Контрольная работа по "Почвоведение с основами агрохимии "

В основе почвообразовательного  процесса лежит малый биологический круговорот веществ. Органические остатки, которые накапливаются после отмирания растений на поверхности породы или в ее верхних слоях, минерализуются не полностью, часть их в процессе гумификации превращается в гумус, который содержит все элементы питания. Накопление гумуса в верхних слоях и взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью породы приводят к образованию почвы. Гумус содержится только в почвах и его нет в почвообразующих породах.

Таким образом, сущность почвообразовательного  процесса заключается в создании (синтезе) органического вещества и его разрушении, а также во взаимодействии минеральной части породы и почвы с продуктами разложения органических остатков и гумусовыми веществами.

 

29. Коллоидные  растворы. Коагуляция и пептизация  коллоидов.

 

Коллоидные растворы — двухфазные системы, состоящие из дисперсионной среды и дисперсионной фазы с размерами частиц в пределах от 0,01 до 0,2 мкм. Системы с размерами дисперсионной фазы более 0,2 мкм образуют грубодисперсные системы, такие, например, как суспензии и эмульсии.

Одно и то же вещество в зависимости от степени дисперсности может образовывать как грубодисперсные системы, так и коллоидный и истинный растворы.

Коллоидные растворы по химическому  составумогут быть:

1. Неорганические (минеральные), например, растворы кристаллических  и аморфных минералов как первичных,  так и вторичных.

2. Органические — растворы  гумусовых веществ (гуминовые  кислоты и фульвокислоты).

3. Органо-минеральные коллоиды  представляют собой, например, растворы  соединений гумусовых веществ  с глинистыми и некоторыми другими вторичными минералами.

В почве коллоиды могут  находиться в виде коллоидного раствора, они носят название золя. В этом состоянии коллоиды активно взаимодействуют с окружающими их соединениями, могут участвовать в процессах миграции и перемещения по профилю почв. Наиболее агрессивная часть почвенных коллоидов активно вступает в процессы разнообразных взаимодействий физических, химических, физико-химических.

Коллоиды из раствора могут  переходить в осадок, который носит  название гель. Аккумуляция химических элементов в виде гелей активно происходит в результате проявления почвообразовательных процессов.

Процесс перехода золя в  гель называется коагуляцией. При коагуляции происходит потеря устойчивости коллоидных частиц и их укрупнение, агрегация и выделение из раствора в осадок. Коагуляция может происходить под действием, например, дегидратации (потеря Н2О), высушивания или замерзания почв.

Изменение электрокинетического потенциала(заряда), например при увеличении концентрации электролитов в растворах, приводит к коагуляции. В результате притяжения разноименно заряженных частиц золь также переходит в  гель. Коагуляция может быть обратимой  и необратимой. Явление перехода геля в золь, т.е. растворение, называется пептизацией. Пептизация может происходить под действием гидратации или в результате изменения электрического потенциала. Некоторые коллоиды могут коагулировать и пептизироваться многократно и называются обратимыми коллоидами, например, кремнекислота, ГК, ФК, некоторые белки. Гидрофобные коллоиды, насыщенные двух- и трехвалентными катионами, не нейтрализуются (из геля не могут перейти в золь), например, Fе(ОН)3.

Коагуляция и пептизация играют важную роль в почвенных процессах. Они определяют в значительной мере реакционную способность, перемещение по профилю почв веществ или отдельных химических элементов и в конечном счете приводят к дифференциации почвы на генетические горизонты. Пептизация и коагуляция определяют закрепление коллоидных частиц в почвенных горизонтах, а также многие физические, химические и физико-химические свойства, такие, как удельная поверхность, емкость поглощения, формирование почвенной структуры и многие другие.

 

36. Щелочность  почвы и способы ее устранения.

 

Реакция почвы играет большую  роль. Большинство растений требуют  нейтральной, слабокислой, слабощелочной  среды и необходимо создавать  эти условия.

Щелочность почвы. Почвы, в поглощающем комплексе которых  находится натрий, имеют щелочную реакцию. Она обусловливается главным  образом содой, образующейся в результате обмена поглощенного почвой натрия на водород углекислоты:

[почва]  + Н2С03 ?> [почва] fj + Na2C03.

Широко распространен  в природе и биологический  процесс образования соды. Сульфатредуцирующие  бактерии восстанавливают в анаэробных условиях в присутствии органического  вещества сернокислые соли натрия до Na2S, который затем превращается в  соду:

Na2S04 + 2С = 2С02 +Na2S;

Na2S + С02 + НгО = Na2C03 + HaS.

