Большой практикум. Практикум по почвоведению с основами геологии красноярск 2006 удк ббк рецензенты Ю. Н. Трубников

• Название: Практикум по почвоведению с основами геологии красноярск 2006 удк ббк рецензенты Ю. Н. Трубников
• Анкор: Большой практикум.doc
• Дата: 17.12.2017
• Размер: 13.42 Mb.
• Имя файла: Большой практикум.doc
• Тип: Практикум; #11930
• страница: 27 из 62

Вариант 17

1. Написать схему состава катионов почвенного поглощающего комплекса следующих почв: подзолистой, серой лесной, чернозема выщелоченного, солонца насыщенных и ненасыщенных основаниями.

2.Определить сумму обменных оснований для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Ca++= 24, Mg++=16;

3.Определить емкость катионного обмена для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Са++= 20, Al+++= 2, Нг = 5;

4. Определить степень насыщенности почв основаниями: ЕКО = 21, Нг = 5;

5. Решить следующие примеры по данным, выраженным в м-экв/100г почвы: Са++=20, Mg++= 8, К+= 2, Na+= 0,5, S = ?, ЕКО =?

6. Что можно сказать о почве с точки зрения состава поглощенных катионов в почвенно-поглощающем комплексе, если: Са++= 1,5, Mg++= 0,8, ЕКО = 4,4, Н++А1+++= ?

7.По данным, выраженным в м-экв/100г почвы, определить, нуждаются ли почвы в химической мелиорации. Если нуждаются, то в какой? ЕКО=15,5 Нг=8;

8.Какой из перечисленных ниже горизонтов имеет наибольшую емкость катионного обмена:

каштановых (Апах, В₁, В_к);



черноземов (А, АВ, В, В₂);



солонцов (А, В₁, В₂);



серых лесных (A1 , A,A₂, A₂B, В)?

9.К какой степени солонцеватости надо отнести каштановую почву с содержанием обменного натрия 7% от ЕКО?

Вариант 18

1.Написать схему состава катионов почвенного поглощающего комплекса следующих почв: подзолистой, серой лесной, чернозема выщелоченного, солонца насыщенных и ненасыщенных основаниями.

2.Определить сумму обменных оснований для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Ca++= 4, Mg++= 3, H+= 2, Al+++= 2,5, K+= 0,5;

3.Определить емкость катионного обмена для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Са++= 20, Mg++= 5, Na+= 8;

4. Определить степень насыщенности почв основаниями: ЕКО = 21, Нг = 5;

5. Решить следующие примеры по данным, выраженным в м-экв/100г почвы: Са++= 40, Mg++= 6,6, Нг = 4,2, ЕКО =?

6. Что можно сказать о почве с точки зрения состава поглощенных катионов в почвенно-поглощающем комплексе, если: S = 20, Na+=5;

7. По данным, выраженным в м-экв/100г почвы, определить, нуждаются ли почвы в химической мелиорации. Если нуждаются, то в какой? S = 18, ЕКО = 25, рНн₂о <7;

8. Назвать пределы колебаний рН солевой суспензии для почв очень сильнокислых, сильнокислых, средне- и слабокислых, сильнощелочных, щелочных, нейтральных.

9.Назвать оптимальные значения рН почвы для различных сельскохозяйственных растений.

Вариант 19

1. Написать схему состава катионов почвенного поглощающего комплекса следующих почв: подзолистой, серой лесной, чернозема выщелоченного, солонца насыщенных и ненасыщенных основаниями.

2.Определить сумму обменных оснований для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Ca++= 24, Mg++=16;

3.Определить емкость катионного обмена для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Na+= 4, S = 25;

4. Определить степень насыщенности почв основаниями: S= 12, А1+++=1,5, Нг = 4;

5. Решить следующие примеры по данным, выраженным в м-экв/100г почвы: S = 40, Нг =5, ЕКО = ?

