Физико-химические свойства почвы
Физико-химические свойства почв – совокупность свойств, определяющих способность почвы поддерживать физико-химическое равновесие между фазами почв, составом почвенных растворов и поглощенных оснований в почвенном поглощающем комплексе, кислотно- щелочной и окислительно-восстановительный потенциал, состав и количество доступных растению питательных веществ, буферность почв — способность противостоять изменению свойств почвы при поступлении в нее веществ извне. Каждый тип почв характеризуется своими показателями физико-химических свойств, отличающих его от других типов, что используется в диагностике почв при их классификации.
Поглотительной способностью почвы называется свойство задерживать или поглощать различные вещества, взаимодействующие и соприкасающиеся с ее твердой фазой. Почва способна задерживать или поглощать газы, различные соединения из растворов, минеральные или органические частицы, микроорганизмы и суспензии. Почвой энергично поглощаются и сохраняются главные элементы питания растений – K, N, Ca, Mg, P.
Механическая поглотительная способность – свойство почвы механически задерживать взвешенные в воде вещества, обусловлена механическим составом, структурой, сложением, пористостью и капиллярностью почвы. Почва как фильтр, способна закреплять фильтрующиеся через нее частицы в зависимости от их размеров, диаметров и расположения. Эта способность используется при кольматировании (заилении) песчаных почв и очистке бытовых и технических сточных вод.
Физическая поглотительная способность – свойство почвы поглощать из раствора молекулы электролитов, продукты гидролитического расщепления солей слабых кислот и сильных оснований, а также коллоиды при их коагуляции. При физическом поглощении происходит аполярная абсорция (сгущение молекул на поверхности раздела двух фаз – твердой и жидкой, твердой и газообразной), определяемая наличием ненасыщенной энергии на поверхности почвенных частиц. Эта энергия тем больше, чем тоньше механический состав почвы. Физическая поглотительная способность выше у суглинистых почв и слабее у песчаных. Физическое поглощение защищает водорастворимые соединения от вымывания. Такое поглощение нередко сопровождается коагуляцией коллоидных веществ под воздействием электролитов, что также предохраняет от вымывания водорастворимые соединения. Вот почему химическими мелиорациями можно способствовать коагуляции коллоидов и противодействовать пептизации их.
Химическая поглотительная способность – свойство почвы удерживать ионы в результате образования нерастворимых или труднорастворимых солей. Она заключается в выпадении из почвенных растворов осадков и закрепления их в почве. При взаимодействии растворимых и среднерастворимых солей возникают труднорастворимые соли, которые и присоединяются к твердой фазе почвы. Химическое поглощение происходит в том случае, если анион раствора дает нерастворимое соединение с ионами, находящимися на поверхности твердых частиц почвы.
Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность – свойство почвы обменивать некоторую часть катионов и в меньшей степени анионов из соприкасающихся растворов. Здесь наблюдается физическое и химическое поглощение. Происходит эквивалентный обмен катиононами. Катионы из раствора переходят в слой компенсирующих ионов мицелл почвенных коллоидов, а катионы из слоя компенсирующих ионов – в раствор. Изменяя искусственно реакцию почвенных растворов, можно направленно воздействовать на емкость поглощения, а из необменного состояния катионы перевести в обменные. Перевод в необменное состояние катионов совершается при периодическом высушивании почвы, что объясняется старением и частичной кристаллизацией гелей коллоидов.
Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью организмов почвы (главным образом микрофлоры), которые усваивают и закрепляют в своем теле различные вещества, а при отмирании обогащают ими почву. Растворимые соединения, поступающие из раствора, а также вещества, ассимилируемые организмами из твердой и газообразной фазы почвы, переходят в нерастворимую форму в теле организмов. Благодаря такому поглощению в почве аккумулируются необходимые для растений элементы зольного и азотного питания. Это избирательная поглотительная способность по отношению к элементам питания растений. Особенно большое значение имеет для улучшения бедных питательными веществами легкопромываемых почв.
