Почвы с повышенной кислотностью характерны для экосистем

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Кислотность почвы

Кислотность почвы — свойство почвы, обусловленное наличием ионов водорода в почвенном растворе и обменных ионов водорода и алюминия в поглощающем комплексе почвы.

Интервал pH 5,5-7 соответствует наиболее агрономически благоприятной структуре почвы, высокому качеству гумуса и оптимальному водному режиму.

Реакция среды почвенного раствора

Реакция среды почвенного раствора — соотношение концентрации Н + и OH — ионов почвенного раствора, выраженное в виде pH водной или солевой вытяжки. Удобрения, как правило, изменяют реакцию почвенного раствора.

Реакция почвы оказывает влияние на питательный режим почв, рост, развитие и урожайность растений, деятельность микроорганизмов почвы, трансформацию форм питательных элементов удобрений и почвы, агрофизические, агрохимические, физико-химические и биологические свойства почв. Удобрения и мелиоранты позволяют регулировать реакцию почв в желаемую для возделываемых культур сторону.

Реакция почвенного раствора определяется концентрацией ионов водорода (Н + ) и гидроксид-иона (OH — ). В чистой воде с нейтральной реакцией, концентрация ионов водорода совпадает с концентрацией гидроксид-иона и равна 1⋅10 7 моль/л. При добавлении 1 ммоль соляной и азотной кислоты к 1 л воды, которые полностью диссоциируют в водном растворе, концентрация ионов водорода составит 1 ммоль Н + , или 1⋅10 3 моль/дм 3 . Концентрацию ионов водорода выражают через показатель pH, равный:

где C_{H +} — концентрация ионов водорода в растворе, моль/дм 3 .

В растворе с нейтральной реакцией концентрация ионов водорода равна 0,0000001 = 1 · 10 -7 моль/дм 3 , или pH = 7.

По реакции среды (рН) почвы деляться на:

Реакция почвенных растворов может колебаться в широких пределах от pH = 3-3,5, характерная для сфагновых торфов и лесных подстилок сфагновых лесов до pH = 10-11 у солонцов.

Для большинства возделываемых сельскохозяйственных культур благоприятны почвы с нейтральной или близкой к нейтральной реакцией, однако значительные площади сельскохозяйственных угодий характеризуются неблагоприятной реакцией.

Источник

Кислотность почвы — важнейший экологический фактор

Экологическое воспитание в школе

Экологическое настоящее и будущее у всех народов общее. А потому каждое
государство—большое или малое, каждый житель планеты Земля несет ответственность перед всем человечеством за сохранение природы для нынешнего и будущего поколений.
Экологическое воспитание должно начинаться с самого раннего возраста.
В нашей школе разработана система экологического воспитания. Уроки дают богатые теоретические знания об охране природы, об окружающий среды, которые обогащаются на занятиях кружка « Юный эколог».

Во вне классное время силой членов кружка проводятся разные мероприятия: конференции, КВН, викторины, экскурсии, экологические исследования, которые требуют тщательную подготовку. Ответы на многие вопросы они находят в практическом общении с природой: ведь именно наши школьники ухаживают за молодыми саженцами, посадками, муравейниками, родниками. Цель этих внеклассных мероприятий—донести до их сознания, что забота о природе не ограничивается одним днём. Это ответственность на всю жизнь.
В прошлом году провели экологическое исследование, изучали влияние кислотности почвы на развитие и урожайность сельскохозяйственных культур и сделали некоторые выводы.

Кислотность почвы — важнейший экологический фактор

Цель: Изучение влияния кислотности почвы на развитие и урожайность культурных растений.
Кислотность почвенного раствора обусловлена наличием в ней ионов водорода. Выражается кислотность почвы символом «pH». pH характеризуется отрицательным логарифмом концентрации водородных ионов. В зависимости от величины pH почвы подразделяются:

Степень кислотности почв

Близкие к нейтральным

Кислотность почвы определяют экспериментальным путем. Кроме того кислотность почвы можно оценить методом геоботанической индикации, или фитоиндикации. В кислых почвах обильно растут хвощ полевой, хвощ луговой, сераделла маленькая, фиалка трехцветная. В щелочных почвах хорошо растут крапива, герань луговая и другие.

