Ионообменная емкость почвы и ее влияние на плодородие кратко

Обновлено: 02.07.2024

емкость поглощения почвы — Величина, количественно выражающая способность жидкой и твердой фаз почвы противостоять изменению реакции среды при прибавлении сильной кислоты или щелочи. [ГОСТ 27593 88] Тематики почвы … Справочник технического переводчика

Емкость поглощения — способность высокодисперсных фракций почв поглощать из растворов ионы (катионы и анионы) и обменивать их, например, при изменении рН растворов. Величина (энергия) поглощения зависит от гумусности, механического состава почв и валентности ионов… … Экологический словарь

емкость поглощения катионов почвой — Ндп. емкость обмена катионов почвой Максимальное количество обменных катионов, которые могут быть поглощены почвой. [ГОСТ 20432 83] Недопустимые, нерекомендуемые емкость обмена катионов почвой Тематики удобрения Обобщающие термины характеристика… … Справочник технического переводчика

ЕМКОСТЬ ПОГЛОЩЕНИЯ — суммарное количество ионов или молекул, сорбируемое весовой единицей г. п. или почвы. При адсорбции ионов обычно выражается в мг экв. на 100 г породы. Для глинистых пород Е. п. зависит от минер. сост. глин (монтмориллонит 80 150, гидрослюда 20 40 … Геологическая энциклопедия

емкость — 3.5.2 емкость: Количество электричества или электрический заряд, который в обозначенных условиях обеспечивает полностью заряженная батарея. Источник: ГОСТ Р МЭК 60079 0 2011: Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 27593-88: Почвы. Термины и определения — Терминология ГОСТ 27593 88: Почвы. Термины и определения оригинал документа: 72. Абсолютно сухая проба почвы Проба почвы, высушенная до постоянной массы при температуре 105 °С Определения термина из разных документов: Абсолютно сухая проба почвы… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Свойства агрохимические почвы — совокупность химических свойств п., определяющих режим питательных веществ, превращение внесенных удобрений и условия питания растений. Основными показателями С. а. п. являются: содержание подвижных форм макро и микроэлементов, их валовые запасы … Толковый словарь по почвоведению

Саванна — (Savannah) Определение саванны, характеристика саванны, флора и фауна саванны Информация об определении саванны, характеристика саванны, флора и фауна саванны Содержание Содержание Общая характеристика Почвы и растительный покров Основные… … Энциклопедия инвестора

метод — метод: Метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения еди … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть II. Инженерные изыскания для разработки проектной и рабочей документации и сопровождения строительства — Терминология СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть II. Инженерные изыскания для разработки проектной и рабочей документации и сопровождения строительства: 7.2.11.9 Геотехнические… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Поглотительная способность почв

Поглотительная способность почв — свойство почвы задерживать вещества, растворенные в почвенном растворе и контактирующие с её твердой фазой. Поглотительная способность обеспечивается почвенным поглощающим комплексом. Удерживаться вещества могут в растворенном состоянии, в виде коллоидальных частиц и суспензий.

В зависимости от способа поглощения различают виды поглотительной способности:

механическую,
физическую,
физико-химическую (обменную),
химическую,
биологическую.

Почвенный поглощающий комплекс — совокупность минеральных, органических и органоминеральных частиц твердой фазы почвы.

Учение о поглотительной способности почв впервые создал К.К. Гедройц, дальнейшее развитие оно получило в работах Г. Вигнера и С. Маттсона .

Механическая поглотительная способность

Механическая поглотительная способность почвы — способность механически удерживать в порах почвы частицы, взмученные в проходящей через профиль почвы воде. При этом удерживаются суспензии алюмосиликатных и органических частиц, коллоидально-распыленных веществ, что позволяет сохранить коллоидные фракции, плохо растворимые удобрения и мелиоранты.

Интенсивность механического поглощения зависит от пористости почвы, размера пор, дисперсности вещества. Поэтому глинистые и суглинистые почвы характеризуются большей механической поглотительной способностью, чем песчаные и супесчаные.

Этот вид поглотительной способности играет также роль в распределении микроорганизмов по профилю почвы.

Физическая поглотительная способность

В крупнозернистых, например, песчаных, почвах адсорбционные силы относительно небольшие, поэтому физическая поглотительная способность их низкая. С увеличением дисперсности почв, количества ила и коллоидальной фракции адсорбционные силы возрастают.

