Поглотительная способность почв. Кислотность и щелочность почв. Водные, тепловые и воздушные свойства почв

Содержание

Слайд 2

Поглотительная способность (ПС) – это способность почвы поглощать и удерживать различные

Поглотительная способность (ПС) – это способность почвы поглощать и удерживать различные

вещества из раствора, проходящего через нее

Механическая
Физическая
Физико-химическая
Химическая
Биологическая

К. К. Гедройц

Слайд 3

В почве задерживаются: Вещества в молекулярном и ионном состоянии (пар, газ)

В почве задерживаются:

Вещества в молекулярном и ионном состоянии (пар, газ)

Тонкие и

коллоидные суспензии

Живые микроорганизмы

Слайд 4

Поглотительная способность почв обусловлена Содержанием в почве тонкодисперсных частиц 1-тонкие, преимущественно

Поглотительная способность почв обусловлена

Содержанием в почве тонкодисперсных частиц

1-тонкие, преимущественно капиллярные поры

в комках, при смачивании почвы заполняются водой;
2-средние поры в комках (ячейки, канальцы), при смачивании на короткий период заполняются водой, потом после рассасывания ее — воздухом;
3 -крупные поры между комками, обычно заполнены воздухом;
4 - капиллярные поры на стыке комков

Пористостью

Слайд 5

Механическая ПС – это свойство почвы, как всякого пористого тела, поглощать

Механическая ПС – это свойство почвы, как всякого пористого тела, поглощать

твердые частицы, поступающие с водой или воздухом, размеры которых превышают размеры почвенных пор

Почвенный р-р

Зависит от:
▪ гранулометрического состава почвы
▪ плотности сложения
▪ степени заиливания почвы

Слайд 6

Биологическая ПС – закрепление веществ в телах организмов (растения, животные, грибы,

Биологическая ПС – закрепление веществ в телах организмов (растения, животные, грибы,

бактерии).
Главная особенность – избирательное усвоение из растворов с минимальным содержанием наиболее важных для организмов веществ в присутствии больших количеств остальных соединений
В верхних горизонтах почв вместе с
гумусом накапливается N, P, Ca и т.д.

БПС зависит от:
аэрации, влажности и других свойств почвы, от количества и состава органического вещества

Слайд 7

ФПС зависит от: количества и качества почвенных коллоидов Механизм ФПС –

ФПС зависит от: количества и качества почвенных коллоидов
Механизм ФПС – адсорбция

частицами почвы целых молекул растворенных веществ,
обусловленная изменением свободной поверхностной энергии и величины поверхности

Физическая ПС –– способность почвы увеличивать концентрацию молекул различных веществ у поверхности тонкодисперсных частиц

Слайд 8

Слайд 9

Химическая ПС обусловлена образованием труднорастворимых соединений, выпадающих из раствора в осадок

Химическая ПС обусловлена образованием труднорастворимых соединений, выпадающих из раствора в осадок

в результате происходящих в почве химических реакций

Поступающие в почву в составе атмосферных, грунтовых поливных вод катионы и анионы могут образовывать с солями почвенного раствора нерастворимые или труднорастворимые соединения

Слайд 10

Физико-химическая ПС (обменная) - способность почвы поглощать и обменивать ионы, находящиеся

Физико-химическая ПС (обменная) - способность почвы поглощать и обменивать ионы, находящиеся

на поверхности коллоидных частиц, на эквивалентное количество ионов раствора, взаимодействующего с твердой
фазой почвы

Слой компенсирующих ионов

Ионы почвенного раствора

Слайд 11

Почвенные коллоиды – мельчайшие частицы почвы размером 0,2-0,001 мкм проходят через

Почвенные коллоиды – мельчайшие частицы почвы размером 0,2-0,001 мкм

проходят через обычные

фильтры
не оседают в воде
высокая дисперсность

минеральные (глинистые минералы, гидроксиды Fe, Al, Si др.)
органические (гуминовые и фульвокислоты, белки, полисахариды и органо-минеральные глинисто-гумусовые комплексы, алюмо- и железогумусовые сорбционные комплексы)

Свойства

Природа

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Почвенный поглощающий комплекс (ППК) - твердая фаза почвы, способная к реакциям

Почвенный поглощающий комплекс (ППК) - твердая фаза почвы, способная к реакциям

ионного обмена и представляющая совокупность различных коллоидов и тонкодисперсных веществ.