От чего возникает кислотность почвы?

1. Выделение (выдыхание) микроорганизмами и корнями растении углекислого газа, при растворении которого в воде образуется угольная кислота.
2. Образование некоторых форм гумуса, имеющих повышенную кислотность. Это может происходит при переработке трудноразлагаемого органического вещества — например, хвойной подстилки.
3. Высасывание растениями с почвенной влагой катионов щелочных и щелочноземельных металлов (калия, натрия, кальция, магния), преводящие к обогащению почвенного раствора кислотными компонентами.
4. Внесение кислотообразующих удобрений. К таким удобрениям относятся, прежде всего аммиачные удобрения на основе мочевины, преобразовании которой в нитратную форму, усвояемую растениями , сопровождается образованием азотной кислоты.
5. Кислотные осадки, которые участились в последние годы, и при которых в почву с дождевой водой попадают серная, азотная и сернистая кислоты. Обычный дождь (некислотный) содержит также угольную кислоту за счет растворения углекислого газа.
6. Грозовые дожди.
7. Кислотность так же зависит от почвообразующей материнской породы.

Урожайность культурных растений в СПК «Урняк»

СПК «Урняк» всего имеет 4367га посевных участков. 211га земли — среднекис-лые, 2384га – слабокислые, близкие к нейтральным- 1577га и 195 га нейтральные почвы.

Оптимальные значения
pH

Среднекислые
Слабокислые
Близкие к нейтральным

Слабокислые
Близкие к нейтральным

Среднекислые
Слабокислые
Близкие к нейтральным

Слабокислые
Близкие к нейтральным

Слабокислые
Близкие к нейтральным

Вывод

1. Горох, пшеница, ячмень, дают хороший урожай только на нейтральной и ближе к нейтральной почве.
2. Рожь, гречиха, овес не снижают свою урожайность и на слабокислой почве.
3. Среднекислая и кислая почва снижает и ухудшает урожайность всех культурных растений.

Практическая работа

Оценка экологического состояния почвы по кислотности солевой вытяжки.

Цель: определить экологическое состояние почвы по кислотности.

Оборудование и приборы: весы технические, кювета эмалированная, лопатка, пакеты полиэтиленовые, поддон, сушильный шкаф (100-1050С), контрольная шкала образцов окраски растворов, раствор универсального индикатора, пипетка-капельница (0,10 мл.), пробирка с меткой «5мл.», раствор хлорида калий(1,ОН), стакан на 200мл., цилиндр мерный на 50 мл.

Выполнение работы

1. Лопаткой отберем пробу по 0,5 кг. из пяти точек, используя метод «конверта», длина стороны квадрата 5м.
2. Поместим пробы на поддон и перемешаем пробы лопаткой.
3. Отберем инородные включения в почве (камни, корни, древесину, остатки организмов, мусор и др.)
4. Поместим образец почвы в кювету.Перенесем почву с кюветой в сушильный шкаф и выдержим ее при температуре 100-1050С не менее 3 часов.
5. В стакан поместим 50 г. высушенной (охлажденной) почвы.
6. Добавим к почве раствор хлорида калия в количестве 125 мл. ( т.е 5мл. раствора на 2 г. почвы).
7. Перемешаем содержимое стакана в течении 3-5 минут с помощью лопаткой.
8. Отфильтруем содержимое стакана через бумажный складчатый фильтр, собирая готовую вытяжку в нижнем стакане. Вытяжка должна быть однородной и не содержать частиц почвы.
9. В пробирку наливаем 5 мл. солевой вытяжки.
10. Добавим в пробирку пипеткой- капельницей 4-5 капель раствора универсального индикатора.
11. Покачивая пробирку, перемешаем содержимое.
12. Окраску раствора сразу же сравним с контрольной шкалой, выбирая ближайший по характеру окраски образцу шкалы(pH=5,3)