Повышение концентрации растворенного вещества в слое дисперсионной среды, примыкающей к частицам твердой фазы, называется положительной адсорбцией. Вещества, приводящие к увеличению поверхностного натяжения дисперсионной среды, вызывают отрицательную адсорбцию. В случае положительной адсорбции дисперсная фаза притягивает из дисперсионной среды к своей поверхности растворенные вещества, при отрицательной адсорбции — отталкивает. Положительно адсорбируются гидраты оксидов металлов и соли, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами. Анионы адсорбируются отрицательно.

При данном виде поглощения содержащиеся в почвенном растворе вещества не претерпевают изменений.

В связи с большим количеством факторов (состава почвы, погодных условий), способных оказывать влияние на физическое поглощение, этот вид поглощения является динамическим.

Положительная адсорбция имеет важное значение в почвенных процессах и питании растений: растворенные вещества удерживаются от вымывания в глубокие слои почвы и создаются различные концентрации питательных веществ, позволяя растениям выбирать раствор с наиболее оптимальной для них концентрацией.

Физическое поглощение в почве может возникать также в результате коагуляции (слипания) коллоидных частиц. Этот процесс останавливает вымывание илистой фракции почвы и питательных веществ из корнеобитаемого слоя. Определить физическое поглощение сложно, так как оно находится во взаимосвязи с химическим поглощением и обменной адсорбцией.

Физическое поглощение имеет значение для рационального использования удобрений, в составе которых входят, например, растворимые нитраты и хлориды. Например, хлорид-ионы в больших количествах являются токсичными для многих культур, поэтому хлорсодержащие удобрения вносят осенью, чтобы за время осенне-весенних осадков произошло его вымывание из пахотного слоя. Наоборот, для нитратных удобрений такое вымывание нежелательно, поэтому их вносят весной перед посевом или в подкормках.

Физическая поглотительная способность почв имеет экологическое значение: адсорбция пестицидов уменьшает их проникновение в сопредельные среды, в том числе растения.

Почвенно-поглощающий комплекс (ППК)

Материальным носителем обменной способности почв является почвенный поглощающий комплекс (ППК) — совокупность минеральных, органических и органо-минеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способных к обменным реакциям.

Поглотительной способностью обладала коллоидные частицы (0,001—0,200 мкм) и в меньшей степени предколлоидная фракция (0,2—1,0 мкм). Основным механизмом обменной поглотительной способности почв является процесс сорбции. Природа и состав ППК связаны с типом почвообразования.

Строение почвенно-поглощающего комплекса (по Н.И. Горбунову , 1974): А — минеральная коллоидная частица; Б — органическая коллоидная частица

Общее количество поглощенных (обменных) катионов называется емкостью поглощения, или емкостью катионного обмена (ЕКО). Она зависит от содержания в почве илистой фракции, природы ППК и реакции среды.

Группировка почв по емкости катионного обмена

Емкость катионного обмена больше в почвах тяжелого гранулометрического состава, чем в легких. Органические коллоиды обладают более высокой ЕКО, чем минеральные. Минеральные коллоиды в почвах, содержащих монтмориллонит, характеризуются большим ЕКО, чем в почвах с преобладанием каолинита и гидрослюд.

В обменной форме находятся многие макро — и микроэлементы минерального питания растений. Наиболее важны для диагностики процессов почвообразования и плодородия почв обменные катионы почвенного поглощающего комплекса: Са 2+ , Mg 2+ , Na + , Н + , Аl 3+ .

Обменные катионы выполняют в почве следующие экологические функции:

Са 2+ — присутствует во всех почвах, но в разных количествах и соотношениях с другими катионами, оптимальное содержание — 80—90% ЕКО (чернозёмы), способствует оструктуриванию, гумусообразованию, кислотно-основной буферности, способен к ионе обменному поглощению корнями растений;

Мg 2+ — всегда сопровождает Са 2+ (типичное соотношение концентраций Са 2+ и Мg 2+ составляет 5:1, в этом случае действие Mg 2+ аналогично действию Са 2+ ), при увеличении доли в ППК вызывав повышение щелочности, присутствуя в ППК поддерживает солонцеватость почв и приводит в отдельных случаях к образовании особых почв — магниевых солонцов;

К + — играет важную роль в питании растений;

Аl 3+ — участвует в формировании потенциальной кислотности почв, играет важную роль в перераспределении веществ в почвенном профиле, способствует образованию труднодоступных фосфатов алюминия, при концентрации в растворе более 2 мг/л токсичен для растений, физиологически токсичен;

