Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Почвенный раствор и окислительно-востановительные процессы в почвах




Почвенный раствор — жидкая фаза почвы вместе с растворенными в ней веществами. Атмосферные осадки, соприкасаясь с твердой фазой почвы, растворяют различные соединения и превращаются в почвенный раствор. В нем содержатся органические кислоты и их соли, а также нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты и др. В растворе почв лесолуговой зоны (подзолистых, дерново-подзолистых) преобладают органические соединения, а минеральные соли (нитраты, фосфаты) содержатся в незначительных количествах. В южных почвах (каштановых, сероземах) в основном присутствуют минеральные вещества, в черноземах содержание органических и минеральных веществ примерно одинаковое.

Концентрация почвенного раствора зависит от почвообразующих пород и климатических условий. Тундровые, подзолистые, серые лесные почвы, черноземы и красноземы имеют слабоминерализованный почвенный раствор; каштановые, бурые полупустынные почвы и сероземы более минерализованы; солонцы, солончаки сильно минерализованы.

 

Незасоленной считается почва, в 1 л почвенного раствора которой находится менее 2 г солей. Низкая концентрация почвенного раствора характерна для почв северных и центральных областей нашей страны. Южные засоленные почвы содержат в 1 л почвенного раствора от 5 до 100 г солей. Соли препятствуют поступлению воды в корни растений, поэтому на засоленных почвах могут произрастать только солевыносливые растения, у которых клеточный сок имеет высокое осмотическое давление. Полевые культуры на таких почвах не могут произрастать, поэтому важно знать состав и концентрацию солей. Засоленные почвы содержат такие легкорастворимые соли, как карбонаты натрия, сульфаты натрия и магния, хлориды натрия, кальция и магния.

Почвенный раствор имеет большое значение, так как он является основным источником питания растений. Образование почвенных горизонтов связано с передвижением и концентрацией почвенного раствора.

Состав и концентрацию почвенного раствора можно регулировать с помощью различных приемов. Так, для увеличения содержания элементов питания в почву вносят удобрения. На засоленных почвах избыток растворенных солей удаляют путем промывания.

Реакция почвы зависит от соотношения в ней свободных ионов Н+ и ОН-. Если в почвенном растворе концентрации этих ионов одинаковы, то реакция будет нейтральной, при Н+ > ОН- реакция кислая, при Н+ < ОН- — щелочная.

Нейтральную реакцию имеет дистиллированная вода. обозначения реакции почвы введен показатель рН — десятичный отрицательный логарифм концентрации ионов водорода в граммах на 1 л раствора, взятый с обратным знаком. Реакцию почв определяют с помощью приборов рН-метров или колориметрически по изменению окраски индикатора, сравнивая ее со шкалой.

Реакция различных почв (рН) колеблется от 3,5 до 8...9 и выше. Так, торф верховых болот имеет сильнокислую реакцию (рН < 4), подзолистые и дерново-подзолистые почвы — кислую (рН 4...6), черноземы — близкую к нейтральной (рН 6,6...7,1), солонцы и солончаки — щелочную (рН 8...9). Наиболее благоприятная для роста и развития большинства сельскохозяйственных культур реакция нейтральная и близкая к нейтральной (слабокислая и слабощелочная). Сильнокислая и особенно сильнощелочная реакция угнетающе действует на корневые системы и обмен веществ растений. Кислотность почвы. Обусловлена наличием в почве органических и минеральных кислот, кислых и гидролитически кислых солей, а также поглощенных (обменных) ионов Н+ и Аl3+. Различают следующие виды кислотности: активная (актуальная), потенциальная, которая подразделяется на обменную и гидролитическую. Активная кислотность обусловлена присутствием в почвенном растворе кислот и гидролитически кислых солей. по значению рН активной кислотности нельзя определить дозу извести для нейтрализации кислотности почв.

Обменная кислотность проявляется при обработке почвы раствором нейтральной соли.

Гидролитическая кислотность обусловлена как обменными, так и прочно связанными ионами Н+.

Количество образовавшейся уксусной кислоты определяют титрованием щелочью.

Реакция почвы может становиться более кислой при применении физиологически кислых удобрений (калийная соль, селитра). Поэтому при их внесении почву необходимо периодически известковать.