ППК – часть почвы характеризующаяся активной химической, физической, физико-химической и биологической деятельностью и, определяющая генезис и плодородие всего почвенного покрова

Слайд 15

Почвенная кислотность – способность почвы проявлять свойства кислот. pH= -lg[H+] pH=7

Почвенная кислотность – способность почвы проявлять свойства кислот.

pH= -lg[H+]
pH=7 – нейтральная

реакция
pH < 7 – кислая реакция
1. Актуальная кислотность – определяется концентрацией ионов Н+ в почвенном растворе в грамм-эквивалентах (моль) на 1л (рН = 6, в растворе концентрация [Н+] = 10-6 моль/л).
2. Потенциальная кислотность – определяется кол-вом обменных ионов H+ и Al3+ в составе ППК, выражаемое в мг/экв. на 100 г почвы.
[ППК]Н+ + КСl →[ППК]K+ + HCl
[ППК]Al3+ + 3KCl →[ППК]3К+ + AlCl3
В результате реакций обмена поглощенные ионы Н+ и Al3+ определяют концентрацию ионов Н+ в почвенном растворе
Слайд 16

Почвенная щелочность – способность почвы проявлять свойства оснований. pH > 7

Почвенная щелочность – способность почвы проявлять свойства оснований.

pH > 7 –

щелочная реакция
1.Актуальная щелочность обуславливается наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей (Na2CO3, NaHCO3, Ca(HCO3)2 и др.), которые при диссоциации определяют преобладающую концентрацию OH- ионов:
2. Потенциальная щелочность обнаруживается у почв, содержащих поглощенный Na. В результате реакции замещения происходит накопление соды и подщелачивание раствора.
Слайд 17

Реакция почвенного раствора зависит от: ▪ наличия в нем свободных кислот

Реакция почвенного раствора зависит от:
▪ наличия в нем свободных кислот и

оснований;
▪ степени их диссоциации;
▪ присутствия кислых и основных солей;
▪ от состава обменных ионов в ППК.

1.

2.

3.

Кислая реакция
Нейтральная
Щелочная

Слайд 18

Буферность почв – способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора. Буферность

Буферность почв – способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора.

Буферность обусловлена:

химическим составом почвы (черноземы);
▪ емкостью поглощения почвы (хорошо гумусированные).
Хим. смысл буферности – это количество мл кислоты или щелочи, которое необходимо прибавить, чтобы изменить концентрацию Н-ионов в почвенном растворе
Слайд 19

Вода в почве Фактор, обуславливающий выветривание и почвообра-зование Вода способствует формированию почвенного профи-ля

Вода в почве

Фактор, обуславливающий выветривание и почвообра-зование
Вода способствует формированию почвенного профи-ля


Слайд 20

обуславливает нормальное развитие растений и почвенных микроорганизмов определяет расход тепла из

обуславливает нормальное развитие растений и почвенных микроорганизмов
определяет расход тепла из почвы

и растений вследствие испарения и транспирации
обуславливает ряд физико-механических свойств почвы
передвижение влаги негативно влияет на плодородие (водная эрозия)
Слайд 21

Формы воды в почве 1. Химически связанная вода включает конституционную и

Формы воды в почве

1. Химически связанная вода включает конституционную и кристаллизационную

влагу. Растениям не доступна.
- Конституционная вода входит в состав минералов (Al(OH)3, Fe(OH)3, глинистых и др.), органических и органо-минеральных соединений в виде ОН групп.
- Кристаллизационная вода содержится в кристаллогидратах различных солей — CaSO4·2H2O (гипс), Na2SO4·10H2O (мирабилит) и др.

Na2SO4·10H2O

Слайд 22

2. Гигроскопическая (прочносвязанная) вода – адсорбируется из водяных паров почвенного воздуха

2. Гигроскопическая (прочносвязанная) вода – адсорбируется из водяных паров почвенного воздуха

твердыми частицами почвы (илистой фракцией). Для растений недоступна (“мертвый запас влаги”)

3. Пленочная (рыхлосвязанная) вода – представляет собой многомолекулярную пленку вокруг почвенных частиц, в углах их стыка и внутри тончайших пор. Ограниченно доступна для растений

Слайд 23

4. Парообразная вода - содержится в почвенном воздухе в виде водяного

4. Парообразная вода  - содержится в почвенном воздухе в виде водяного

пара. Источник снабжения растений влагой. Одна и та же почва может поглощать различное количество паров воды. Небольшое понижение температуры почвы приводит к конденсации пара; при повышении температуры происходит обратный процесс

Доступна для растений

Слайд 24

5. Свободная вода – в почве в двух формах: капиллярная и

5. Свободная вода – в почве в двух формах: капиллярная и

гравитационная. Доступна растениям.
- Капиллярная вода находится в капиллярах или на стыках (точках соприкосновения) почвенных частиц.
- Гравитационная вода –свободная форма воды в почве, передвигается под действием сил тяжести.
6. Твердая вода (лед) является одним из источников жидкой и парообразной воды
Слайд 25

Формы воды в почве 1 — частица почвы; 2 — гравитационная

Формы воды в почве
1 — частица почвы; 2 — гравитационная вода; 3 — гигроскопическая вода; 4 —

почвенный воздух с парами воды; 5 — плёночная вода; 6 — зона открытой капиллярной воды; 7 — капиллярнная вода; 8 — зона замкнутой капиллярной воды; 9 — уровень грунтовых вод; 10 — грунтовые воды.
Слайд 26

