Методы выделения почвенного раствора

Состав, свойства и динамика почвенного раствора

Состав и концентрация почвенного раствора зависят от биологических, физико-химических и физических процессов, протекающих в почве. Концентрация почвенного раствора невелика и обычно не превышает не-скольких граммов вещества на литр раствора. Минерализация почвенного раствора в различных типах почв колеблется от десятков миллиграмм в подзолистых, до несколько граммов веществ на литр в черноземах и каштановых почвах. Исключение составляют засоленные почвы, где содержание растворенных веществ может достигать десятков и даже сотен грамм на литр. Из минеральных соединений в составе почвенного раствора могут быть анионы: HCO^3-, CO₃^2-, NO₃^-, NO₂^-, SO₄^2-, Cl^-, H₂PO₄^-, HPO₄^2- и катионы: Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, NH₄⁺, К⁺, Н⁺. В сильнокислых почвах встречаются катионы Al³⁺, Fe³⁺, в заболоченных (при недостатке кислорода) – Fe²⁺. Железо и алюминий в почвенных растворах встречаются в основном в виде устойчивых комплексов с органическим веществом. Из органических соединений в почвенном растворе могут быть водорастворимые вещества органических остатков и продукты их разложения, продукты жизнедеятельности микроорганизмов и растений (сахара, органические кислоты, аминокислоты, спирты, дубильные вещества и др.), гумусовые вещества (гуминовые кислоты и фульвокислоты).

При изменении влажности почвы концентрация отдельных ионов изменяется по различным законам. Так, концентрация Na⁺, Cl^-, NO₃^- увеличивается пропорционально уменьшению влажности почвы, а концентрация фосфат-иона практически не изменяется.

Соотношение минеральной и органической частей почвенного раствора неодинаково в разных почвах. Для болотных, болотно-подзолистых и целинных дерново-подзолистых почв характерно преобладание в почвенном растворе органических веществ над минеральными; в черноземах эти компоненты примерно равны, а в засоленных почвах минеральных соединений больше. Повышенное содержание органических веществ в почвенном растворе имеют также солонцовые почвы благодаря его щелочной реакции и пептизирующему действию Na⁺.

Содержание отдельных компонентов почвенного раствора существенно меняется по генетическим горизонтам одного и того же типа почв. В черноземах, каштановых, сероземах и солонцах в нижней части профиля существенно возрастает концентрация минеральных соединений – карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, а количество органических соединений резко падает.

Почвенные растворы являются непосредственным источником питания растений. Поэтому наличие в почвенном растворе таких анионов, как NO₃^-, H₂PO₄^-, HPO₄ характеризует питательный режим почв. Концентрация нитратов в почвенном растворе непосредственно связана с содержанием органического вещества и условиями, необходимыми для протекания процессов нитрификации (условия аэрации и гидротермический режим). Фосфат-ионов в почвенном растворе содержится 1-2мг/л, что объясняется энергичным их поглощением растениями, минеральными соединениями почвы и слабой растворимостью почвенных фосфатов. В засоленных почвах почвенный раствор содержит большое количество ионов SO₄^2-, Cl^-, Ca²⁺, Mg²⁺ и Na⁺.

Реакция почвенного раствора является важным показателем свойств почвы. Она обычно выражается величиной рН и показывает соотношение ионов Н⁺ и ОН^- в почвенном растворе. В почвах этот показатель находится в пределах 4-8 единиц рН и изменяется от кислой и слабокислой в подзолистых почвах северной и средней тайги до нейтральной в зоне черноземных почв и слабощелочной и щелочной в почвах аридных областей. Крайне низкие значения рН характерны для торфяно-болотных, болотно-подзолистых почв, для дерново-подзолистых – примерно 4,5-5,6; серых лесных – 5,5-6,5; черноземов – 6,5-7,5; солонцах – более 8,5 единиц рН. Это обусловлено закономерными особенностями водного режима в почвах зонального ряда. В таежно-лесной зоне при избытке влаги основания, а прежде всего щелочные металлы, вымываются за пределы почвенного профиля; при непромывном водном режиме в профиле черноземных почв всегда присутствуют карбонаты кальция и магния, а в почвах засушливых областей водорастворимые соли и обменный натрий почвенно-поглощающего комплекса обуславливают щелочную реакцию почвенного раствора.

Для нормального роста и развития сельскохозяйственных растений и почвенных микроорганизмов требуются неодинаковые оптимальные значения величины рН в почве. Так, оптимальные значения для зерновых культур составляют: для пшеницы и ячменя рН=6-7; кукурузы рН=6-7, овса 5-6, картофеля – 5, люпина – 4-5; клевер, люцерна предпочитают слабощелочные почвы – 7-8 единиц рН. С концентрацией и степенью диссоциации водорастворимых солей тесно связано осмотическое давление почвенного раствора. Осмотическое давление зависит от концентрации почвенного раствора. В незасоленных почвах оно невысокое, повышенное в засоленных почвах. Если осмотическое давление равно или выше осмотического давления клеточного сока растений, то прекращается поступление воды в растения, и они погибают. Это является основной причиной низкого плодородия засоленных почв.

Методы выделения почвенного раствора

Для выделения почвенных растворов используют различные методы, которые объединены в несколько групп.

Первая группа методов – выделение и изучение почвенных растворов при помощи водных вытяжек, т.е. извлечение почвенного раствора добавлением к почве воды в количестве, значительно превышающем навеску почвы. Чаще всего берут соотношение 1:5. Однако полученные таким путем вытяжки существенным образом отличаются от истинных почвенных растворов. Поэтому водные вытяжки, как правило, используются при изучении засоленных почв, содержащих большое количество легкорастворимых солей.

Вторая группа методов – выделение раствора из почвы в сравнительно неизменном виде. Для выделения почвенного раствора из почвенных образцов необходимо преодолеть силу взаимодействия твердой и жидкой фаз почвы. Поэтому методы данной группы основаны на применении внешней силы: а) давление, создаваемое прессом; б) давление сжатого газа; в) центробежная сила (центрифугирование); г) вытесняющая способность различных жидкостей.

Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!