структура почвы и ее значение

Структура почвы

Совокупность агрегатов различного размера, формы и качественного состава называется почвенной структурой, а способность почвы распадаться на агрегаты при механическом воздействии – структурностью.

Почвенный агрегат (структурная отдельность) состоит из определенного количества механических элементов, которые объединены в единое целое в результате процессов слипания и склеивания, происходящих под влиянием абиотических и биологических факторов.

Наиболее ценны микроагрегаты, имеющие размер 0,25 – 10 мм.

Если почва в основном состоит из агрегатов такого размера, то она считается структурной.

Если почва состоит в основном из мелких частиц и имеет сыпучее состояние, то она считается бесструктурнй раздельно – частичной,

а в случае преобладания глыб – бесструктурной глыбистой или массивной.

Связность - способность агрегатов не разрушаться при механическом воздействии.

Водопрочность – способность агрегатов длительное время противостоять размывающему действию воды и не разрушаться при увлажнении почвы.

 

60. Формы почвенной влаги

Порции почвенной воды, обладающие близкими свойствами, получили название категорий или форм почвенной влаги.

Прочносвязанная вода сорбируется почвой из парообразного состояния и образует вокруг почвенных частиц тончайшие пленки, состоящие из 2-4 слоев строго ориентированных молекул воды. Прочносвязанная вода удерживается почвенными частицами очень высоким давлением – порядка 1-2109 Па и по физическим свойствам приближается к твердым телам. Плотность ее достигает 1,5-1,8 г/см3, она неподвижна, не растворяет соли, не доступна растениям.

Рыхлосвязанная вода образуется за счет дополнительной сорбции жидкой влаги, молекулы которой образуют вокруг почвенных частиц полимолекулярную пленку, состоящую из нескольких десятков и даже сотен рядов диполей, последовательно облегающих один другой. Сила, с которой рыхлосвязанная вода удерживается у поверхности почвенных частиц измеряется давлением порядка 3–50105 Па и способна к передвижению.

Капиллярная влага локализована в порах диаметром менее 8 мм. Капиллярная вода обладает высокой подвижностью и передвигается из зоны большего увлажнения в зону с меньшей влажностью, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, перемещая растворенные вещества и коллоиды.

Гравитационная вода. Находится вне действия сорбционных и капиллярных сил почвы и передвигается под действием силы тяжести. Гравитационная вода - важнейший фактор миграционных процессов в почвенном профиле.

Капиллярная вода подразделяется на капиллярно-подвешенную и капиллярно-подпертую.

Капиллярно-подвешенная вода заполняет капиллярные поры при увлажнении почвы с поверхности, атмосферными осадками или в результате полива. При этом под увлажненным слоем всегда имеется более сухой слой почвы. Вода увлажненного слоя как будто «висит» над менее влажной толщей почвы, удерживаемая капиллярными силами от стекания.

Капиллярно-подпертая вода поступает в почву из грунтовых вод. Слой почвы, содержащий капиллярно-подпертую влагу непосредственно над зеркалом грунтовых вод, называется капиллярной каймой. В песках и супесях капиллярная кайма обычно составляет 40-60 см, в почвах суглинистых и глинистых – 2-7 м. Содержание воды в кайме уменьшается снизу вверх.

 

 

 

Водный режим почв.

зависит не только от количества атмосферных осадков, но и в значительной мере от водных свойств самой почвы. К главнейшим водным свойствмная способность (или капиллярность), влагоемкость.ам относятся водопроницаемость, водоподъе

Водопроницаемость – это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость измеряется объемом воды, протекающей через единицу площади поверхности почвы в единицу времени, выражается в мм водного столба в единицу времени.Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Водоподъемная способность свойство почвы поднимать содержащуюся в ней влагу за счет капиллярных сил (вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение). Высота капиллярного поднятия воды зависит от диаметра капилляров: чем они тоньше, тем выше поднятие, и наоборот. Поэтому водоподъемная способность растет от песчаных почв к суглинистым и глинистым. Влагоемкость – способность почвы впитывать и удерживать определенное количество воды. Выражается в % к весу сухой почвы. Эта способность зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава поглощенных катионов. Высокая влагоемкость характерна для глинистых почв, богатых коллоидами, с высоким содержанием гумуса. Высокой влагоемкостью обладают почвы, содержащие известь, хлориды, слабовлагоемкие песчаные почвы.

 

Под водным режимом почв понимают совокупность всех процессов поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания и расхода. Количественно он выражается через водный баланс, который характеризует приход влаги в почву и расход из нее.

Основная приходная статья водного баланса – осадки, дополнительные – грунтовые воды и поверхностный сток. Расходные статьи водного баланса: физическое испарение воды почвой, транспирация (испарение влаги растениями), поверхностный сток и инфильтрация в грунт.