Вывод: Кислотность почвы на исследуемом пришкольном участке равняется pH=5,3

Влияние кислотности почвы на овощные культуры

Цель опыта: изучение влияния кислотности почвы на овощные культуры

Ход опыта. На пришкольном саду выделили 24 участка по 10м² и сажали картофель, морковь, столовую свеклу и помидор. Провели опыт в трех вариантах с двумя повторами.

I Вариант – контроль. Кислотность почвы pH=5,3. Известкования не провели.
II Вариант — на каждую грядку по 6кг извести (полдозы).
III Вариант — полная доза извести -12кг.

В этих участках все работы проводились одновременно.

Источник

Кислотность как фактор, влияющий на плодородие почвы

Кислотность почвы – важный агрохимический параметр, характеризующий пригодность субстрата для выращивания тех или иных культур. Начинающие огородники часто совершают ошибку – регулируют рН на всем участке, в то время, когда нужно создавать оптимальные условия для каждого растения индивидуально. Рассмотрим связь уровня кислотности с плодородием почвы и урожайностью культур.

Независимо от уровня кислотности почвы, вся планета покрыта растительностью – каждому свое

Кислотность и показатели рН почвы

Кислотность или ph почвы – биохимический показатель, который характеризует ее способность проявлять (нейтрализовать) свойства кислот. В процессе обмена ионов водорода с почвенными минералами и органическими веществами в плодородном слое образуются кислоты и основания (щелочи). РН указывает на их баланс в почвенном растворе, обозначают его числами от 1 до 14. Чем ниже числовое обозначение pH, тем кислее среда. От чего зависит кислотность почвы?

Определяющий фактор – изначальный материал, из которого сформированы почвы: на песчанике, граните – более кислые, на известняке – щелочные.

Постепенное повышение кислотности происходит в регионах с частыми обильными осадками. Влага, накапливаясь в почве, вымывает минералы и соли из корнеобитаемого слоя.

Причиной выщелачивания может быть интенсивный полив водой с низким показателем рН (кислой).

Подкисление происходит при чрезмерном внесении в землю растительных остатков, органических и минеральных удобрений.

Увеличению кислотности способствует плохая воздухопроницаемость грунта. Если органика разлагается без доступа кислорода, освобождаемые в результате химической реакции органические кислоты и углекислый газ остаются в почве.

Интересно! В РФ примерно треть сельскохозяйственных земель – кислые и требуют регулярного известкования. Это большая часть дерново-подзолистых, дерновых и серых лесных почв средней полосы и Сибири. В Западной Европе таких земель почти 60 %.

Рассмотрим оптимальные показатели кислотности почвы для растений, а ниже в таблице конкретизируем их в разрезе садовых и огородных культур.

Наиболее приемлемый для большинства культурных растений уровень кислотности находится в диапазоне от 5,5 до 7,5 – это слабокислые (5–6), нейтральные (6,5–7) и слабощелочные(7–8) почвы. РН ниже 5 означает средне и сильнокислую реакцию, выше 8 – щелочную. Кислотно-щелочной баланс выше 9 говорит о том, что перед нами солонцово-карбонатные почвы или даже солончаки.

Оптимальный диапазон кислотности для распространенных садово-огородных культур

Источник

На кислых почвах

Повышенная кислотность почвы в нашем сознании связана с плохими условиями для роста растений. Обычно так оно и есть, тем не менее некоторые виды предпочитают именно кислые почвы, подчас формируя целые сообщества ацидофилов. За примерами не нужно далеко ходить – их можно встретить на дачном участке или в ближайшем леске.