6. Что можно сказать о почве с точки зрения состава поглощенных катионов в почвенно-поглощающем комплексе, если: ЕКО= 12, Нг = 6;

7. По данным, выраженным в м-экв/100г почвы, определить, нуждаются ли почвы в химической мелиорации. Если нуждаются, то в какой? S=12, EKO = 20, рH н₂o<7;

8.Есть ли разница между обменными катионами и обменными основаниями?

9.Какую реакцию имеют светло-серые лесные почвы?

Вариант 20

1. Написать схему состава катионов почвенного поглощающего комплекса следующих почв: подзолистой, серой лесной, чернозема выщелоченного, солонца насыщенных и ненасыщенных основаниями.

2.Определить сумму обменных оснований для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Ca++= 18, Mg++=ll, H+=3;

3.Определить емкость катионного обмена для почв со следующими показателями в м-экв/100 г: Са++= 18, Mg++= 2, К+= 3, Na+= 4;

4. Определить степень насыщенности почв основаниями: ЕКО = 21, Нг = 5; Са++= 4,6, Mg++= 1,3, ЕКО =7,4;

5. Решить следующие примеры по данным, выраженным в м-экв/100г почвы: Са++=2, Mg++= 1, ЕКО = 10, Нг = ?

6. Что можно сказать о почве с точки зрения состава поглощенных катионов в почвенно-поглощающем комплексе, если: ЕКО = 18, Нг = 3;

7. По данным, выраженным в м-экв/100г почвы, определить, нуждаются ли почвы в химической мелиорации. Если нуждаются, то в какой? ЕКО=15,5 Нг=8;

8.Отличаются ли по составу обменных катионов южные черноземы и каштановые почвы?

9.Какой из перечисленных ниже горизонтов имеет наибольшую емкость катионного обмена:

каштановых (Апах, В₁, В_к);



черноземов (А, АВ, В, В₂);



солонцов (А, В₁, В₂);



серых лесных (A1 , A,A2, A₂B, В)?

0. 
   Поглотительная способность почв (семинар)
   

Конспект теории
1. Понятие и виды поглотительной способности почв

Поглотительная способность почвы (ПСП) – свойство обменно или необменно поглощать различные твердые, жидкие и газообразные вещества или изменять их концентрацию у поверхности коллоидных частиц.

Совокупность почвенных компонентов, участвующих в процессах поглощения, К.К Гедройц назвал почвенно-поглощающим комплексом (ППК). Основную часть ППК составляют коллоиды.

К.К Гедройц выделил 5 видов поглотительной способности:

механическая - способность задерживать твердые частицы при фильтрации через почву коллоидных растворов и суспензий;

физическая – способность удерживать различные вещества на поверхности твердых фаз за счет адсорбционных сил. Это приводит к изменению концентрации молекул растворенного вещества на поверхности твердых частиц почвы. Например, органические кислоты, алколоиды, понижающие поверхностное натяжение, притягиваются к поверхности тонкодисперсных частиц, т.е. испытывают положительную физическую адсорбцию и увеличивают концентрацию. Нитраты, хлориды повышают поверхностное натяжение воды, вызывая явление отрицательной физической адсорбции, при котором концентрация данного вещества уменьшается по мере приближения к поверхности частиц. Они оказываются «вытолкнутыми» в раствор и не защищенными от миграции и вымывания;

биологическая выражается в поглощении микроорганизмами и корнями растений веществ из почвенного раствора;

химическая заключается в образовании труднорастворимых осадков при взаимодействии отдельных компонентов почвенного раствора: Na₂CO₃ + CaSO₄ = CaCO₃ + Na₂SO₄,
2 Сa(HCO₃)₂ + Ca(H₂PO₄)₂ = Ca₃(PO₄)₂ + 4 CO₂ + 4 H₂O;
физико-химическая – свойство почвы обменивать некоторую часть катионов, содержащихся в твердой фазе, на эквивалентное количество катионов почвенного раствора:

Cа⁺⁺

[ППК] Мg⁺⁺ + 5 КСl = [ППК]5К⁺ + СаСl₂ + MgCl₂ + HCl.