Высокая щелочность резко  ухудшает физические и водные свойства почвы, усиливает пептизацию коллоидов, угнетает развитие растений, нарушая  ход физиологических процессов.

К почвам с щелочной реакцией относят те, у которых рН водной вытяжки превышает 7,0. В зависимости  от конкретной величины рН водной вытяжки  почвы подразделяют на слабощелочные (рН 7,1-7,5), щелочные (рН 7,6-8,5) и сильнощелочные (рН>8,5).

Улучшить щелочные почвы, а в особенности солонцы и  сильно солонцеватые почвы, можно только коренными мелиорационными мероприятиями  с внесением сернокислого кальция  — гипса. Кальций вытесняет поглощенный  натрий, в результате солонцовые горизонты  становятся более структурными, водопроницаемыми, а, следовательно, удается удалять  соли и из нижних горизонтов. В практике чаще используют отходы фосфородобывающей  промышленности — фосфогипс. Помимо сернокислого кальция, в нем имеются  примеси серной кислоты и фтора. Кислота полезна для нейтрализации  щелочности. Но опасна примесь фтора  из-за токсичности. Однако прямых данных, что он поступает из почвы в  растения, не получено. Норма внесения гипса на солонцах — около 0,5 кг/м2, на солонцовых почвах достаточно 0,2 кг/м2 гипса или фосфогипса.

Иногда, для улучшения  щелочных почв, рекомендуют глубокую вспашку, однако без внесения мелиорирующих  добавок она не эффективна.

Процесс мелиорации солонцов значительно ускоряется при орошении. В сухих районах оно необходимо.

Слабощелочные почвы на приусадебных участках улучшают неглубокой перекопкой, внесением повышенных доз органических удобрений и посевом сидератов - люцерны, горчицы и др.

 

43. Пути  регулирования водного режима почвы.

 

 Водным режимом почвы называют совокупность всех процессов поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания и расхода. Количественной характеристикой водного режима почвы является ее водный баланс. К основным источникам водного баланса относят осадки и грунтовые воды. Кроме того, дополнительными источниками увлажнения почвы служат поверхностный приток и влага, конденсирующаяся из паров воды.

Регулирование водного  режима почв. Комплекс мероприятий по регулированию водного режима почв проводят для устранения неблагоприятных условий водоснабжения растений. Его разрабатывают с учетом конкретных почвенно-климатических условий.

Болотные почвы требуют осушительных мероприятий путем устройства открытого или закрытого дренажа. Минеральные гидроморфные (заболоченные) почвы, в которых наблюдается длительный застой воды, затрудняющий или исключающий рост и развитие сельскохозяйственных культур, также подлежат осушению. Однако эти почвы можно использовать в сельском и лесном хозяйстве без дренажа, если они находятся на начальном этапе проявления признаков гидроморфизма. Водный режим почв с временным избыточным увлажнением регулируют такими агротехническими приемами, как гребневание, бороздование, выравнивание поверхности почвы и нивелировка микро- и мезопонижений, в которых застаивается вода, и др. При создании глубокого пахотного слоя, рыхлении подпахотного горизонта увеличивается влагоемкость и улучшаются водный, воздушный и питательный режимы в корнеобитаемом слое.

В условиях недостаточного увлажнения применяют различные  мероприятия, направленные на накопление, сохранение и рациональное использование  влаги в почве. Эффективный способ влагонакопления — задержание снега  и талых вод. Лесные полосы, кулисные растения, стерня, валы из снега предохраняют снег от сдувания в зимнее время, увеличивают  запасы влаги в почве. Полезащитные лесные полосы также уменьшают испарение  влаги с поверхности почвы. Вспашка  поперек склона, обваловывание, лункование, прерывистое бороздование и другие приемы способствуют уменьшению поверхностного стока воды. Для снижения физического  испарения применяют поверхностное рыхление почвы весной. При бороновании происходит разрыв почвенных капилляров, что обеспечивает «закрытие» влаги и сохранение ее в корнеобитаемом слое.

