Поглотительная способность почв виды их значение

Понятие о поглотительной способности почв. Виды поглотительной способности почв и их характеристика с агрономической точки зрения

Лекция 3. Тема. Поглотительная способность почв.

1. Понятие о поглотительной способности почв. Виды поглотительной способности почв и их характеристика с агрономической точки зрения.

2. Емкость поглощения и состав обменно-поглощенных катионов различных типов почв.

3 Роль отдельных катионов в агрономических свойствах почв и развитии растений.

4. Необменное поглощение катионов в почве. Поглощение и обмен анионов в почве.

Литература:

Поглотительная способность почв – это способность поглощать различные вещества (твердые, пары воды и газы) из раствора, проходящего через нее и удерживать их.

Это свойство почвы играет большую роль в питании растений и превращении внесенных удобрений. Благодаря поглотительной способности почва удерживает легкорастворимые соединения, элементы питания, гумусовые вещества. У разных почв поглотительная способность различна и зависит от содержания коллоидов. Связь между ними прямая.

К.К. Гедройц различал пять видов поглотительной способности:

5) физико-химическая ли обменная

Биологическая поглотительная способность связана с наличием в почве корней живых растений и микроорганизмов, которые избирательно поглощают из почвенного раствора необходимые элементы питания и переводят их в органические соединения своих тел. Тем самым эти питательные вещества предохраняются от вымывания из почвы (кальций, калий, нитраты, фосфаты и др.) и накапливаются в почве. После отмирания растений происходит постепенная их минерализация, содержащиеся в них питательные элементы переходят в доступную форму для новых поколений растений и микроорганизмов.

По мнению Ковды растения на каждом гектаре поглощают и возвращают в почвы сотни килограммов химических элементов. Емкость поглощения корней растений колеблется от 10 до 80 мг-экв\100 г почвы. Бобовые растения более активные сорбенты, чем злаки.

Биологическое поглощение зависит от: аэрации, влажности, состава органического вещества, служащего энергетическим материалом для микроорганизмов.

Используя в качестве источника пищи и энергетического материала органические вещества, микроорганизмы разлагают их, переводят содержащиеся в них элементы питания в минеральную, доступную для растений форму. В то же время они сами потребляют некоторое количество питательных веществ (азот, фосфор, сера и др.) для построения своих тел, превращают их в органическую форму т являются конкурентами культурных растений. Но если процесс биологического поглощения питательных веществ микроорганизмами выражен слишком сильно, то это может неблагоприятно отразиться на питании культурных растений. Так, внесение в почву значительного количества богатого клетчаткой и бедного азотом органического вещества (соломы) вызывает быстрое размножение микроорганизмов, сопровождающееся усиленным потреблением минеральных форм азота и фосфора, а это приводит к ухудшению питания растений и снижению урожая. Поэтому при внесении соломы мы должны учитывать биологическую поглотительную способность. Каждая тонна соломы способствует изъятию из почвы через биологическую поглотительную способность 10 кг азота. Поэтому необходимо вносить вместе с соломой азотные удобрения.

Биологическим путем поглощаются катионы и анионы. Из катионов – это калий, сера, кальций, железо и др. Из анионов – хорошо поглощаются РО₄ кислот, частично – сульфаты и карбонаты, а хлориды и нитраты вообще не поглощаются без живых организмов.

Биологическое поглощение играет особенно большую роль в превращении нитратных форм азота в почве (удобрения, содержащие нитратную группу лучше вносить весной – натриевая, калиевая, аммиачная, кальциевая селитр). А удобрения, содержащие хлор лучше вносить осенью (хлористый аммоний).

Т.о., в зависимости от конкретных условий биологическое поглощение питательных веществ микроорганизмами может иметь положительное и отрицательное значение. Например, в паровых полях протекает процесс нитрификации, т.е. образование нитратного азота и этот азот не закрепляется в почве и в последствии вымывается.

Но этими процессами можно регулировать – известкование кислых почв, внесение органических и минеральных удобрений и др.

Механическая поглотительная способность – это способность почвы как пористого тела задерживать мелкие частицы из фильтрующихся суспензий. Задерживаются те частицы, диаметр которых больше, чем диаметр пор почвы.

Чем тяжелее почвы по гранулометрическому составу, тем тоньше поры и выше механическое поглощение. Оно предотвращает от вымывания из почвы илистые и коллоидные частицы. Это поглощение способствует образованию новых почв (пойменных).

Отрицательной значение – это заиливание почвенных пор, что ведет к заболачиванию.

Механически в почве закрепляются нерастворимые в воде удобрения и мелиоранты (фосфоритная мука, известь, гипс).

Физическая (молекулярная) поглотительная способность – это положительная или отрицательная адсорбция частицами почвы целых молекул растворенных веществ.

Она зависит от суммарной поверхности твердых частиц. Чем больше в почве тонкодисперсных частиц, тем выше физическое поглощение. Оно происходит за счет сил поверхностного натяжения. За счет свободной энергии притягиваются целые молекулы паров, газа, растворенные в воде вещества и целые бактерии. При этом изменяется концентрация на поверхности этих частиц, но не меняется химический состав.

