Большой практикум. Практикум по почвоведению с основами геологии красноярск 2006 удк ббк рецензенты Ю. Н. Трубников
 Скачать 13.42 Mb.
|
|
8. Кислотность и щелочность почвы Кислотность почвы вызывается катионами Н+ и Al+3. Различают 2 типа кислотности: актуальную, обусловленную катионами Н+ в почвенном растворе. Выражается показателем рНН2О.Актуальная кислотность не остается постоянной в течение вегетационного периода и довольно сильно изменяется во времени. Поэтому величина актуальной кислотности или рН водной вытяжки не может служить надежным показателем при мелиорации почв, например, при расчетах нуждаемости почв в известковании; потенциальную, обусловленную обменными катионами Н+ Al+3 (находящимися в ППК). Эта кислотность проявляется при взаимодействии почвы с растворами солей. Она, в свою очередь, делится на: обменную, которая проявляется при обработке почвы раствором нейтральной соли [ППК] Са+2 + КСl > [ППК] Cа+2 + НСl Н+ К+ В том случае, если источником обменной кислотности является алюминий, то реакцию можно представить следующей схемой: [ППК]Al+3 + 3КСl > [ППК]3К+ + AlCl3 Наибольший вред культурным растениям наносится в тех случаях, когда почва обладает высокой обменной кислотностью. Повышение обменной кислотности возможно и при внесении в почву минеральных удобрений в форме нейтральных солей. При этом поглощенные почвой ионы водорода (или алюминия) способны к обмену, в результате чего возможно сильное подкисление почвенного раствора. Вытесняемые из ППК ионы алюминия могут оказывать и прямое токсическое действие на растения и микроорганизмы, поэтому учет величины обменной кислотности необходим для определения потребности почв в извести в целях нейтрализации или осаждения вредных для растений ионов. Потенциальная обменная кислотность выражается в единицах рНKCl; гидролитическую (Нr, м-экв/100 г), которая проявляется при обработке почвы раствором гидролитически щелочной соли. В этом случае происходит более полное вытеснение поглощенного Н+: [ППК] Н+ + СН3СООNa -- [ППК] Na+ + CН3СООН. Принципиальных различий между обменной и гидролитической кислотностью нет. Гидролитическая кислотность, так же как и обменная обусловлена поглощенными ионами водорода и алюминия, но эти ионы более прочно удерживаются коллоидным комплексом, и могут быть вытеснены лишь раствором гидролитически щелочной соли. Гидролитическая кислотность является скрытой кислотностью почвы, она не вредна для растений, так как ионы водорода, обусловливающие гидролитическую форму кислотности мало подвижны, не способны к вытеснению нейтральными солями и не образуют в растворе свободных кислот или гидролитически кислых солей (HCl, AlCl3). Но при вытеснении ионов водорода гидролитической кислотности в раствор переходят так же ионы водорода и обменной кислотности (токсичные для растений), поэтому не следует ограничиваться лишь учетом Нг, всегда нужно знать и величину обменной кислотности. Причиной щелочности почвы является наличие гидроксила ОН- в почвенном растворе. Различают: актуальную, обусловленную наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей (Na2CO3, NaHCO3, Са (НСО3)2). Выражается в единицах рНН2О; потенциальную, обнаруживаемую в почвах, содержащих обменный Na+. Различные растения имеют неодинаковый интервал рН, благоприятный для роста и развития (табл. 33). Таблица 33. Интервал рН, благоприятный для роста различных растений (по В.И. Кирюшину)
При кислой или щелочной реакции среды снижается поглощение Р, Са, К, Мn, уменьшается доступность азота для растений. От рН зависит деятельность микроорганизмов и развитие окислительно-восстановительных и других физико-химических процессов в почве, растворение почвенных минералов и передвижение продуктов их распада. Вопросы для семинара
10.Необменное поглощение и роль не обменно поглощенных катионов. 11.Кислотность почв (природа, типы и виды, значение). 12. Отношение полевых культур к кислотности почвы. 13.Пути регулирования кислой реакции почвы. 14.Щелочность почв (природа, типы, значение). 15.Отношение полевых культур к щелочной реакции среды. 16.Приемы регулирования щелочной реакции. 17.Буферность почвы. Тесты