NH 4+ — единственная возможная аккумуляция доступного растениям азота, легко используется корневыми системами растений не накапливается в количествах, превышающих 3 % ЕКО;

Н + — источник почвенной кислотности, присутствует всегда бескарбонатных почвах, при pH от 6,5 до 7,2 присутствует в ПП в количествах менее 5 % ЕКО, при более высоком содержании начинают проявляться кислотные свойства почв, тем в большей степени, чем выше доля Н + в ППК, максимум кислотности достигается, когда доля водорода в ППК превышает 40—50 %, почва при этом становится кислой и сильнокислой (pH 3—5);

Na + — в количествах менее 3 % ЕКО является важным условием оптимального функционирования биоценозов, обеспечивает дисперсность коллоидов, подвижность гумусовых веществ и пополнение почвенных растворов биологически необходимыми компонентами, активный пептизатор коллоидов при концентрации в почвенном растворе ниже порога коагуляции — при этом коллоидный системы переходят в состояние золя, почва приобретает признаю солонцеватости, в растворах появляются щелочные соли, pH может достигать 9,5—10,0, образуются особые почвы — солонцы;

Fe 3+ — интенсивный коагулятор коллоидов, как и алюминий, во влажных тропических почвах, участвует в образовании труднорастворимых соединений, органо-минеральных комплексов, в реакциях окисления-восстановления, является причиной заохривания почв, ожелезненные почвы малопластичны, не набухают, склонны к образованию латеритов.

От состава обменных катионов зависят физические и химические свойства почвы. Обменный Na + вызывает пептизацию коллоидов, образование корки на поверхности почвы, ухудшение водной проницаемости почвы. Обменный Са 2+ способствует образованию водопрочных агрегатов, с ним связана нейтральная реакция почвы.

Большое содержание в ППК обменных Н + и Аl 3+ обусловливает кислую реакцию почвы. На физико-химической поглотительной способности почв основаны некоторые виды мелиорации: известкование кислых почв, гипсование солонцов.

Важной характеристикой ППК является степень насыщенности основаниями — суммарное количество обменных катионов Са 2+ и Мg 2+ , выраженное в процентах от емкости поглощения. По степени насыщенности основаниями определяют потребность почвы в известковании:

Потребность почвы в известковании

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Почва и емкость

Реакция почвенного раствора зависит не только от размеров обменной и гидролитической кислотности, но и от степени насыщенности почвы основаниями. Если величину гидролитической кислотности почвы обозначить буквой Н, а суммарное количество поглощенных оснований (Са, Mg, К, Na и др.) — буквой S, то сложение их дает общую емкость поглощения почвы (Г) в мг•экв. на 100 г:

Сумма поглощенных оснований (S), выраженная в процентах от емкости поглощения (Т), называется степенью насыщенности почвы основаниями и обозначается V%:

Степень насыщенности показывает, какая часть общей емкости приходится на поглощенные основания и какая — на гидролитическую кислотность. Величина степени насыщенности основаниями — важный показатель для характеристики поглотительной способности и степени кислотности почвы./4/

Для определения степени насыщенности почвы основаниями определяют сумму поглощенных оснований.

Почву обрабатывают определенным количеством титрованного раствора соляной кислоты. Часть ее расходуется на вытеснении и нейтрализацию поглощенных оснований по схеме

Остаток кислоты учитывают титрованием щелочью титрованием щелочью такой же концентрации. Сума поглощенных оснований эквивалента количеству соляной кислоты, израсходованной на их вытеснение; ее находят по разности между взятым количеством этой кислоты и ее остатком (расчет ведут обычно в эквивалентах).

где, S — сумма поглощенных оснований, мг•экв/100г; a — количество соляной кислоты, взятое для вытеснения оснований, содержащихся в 10 г почвы, мл; b — количество щелочи, пошедшей на титрование, мл; n — концентрация — 0,1 моль/л; Т — поправка к титру = 1; н, — навеска почвы в граммах соответствующая объему фильтрата взятого для титрования.