На почвенных частицах удерживаются кислород, углекислый газ, азот, водород, пары воды, аммиак. Наиболее энергично поглощается вода и аммиак, менее – углекислый газ, кислород и азот. Энергия поглощения газов снижается в следующей последовательности: пары воды, аммиак, углекислый газ, кислород, азот.

Источник

Виды поглотительной способности почвы

Поглотительная способность — способность почвы задерживать соединения или части их, находящиеся в растворенном состоянии, а также коллоидально распылённые частички минерального и органического вещества, живые микроорганизмы и грубые суспензии.

Поглотительная способность почв имеет большое значение не только в образовании и эволюции почв, но и в практике земледелия. Она обуславливает удержание почвой различных растворимых соединений, в т.ч. биологически важных для жизни растений и микроорганизмов элементов питания.

К. К. Гедройц выделил 5 видов поглотительной способности: биологическая, механическая, физическая, физико-химическая (обменная) и химическая.

Биологическое поглощение — способность почвенных микроорганизмов и растений усваивать из почвы и воздуха различные вещества и переводить их в органические соединения своего тела. Благодаря такому поглощению в почве аккумулируются элементы зольной и азотной пищи, изменяется концентрация и состав почвенного раствора. Почва обогащается органическим веществом, а это способствует увеличению поглощающего комплекса почвы (бобовые культуры, клубеньковые бактерии, фосфоробактерин и т.д.).

Механическое поглощение — свойство почвы, как всякого пористого тела, задерживать в своей толще твердые частицы крупнее, чем система пор. Почвы тяжелые, богатые гумусом или плотные, лучше задерживают взмученные частицы, чем почвы песчаные, содержащие мало органического вещества, или рыхлые. С механическим поглощением в известной мере связано накопление в верхних слоях почвы тел микроорганизмов, заиливание почв и образование в них плотных прослоек (плужная подошва, иллювиальный горизонт).

Механическая поглотительная способность используется при кольматировании (заилении) песчаных почв, дна и стенок каналов и очистке бытовых и технических сточных вод путем их фильтрации через почву.

Физическое поглощение. В основе этого поглощения лежит свойство почвенных частиц, обладающих свободной поверхностной энергией, адсорбировать на поверхности различные вещества (газы, пары, органические соединения, пестициды и растворенные соединения). Величина физического поглощения почвы находится в прямой зависимости от количества в ней коллоидов, илистой и пылеватой фракции. Физическое поглощение всех вышеперечисленных соединений играет важную роль в стабилизации свойств почвы, выполнением её важных санитарно-защитных функций. Физическое поглощение предохраняет водорастворимые вещества от вымывания, оно выше у суглинистых почв и слабее у песчаных.

Химическое поглощение. Оно связано с тем, что находящиеся в почвенном растворе вещества могут химически взаимодействовать друг с другом или с твёрдой фазой почвы. При этом образуются труднорастворимые или нерастворимые в воде соединения, которые выпадая в осадок, закрепляются в почве (закрепление питательных веществ, препятствует их вымыванию, но с другой стороны может закрепляться часть легкодоступных соединений в недоступную для растений форму). Химическая поглотительная способность имеет большое значение в сорбции почвами анионов фосфорной кислоты, органического вещества, а также катионов поливалентных металлов за счет комплексообразования на органических поверхностях твёрдой фазы почвы.

Физико-химическое (обменное) поглощение — способность обменивать некоторую часть катионов, содержащихся в твердой фазе на эквивалентное количество катионов, находящихся в соприкасающемся с нею растворе.

Катионный обмен в почве протекает по следующей схеме:

ППК Mg 2+ + 5 KCl ППК]5К + + CaCl₂ + MgCl₂ + HCl

Установлены следующие закономерности физико-химического поглощения.

1. Взаимный обмен катионами между почвой и раствором осуществляется в эквивалентных количествах.

2. Реакции обмена катионами обратимы.

3. Реакции обмена подчиняются закону действующих масс (Е.Н. Гапон). Чем больше в растворе концентрация вытесняющего катиона и чем меньше вытесняемого, тем больше вытесняющего катиона поглотится почвой. Если обмениваются одновалентные катионы, то при установлении равновесия соотношения их в растворе пропорциональны их поглощенному состоянию. Интенсивность обмена, или энергия поглощения различных катионов различна. Энергия поглощения катионов увеличивается в прямой зависимости от величины атомной массы, валентности катионов и их гидратированности. Поэтому по интенсивности поглощения они располагаются в следующий ряд:

Высокая энергия поглощения иона H + объясняется его слабой гидратированностью.

4. Энергия поглощения катионов возрастает с повышением их концентрации в растворе.

В поглощенном состоянии в почве могут находиться различные катионы: Са 2+ , Мg 2+ , К, Na, NH₄, Н, Аl 3+ , Fe 3+ и др.

Общее количество всех поглощенных катионов, По К.К. Гедройцу, называется емкостью поглощения почвы (Т). Ее характеризуют с некоторойусловностью емкостью катионного обмена (ЕКО) и выражают в мг-экв на 100 г почвы.