H⁺

2. 
   Почвенные коллоиды ( происхождение, строение и свойства)
   

Почвенные коллоиды – это частицы размером 0,0001-0,0200 нм. Их присутствует в почвах от 1-2 до 30-40%. Они являются главными носителями сорбционных свойств почвы. Образуются в результате процессов выветривания и почвообразования способами:

• 
  конденсационным (физического или химического соединения молекул и ионов),
  
• 
  дисперсионным (механического или химического раздробления более крупных частиц).
  

По составу выделяют минеральные (глинистые минералы, коллоидные формы кремнезема и полутораоксиды), органические (вещества гумусовой и белковой природы) и органо-минеральные (соединения гумусовых веществ с глинистыми минералами и осажденными формами полутораоксидов). Преимущественное количество тех или других определяется минералогическим, гранулометрическим составом и содержанием гумуса.

Общая схема строения почвенных коллоидов приводится на рис. 12.

Рис.12. Строение почвенного коллоида
Свойства коллоидов:

• 
  не оседают в воде;
  
• 
  испытывают броуновское движение;
  
• 
  находятся в состоянии золя (коллоиды, насыщенные одновалентными катионами) и геля (коллоиды, насыщенные 2-х и 3-х валентными катионами);
  
• 
  способны к реакциям коагуляции (состояние перехода золя в гель);
  
• 
  способны к реакциям пептизации (состояние перехода геля в золь);
  
• 
  несут электрический заряд. Коллоиды, несущие только отрицательный заряд, называют ацидоидами (органические кислоты, кремнезем, глинистые минералы). Коллоиды, несущие только положительный заряд, называют базоидами (белки, полутораоксиды). Коллоиды, имеющие рН-зависимый заряд, называют амфолитоидами (Al(OH)₃ в щелочной среде ведет себя как кислота и приобретает отрицательный заряд);
  
• 
  взаимодействуют с водой. Гидрофобными свойствами, проявляющимися в пониженной смачиваемости водой, отличаются коллоиды каолинитовой группы минералов, полутораоксиды. Гидрофильными свойствами – коллоиды монтмориллонитовой группы минералов, белки, гумусовые кислоты;
  
• 
  определяют удельную поверхность почвы. Удельная поверхность определяет химическую активность почв, т.к. с увеличением степени дисперсности частиц их химическая активность возрастает.
  

3. 
   Обменное поглощение катионов
   

Обменное поглощение катионов – способность катионов диффузного слоя почвенных коллоидов обмениваться на эквивалентное количество катионов раствора. Катионы, находящиеся в диффузном слое коллоидов, называются обменными: Са⁺², Mg⁺², К⁺, NH₄⁺, Na⁺, Mn⁺², Fe⁺², Fe⁺³, H⁺, Al⁺³, Li⁺, Sr⁺², Сs⁺.

Закономерности поглощения:

• 
  эквивалентность обмена;
  
• 
  энергия поглощения возрастает с увеличением валентности иона Na⁺ < NH₄⁺ < K⁺ < Mg⁺² < Ca⁺² < Al⁺³ < Fe⁺³;
  
• 
  катион Н⁺ в 4 раза сильнее поглощается, чем Са⁺², и в 17 раз сильнее, чем Na⁺;
  
• 
  внутри рядов ионов одной валентности энергия поглощения возрастает с увеличением атомной массы:
  
• 
  одновалентные ⁷Li⁺ < ²³Na⁺ < ³⁹K⁺
  
• 
  двухвалентные ²⁴Mg⁺² < ⁴⁰Ca⁺²
  
• 
  трехвалентные ²⁷Al⁺³ < ⁵⁶Fe⁺³ ;
  
• 
  реакции обратимы.
  

4. 
   Показатели катионной емкости
   

Емкость катионного обмена (ЕКО) – максимальное количество катионов, удерживаемое почвой в обменном состоянии. Выражается в м-экв на 100 г почвы. Оценка ЕКО: <10 – низкая, 10-20 – средняя, 20-40 – высокая, >40 – очень высокая.