Общее количество способных к обмену поглощенных катионов в почве называется емкостью поглощения. Ее выражают в мг•экв/100 г почвы. Величина емкости поглощения характеризует обменную поглотительную способность почвы. Емкость поглощения катионов зависит от механического состава почвы, общего содержания в ней мелкодисперсной фракции и ее состава. Разные по размеру минеральные частицы почвы отличаются по их способности к физико-химическому поглощению катионов../4/

Величина емкости поглощения зависит от содержания в почве гумуса. гумусовые вещества обладают гораздо более высокой поглотительной способностью, чем глинистые материалы. Чем выше содержание гумуса в почве, тем больше емкость поглощения катионов. У более богатых гумусом черноземов она значительно выше, чем у дерново-подзолистых почв. Верхние горизонты почвы, содержащие больше органического вещества, обладают и большей емкостью поглощения, чем нижние горизонты./5/

В богатых гумусом черноземах емкость поглощения катионов в большой степени обусловлена их органической частью, тогда как в дерново-подзолистых почвах — минеральной. Емкость поглощения катионов зависит также от реакции почвы и соотношения в ней отрицательно заряженных коллоидов (ацидоидов) и амфотерных коллоидов (амфолитоидов). Кислая реакция, наоборот, уменьшает отрицательный заряд почвенных коллоидов, и емкость поглощения катионов снижается. Если почва богата полутораоксидами, которые при рН ниже 7— 8 имеют положительный заряд, то они будут вступать в соединения с отрицательно заряженными коллоидами (ацидоидами), например с кремниевой кислотой и гуминовой кислотой, и частично связывать их отрицательные заряды, тем самым снижая величину емкости поглощения катионов. При большом содержании в почве амфотерных коллоидов (гидратов полуторных окислов) и при кислой реакции способность почвы к поглощению анионов увеличивается. Чем уже соотношение в почве ацидоидов и амфо-литоидов и выше кислотность почвенного раствора, тем ниже емкость поглощения катионов. В поглощающем комплексе кислых почв наряду с основаниями Са, Mg, К содержатся ионы водорода. Чем большая доля общей емкости поглощения приходится на водород, тем почвы более кислые, или, точнее, не насыщены основаниями. Определение степени насыщенности почв основаниями позволяет точнее решать вопрос о необходимости (очередности) известкования, так как этот показатель характеризует относительную долю гидролитической кислотности (т. е. ионов водорода, соответствующих ее значениям) в почвенном поглощающем комплексе Абсолютные величины гидролитической кислотности ряда почв могут быть близки между собой, что, казалось бы, свидетельствует об одинаковой нуждаемости их в известковании; однако, если учесть степень насыщенности этих почв основаниями, может оказаться, что потребность их в извести различна./4/

При расчетах доз извести, кроме гидролитической кислотности, нужно учитывать обменную кислотность почвы, содержание в ней подвижного алюминия, емкость поглощения катионов почвой, степень насыщенности почвы основаниями, ее гранулометрический состав, содержание в ней органического вещества, отношение сельскохозяйственной культуры к известкованию и другие факторы.Наиболее правильный ответ на вопрос о необходимости известкования той или иной почвы и дозах внесения извести можно получить при сочетании приведенных выше методов с полевым опытом по изучению эффективности известкования./4/

Литосфера – твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию. Человек практически воздействует только на верхние горизонты земной коры в результате добычи полезных ископаемых, ядерных испытаний и захоронении высокотоксичных отходов. Наибольшей трансформации подвергается самый верхний слой литосферы, называемый почвой. Почва образуется и развивается в результате взаимодействия живого и неживого, поэтому она рассматривается в настоящее время как биокосное образование. Почва является гигантской экологической системой, оказывающей, наряду с Мировым океаном, решающее значение на всю биосферу. Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы Земли.

Сохранение плодородных почв под земледельческими угодьями, пастбищами и лесами – основное условие устойчивого развития человечества. Тем не менее, ежегодно более 300 кв. км. становятся бесплодными из-за разнообразных проявлений недальновидного хозяйствования [[1]].

Человек сокращает территории, занимаемые естественными экосистемами. Подсчитано, что 9 - 12% поверхности суши распахано еще 22 - 25% составляют полностью или частично окультуренные пастбища. 458 экваторов - такова протяженность дорог на планете. В одних лишь промышленно развитых странах, по данным ООН, под бетоном автострад, населенных пунктов, аэропортов ежегодно исчезает более 3000 км 2 ландшафта [[2]].

Общие проблемы использования литосферы

Свойства почвы.

Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и размножение растений. С этой точки зрения, рассмотрим важнейшие свойства почвы как среды обитания.

Ионообменная емкость почвы.