Процессы закисления

Если говорить об этом понятии с точки зрения химии, то речь идет о содержании в почвенном растворе свободных ионов водорода (H+), которое принято обозначать величиной pH в диапазоне от 1 до 14. Сильнокислые почвы имеют pH 3–4, кислые характеризуются pH 4–5, а на слабокислых почвах pH 5–6. К кислым в разной степени почвам относят в нашей зоне дерново-подзолистые, серые лесные и болотные.

На кислотность почвы влияют подстилающие породы, их формирование, в частности, идет на гранитных и некарбонатных ледниковых отложениях.

Климат, а именно соотношение поступающей и испаряющейся влаги вместе со средними температурами воздуха, определяет скорость разложения питательных веществ, состав и сроки вымывания их из верхнего корнеобитаемого горизонта. В холодном влажном климате эти процессы замедлены, к тому же разложение часто идет не до конца и образуется много труднорастворимых органических кислот.

Рельеф также оказывает влияние на эти процессы. Так, в понижениях и на плоских, подстилаемых гранитными щитами равнинах при отсутствии эффективного стока усиливается застой влаги и недостаток аэрации в почве, как следствие – происходит заболачивание территории. При этом если есть недостаток кальция в подстилающих породах, возникает закисление почвы.

Интересно, что формирующийся в таких условиях видовой состав растительных сообществ с преобладанием хвойных пород, вересковых кустарничков и кустарников, сфагновых и гипновых мхов и свиты травянистых видов темнохвойной тайги способствует поддержанию уровня кислотности. Это происходит за счет кислого и часто трудно разлагающегося опада этих растений и ограниченного количество бактерий и сапрофитных животных, способных жить в такой среде.

Индикаторами кислых почв, как правило, являются не отдельные растения, а целые сообщества. Типичный и наиболее яркий пример – верховые болота.

Сообщества ацидофилов

Индикаторами кислых почв, как правило, являются не отдельные растения, а целые сообщества. Типичный и наиболее яркий пример – верховые болота, образовавшиеся на гранитных подстилающих породах, т. е. бедных кальцием. По происхождению и особенностям питания это олиготрофные местообитания, т. е. очень бедные питательными веществами, так как в них приток влаги и питательных веществ происходит сверху – с атмосферными осадками.

Интересно, что в таких условиях сложилось сбалансированное сообщество видов растений, каждый из которых осваивает свой микроэкотоп на болоте. Микроповышения в виде кочек на верховых болотах освоили клюква (Oxycoccus), багульник (Ledum), голубика (Vaccinium uliginosum), в мочажинах произрастает северная морошка (Rubus chamaemorus), пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum), подбел (Andromeda), на моренных грядах встречается брусника (Vaccinium vitis-idea), вереск (Calluna), водяника (Empetrum), марьянник лесной (Melampyrum sylvaticum).

Сфагновые мхи

Наибольшее средообразующее значение отводится сфагновым мхам, способным существовать в очень кислой среде, причем именно они во многом регулируют водный и температурный режим на болоте. Происходит это за счет аккумуляции слабо разлагающихся остатков сфагнового мха (вместе с опадом других растений). В результате образуется торфяная подушка, слой которой зависит от возраста болота. Обладая слабой теплопроводностью, этот ковер из мха и торфа плохо прогревается. На глубине и в корнеобитаемом слое торф и вода всегда прохладные даже жарким днем, что затрудняет усвоение воды и замедляет синтез азотных соединений.

Напомним для полноты картины верховые болота бедны азотом. При этом транспирация с их поверхности довольно интенсивна, а освещенность и открытость иссушающим ветрам – высокая.

Самые толерантные (терпимые) к лимитирующему фактору растения вытесняют как менее устойчивые, так и способные жить в других условиях.

На болотах

Недаром обитатели верховых болот имеют особую внешнюю и внутреннюю структуру побегов, в частности ксероморфизм листьев, позволяющих сравнивать их с обитателями засушливых районов. Причина, вероятно, кроется в целом комплексе взаимодействующих факторов, формирующих ксероморфный облик: недостаток элементов питания и его физиологическая сухость (трудности в поглощении растениями холодной воды), кислые почвы, усугубляющие недоступность питательных веществ. При этом особое анатомическое строение листьев болотных ацидофилов позволяет минимизировать транспирацию на открытых солнцу и ветру пространствах болота.