Сумма обменных оснований (S) – общее содержание всех обменныз катионов, кроме Н⁺ и Al⁺³. Измеряется в м-экв на 100 г почвы.

Степень насыщенности основаниями (V) – доля катионов-оснований от ЕКО, %. По этому показателю различают почвы насыщенные основаниями (V = 100%) и ненасыщенные основаниями (V < 100%). По величине степени насыщенности почвы основаниями определяют нуждаемость в известковании: <50% - сильная нуждаемость, 55-70% - средняя, 70-80% - слабая, >80% - почва не нуждается в известковании.

На количественные значения показателей катионной емкости влияют минералогический, гранулометрический состав, содержание гумуса.

5. 
   Состав обменных катионов в разных почвах
   

Состав обменных катионов зависит от типа почвообразования, состава почвообразующих пород, иногда от состава грунтовых вод. Различные почвы характеризуются неодинаковым количеством и составом обменных катионов (табл. 32). В тундровых, подзолистых, бурых лесных почвах, красноземах преобладают Al⁺³ и H⁺, отчасти Са⁺². В черноземах, каштановых почвах, солончаках, солонцах, сероземах главную роль играют Са⁺², Mg⁺², отчасти Na⁺.
Таблица 32.

Состав обменных катионов в почвах, м-экв/100 г почвы

Почва	Гори зонт	Глубина, см	Са+2	Mg+2	H+ + Al+3	Na+
Подзол суглинистый	А1А2 А2 В	4-14 20-30 40-50	1,8 1,5 3,8	0,6 0,4 0,7	9,2 6,6 5,4	- - -
Дерново-подзолистая песчаная	А1 А2 В	0-10 18-26 50-60	0,9 0,2 0,3	0,3 0,1 0,1	2,3 1,5 0,6	- - -
Серая лесная	А1 А1А2 В	0-10 18-28 30-40	12,5 4,5 7,0	2,5 1,5 2,0	2,5 2,0 3,5	- - -
Чернозем обыкновенный	А АВ В	0-10 30-40 60-70	39,1 34,6 27,3	6,6 3,4 2,5	- - -	- - -
Темно-каштановая	А В	0-10 30-40	27,5 25,0	5,5 5,6	- -	1,0 1,0
Солонец	А В1	0-5 10-24	27,0 10,0	20,0 16,7	- -	3,8 12,5
Серозем типичный	А В	0-3 20-30	11,9 7,5	1,5 1,4	- -	0,7 0,7

6. 
   Необменное поглощение
   

Способностью к необменному поглощению отличаются катионы, которые не вытесняются из почвы при обычной обработке растворами нейтральных солей. Они труднодоступны растениям, но являются резервным источником питания и поэтому характеризуют потенциальные возможности почвы. Такими катионами являются К⁺ и NH₄⁺. Необменное поглощение происходит в потенциалопределяющем слое коллоидов. Необменному поглощению способствуют:

- высушивание и увлажнение,

- тяжелый гранулометрический состав,

- высокое содержание гумуса.

7. 
   Экологическое значение поглотительной способности почв
   

Поглотительная способность почвы определяет характер процесса почвообразования, регулирует питательный режим почвы, способствует накоплению элементов минерального питания, регулирует реакцию почвы, ее водно-физические свойства. Так, почвы, насыщенные обменным Са⁺² (чернозем), хорошо оструктурены, достаточно рыхлые, богаты питательными элементами, имеют нейтральный рН и хорошие запасы продуктивной влаги. Почвы, содержащие большое количество обменного Na⁺ (солонец), отличаются плохой оструктуренностью, повышенной плотностью (даже слитностью), слабой водопроницаемостью, вязкостью во влажном состоянии и твердостью - в сухом, низкими запасами продуктивной влаги. Почвы, в ППК которых преобладают Н⁺ и Al⁺³, имеют кислый рН, плохую оструктуренность, низкие запасы питательных элементов.