Для питания растений необходимы такие минеральные питательные компоненты (биогены), как нитраты, фосфаты, калий, кальций, и др. Кроме азота, все минеральные биогены изначально входят в состав горных пород наряду с другими элементами. Однако, эти биогены недоступны растениям, пока они закреплены в структуре пород. Высвобождение ионов биогенов происходит в процессе выветривания. Становясь доступными растениям, биогены также могут вымываться водой, просачивающейся сквозь почву, или, другими словами, выщелачиваться. Выщелачивание не только снижает плодородие почв, но и способствует загрязнению природной среды. Следовательно, способность почвы связывать и удерживать ионы биогенов, столь же важна, как и их исходный запас. Эту способность называют ионообменной емкостью почвы.

Выветривание – слишком медленный процесс, чтобы обеспечивать нормальное развитие растений. В естественных экосистемах основной источник биогенов – разлагающийся детрит и метаболические отходы животных. Если ионообменная емкость почвы утрачена, биогены выщелачиваются и плодородие почвы падает.

Семинарское занятие №4

Антропогенное воздействие на литосферу

Общие проблемы использования литосферы

Свойства почвы.

Ионообменная емкость почвы.

AGRONEWS продолжает рассказывать о плодородии почвы и влияющих на него факторах. Одна из них — способность к катионному обмену. Высокая способность означает, что почва может содержать много питательных веществ, необходимых растениям. При низком показателе питательные вещества не связаны частицами гумуса и глины, поэтому легко вымываются из почвы и уходят под пахотный слой.

При оценке способности почвы к катионному обмену учитываются три фактора: емкость катионного обмена (ЕКО), насыщенность питательными веществами и соотношение между катионами химических элементов в почве.

Емкость катионного обмена

Емкость катионного обмена (емкость поглощения) — общее количество катионов одного рода, которое может быть вытеснено из почвы. Чем показатель выше, тем почва плодороднее. Помимо минералогического и гранулометрического состава почвы, на ЕКО влияет содержание органических веществ, то есть значение в основном зависит от доли глины и гумуса в почве. Показатель также повышается при увеличении pH участка.

Насыщенность почвы основаниями

Глино-гумусовый комплекс может связывать как основания, полезные для питания растений (катионы Са2+, Mg2+, К+, Na), так и ионы Н+ и А13+. Степень насыщенности основаниями (V ) вычисляется как отношение суммы обменных оснований к общей емкости катионного обмена, выраженное в процентах. В зависимости от соотношения почвы делят на насыщенные (V> 80%) и ненасыщенные (V= 50-70%) основаниями.

Лучшими считаются почвы, насыщенные основаниями, например, черноземы с высоким содержанием Са2+ и Мg2+. Они имеют нейтральную или слабощелочную реакцию. В таких почвах органические и минеральные коллоиды сохраняются и накапливаются, что способствует увеличению общей емкости поглощения катионов.

Преобладающее содержание ионов Н+ и А13+ в почвенном поглощающем комплексе (ППК) обуславливает высокую кислотность почвы и со временем приводит к разрушению минералов. Емкость поглощения катионов уменьшается, ухудшается структура. В таких почвах создается неблагоприятный водно-воздушный режим, на поверхности постепенно образуется корка.

Степень насыщенности основаниями используется при определении нуждаемости почв в известковании. При V более 80% известкование проводить не нужно, при V менее 50% — потребность в нем высокая, в промежутке — средняя и слабая.

Соотношение катионов

Соотношение катионов калия, магния и кальция влияет на потенциальную структуру почвы. Кальций делает структуру почвы рыхлой; он удерживает частицы глины на расстоянии друг от друга и действует как связующее вещество между глиной и органическим веществом. Магний действует аналогичным образом, но не является связующим элементом между органическим веществом и песком или глинистыми частицами. Слишком большое количество калия и натрия приводит к поверхностному уплотнению почвы.

Проиллюстрировать это можно с помощью структурного треугольника, который представляет соотношение между Ca+, Mg+ и ионами K, Na, H, AI, Fe. Он показывает фактическую структуру почвы.

Катионы натрия, кальция, калия и магния являются связывающими агентами: они сохраняют частицы почвы, но также обеспечивают достаточное расстояние между ними.

Оптимальная структура (синее пятно в треугольнике структуры) — это идеальный баланс ионов Ca, Mg и K, связанных с глиной и гумусом. Положение черной точки относительно темно-синей области определяет, какое удобрение требуется для улучшения почвы.