Кстати, недостаток питательных веществ привел на болота целую группу хищных растений, таких как росянка (Drosea), саррацения (Sarracenia), жирянка (Pinguicula). По этой же причине широкое распространение на корнях представителей семейства вересковые получила микориза – взаимовыгодное (в плане поступления воды и питательных веществ) сосуществование гифов грибов на корнях высших растений.

В лесах

В менее жестких экологических условиях формируются еловые леса, представители которых существуют в гораздо более широком диапазоне кислотности почвы (pH 4–6), например ельники-зеленомошники с гипновыми мхами в напочвенном покрове и ельники-черничники. Под пологом этих лесов можно встретить седмичник (Trientalis), щучку извилистую (Deschampsia flexuosa), майник двулистный (Majanthemum bifolium), а также растение с говорящим за себя названием кислица (Oxalis).

Но многие виды, обитающие в этих типах ельников, могут встречаться на участках с нейтральной кислотностью почвы. Одна часть свиты ельников-зеленомошников вполне благоприятно чувствует себя на лугах, другая – в смешанных широколиственных лесах.

В болотистых местах обитания и бореальных лесах Северной Америки очень сходные сообщества, причем похожие именно кустарниковым и травянистым ярусами (по структуре и даже по видовому составу), они выгодно отличаются богатством древесной флоры, но это уже по историческим причинам.

В тропическом климате дождевые леса также характеризуются кислыми почвами, которые относят к типу латеритных, или красноземов. Их особенностью является наличие подвижных ионов алюминия и железа в почвенном растворе. Из-за древности глубина почвенного слоя довольно большая, и он относительно беден питательными веществами.

Парадокс заключается в том, что на бедных латеритных почвах произрастают богатые девственные леса (с изобилием видом и мощностью деревьев), что объясняется гумидным, т. е. изобилующим осадками, климатом и высокой степенью аккумуляции питательных веществ растущими на этой почве лесами. Здесь тот случай, когда лес что имеет, то хранит, потому так опасно массовое сведение тропических насаждений, когда в условиях промывного режима питательные вещества безвозвратно выносятся за пределы сообщества.

Транспирация – испарение воды растением
Ксероморфизм – морфолого-анатомические особенности, присущие растениям-ксерофитам – обитателям засушливых мест: уменьшение листовой поверхности, мелкоклетность, большое число мелких устьиц, густая сеть жилок, наличие на листьях волосков, воскового налета, погруженных устьиц.

Конкуренция имеет значение

Как видно, в формировании растительного сообщества во взаимодействии участвует группа факторов. Именно поэтому все чаще говорят об индикационном значении для определения почвенных условий, и в частности кислотности почвы именно группы видов. Причиной тому более широкие амплитуды реакции отдельных видов. Самые толерантные (терпимые) к лимитирующему фактору растения вытесняют как менее устойчивые, так и способные жить в других условиях.

Так, на известняках клюква и багульник, как известно, не растут. В то же время часть представителей флоры обладает настолько широкой амплитудой выносливости к фактору кислотности, что только конкуренция способна расставить все по своим местам. Она отводит менее благоприятные места обитания видам с широкой экологической амплитудой, но слабой конкуренцией, таким как сосна обыкновенная (Pinus sylvestris).

Интересен пример из группы сорных растений – щавелек малый (Rumex acetosella), который хорошо распространяется там, где нет конкурентов. Хотя его в нашей зоне традиционно относят к ацидофилам, в отсутствии конкуренции он благоденствует на известняковых почвах. Это как раз доказывает, что в природе трудно вычленить отдельные факторы, и лимитирующие, и находящиеся в оптимуме.

Источник