Химический и механический состав и физические свойства дерново-подзолистых почв
Все рассмотренные выше морфологические особенности дерново-подзолистых почв находятся в самой тесной и непосредственной связи с их химическими и физическими свойствами.
Для ознакомления с особенностями химического состава дерново-подзолистых почв приведем данные валового анализа (табл. 26).
Приведенные данные весьма наглядно показывают прежде всего бедность дерново-подзолистой почвы органическим веществом. Сравнительная бедность дерново-подзолистых почв перегноем объясняется главным образом тем, что при благоприятных условиях увлажнения распад растительных остатков происходит энергично, не прекращаясь даже в летние, наиболее сухие месяцы.
Органическое вещество сосредоточено в основном в самом поверхностном слое, а поскольку этот слой отличается малой мощностью, не превышающей 8—12 см, то и абсолютное содержание перегноя в описываемых почвах весьма ограничено.
В тех почвах, в которых подзолообразовательный процесс ослаблен, а дерновый преобладает, мощность гумусового горизонта возрастает, увеличивается количество гумуса в поверхностном горизонте и в целом по профилю.
При сопоставлении валового количества минеральных соединений по горизонтам обращает на себя внимание относительная обогащенность верхних горизонтов почвы кремнеземом ( Si О2), что является результатом выщелачивания из этих же горизонтов других веществ.
Наиболее резко процесс выщелачивания нашел свое отражение в уменьшении валового количества А12О3 и Fe 2 О3 в поверхностном слое. Вынос R 2 O 3 свидетельствует о глубоком распаде минеральной части почвы.
Необходимо добавить, что процессам миграции подвержены не только окислы железа, алюминий и другие соединения минеральной части почвы, но также и кремнезем. Убедительным доказательством этого служат, во-первых, значительное содержание Si О2 в золе различных растений, во-вторых, наличие SiO 2 в ручьевых и речных водах, где это соединение могло появиться, очевидно, лишь в результате вымывания его из почвенных толщ.
Однако из всех соединений, входящих в состав минеральной части почвы, Si О2 является наиболее устойчивым, благодаря чему и передвижение его в почве выражается наименьшими величинами по сравнению с другими минералами.
О составе гумуса дает представление табл. 27.
Для обеих почв характерно преобладание фульвокислот над гуминовыми, однако, в сильноподзолистой почве это преобладание более заметно.
Подзолообразовательный процесс, влияя на химический состав почвы, вносит определенные изменения и в ее механический состав (табл. 28).
Из таблицы видно, что верхние горизонты дерново-подзолистых почв по сравнению с материнской породой (горизонт С) обеднены илистой частью ( мм).
Понятно, что такого рода перераспределение вещества по почвенной толще неизбежно сказывается и на физических свойствах почвы: верхние горизонты несколько опесчаниваются, утрачивают связность, делаются более рыхлыми и бесструктурными; нижние же слои, наоборот, уплотняются, становятся связными и труднопроницаемыми как для воздуха, так и для воды.
Однако такая закономерность обнаруживается только в почвах суглинистых и глинистых, т. е. в почвах тяжелого механического состава и с ярко выраженным подзолообразовательным процессом. При слабом же его проявлении в связи с карбонатностью пород и составом древесных насаждений перегруппировка механического состава по профилю выражена менее ярко или же совсем отсутствует.
Состав поглощенных катионов в почвах приведен в табл. 29.
Эти данные наглядно показывают ненасыщенность почв основаниями; среди поглощенных катионов в поглощающем комплексе значительное место занимают поглощенный водород и алюминий. Наибольшая ненасыщенность наблюдается в самых верхних, оподзоленных горизонтах; здесь поглощенные Н + и А l +++ нередко могут преобладать над поглощенными Са ++ и Mg ++ .
По мере углубления по почвенному профилю соотношение поглощенных катионов заметно изменяется. Количество водородных ионов и алюминия прогрессивно убывает, а количество кальция и магния возрастает. Уже в горизонте С, не затронутом еще почвообразовательными процессами, поглощенный водород сходит почти на нет, и в поглощающем комплексе оказываются одни лишь металлические катионы.
Следовательно, существенной особенностью, свойственной дерново-подзолистым и подзолистым почвам, является наличие в них обменной кислотности, которая во многих случаях настолько сильно выражена, что препятствует возделыванию ряда . культур, например пшеницы, кукурузы, свеклы, ячменя и др. При высокой кислотности культурные растения обычно плохо развиваются, а иногда и совсем погибают.
По исследованиям Н. А. Ногиной и Т. А. Роде, в отдельных случаях на кислотность почвы могут оказывать непосредственное влияние и сами почвообразующие породы, например некоторые разновидности глинистых, хлоритовых и серицитовых сланцев, от природы обладающих высокой потенциальной кислотностью и весьма обедненных щелочноземельными катионами.
