Роль почвенных растворов в продукционном процессе
Реакция почвенного раствора
С поглотительной способностью почвы тесно связана реакция почвенного раствора, которая является важным показателем свойств почвы. Она обычно выражается величиной pH и часто называется водородным показателем, поскольку данная величина является отрицательным логарифмом концентрации водородных ионов. Почвы имеют либо кислую (рН 3,5–6,5), либо нейтральную (рН 6,5–7,2), либо щелочную среду (рН 7,5 и больше). Для нормального роста и развития сельскохозяйственных растений и полезных почвенных микроорганизмов требуются неодинаковые оптимальные значения величины рН в почве: для пшеницы яровой и озимой – 6,0–7,5; кукурузы – 6,0–7,0; ячменя – 6,5–7,5; овса и ржи – 5,5–7,5; картофеля – 4,5–5,5; льна – 5,9–6,5; гороха – 6,0–7,0; сахарной свеклы – 6,7–7,5; гречихи – 4,7–7,5; люпина – 4,5–6,0; люцерны, клевера, клубеньковых бактерий – 6,0–7,7; азотобактера – 6,5–7,5; различных почвенных грибов – 4,0–5,0.
В почвах с кислой реакцией среды различают две формы кислотности – актуальную (активную) и потенциальную (пассивную). Актуальная кислотность обусловлена наличием ионов водорода в почвенном растворе. Источниками водорода являются органические кислоты, образующиеся в почвах в процессе разложения органических остатков или же выделяемые корнями растений в процессе их жизнедеятельности, а также угольная кислота, а иногда и серная как результат окисления пирита (FeS2) в болотных почвах. Ак- туальная кислотность определяется прямым измерением величины рН водной вытяжки из почвы потенциометрически (рН-метр). Потенциальная кислотность обусловлена наличием в почве обменно-поглощенных ионов водорода. В почвоведении потенциальную кислотность подразделяют на обменную и гидролитическую. Обменной называют ту часть потенциальной кислотности, которая проявляется при взаимодействии почвы с растворами нейтральных солей (KCl, BaCl2 и др.). При этом происходит следующая реакция: почва - H+ +KCl → почва - К+ +HCl.
|
|
|
По количеству выделяющейся HCl судят о величине обменной кислотности. Обменная потенциальная кислотность может обусловливаться также ионами алюминия, которые при взаимодействии почвы с растворами нейтральных солей переходят в раствор (почва - Al3+ + 3KCl → почва - 3К+ + AlCl3). Хлористый алюминий, являясь гидролитически кислой солью, в водном растворе гидролизуется с образованием свободной соляной кислоты:
AlCl3 +3H2O = Al (OH)3 + 3HCl
При взаимодействии почвы с раствором нейтральной соли из почвенного поглощающего комплекса вытесняются лишь наименее прочно связанные ионы водорода, т. е. обменная кислотность – это лишь часть потенциальной кислотности почвы. Вторую часть составляет гидролитическая кислотность, которая образуется вследствие взаимодействии почвы с раствором гидролитически щелочных солей. Для этих целей используется уксусно-кислый натрий CH3COONa. При взаимодействии почвы с раствором гидро- литически щелочной соли происходит более полное вытеснение ионов водорода из почвенного поглощающего комплекса:
|
|
|
(почва-H+ + CH3COONa → почва-Na+ + CH3COOH).
Количество выделившейся при этом уксусной кислоты является мерой величины гидролитической кислотности, которая обычно больше обменной. Величину гидролитической кислотности определяют титрованием солевой вытяжки щелочью и выражают в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. Обменную кислотность можно определять и как величину рН солевой вытяжки. Почвенная кислотность вредно сказывается на агрономических свойствах почв и, прежде всего, на условиях произрастания сельскохозяйственных растений. На богатых основаниями черноземных почвах растения выносливы как к кислым, так и щелочным условиям, так как удовлетвори-тельный для растений интервал реакции почвенного раствора достаточно широк. На подзолистой почве при незначительном подкислении или подщелачивании урожайность резко снижается. Интервал благоприятных для растений значений величины рН здесь значительно уже. Кислые почвы характеризуются низким естественным плодородием и нуждаются в окультуривании, важнейшим звеном в комплексе мероприятий которого является известкование. Значение известкования состоит не только в том, чтобы нейтрализовать почвенную кислотность, но и в том, чтобы изменить направление почвообразовательного процесса путем замены в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода на ионы кальция мелиоранта.
|
|
|
Роль почвенных растворов в продукционном процессе
Почвенные растворы являются непосредственным источником питания растений. Изменение концентрации и состава растворов ведет к изменению водного режима и минерального питания растений, что, безусловно, отражается на развитии растений и их продуктивности. Человек своими разнообразными воздействиями на почву в процессе сельскохозяйственного использования регулирует тем или иным способом состав почвенного раствора, делает его оптимальным для получения наивысшей продуктивности агроценозов.
|
|
|
Орошение и осушение почв, наряду с созданием благоприятного водного режима, позволяет изменить концентрацию почвенного раствора – при орошении концентрации разбавляются, а при осушении идет снижение концентрации оксидов железа, алюминия и других соединений, вредных для растений. Внесение удобрений способствует оптимизации содержания в почвенных растворах элементов питания растений.
Для питания растений важное значение имеет осмотическое давлениепочвенного раствора. Если осмотическое давление почвенного раствора равно осмотическомудавлению клеточного сока растений или больше его, то растения не могут всасывать питательные элементы. Сосущаясила корней большинства сельскохозяйственных культурравна 100–120 мкПа (микропаскаль). Осмотическое давление зависит от концентрации почвенного раствора. В незасоленных почвах оно невысокое, а в засоленных – довольнобольшое. При уменьшении влажности увеличивается концентрация почвенного раствора и повышается осмотическое давление и наоборот. При повышении осмотическогодавления почвенного раствора нарушается нормальное развитие растений. У пшеницы, например, наблюдается в результате этого задержка кущения, но усиливается колошение, цветение, созревание, что способствует значительномуснижению урожайности.Для сельскохозяйственных культур особенно неблагоприятны щелочная реакция почвенной среды и высокое со держание в ней соды (Na2CO3).
Контрольные вопросы:
1. Каким образом можно изучить химический состав почвенного раствора в естественных (природных условиях)?
2. Какими способами представляются результаты химического анализа почвенных растворов?
3. Каково значение кислотности почв для растений и почвенных микроорганизмов?
4. В чем заключаются методы определения разных видов кислотности почв?
5. Как и чем человек может изменить осмотическое давление почвенного раствора?
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!