а) свойство обменно или необменно поглощать различные твердые, жидкие и газообразные вещества или изменять их концентрацию у поверхности коллоидных частиц; б) способность поглощать и удерживать на поверхности коллоидных частиц различные твердые, жидкие и газообразные вещества; в) свойство поглощать с водным или воздушным потоком твердые частицы. 2. С каким видом поглотительной способности связано образование в почве труднорастворимых соединений, выпадающих из раствора в осадок: а) механическая; б) физико-химическая; в) химическая. 3. Какой вид поглотительной способности благоприятствует естественному вымыванию нитратов из почвы: а) химическая; б) физико-химическая; в) физическая. 4. Ккой вид поглотительной способности обусловлен наличием ППК, связанного с почвенными катионами: а) физико-химическая; б) химическая; в) биологическая. 5. Почвенный поглощающий комплекс – это: а) все звенья твердой фазы почвы, способные к поглощению вещества; б) суммарная поверхность почвенных частиц; в) совокупность почвенных коллоидов вместе с поглощенными ионами на коллоидах. 6. Почвенные коллоиды – это частицы с размером: а) <0,0001 мм; б) 0,2-0,001 мкм; в) 0,2-1 мкм. 7. Как называются почвенные коллоиды, имеющие в потенциалопределяющем слое положительно заряженные ионы и диссоциирующие в раствор Н-ионы: а) ацидоиды; б) базоиды; в) амфолитоиды. 8. Как называются почвенные коллоиды, имеющие в потенциалопределяющем слое отрицательно заряженные ионы и диссоциирующие в раствор ОН-ионы: а) ацидоиды; б) базоиды; в) амфолитоиды. 9. Ясно выраженными свойствами ацидоидов обладают: а) кремнекислота, глинистые минералы, белки; б) гуминовая кислота, кремнекислота, гидроксиды железа и алюминия; в) гуминовая кислота, кремнекислота, глинистые минералы. 10. Коагуляция коллоидов – это: а) процесс соединения коллоидных частиц и образование геля из золя; б) процесс агрегирования коллоидов; в) процесс перехода коллоида из состояния геля в состояние золя. 11. В состоянии золя находятся в почве коллоиды, насыщенные: а) двухвалентными катионами; б) двух- и трехвалентными катионами; в) одновалентными катионами. 12. Состав обменных катионов в черноземе выщелоченном: а) Са+2, Mg+2, К+, Н+; б) Са+2, Mg+2, К+, Na+; в) Са+2, К+, Na+ ,Н+. 13. Состав обменных катионов в подзолистой почве: а) Н+, Al+3, Са+2, Mg+2; б) Н+, Al+3, Са+2, Na+; в) Al+3, Са+2, Mg+2, К+. 14. Состав обменных катионов в темно-каштановой солонцеватой почве: а) Са+2, Mg+2, Н+, Na+; б) Са+2, Mg+2, Na+, Н+; в) Са+2, Mg+2, Al+3, Н+. 15. Величина ЕКО в черноземах, м-экв/100 г: а) 25-45; б) 40-60; в) 10-20. 16. Оценка ЕКО, равная 27 м-экв/100г: а) высокая; б) средняя; в) низкая. 17. В каких почвах значения суммы обменных оснований количественно равны емкости катионного обмена: а) каштановая; б) чернозем опожзоленный; в) солодь. 18. Почва, ненасыщенная основаниями: а) чернозем обыкновенный; б) серозем; в) серая лесная. 19. Почва, насыщенная основаниями: а) чернозем выщелоченный; б) солонец; в) дерново-подзолистая. 20.При V=42% почва нуждается в известковании: а) сильно; б) средне; в) слабо. 21. Актуальная кислотность обусловлена наличием: а) катионов алюминия в почвенном растворе; б) ионов водорода в почвенном растворе; в) водорода и алюминия в ППК. 22. Кислотность, используемая для определения доз извести: а) актуальная; б) потенциальная обменная; в) потенциальная гидролитическая. 23. Почва, имеющая щелочную реакцию: а) солонец; б) чернозем выщелоченный; в) бурозем. 24. Мелиоративный прием, устраняющий щелочную реакцию почвы: а) известкование; б) землевание; в) гипсование. 4.7.Диагностика почв по данным химического анализа (самостоятельная работа) Конспект теории Химический анализ позволяет получить сведения о химическом составе и свойствах почвы. Для каждого типа почв характерны определенные показатели реакции и состава поглощенных катионов, специфическое распределение органического вещества и компонентов минеральной части по профилю. Поэтому данные химического состава, физико-химических и других свойств почвы, полученные на основании анализов, наряду с изучением морфологических признаков имеют важнейшее значение для познания генезиса, диагностики, классификации и более обоснованной агрономической оценки. Следовательно, необходимо уметь читать результаты анализов почв, то есть понимать их генетический и агрономический смысл. Для этого студент получает «слепые» таблицы, в которых по профилю приводятся показатели химического состава почв без указания их классификационного наименования. Студент, внимательно рассматривая эти данные, выделяет определенные закономерности и особенности количественного состава и характера изменений по профилю, позволяющие ему определить генетическое название почвы на уровне типа и подтипа. Методические рекомендации к чтению химических анализов. К наиболее распространенным видам анализов по характеристике состава и свойств почв относятся валовой анализ (валовой состав минеральной части, содержание гумуса и СО2 карбонатов), определение физико-химических свойств (реакции, емкости катионного обмена, состава обменных катионов), гранулометрического состава, а для засоленных почв также состава водной вытяжки. Данные валового анализа минеральной части почвы необходимо оценивать следующим образом.