Почвы, сформировавшиеся на таких породах, с первых же фаз своего развития обладают явно выраженной кислотностью и ненасыщенностыо основаниями. Здесь, следовательно, кислотность почвы является не результатом почвообразовательного процесса в определенных природных условиях, а свойством, унаследованным от самой почвообразующей породы.
Однако в подавляющем большинстве случаев кислотность почв и ненасыщенность их основаниями являются прямым и закономерным следствием развития подзолообразовательного процесса.
Чем сильнее выщелочена и оподзолена почва, тем резче выражена в ней кислотность. Почвы же слабо оподзоленные имеют обычно слабокислую, а иногда и нейтральную реакцию.
В тесной и непосредственной связи с ненасыщенностью основаниями и обедненностью описываемых почв коллоидами стоит и малая их емкость поглощения. Наименьшая величина емкости поглощения имеет место в подзолистом, наиболее выщелоченном горизонте.
Книзу емкость поглощения заметно увеличивается, достигая некоторого повышения в иллювиальном, обогащенном коллоидами горизонте. Но наиболее высокая емкость поглощения наблюдается обычно в самом верхнем перегнойном слое, в особенности при сильном проявлении дернового процесса.
Емкость поглощения и ее распределение по профилю, кислотность и соотношение между поглощенными катионами находятся в полном соответствии со степенью выраженности подзолистого и дернового процессов: при более слабом проявлении подзолистого процесса и усилении дернового емкость поглощения возрастает.
Особенности дерново-подзолистых почв находят отражение и в водной вытяжке (табл. 30).
Как видно из таблицы, общее содержание воднорастворимых веществ в дерново-подзолистых почвах невелико (сотые доли процента). При этом выделяется верхний горизонт, где количество растворимых веществ достигает наибольшей величины.
Характерным для воднорастворимых соединений дерново-подзолистых почв является значительное преобладание органических веществ над минеральными. Это указывает на большую подвижность перегнойных соединений, которая обусловлена их составом, а также на обедненность дерново-подзолистых почв основаниями, главным образом кальцием и магнием.
Характеристика физических свойств почв приведена в табл. 31.
Из приведенных данных видно, что обогащенность иллювиального горизонта коллоидами вызывает возрастание удельного и объемного веса и в особенности максимальной молекулярной влагоемкости, отражающей общую поверхность почвенной массы. Результатом такой дифференциации является изменение водных свойств в профиле почвы и прежде всего их водопроницаемости, которая в иллювиальном горизонте обычно резко снижается по сравнению с горизонтом А.
Такая дифференциация водопроницаемости нередко приводит к переувлажнению горизонта А, а иногда и к заболачиванию.
У слабоподзолистых почв эта дифференциация ослабляется, и, таким образом, водный режим у них более благоприятен по сравнению с сильноподзолистыми почвами.
Для почв подзолистого типа большое значение имеет их тепловой режим.
В восточных районах, в условиях континентального климата и недостатка тепла, темные и богатые гумусом дерново-подзолистые и дерново-лесные почвы плохо нагреваются и не обеспечивают корневую систему растений необходимым количеством тепла, что приводит к недозреванию некоторых полевых культур. Поэтому здесь забота об улучшении теплового режима таких почв путем обогащения их органическим веществом имеет большое значение в комплексе всех агротехнических мероприятий.
Таким образом, наиболее характерными свойствами, присущими дерново-подзолистым почвам, являются следующие.
1. Дерново-подзолистые почвы не насыщены основаниями, т. е. они содержат в себе то или иное количество обменных ионов водорода и алюминия.
2. В связи с ненасыщенностью основаниями эти почвы обладают кислой реакцией.
3. В результате процессов минерализации органического вещества и выщелачивания эти почвы обеднены гумусом и минеральными легкоподвижными соединениями.
4. Дерново-подзолистые почвы заключают в себе сравнительно небольшое количество необходимых для растений питательных веществ.
5. Эти почвы в большинстве случаев обладают слабо выраженной, непрочной структурой, вследствие чего они способны легко распыляться, заплывать при увлажнении, образовывать корку при высыхании и уплотняться.
6. Дерново-подзолистые почвы отличаются резко выраженной дифференциацией почвенного профиля на составляющие их генетические горизонты, причем гумусовый горизонт в большинстве случаев имеет малую мощность.
7. В составе гумуса видное или первое место принадлежит фульвокислотам, относительное количество которых тем больше, чем резче выражен подзолообразовательный процесс. При нарастании дернового процесса увеличивается количество гуминовых веществ.
8. Хотя состав почвенных микроорганизмов изучен слабо, но все же можно сказать, что в подзолистых почвах ведущее место принадлежит грибам.
Ввиду большого разнообразия условий почвообразования в лесолуговой зоне развитие почвообразовательного процесса в почвах может протекать и проявляться самым различным образом, поэтому и отмеченные выше свойства сильно варьируют.