Основной способ улучшения  водного режима в засушливых зонах  — орошение. Наряду с регулярным орошением поверхностным, подпочвенным способами и дождеванием большое  значение имеют приемы разового лиманного  и паводкового орошения, а также  влагозарядковые поливы. В каждой природной зоне должен быть дифференцированный подход к выбору способов по регулированию  водного режима почв. При этом следует  учитывать особенности возделываемых  культур. Разные растения для образования единицы органического вещества требуют различное количество воды, то есть они обладают разным транспирационным коэффициентом, который показывает, какое количество воды необходимо для создания единицы сухого вещества. В зависимости от условий влажности он выражается следующими показателями: просо — 270...300, ячмень — 380...500, пшеница — 340...620, овес— 350...660, рожь — 380...700, картофель — 280...450, сахарная свекла - 300...1500, люцерна - 510...1100.

Коэффициент транспирации у  различных растений зависит от водного  режима, способов обработки почвы, сортовых особенностей растений и других факторов. При этом наблюдается такая закономерность: с увеличением сухости климата  транспирационный коэффициент возрастает, а в более влажных северных районах он снижается.

 

 

58. Классификация  структуры и значение ее в  плодородии почвы.

 

Почвенная структура - совокупность отдельностей, состоящих из склеенных гумусом и иловыми частицами механических элементов почвы (первичных и вторичных минералов, корней растений и др.), на которые способна распадаться почва при несильном механическом воздействии. Чаще всего структуру почвы определяют, подбрасывая почвенный ком несколько раз, пока он не рассыпется на отдельные элементы.

Структурность — способность почвы распадаться на агрегаты, размер и форма которых характерны для каждого типа структуры.

Структурные отдельности  носят название почвенные агрегаты. Они являются естественной сложной почвенной отдельностью, образовавшейся из микроагрегатов или элементарных почвенных частиц в результате их взаимодействия под влиянием физических, химических, физико-химических и биологических процессов.

По форме структурных  отдельностей выделяют три типа структуры (С.А. Захаров).

1. Кубовидная — структурные отдельности равномерно развиты в трех позициях, например, глыбистая, комковатая, ореховатая и зернистая.

2. Призмовидная — развитие вертикальных граней и ребер структурных отдельностей преобладает над горизонтальными, такими как столбовидная, столбчатая, призматическая.

3. Плитовидная — структурные отдельности имеют преобладающее развитие горизонтальных граней и ребер, например, плитчатая, чешуйчатая.

В зависимости от размера  выделяют группы структур (П.В. Вершинин):

1 — мегаструктура (глыбистая) >10 мм;

2 — макроструктура 10-0,25 мм;

3 — грубая микроструктура 0,25-0,01 мм;

4 — тонкая микроструктура <0,01 мм.

С агрономической точки зрения, наиболее ценной является мелкокомковатая, или зернистая водопрочная структура, с размерами агрегатов в пределах от 0,25 до 1,0 мм. В почве с такой структурой создаются оптимальные воздушные и водно-физические условия для развития корневой системы растений, что способствует интенсивному развитию микробиологической активности и мобилизации питательных веществ.

Со временем структура  может нарушиться в результате влияния  многих факторов:

1. Изменение внешних условий  — действие дождя или ветра, колебание температур — постоянно приводит к разрушению структурных отдельностей.

2. Обработка почвы плугами  и другими сельскохозяйственными орудиями вызывает крошение, распыление почвы.

3. Изменение физико-химических  свойств почв может привести почву в бесструктурное состояние, например, к изменению состава обменных катионов. Так, натрий в ППК вызывает диспергирование почвенных коллоидов, что ведет к разрушению агрегатов и структурных отдельностей.

4. Минерализация гумусовых  компонент структурных отдельностей до конечных продуктов СС>2, Н2О и минеральных солей приводит к разрушению гумуса, при этом утрачивается водопрочность структуры.

В результате действия названных  выше процессов почва может превратиться в бесструктурную массу.

Бесструктурная  почва — это почва, в которой отдельные механические элементы не соединены между собой в почвенные агрегаты, а существуют отдельно или залегают одной сплошной сцементированной массой. Типичный пример бесструктурной почвы — рыхлый песок или слитые иллювиальные горизонты тяжелых по механическому составу почв.

Для создания агрономически  ценной структуры и поддержания ее оптимальных свойств используются агротехнические мероприятия, мелиоративные приемы и структурообразователи.

Агротехнические мероприятия  включают в себя приемы современной  агротехники, такие, как своевременная  и правильная обработка почвы, соблюдение севооборотов с обязательным посевом многолетних трав, сидератов. Химическая мелиорация предполагает систематическое внесение органических удобрений, известкование кислых и гипсование солонцовых почв. Очень эффективно применение природных и искусственных структурообразователей.