Если черная точка находится над синей областью, значит, в почве превышено содержание кальция и не хватает магния. Для улучшения структуры почвы необходимо использовать удобрения, содержащие магний.

Если черная точка находится ниже темно-синей области, значит, есть нехватка кальция и избыток магния. Желаемый результат даст применение известковых удобрений.

Меньшая доля катионов Ca+ и большая Mg+ не вызовет больших проблем напрямую (синие и голубые пятна). Магний удерживает частицы глины на расстоянии, как и кальций, но он связывается с органическим веществом. Однако слишком большое количество K+ делает почву восприимчивой к поверхностному уплотнению. Слишком малое количество K+, в свою очередь, приводит к снижению урожайности.

Состояние почвы ухудшается и при избыточной доле Na+ в составе обменных катионов: усиливается разрушение почвенной структуры, возрастет распыленность. Из-за уменьшения пористости, особенно некапиллярной, снижается скорость фильтрации воды вплоть до полной водонепроницаемости.

Лабораторный анализ емкости катионного обмена

Определить емкость катионного обмена и другие показатели в лабораторных условиях сегодня можно различными методами. Они отличаются предварительной обработкой образцов, видами солей и катионов, процедурой насыщения и извлечения, способами конечного определения ионов.

Однако большинство этих методов имеют большую или меньшую погрешность в результатах. Так, определить точный состав обменных катионов в некоторых видах почв сложно из-за содержания в них водорастворимых солей, карбонатов и гипса, так как они могут растворяться в применяемых реактивах и искажать результаты. Кроме того, на результат лабораторных исследований влияет человеческий фактор.

Еще большая погрешность у экспресс-тестов для определения ЕКО. Точность этого анализа зависит от правильного отбора и обработки пробы, качества реактивов (снижается при загрязнении, неправильном хранении и истечении гарантийного срока), правильности приготовления растворов потребителем, погрешностей при титровании и калибровке.

Вместе с тем, за рубежом становится все более популярной технология NIRS — спектроскопия ближнего инфракрасного излучения. Преимущество NIRS перед другими методами — в точных результатах и меньшем времени, которое требуется на анализ.

При NIRS-исследовании на образец оказывается воздействие ближним инфракрасным излучением. Современное оборудование за несколько секунд измеряет, волны какой длины отражаются от исследуемого материала, а какой — поглощаются. Полученный спектр содержит точную информацию о составе образца.

Благодаря результатам исследований NIRS сельхозпроизводитель может принять оперативные меры для улучшения структуры почвы. К слову, скоро эта технология анализа почвы станет доступна и для белорусских аграриев.

Ёмкостью поглощения или емкостью катионного обмена (ЕКО) называется общее количество катионов, которое может быть вытеснено из почвы. ЕКО характеризует физико-химическую поглотительную способность почв и зависит от минерального и гранулометрического состава почв, а также от содержания в них гумуса

Обменные катионы и анионы. Состав обменных катионов и емкость катионного обмена основных типов почв.

Влияние обменных катионов на свойства почв.

Обменные катионы – это катионы, способные к эквивалентному обмену на катион взаимодействующего с почвой раствора. Обменные катионы находятся на обменных позициях глинистых минералов и органического вещества, и их составов сильно различается в почвах разных природно-климатических зон.

Обменные анионы – анионы, способные эквивалентно обмениваться на анионы взаимодействующего с почвой раствора. Основная часть обменных анионов находится в почвах на поверхности гидроксидов железа и алюминия, которые в условиях кислой реакции имеют положительный заряд. Поглощение анионов почвами в неблагоприятных условиях может приводить к накоплению ряда токсичных веществ.

Основные обменные катионы в почве: (Ca) 2+ ; (Mg) 2+; (Na ) +; (NH4) +; (K) +; (H) +; (Al) 3+; (Fe) 2+; (Mn) 2+.

Основные обменные анионы в почве: (PO4) 3-; (HPO4) 2-; (H2PO4) -; (SiO3) 2-; (NO3) -; (Cl) -.

Емкость анионного обмена имеет тот же смысл, что и емкость катионного обмена. Но характеризует обменную способность почвы в отношении анионов. Емкость анионного обмена не имеет существенного значения для большинства типов почв, у которых основная масса частиц, способных к ионном обмене, несет отрицательный заряд.

Емкость анионного обмена возрастает по мере подкисления среды, с увеличением содержания в почве органического вещества, галлуазита и аморфных минералов.