 

Щелочность почвы. В большинстве случаев обусловлена присутствием в почве карбонатов. Щелочность угнетающе действует на растения и микроорганизмы, ухудшает агрофизические свойства почв. Различают актуальную и потенциальную щелочность.

Актуальная щелочность зависит от содержания в почвенном растворе гидролитически щелочных солей. При диссоциации этих солей в почвенном растворе преобладают гидроксил-ионы.

При характеристике актуальной щелочности почвенных растворов различают общую щелочность и щелочность от нормальных карбонатов. Общая щелочность зависит от общего содержания гидролитически щелочных солей. Ее определяют титрованием по индикатору метиловому оранжевому. Щелочность от нормальных карбонатов появляется в результате обменных реакций почв, содержащих поглощенный натрий, а также при восстановлении сульфатредуцирующими бактериями сульфата натрия с образованием соды. Этот вид щелочности определяют титрованием в присутствии фенолфталеина. Потенциальная щелочность обусловлена наличием поглощенного натрия, который замещается при взаимодействии с угольной кислотой. Образующийся при этом карбонат натрия подвергается гидролизу, что приводит к подщелачиванию раствора. Буферность почвы. Буферной способностью, или буферностью, называют способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора.

Различают буферную способность почв против подкисления и против подщелачивания. Буферность зависит от свойств почвенных коллоидов, емкости поглощения, состава поглощенных катионов и свойств почвенного раствора. Почвы, в поглощающем комплексе которых имеются обменные катионы водорода или алюминия, способны нейтрализовать щелочь, то есть обнаруживают буферность в щелочную сторону. При наличии большого количества катионов Са2+, Mg2+, Na+ создается значительная буферность в кислую сторону. Чем больше в почве коллоидов, тем выше ее буферность. Тяжелые почвы с высоким содержанием гумуса обладают большой буферной способностью, легкие и малогумусные — слабобуферны. Органические удобрения способствуют увеличению буферности почвы

Почвенный раствор, содержащий различные органические и минеральные соединения, способен их окислять и восстанавливать, поэтому состав и свойства его изменяются. Окислительные процессы усиленно развиваются при превращении органических соединений. К основным окислителям в почве относятся молекулярный кислород почвенного воздуха и раствора, а также продукты жизнедеятельности почвенных организмов. Их содержание тесно связано с аэрацией почвы, поэтому окислительно-восстановительные процессы зависят от свойств почв (плотности, механического состава, структуры и др.), определяющих газообмен и влажность. Уплотнение почвы и повышенная влажность ухудшают аэрацию и приводят к ослаблению окислительных процессов. Наименее выражены окислительные процессы в сильно увлажненных почвах, где влажность приближается к полной влагоемкости. Для таких почв характерны процессы восстановления. Для количественной характеристики окислительно-восстановительных процессов в почве определяют величину окислительно-восстановительного потенциала (Eh), которая выражается в милливольтах, используя потенциометрическнй метод, как и при определении рН. Окислительно-восстановительные процессы каждой почвы имеют особенности, и поэтому ОВ-потенциал почв различен. Окислительно-восстановительные условия влияют на жизнедеятельность микроорганизмов, превращение растительных остатков, темпы накопления и состав образующихся органических веществ, превращение соединений азота, фосфора, серы, железа, марганца и других элементов и формирование почвенного профиля. При величине потенциала 200 мв и ниже интенсивнее развиваются восстановительные процессы, что приводит к образованию закисных соединений железа и подвижных форм марганца, который может накапливаться в растворе в токсичных для растений концентрациях. Низкие значения ОВ-потенциала способствуют замедленному разложению растительных остатков, образованию подвижных и активных форм органических веществ, превращению гуминовых кислот в фульвокислоты. Кроме того, если восстановительные процессы сочетаются с промывным водным режимом, происходит разрушений почвенных минералов и вымывание продуктов разрушения.

Таким образом, ОВ-потенциал 200 мв и ниже неблагоприятно влияет на плодородие почв и указывает на необходимость проведения мероприятий по регулированию окислительно-восстановительного режима почвы.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...