Почва задерживает бактерии и адсорбирует их как физическая среда. Это свойство более выражено у суглинистых и меньше у песчаных почв. Адсорбирующая способность почв различна по отношению к разным видам бактерий.
Поглотительная способность почв сильнее проявляется в условиях оптимальной влажности почв, когда накапливается перегной и элементы пищи растений и повышается плодородие почв.
Химические свойства почвы определяются процессами, происходящими в основном между ее твердой и жидкой фазами. По закону действующих масс в почве образуются и поступают в раствор различные вещества, в ней устанавливается подвижное равновесие между твердой частью и почвенным раствором. При уменьшении концентрации такого раствора часть веществ поступает в него из твердой фазы почвы и, наоборот, при увеличении концентрации часть веществ выпадает из раствора, присоединяясь к твердой фазе почвы.
В почвенной воде растворимы различные соли и кислоты, которые представляют так называемый почвенный раствор. Он образуется в процессе почвообразования в течение длительного времени в результате движения воды в почве и смачивания ее. Соли растворяются под действием кислот, коалинизации, окислительно- восстановительных процессов, гидролиза веществ и т.д. Почвенный раствор по составу и концентрации определяется взаимодействием почвы, воды и организмов, которое состоит в растворении минеральных и органических веществ, пептизации, коагуляции и обмене ионами растворов с почвенными коллоидами.
Реакция почвенного раствора создается при взаимодействии почвы с водой или растворами солей, характеризуется концентрацией водородных и гидроксильных ионов. Реакция может быть кислой, щелочной или нейтральной. В последнем случае концентрация ионов Н+ и ОН- одинакова. Реакция почвенного раствора выражается символом рН – десятичным логарифмом с обратным знаком, показывающим степень концентрации Н в почвенном растворе, или количеством Н- иона в листе раствора.
Различают активную (актуальную) и потенциальную кислотность. Активная кислотность возникает за счет слабых кислот (главным образом углекислоты, органических кислот), а также кислых солей и минеральных кислот, особенно H2SO4 . Эта кислотность обнаруживается действием воды на почву, поглощающий коллоидный комплекс которой не насыщен основаниями.
Способность почвенной суспензии противостоять изменению ее активной реакции (рН) при внесении в почву кислот или щелочей называется буферным действием. В следствие буферности почва обладает относительно устойчивой реакцией почвенного раствора. Буферное действие присуще твердой фазе почвы и зависит от ее химического, коллоидного и механического состава.
Источник
Физико химический состав природных почв
Soils.Terms and definitions
Дата введения 1988-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным агропромышленным комитетом СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23.02.88 N 326
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5298-85
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2008 г.
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области почвоведения.
Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности.
Настоящий стандарт должен применяться совместно с ГОСТ 20432.
1. Стандартизованные термины с определениями приведены в табл.1.