· равномерный, без существенной дифференциации. Он свойственен почвам типа черноземов, каштановых. Их генезис связан с гумусово-аккумулятивным процессом, и для них нехарактерно разрушение почвенных минералов; · дифференцированный, с обеднением верхних горизонтов R2O3 и обогащением их SiO2. Вниз по профилю содержание R2O3 возрастает, и в иллювиальной части профиля может наблюдаться их максимум. Такое перераспределение выражено в почвах, образование которых связано с развитием процессов оподзоливания, лессиважа, осолодения, солонцового и элювиального процессов, а также внутрипочвенного выветривания (оглинения).
В минеральных горизонтах целинных почв и в пахотных почвах о содержании органического вещества судят по результатам определения гумуса, количество которого может колебаться в верхних горизонтах от 0,5-1 до 10-15 %: 1. По количеству гумуса в верхних горизонтах выделяют почвы с очень высоким содержанием гумуса (>10 %) – черноземы, лугово-черноземные, аллювиальные луговые и др., высоким (6-10 %), средним (4-6 %), низким (2-4 %) и очень низким (<2 %) – серые лесные, дерново-подзолистые, подзолистые, каштановые, солончаки, солонцы и т.п. 2. Распределение гумуса по профилю: · Постепенное уменьшение содержания гумуса с глубиной характерно для почв, в которых наблюдается глубокое проникновение корневых систем травянистой растительности (черноземы, каштановые, лугово-черноземные, лугово-каштановые и др.). · Резкое уменьшение содержания гумуса с глубиной свойственно тем почвам, в которых на некоторой глубине создаются неблагоприятные условия для развития корней растений (подзолистые, дерново-подзолистые, черноземно-луговые и т.д.). · В почвах отмечается два максимума в распределении гумуса: в верхнем горизонте, а затем после резкого снижения – на некоторой глубине. Второй максимум связан с процессами иллювиирования водорастворимых органических веществ из верхнего органогенного горизонта Ао или Аот (песчаные и супесчаные подзолистые, дерново-подзолистые и болотно-подзолистые почвы). · Относительно равномерное распределение гумуса по всему профилю характерно для некоторых мерзлотно-таежных потечно-гумусовых, а также древних староорошаемых почв.
К важнейшим физико-химическим свойствам почвы относятся: емкость катионного обмена (ЕКО), сумма обменных оснований (S), состав почвенно-поглощающего комплекса (ППК) и степень насыщенности почв основаниями; рН солевой и водной вытяжек. 1. Значения емкости катионного обмена и суммы обменных оснований связаны с гранулометрическим составом (содержанием ила), минералогическим составом и с количеством гумуса. Тяжелые почвы, богатые илом и гумусом, имеют ЕКО 30-70 м-экв/100г (черноземы, лугово-черноземные, луговые, темно-серые лесные почвы и др.). Бедные илом и гумусом имеют низкую ЕКО < 10 м-экв/100г (подзолистые, дерново-подзолистые). В почвах с хорошо выраженным гумусово-аккумулятивным процессом при отсутствии признаков разрушения или выноса ила из верхних горизонтов (черноземы, каштановые, темно-серые лесные и др.) наибольшая величина ЕКО отмечается в верхних гумусированных горизонтах с постепенным уменьшением ее к породе. В почвах с отчетливыми элювиальными процессами (лессиваж, оподзоливание, осолодение) наименьшая величина ЕКО характерна для элювиальных горизонтов и заметно возрастает в иллювиальных и породе. 2. Состав обменных катионов отражает типовые и подтиповые особенности почв. Так, подзолистые, дерново-подзолистые, болотно-подзолистые, серые лесные и некоторые другие почвы в составе обменных катионов наряду с Са и Mg содержат Н и Аl. В обыкновенных, южных черноземах, каштановых почвах в составе ППК исчезают обменные водород и алюминий, но появляется Nа. В солонцах и солонцеватых родах черноземов, каштановых обменный натрий содержится в повышенных количествах (> 3-10 % от ЕКО). |