Водные свойства почв Водопроницаемость (ВП) – способность почвы впитывать и пропускать

Водные свойства почв

Водопроницаемость (ВП) – способность почвы впитывать и пропускать через

себя воду. Процесс идет в 2 этапа:
1. Впитывание влаги (поры почвы частично заполнены водой)
2. Фильтрация (поры почвы полностью заполнены водой)
Высокая ВП – песчаные, хорошо оструктуренные почвы;
Низкая ВП– глинистые и бесструктурные почвы.
Слайд 27

Этап впитывания (коэффициент впитывания) Этап фильтрации (коэффициент фильтрации)

Этап впитывания (коэффициент впитывания)

Этап фильтрации (коэффициент фильтрации)

Слайд 28

Водоподъемная способность (ВС) – свойство почвы поднимать воду по капиллярам. Скорость

Водоподъемная способность (ВС) – свойство почвы поднимать воду по капиллярам.

Скорость капиллярного подъема

зависит от:
▪ гранулометрического состава
▪ структуры почвы
▪ пористости почвы
Слайд 29

Чем почвы тяжелее и менее структурны, тем больше потенциальная высота подъема

Чем почвы тяжелее и менее структурны, тем больше потенциальная высота подъема

воды, а скорость подъема ее меньше
Слайд 30

Влагоемкость – способность почвы удерживать воду Максимальная влагоемкость — максимально возможное

Влагоемкость – способность почвы удерживать воду

Максимальная влагоемкость — максимально возможное содержание

в почве гигроскопической влаги (“мертвый запас влаги”)
Капиллярная влагоемкость — количество воды, которое удерживается в почве при заполнении капиллярных пор над уровнем грунтовых вод.
Наименьшая влагоемкость — количество влаги в почве, которое остается в ней после оттока гравитационной воды.
Полная влагоемкость – состояние влажности почвы, когда все поры заполнены водой.
Влажность завядания растений – уровень влажности в почве, при котором начинается увядание растений.
Слайд 31

Водоудерживающая способность почвы – свойство почвы удерживать то или иное количество

Водоудерживающая способность почвы – свойство почвы удерживать то или иное количество

воды, обусловленное действием сорбционных и капиллярных сил
Сорбция воды (способность поглощать влагу) зависит от:
▪ дисперсности;
▪ механического, минералогического и химического состава почвы;
▪ гумусированности почвы.
Свойство почвы сорбировать парообразную влагу называется гигроскопичностью, а поглощенная влага – гигроскопической.
Слайд 32

Тепловой режим почв Роль : в почвообразовании (биологические, химические, физические, биохимические

Тепловой режим почв

Роль :
в почвообразовании (биологические, химические, физические, биохимические процессы)
растворимость в

воде минеральных соединений, кислорода и углекислого газа, скорость поглощения питательных веществ, как следствие рост и развитие

Склоны разной экспозиции имеют разный тепловой режим

Слайд 33

Тепловые свойства почв Теплопоглотительная способность – почвы поглощать и аккумулировать энергию

Тепловые свойства почв

Теплопоглотительная способность – почвы поглощать и аккумулировать энергию Солнца
Теплоемкость

– количество тепла в калориях, необходимое для нагревания 1 г почвы на 10 С.
Теплопроводность – способность почвы проводить тепло.
Пути передачи тепла в почве:
▪ при контакте частиц и сред;
▪ конвекционной передачей тепла
через газ или жидкость.
Слайд 34

Газовая фаза почв Почва содержит смесь газов, в %: Газы Атмосфера

Газовая фаза почв

Почва содержит смесь газов, в %:
Газы Атмосфера Газовая фаза

почвы
N2 78 78-86
O2 21 10-20
CO2 0,03 0,1-15
Количество и состав почвенного воздуха влияет на:
- развитие и функционирование растений и м/о;
- растворимость и миграцию химических соединений в почве;
- интенсивность и направленность почвенных процессов.
Слайд 35

Формы почвенного воздуха Свободный почвенный воздух – это смесь газов и

Формы почвенного воздуха

Свободный почвенный воздух – это смесь газов и летучих

органических соединений, которые свободно перемещаются системой почвенных пор и соединяются с воздухом атмосферы.
Cжатый почвенный воздух – находится в порах и со всех сторон изолированый водными пленками. Неподвижный, не принимает участия в газообмене между почвой и атмосферой, препятствует фильтрации воды в почве, может вызывать разрушение почвенной структуры при колебании температуры, давлении, влажности.
Адсорбированный почвенный воздух – газы и летучие органические соединения, адсорбированные почвенными частицами на их поверхности.
Растворенный почвенный воздух – газы, растворенные в почвенной воде. Играют большую роль в обеспечении физиологических потребностей растений, микроорганизмов, почвенной фауны, а также физико-химических процессов, которые протекают в почве.