Самостоятельное естественно-историческое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия
2. Классификация почв
Система разделения почв по происхождению и (или) свойствам
3. Почвенный профиль
Совокупность генетически сопряженных и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов, на которые расчленяется почва в процессе почвообразования
4. Почвенный горизонт
Специфический слой почвенного профиля, образовавшийся в результате воздействия почвообразовательных процессов
Основная классификационная единица, характеризуемая общностью свойств, обусловленных режимами и процессами почвообразования, и единой системой основных генетических горизонтов
Классификационная единица в пределах типа, характеризуемая качественными отличиями в системе генетических горизонтов и по проявлению налагающихся процессов, характеризующих переход к другому типу
Классификационная единица в пределах подтипа, определяемая особенностями состава почвенно-поглощающего комплекса, характером солевого профиля, основными формами новообразований
Классификационная единица в пределах рода, количественно отличающаяся по степени выраженности почвообразовательных процессов, определяющих тип, подтип и род почв
9. Разновидность почвы
Классификационная единица, учитывающая разделение почв по гранулометрическому составу всего почвенного профиля
10. Разряд почвы
Классификационная единица, группирующая почвы по характеру почвообразующих и подстилающих пород
11. Почвенный покров
Совокупность почв, покрывающих земную поверхность
12. Структура почвенного покрова
Пространственное расположение элементарных почвенных ареалов, в разной степени генетически связанных между собой и создающих определенный пространственный рисунок
13. Почвообразующие факторы
Элементы природной среды: почвообразующие породы, климат, живые и отмершие организмы, возраст и рельеф местности, а также антропогенная деятельность, оказывающие существенное влияние на почвообразование
14. Элементарный почвенный ареал
Первичный компонент почвенного покрова, который представляет собой площадь, занимаемую почвой, относящейся к одной классификационной единице наиболее низкого ранга
15. Картографирование почвы
Составление почвенных карт или картосхем отдельных их свойств
16. Плодородие почвы
Способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности
17. Паспорт почвы
Документ, содержащий фиксированный набор данных о почве, необходимых для целей ее рационального использования и охраны
18. Бонитировка почвы
Сравнительная оценка в баллах качества почвы по природным свойствам
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
19. Механический элемент почвы
Обособленные первичные частицы пород и минералов, а также аморфных соединений в почве
20. Почвенный агрегат
Структурная единица почвы, состоящая из связанных друг с другом механических элементов почвы
21. Механическая фракция почвы
Совокупность механических элементов, размер которых находится в определенных пределах
22. Скелет почвы
Совокупность механических элементов почвы размером более 1 мм
Совокупность механических элементов почвы размером менее 1 мм
24. Илистая фракция почвы
Совокупность механических элементов почвы размером от 0,001 до 1,0 мм
25. Почвенные коллоиды
Совокупность механических элементов почвы размером от 0,0001 до 0,001 мм
26. Гранулометрический состав почвы
Содержание в почве механических элементов, объединенных по фракции
27. Твердая часть почвы
Совокупность всех видов частиц, находящихся в почве в твердом состоянии при естественном уровне влажности
28. Структура почвы
Физическое строение твердой части и порового пространства почвы, обусловленное размером, формой, количественным соотношением, характером взаимосвязи и расположением как механических элементов, так и состоящих из них агрегатов
29. Поровое пространство в почве
Разнообразные по размерам и форме промежутки между механическими элементами и агрегатами почвы, занятые воздухом или водой
30. Почвенная влага
Вода, находящаяся в почве и выделяющаяся высушиванием почвы при температуре 105 °С до постоянной массы
31. Влагоемкость почвы
Величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы
32. Набухание почвы
Увеличение объема почвы в целом или отдельных структурных элементов при увлажнении
33. Консистенция почвы
Степень подвижности слагающих почву частиц под влиянием внешних механических воздействий при различной влажности почвы, обусловленная соотношением когезионных и адгезионных сил
34. Плотность почвы
Отношение массы сухой почвы, взятой без нарушения природного сложения, к ее объему
35. Воздухоемкость почвы
Объем порового пространства, содержащего воздух при влажности почвы, соответствующей полевой влагоемкости
36. Биологическая активность почвы
Совокупность биологических процессов, протекающих в почве
37. Биологическая аккумуляция в почве
Накопление в почве органических, органоминеральных и минеральных веществ в результате жизнедеятельности растений, почвенной микрофлоры и фауны