Здесь можно встретить почвы кислые и с нейтральной реакцией, и сильно выщелоченные, и почвы с мощным перегнойным горизонтом, и богатые гумусом, в которых подзолообразовательный процесс совсем почти не выражен, и почвы заболоченные, и т. д.
В этом отношении почвенный покров лесолуговой зоны представляет собой сочетание множества почвенных образований, отличающихся между собой как морфологическими и биохимическими свойствами, так, следовательно, и своим природным плодородием.
Гаркуша, И.Ф. Почвоведение/ И.Ф. Гаркуша.- Л.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.- 448 с.
Источник
Выявление влияния состава поглощенных ионов на свойства почвы
Файл содержит сообщение на тему «Выявление влияния состава поглощенных ионов на свойства почвы». Работа выполнялась в рамках освоения программы дисциплины «Почвоведение». Материалы могут быть использованы учителями географии и экологии.
Просмотр содержимого документа
«Выявление влияния состава поглощенных ионов на свойства почвы»
ВЫЯВЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА ПОГЛОЩЕННЫХ ИОНОВ НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Состав поглощенных катионов оказывает большое влияние на физические и химические свойства почвы, на условия роста сельскохозяйственных культур и действие удобрений. От состава поглощенных катионов в значительной степени зависит состав почвенного раствора. Если почва содержит в поглощенном состоянии много кальция, то при внесении растворимых удобрений (NH4N03, KC1 и др.) в почвенный раствор будет вытесняться преимущественно кальций, а если поглощенного кальция мало и в поглощенном состоянии находится много ионов алюминия и водорода, то при внесении удобрений в почвенный раствор будут вытесняться алюминий и водород, что вызывает его подкисление.
Состав поглощенных катионов влияет на состояние почвенного поглощающего комплекса, на его дисперсность, а в связи с этим на физико-механические и физико-химические свойства почвы. Катионы осаждают (коагулируют) отрицательно заряженные почвенные коллоиды, причем коагулирующая способность их возрастает с увеличением заряда и атомного веса. Одновалентные катионы обладают меньшей коагулирующей способностью, чем двухвалентные, а двухвалентные — меньшей, чем трехвалентные. Исключение составляет ион водорода, который по энергии коагуляции приближается к двухвалентным катионам.
С составом поглощенных катионов связаны физические свойства почвы. Наиболее благоприятная структура имеется в почвах, насыщенных кальцием. Введение в поглощающий комплекс натрия приводит к распылению почвы и потере ею ценных физических свойств. Составом поглощенных катионов определяется реакция почвенного раствора. Так, почвы, содержащие в поглощающем комплексе кальций, имеют нейтральную или слабо щелочную реакцию; почвам, богатым обменным водородом или алюминием, свойственна кислая реакция, а почвам, содержащим обменный натрий — резко щелочная.
Когда в составе поглощенных катионов преобладает кальций (например, в черноземах), обладающий сильным коагулирующим действием, то почвенные коллоиды находятся в коагулированном состоянии, что способствует образованию водопрочных агрегатов и созданию хорошей структуры почвы. Поглощенный кальций, осаждая органические и минеральные коллоиды, способствует сохранению и накоплению их в почве и увеличению емкости поглощения ее.
Черноземы, содержащие в составе поглощенных катионов Na больше 5 % от емкости поглощения, называются солонцеватыми, а если в нижней части профиля они содержат повышенное количество воднорастворимых солей (сухой остаток водной вытяжки больше 0 25 %) — солонцевато-солончаковатыми. В ряде случаев типичные, обыкновенные и южные черноземы имеют морфологически заметные признаки осолодения; они называются осолоделыми черноземами.
Эти исследования показали, что состав поглощенных катионов оказывает сильное влияние на свойства почвы и рост растений. Из поглощенных катионов особенно большое значение имеет кальций: многие важные агрономические свойства почвы, рост и развитие растений в сильной степени зависят от насыщенности почвенного поглощающего комплекса кальцием. Методы химической мелиорации кислых и солонцовых почв основаны на изменении состава поглощенных катионов в этих почвах, главным образом путем введения кальция в почвенный поглощающий комплекс. Для нейтрализации кислотности и повышения плодородия кислых ночв основным мероприятием является известкование, а для устранения повышенной щелочности и улучшения свойств солонцовых почв — гипсование.
Рассолонцевание почв — процесс изменения состава поглощенных катионов и свойств солонцов, происходящий естественным путем или в процессе мелиорации почв. При этом уменьшается содержания обменного натрия и улучшаются водно-физические и др. свойства солонцовых горизонтов.
В тех почвах, где в составе поглощенных катионов наряду с кальцием и магнием имеются ионы водорода (выщелоченные черноземы, серые лесные и дерново-подзолистые почвы), реакция почвенного раствора определяется содержанием в нем одновременно углекислоты и бикарбоната кальция, а также растворимых органических кислот и их солей.
Источник