· Величина ЕКО определяется числом отрицательных зарядов, приходящихся на единицу массы или поверхности почвенного поглощающего комплекса.

· Выражают ее в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы.

Величина емкости катионного обмена зависит от ряда факторов:

· Минералогического состава почвы;

· Содержания и состава органического вещества;

· природы и концентрации катиона раствора, используемого для определения ЕКО.

Группировка почв по емкости катионного обмена.

Обменные катионы выполняют в почве следующие экологические функции:

· Ca 2+ - присутствует во всех почвах, но в разных количествах и соотношениях с другими катионами, оптимальное содержание 80-90% ЕКО, способствует оструктуриванию, гумусообразованию, кислотно-основной буферности, способен к ионе обменному поглощению корнями растений.

· Mg 2+ - всегда сопровождает Ca 2+, при увеличении доли ППК вызывав повышение щелочности, присутствуя в ППК поддерживает солонцеватость случаях к образовании особых почв – магниевых солонцов.

· K + - играет важную роль в питании растений;

· Al 3+ - участвует в формировании потенциальной кислотности почв, играет важную роль в перераспределении веществ в почвенном профиле;

· H + - источник почвенной кислотности,

Состав поглощенных катионов в разных почвах различен и зависит от типа почвообразования, состава материнских пород и состава грунтовых вод. Наиболее распространенными во всех почвах являются кальций, магний, водород, алюминий, калий, натрий, аммоний.

· Подзолистые и дерново-подзолистые почвы содержат кальций, магний, водород и алюминий. Водород и алюминий приводят к кислой реакции среды. Такие почвы имеют низкую емкость поглощения, особенно в горизонте А2;

· В черноземах преобладают кальций и магний, причем кальция больше, чем магния. Одновалентных катионов (натрий, калий, водород и аммоний) в поглощенном состоянии содержат мало. Емкость поглощения высокая.

· Каштановые содержат меньше гумуса, чем черноземы и меньшую емкость поглощения. Основные катионы – кальций, магний и натрий (до 3%)

· Солонцы – кальций, магний, натрий (более 20%). Благодаря натрию в почве коллоиды имеют высокий потенциал, при котором гели переходят в золи.

· Сероземы имеют низкую емкость поглощения, в составе преобладает кальций, магний, содержание калия и натрия не превышает 10-15% от емкости поглощения.

· Красноземы – почвы влажных субтропиков. Это кислые почвы. В составе ППК преобладают водород и алюминий (до 70-80% от емкости поглощения) и немного кальция и магния.

· Болотные почвы – содержат кальций, магний, водород, алюминий и аммоний в большом количестве.

Значение катионов в агрономических свойствах почв:

· Катионы, которые насыщая почву полностью дают нормальный урожай растений. К ним относятся кальци и стронций. Последний не имеет практического значения, то можно сказать, что кальций представляет собой единственный катион, который насыщая почву, создает для растений вполне благоприятные условия;

· Катионы магния, марганца, железа, алюминия и водорода. При полном насыщении ими растения гибнут, но внесение извести в той или иной степени исправляют урожай;

· Катионы, обладающие ядовитыми свойствами по отношению к растениям и внесение извести в этом случае бесполезно – это аммоний, натрий, калий, кадмий, барий, никель, кобальт, медь.

Почвенный поглощающий комплекс (ППК) представляет собой совокупность высокодисперсных минеральных, органических и органоминеральных частиц твердой фазы почвы, способных поглощать, удерживать и обменивать молекулы, ионы, различные вещества и соединения. Поскольку в почвах среди коллоидов преобладают ?, ППК в целом имеют отрицательный заряд.

Поглощающий комплекс любой почвы благодаря адсорбционной способности своих отрицательно заряженных коллоидных частиц всегда насыщен катионами. Но качественный состав зависит от условий почвообразования.

35.Емкость поглощения почв .Ее влияние на почвообразование и плодородие.

Ответ: Емкость поглощения и сумма поглощенных оснований

Под емкостью поглощения Гедройц понимал максимальное содержание катионов, которое может удержать в обменно-поглощенном состоянии. В настоящее время эту величину называют емкостью катионного обмена ЕКО, она выражается в мг экв/100 гр почвы.

ЕКО подразумевает строго физико-химическое эквивалентное поглощение катионов.

Влияние обменно-поглощенных катионов на генетические и агрономические свойства почв исключительно велико и различно.