 

Типы водного режима

В зависимости от почвенных и климатических условий водный режим различных почв складывается по-разному. Для установления типа водного режима используют коэффициент увлажнения (КУ, ГТК), который показывает отношение годового количества осадков к испаряемости. Испаряемость – это количество воды, которое может испариться с открытой водной поверхности или с поверхности постоянно переувлажненной почвы в данных климатических условиях за определенный период времени, выражается в мм. Может колебаться в различных зонах (Г.H.Высоцкий) от 0,1 до 3: лесная – 1,33, лесостепная – 1, черноземная – 0,67, сухие степи – 0,33, пустыни – 0,15. В соответствии с этим коэффициентом увлажнения выделяются основные типы водного режима: мерзлотный, промывной, периодически промывной, непромывной, выпотной и ирригационный.

Мерзлотный тип – характерен для территории сплошного распространения многолетней мерзлоты (в тундре), где она является водоупором. Специфику этого типа водного режима создает близко залегающий постоянно мерзлый водоупорный горизонт, вследствие чего, несмотря на небольшое количество осадков, в теплое время года почва значительно перенасыщена водой.

Промывной тип (рис.10, а) характерен для почв лесных зон (тайги, влажных тропиков и субтропиков, умеренных широколиственных лесов), где количество осадков превышает испаряемость (КУ > 1). Почвы и породы в этих условиях ежегодно промываются водой до грунтовых вод, идет интенсивное выщелачивание и вынос продуктов почвообразования за пределы почвенного профиля и формируются кислые почвы (подзолистые, дерново-подзолистые, красноземы и др.). При наличии водоупорного горизонта, близком залегании грунтовых вод может развиться заболачивание почвы (подзолисто-болотные и болотные).

Периодически промывной тип (КУ»1, от 0,8 до 1,2) характеризуется сбалансированностью осадков и испаряемости: в сухие годы осадки увлажняют почвенную толщу, не достигая грунтовых вод (непромывной режим), а во влажные годы происходит сквозное промачивание (промывной режим) почвогрунтов. Промывается один раз в несколько лет, характерен для лесостепной зоны, формируются серые лесные, черноземы выщелоченные и оподзоленные.

Непромывной тип (КУ < 1, от 0,1 до 0,6) характерен для степной, сухостепной и пустынной зон, где испаряемость превышает сумму атмосферных осадков (рис.10, б). Осадки распространяются только в верхних почвенных горизонтах и не достигают грунтовых вод. Между верхним промачиваемым и капиллярным слоем находится «мертвый горизонт» с постоянной влажностью, близкой к влажности завядания. Запасы воды, накопленные к весне за счет осенних осадков и талой воды, интенсивно испаряются и потребляются растениями. Формируются черноземы степной зоны, каштановые, бурые полупустынные, серо-бурые пустынные и др.

Выпотной тип (КУ< 1) наблюдается на местностях с близким залеганием грунтовых вод в зоне сухих степей, полупустынь и пустынь, где испаряемость сильно превышает сумму осадков (рис.10, в). На испарение расходуются не только осадки, но и грунтовые воды. При высоком содержании солей в грунтовых водах с восходящим током воды в почву поступают легкорастворимые соли и почвы засоляются (солонцы и др.)

 

Ирригационный тип складывается в искусственно орошаемых почвах и характеризуется чередованием промывного и непромывного режимов. При поливе создается промывной тип, который затем сменяется непромывным. В почве непрерывно наблюдаются как нисходящие, так и восходящие потоки воды.

В зависимости от водного режима формируются автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные почвы.

Автоморфные почвы – почвы, которые формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока грунтовых вод. Грунтовые воды не влияют на формирование почвенного профиля, так как залегают глубоко (более 6 м). Преобладают аэробные условия.

Полугидроморфные почвы формируются при кратковременном застое поверхностных вод или залегании грунтовых вод на глубине 3 – 6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений и нижних почвенных горизонтов).

Гидроморфные почвы формируются в условиях избыточного увлажнения в результате длительного застоя поверхностных вод или близком залегании грунтовых (менее 3 м). Капиллярная кайма может достигать поверхности почвы, преобладают анаэробные процессы.

 

 

Воздушные свойства почв

 

1) Воздухоемкость - та часть объема почв, которая занята воздухом при данной влажности. Обеспечивает нормальную аэрацию почв, если ее величина превышает 25% от объема почвы.

 

2) Воздухопроницаемость - способность почвы пропускать через себя воздух. Чем она полнее выражена, тем лучше газообмен, тем больше в почве содержится кислорода и меньше углекислого газа.

 

3) Процессы обмена почвенного воздуха с атмосферным называют аэрацией, или газообменом. Факторы газообмена: диффузия, изменение почвы, барометрического давления, количества влаги в почве, влияние ветра, изменение уровня грунтовых вод.

 

Воздушный режим почвы - совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, его передвижения в ней и расхода, а также явлений обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потребления и выделения отдельных газов иным населением почвы. Подвержен суточной, сезонной, годовой и многолетней изменчивости и находится в прямой зависимости от различных свойств почв, погодных условий, характера растительности, агротехники.

 

 


Поделиться с друзьями:

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.065 с.