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВ
38. Химическая характеристика почвы
Качественное и количественное описание химических свойств почвы и протекающих в ней химических процессов
39. Органическое вещество почвы
Совокупность всех органических веществ, находящихся в форме гумуса и остатков животных и растений
Часть органического вещества почвы, представленная совокупностью специфических и неспецифических органических веществ почвы, за исключением соединений, входящих в состав живых организмов и их остатков
41. Групповой состав гумуса
Перечень и количественное содержание групп органических веществ, входящих в состав гумуса
42. Фракционный состав гумуса
Содержание органических веществ, входящих в отдельные группы гумусовых соединений и различающихся по формам их связи с минеральной частью почвы
43. Специфические гумусовые вещества
Темноокрашенные органические соединения, входящие в состав гумуса и образующиеся в процессе гумификации растительных и животных остатков в почве
44. Гумусовые кислоты
Класс высокомолекулярных органических азотсодержащих оксикислот с бензоидным ядром, входящих в состав гумуса и образующихся в процессе гумификации
45. Гуминовые кислоты
Группа темноокрашенных гумусовых кислот, растворимых в щелочах и не растворимых в кислотах
46. Гиматомелановые кислоты
Группа гумусовых кислот, растворимых в эталоне
Группа гумусовых кислот, растворимых в воде, щелочах и кислотах
Органическое вещество, входящее в состав почвы, нерастворимое в кислотах, щелочах, органических растворителях
49. Органоминеральные соединения почвы
Комплексные, гетерополярные, адсорбционные и другие продукты взаимодействия органических и минеральных веществ почвы
50. Степень гумификации органического вещества
Отношение количества углерода гумусовых кислот к общему количеству органического углерода почвы, выраженное в массовых долях
51. Минерализованность почвенного раствора
Суммарное содержание минеральных соединений в почвенном растворе
52. Легкорастворимые почвенные соли
Соли, содержащиеся в почве, растворимость которых в воде превышает 2 г/дм
53. Труднорастворимые почвенные соли
Соли, содержащиеся в почве, растворимость которых в воде равна или меньше 2 г/дм
54. Подвижность химических соединений в почве
Способность соединений химических элементов переходить из твердых фаз почвы в почвенный раствор
55. Кислотность почвы
Способность почвы проявлять свойства кислот
56. Щелочность почвы
Способность почвы проявлять свойства оснований
57. Буферность почвы
Способность почвы противостоять изменению ее свойств при воздействии различных факторов
58. Кислотно-основная буферность почвы
Способность почвы противостоять изменению рН почвенного раствора при взаимодействии почвы с кислотами и основаниями
ИОНООБМЕННЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
59. Почвенный поглощающий комплекс
Совокупность минеральных, органических и органоминеральных частиц твердой фазы почвы, обладающих поглотительной способностью
60. Ионный обмен в почве
Обратимая реакция стехиометрического обмена ионов между твердой и жидкой фазами почвы
61. Селективность обмена в почве
Способность почвы к преимущественному поглощению отдельных видов ионов
62. Емкость катионного обмена почвы
Максимальное количество катионов, которое может быть удержано почвой в обменном состоянии при заданных условиях
63. Емкость анионного обмена почвы
Максимальное количество анионов, которое может быть удержано почвой в обменном состоянии при заданных условиях
64. Сумма обменных катионов в почве
Общее количество обменных катионов в почве.
Примечание. К обменным катионам относятся: калий, натрий, кальций, магний и др.
65. Обменные основания почвы
Обменные катионы, входящие в состав почвенного поглощающего комплекса
66. Сумма обменных оснований в почве
Общее количество обменных оснований в почве
67. Степень насыщенности почвы основаниями
Отношение суммы обменных оснований к сумме гидролитической кислотности и сумме обменных оснований
68. Анализ почвы
Совокупность операций, выполняемых с целью определения состава, физико-механических, физико-химических, химических, агрохимических и биологических свойств почвы
69. Пробная площадка почвы
Репрезентативная часть исследуемой территории, предназначенная для отбора проб и детального исследования почвы
70. Единичная проба почвы
Проба определенного объема, взятая однократно из почвенного горизонта, слоя
71. Объединенная проба почвы
Ндп. Смешанная проба почвы
Проба почвы, состоящая из заданного количества единичных проб
72. Абсолютно сухая проба почвы
Проба почвы, высушенная до постоянной массы при температуре 105 °С
73. Воздушно-сухая проба почвы
Проба почвы, высушенная до постоянной массы при температуре и влажности лабораторного помещения
74. Почвенная вытяжка
Экстракт, полученный после обработки почвы раствором заданного состава, действовавшим на почву определенное время при определенном соотношении почва-раствор
ОХРАНА И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВ
Источник