Суммарное количество всех обменных катионов, за исключением Н + и Al 3+ , называют суммой обменных оснований (S), которая также выражается в мг – экв на 100 г почвы.

Фиксирующая способность почв по отношению к катионам зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса. Чем больше гумуса и тяжелее почва, тем выше способность почв поглощать катионы.

При наличии в ППК положительно заряженных участков возможно и обменное поглощение анионов. Закономерности обменного поглощения анионов те же, что и для обменного поглощения катионов. Лучше других поглощаются анионы гидроксила и фосфат-ионы.

Поглощение анионов в почве усиливается при ее подкислении, так как происходит увеличение базоидной части почвенных коллоидов (подзолистые почвы, красноземы). Большое значение имеет содержание в почве оксидов железа и алюминия (R₂O₃) и соотношение (SiO₂ : R₂O₃).

Источник

11. Поглотительная способность почв, её виды, их природа и значение.

— способность поглощать или задерживать в себе газы, жидкости, солевые растворы, а так же твёрдые частички удерживать. Гедройц разработал учение о поглотительной способности почвы, он объединил фракции (менее 0,0001мм) и назвал их поглотительным комплексом почвы. Он выделил 5 видов поглотительной способности почв: механическое поглощение (обусловлено пористостью почвенных масс, величина зависит от гранулометрического состояния почвы, а также от её сложения; сам процесс – это изменение концентрации растворённого в почве вещества, поглощаемые вещества должны носить электрозаряд, также способность анионов давать с катионами нерастворимые соли, выпадающие в осадок), физическое, химическое, физико-химическое, биологическое (закрепление отдельных веществ в животных, растениях, микроорганизмах, они способны накапливать органику и минеральные вещества, способствуя плодородию почвы. Коллоиды определяют режимы питания, водный, воздушный, тепловой. От коллоидов зависит деятельность микроорганизмов и развитие с/х растений.).

Типы поглотительной способности:

1. Механическое.

2. Физико-химическое.

3. Биологическое.

4. Обменное или ионосорбционное.

1. Механическое – способность почвы, как пористого тела задерживать в своих порах различные соединения, размеры которых больше диаметра..

2. Физическое поглощение – способность тонкодисперсных частиц (илистых) удерживать на своей поверхности молекулы различных химических соединений за счет сил молекулярного сцепления.

3. Химическое поглощение – способность почв образовывать трудно растворимые соединения и закреплять различные питательные элементы в форме трудно-растворимых соединений.

4. Обменное или ионосорбционное – это обмен ионов находящихся в коллоидных частицах на ионы, присутствующие в почвенных растворах.

ППК –почвенный поглотительный комплекс – совокупность или множество коллоидных частиц.

+ Ca CO₃ ↔ + H₂CO₃

Реакции: 1.обратимы, 2. Идут в эквивалентных отношениях, 3. быстротечность.

4. Биологическое поглощение – способность растительных и животных организмов поглощать из почвы различные химические элементы, накапливать в своих тканях и возвращать в землю после отмирания.

12. Кислотность почв: её природа, виды и значение.

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

H + — катион, носитель кислотных свойств.

(кислотный св-ва) (щелочная)

1. В почве присутствуют неорганические минеральные кислоты HCl, H₂SO₄, HNO₂ , и т.п.

HCl выделяется корнями растений. Они возникают в процессе выветривания (химического), а некоторые кислоты производятся растениями.

2. Присутствуют органические кислоты CH₃ COOH → H + + CH₃COO — (уксусная кислота). Образуются в результате разложения опада.

3. Специфические кислоты – Гуминовые и фульвокислоты, входящие в состав гумуса → они могут диссоциировать → появляется катион Н.

В лесных почвах много H + → они кислые т.к. много фульвокислоты.

На кислотность сильно влияет углекислота:

PH – это отрицательный логарифм концентрации катионов водорода.

[H + ] = [OH — ] = 10 -7 г/ион / л H₂O

[H + ] = 10 -7 г/ион / л H₂O

-Lg [H + ] = 7 РН – отрицательный логарифм концентрации водорода.

Пример: Рh = 3 и Рh = 6. Во сколько раз кислее? (ответ – в 1000 раз).

PH ∙ 7 = 10 -7 = 1/ 10000000

PH ∙ 6 = 10 -6 = 1/ 1000000

PH ∙ 3= 10 -3 = 1/ 1000

Кислота у почв земного шара меняется от 3 (кислая) до 11 (щелочная) – солончаки.

1. Актуальная (активная) кислотность обусловлена наличием свободных катионов водорода.

PH H₂O актуальная кислотность.

2. Обменная кислотность – обусловлена наличием, как свободных катионов водорода, так и поглощенных катионов.

Раствор KCl H₂O + KCl

(ППК) H+ + KCl (р-р) ↔(ППК) H+ K+ HCl

+ KCl↔ + HCl

3. Гидролитическая кислотность – обусловлена наличием, как свободных, так и всех поглощенных катионов водорода. Выражена в мг/экв. По ней определяют скольео надо внести извести.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник