Материал: GOSY-1_vmeste

Соли сильных оснований и сильных кислот NaN03, NaCl, MgCl2, KCl, СаS04, CaS04, Na2S04, MgS04 поддерживают в почвенных растворах нейтральную реакцию.

Соли сильных кислот и слабых оснований в результате гидролиза сообщают раствору кислую реакцию. Такие соли могут изредка встречаться в почвах и почвенно-грунтовых водах. Таковы квасцы [KAl(S04)2l2H20], хлористый алюминий (А1С13), сернокислое железо (FeS04). Квасцы, например, накапливаются в болотных и маршевых почвах морских побережий и дельт тропиков.

Соли сильных оснований и слабых кислот вызывают щелочную реакцию среды. При гидролизе их рН раствора мб 9—10.Это карбонаты кальция и магния (CaC03, MgC03), способные даже при доступе атмосферной углекислоты подщелачивать почвенный раствор до рН 8,4—

9; карбонаты и бикарбонаты щелочей (Na2СОз, К2СО3, NaHC03), способные придать почвенному раствору рН порядка 9—11—12; силикаты кальция и натрия (CaSi03, Na2Si03), гуматы кальция, натрия, калия.

Зависимость состава ра-в от внешних условий

Состав р-в зав-т и от суточной и сезонной динамики.

Динамика солей в почвенных растворах засоленных почв - В весенний период по мере повышения температуры воздуха и почвы начинается постепенное испарение почвенной влаги, повышается концентрация всех растворенных в почве солей (MgCl₂, Na₂SO₄, MgSO₄ гидрокарбонатов и сульфатов кальция). Этот процесс достигает своего максимального выражения с наступлением летней жары и сильного иссушения почв. Эта фаза сезонного цикла солевого режима-фазой соленакопления

Во влажные сезоны наоборот, идет разбавление р-в. Увеличение влажности сверх водоудерж. способности ведет к передвижению разбав-х р-в в нижние гор-ты. Фаза опресневения профиля. .

Нагрев р-в летом снижает рас-ть газов, что усиливает осаждение СаС03. Снижение t ведет к расв-ти газов (С02), возрастает рас-ть СаНС03 в рас-ре.

А в тундровых мерзлотных почвах наоборот, наиболее существенное возрастание концентрации почвенных растворов наблюдается в верхних горизонтах почв в конце зимы за счет криогенного подтягивания растворов из нижних горизонтов почвы к более холодному фронту. Таяние снега и летние дожди вызывают некоторое промывание почвы и разбавление растворов.

В степях и широколиственных лесах решающее влияние на состав почвенных растворов теплого периода года оказывает биологический фактор (процессов прироста фитомассы и разложения опада). Физико-химические процессы испарительного концентрирования или разбавления играют в это время второстепенную роль.

Содержание влаги в почвах, а следовательно, и количество почвенного раствора могут колебаться в очень широких пределах, от десятков процентов (вода занимает практически всю порозность почвы) до единиц или долей процентов, когда в почве находится лишь адсорбированная вода. Физически прочносвязанная вода (гигроскопичcекая и отчасти максимальная гигроскопическая) представляет собой так называемый нерастворяющий объем почвенной воды, поэтому она не входит в состав почвенного раствора как такового.

Деятельность организмов:

Растения влияют на реакцию двояко и не сильно. При минер. питании выделяют эквивалентное кол-во ионов Н, ОН, НС03, С03, может идти сдвиг реакции, например при потреблении N03 из селитры, вызывает подщелачивание р-ра, а потребление К из КСl-подкисляет если потребление эл-в не пропорциональное. Корни выделяют слабые органич к-ты 9щавеливая, яблочная, муравьиная). Минерализация растит. остаков дает поступление в р-р как кислых, так и щелочных соединений.

Микроорганизмы активно регулируют реакцию поч. р-ра. с ними связан режим углекислоты почв. Деятельность нитрификаторов мб ненадолго вызывает появление в р-ре азотной и азотистой к-т, временно снизить рН на 0,5-2.

Разложение белков микроорганизмами сопровождается поступлением в р-р немного серной к-ты. В анаэробных условиях мб подщелачивание при десульфировании и остаточного содержании щелочей и щелочных земель, в последующем переходящих в карбонаты.

Состав почвенного р-ра основных типов почв.

Наиболее низкими концентрациями и кислой реакцией характеризуются почвенные растворы подзолистых и болотных почв таежной зоны а так дерново-подзолистых, крссноземов. желтоземов влажных субтропиков. (табл. 26). Концентрация их составляет несколько десятков миллиграммов на 1 л раствора при рН от 5 до 6. Содержание основных катионов и анионов измеряется единицами или десятками мг/л. В подзолистых почва МО постоянно присут-т аммиак и подвижн. формы Fe и кремнезема. Лесная О имеет повыш. содерж Са, чемотлич-ся от от сальныхгор-в подзолистых почв,где его С в 10р<.

Содержание органического углерода в почвенных растворах таежной зоны достигает нескольких десятков миллиграммов на 1 л; под хвойными лесами это растворенное органическое вещество в основном представлено фульвокислотами.

Примерно такие же количества главных компонентов почвенного раствора характерны и для сильно выщелоченных почв влажных тропиков и субтропиков.

В почвенных растворах подзолистой почвы доминирует железо, связанное с органическим веществом.

В степных почвах (черноземах, солонцах и др.) концентрация почвенных растворов существенно выше, чeм в подзолистых и болотных почвах (не десятки, а сотни миллиграммов 1—3 г/л). В связи с более высокой биологической активностью этих почв в них существенно повышается содержание гидрокарбонатного иона, реакция становится нейтральной или слабощелочной. Более высокое поступление химических элементов с высокозольным опадом травянистых степных растений обеспечивает повышение концентрации и других катионов и анионов (кальция, магния, хлора, сульфат-иона). В солодях и особенно в солонцах резко возрастает количество иона натрия, появляется ион СО₃^2—, что обеспечивает в солонцах, в частности, щелочную реакцию почвенных растворов. Максимальное содержание солей (до десятков и сотен граммов на 1л) наблюдается в почвенных растворах солончаков. Концентрация солей в почвенных растворах солончаков в несколько раз превышает их содержание в морской воде. Если для большинства почв характерен гидрокарбонатно-кальциевый состав почвенных растворов (преобладание этих двух ионов), то в почвенных растворах засоленных почв преобладающая доля принадлежит хлоридам и сульфатам магния и натрия.

Осматическое давление почвенного р-ра

Почвенные растворы служат непосредственным источником питания растений. Для питания растений большую роль играет осмотическое давление почвенного раствора. Если осмотическое давление почвенного раствора равно осмотическому давлению клеточного сока растений или выше его, то поступление воды в растения прекращается. Сосущая сила корней большинства сельскохозяйственных растений не превышает 100—120 МПа.

Осмотическое давление зависит от концентрации почвенного раствора и степени диссоциации растворенных веществ. В незаселенных почвах осмотическое давление составляет не более 10 МПа; большие дозы удобрений могут повысить его до 15— 20 МПа. Осмотическое давление сильно изменяется при изменении влажности почвы, так как концентрация почвенного раствора при этом сильно варьирует.

При уменьшении влажности от НВ до ВЗ (Влага завядания) концентрация раствора изменяется в 5—6 раз и соответственно возрастает осмотическое давление. При повышении осмотического давления почвенного раствора нарушается нормальное развитие сельскохозйственных культур. У пшеницы, например, наблюдается задержка кущения, но ускоряются колошение, цветение и созревание, уменьшается урожайность, но увеличивается содержание белка в зерне.

Наиболее высоким осмотическим давлением характеризуются засоленные почвы. В почвенных растворах среднезасоленных почв оно составляет 30—40 МПа, в сильнозасоленных — 50— 60 МПа. При концентрации почвенного раствора 20—50 г/л осмотическое давление может возрастать до 150—260 МПа. На предельные значения осмотического давления, при которых влага перестает поступать в растения, существенное влияние оказывает состав растворов. Так, в песчаных почвах при сульфатном засолении предельное осмотическое давление, при котором растения начинают ощущать острый дефицит влаги, составляет 150 МПа, а при хлоридном засолении — 260 МПа. Фигово и хлопчатнику от засоления в Средней Азии

.

Кислотность Щелочность Буфферность

Химический состав почвенных растворов различных типов суглинистых почв, мг/л (средние данные за вегетационный период

Полная влагоемкость (водовместимость)

Капиллярно-пленочная влага. Диапазон от ММВ (максимальной молекулярной влагоемкости) до МКСВ (максимальной капиллярно-сорбционной влагоемкости)

Почвенно-гидрологические константы в диапазоне пленочной влаги

• МГ (максимальная гигроскопическая) – наибольшее количество воды, которое почва способна поглотить из воздуха, имеющего влажность, близкую к насыщению;

• ВЗ (влажность завядания) – влажность почвы, при которой появляются устойчивые признаки завядания растений с хорошо развитой корневой системой, не исчезающие при помещении растений на 12 часов в насыщенную парами воды атмосферу;

• ВРК (влажность разрыва капилляров) – влажность почвы, при которой подвижность влаги резко снижается

МКСВ и НВ

Наименьшая влагоемкость (НВ) – это установившая после стекания избытка воды влажность предварительно насыщенной почвы; достигается, как правило, через 2-3 дня после интенсивного дождя или полива хорошо дренируемой гомогенной почвы;

Наименьшая влагоемкость (НВ) - это наибольшее количество влаги, которое почва в природном залегании может удержать в неподвижном или практически неподвижном состоянии после обильного или искусственного увлажнения и стекания влаги при глубоком залегании грунтовых вод («капиллярно-подвешенная влага»).

НВ-син. общая,полевая, предельная полевая).

Почвенный воздух

Воздушная фаза - важная и наиболее мобильная составная часть почв, изменчивость которой отражает биологич-е и биохимич-е ритмы почвообраз-я. Ко

Почвенный воздух – антагонист почвенной влаги, располагается в почвенных порах.

Ф-ции: •обеспечивает ОВобстановку в почве (регулятор ОВрежима); •обеспечивает возможность дыхания почвенных органов (корней), развитие и функционирование растений и микроорг-ов; •регулирует газовый состав атмосферы; •влияет на р-ть и миграцию хим-х соед-й в почвенном профиле; •на интенсивность и направленность почвенных пр-ов.