Катионы Н, а так же Н и Al обусловливают кислую реакцию почвенного раствора и разрушение почвенного тела, в результате чего затрудняется аккумуляция гумуса, ухудшаются агрофизические свойства почвы. Значительное количество обменно-поглощенного водорода и подвижного Al, содержат ненасыщенные основаниями кислые подзолистые и дерново-подзолистые почвы.

Главным условием повышения плодородия этих почв является замена обменно-поглощенных катионов Н (Н и Al) на катионы Са.Что достигается с помо Она зависит от количества и качества коллоидов,

Сумма поглощенных оснований и ее связь с емкостью поглощения

Ответ:

Сумма обменно-поглощенных катионов Са, Mg, K и Na называют суммой обменных оснований (S).

ЕКО представляет собой сумму обменных оснований плюс сумма обменно поглощенного H и Al.

Если почва не содержит в поглощенном состоянии Н или Н и Al, ее называют насыщенной основаниями, если содержит - ненасыщенной

V= S* 100/T , T= S + Нг.

Таким образом, S представляет собой выраженное в % количество оснований по отношению к общей сумме обменных катионов (включая Н и Аl), находящихся в ППК.

Состав обменно-поглощенных катионов в разных почвах неодинаков и зависит от факторов и типа почвообразования, характера с/х использования почвы, степени ее окультуренности и т.д.

В поглощенном комплексе всех почв обязательно присутствует Ca и Mg. В почвах галогенного ряда при солонцевании, значительное место среди обменно – поглощенных катионов занимает Na, в кислых почвах у подзолистого типа почвообразования – ионы Н и Al. Для черноземов характерно резкое преобладание в составе обменно поглощенных катионов ППК Са и Mg. Следует отметить, что в почве имеются практически все катионы, необходимые для роста и развития растений, но содержание их невелико. Осн6овными, насыщающими ППК являются Ca, Mg, K, Na, H, Al, NH4. Именно их содержание и определяют при характеристике почв.

Степень насыщенности почв основаниями,ее агрономическое значение.

Ответ:

Серая лесная среднесуглинистая 15-30

- типичный тяжелосуглинистый 30-70

- южный суглинистый 20-50

Светло – каштановая суглинистая 20-40

Краснозем суглинистый 13-25

Главным условием повышения плодородия этих почв является замена обменно-поглощенных катионов Н (Н и Al) на катионы Са.

Содержание в ППК определенного количества (3-5) ЕКО обменных натрия и калия вызывает подщелачивание раствора и осолонцевание почвенной массы. Подобный эффект наблюдается и при повышенном содержании в ППК катионов Mg, особенно в сочетании с Na.

Насыщенные Mg и Na почвы малоплодородны, это солонцы и почвы различной степени солонцеватости, особенно характерны для зоны сухих степей и полупустынь. Улучшение этих почв и повышение их плодородия, также требует замены обменно-поглощенных катионов Na на катионы Ca.

Таким образом, для агрономической характеристики почв и повышение их плодородия необходимо знать состав обменных катионов, оценивать значения почвенной кислотности и щелочности, находить эффективные приемы их устранения.

Почвенный раствор его состав, реакция.Агроэкологическое значение щелочно- кислотных условий в почве.

Ответ:

Дождевая вода, поступающая в почву, содержит некоторое количество растворенных веществ: газов атмосферного воздуха (О₂, СО₂, N_2, NН₃ и др.), а также соединений, находящихся в воздухе в виде пыли. В почве она активно взаимодействует с твердой фазой, переводя в раствор отдельные ее компоненты. Следовательно, вода в почве представляет собой почвенный раствор.

Почвенный раствор имеет огромное значение в генезисе почв и их плодородии. Он участвует в процессах преобразования минеральных и органических соединений; в составе его по профилю почв перемещаются разнообразные продукты почвообразования. Исключительно велика роль почвенного раствора в питании растений. Поэтому важно знать его состав,

Что такое почвенный поглощающий комплекс и обменные ионы.

35.Емкость поглощения почв .Ее влияние на почвообразование и плодородие.

Ответ: Емкость поглощения и сумма поглощенных оснований

ЕКО подразумевает строго физико-химическое эквивалентное поглощение катионов.

Читайте также:

Ионообменная емкость почвы и ее влияние на плодородие кратко

Популярные статьи

Поглотительная способность почв

Механическая поглотительная способность

Физическая поглотительная способность

Почвенно-поглощающий комплекс (ППК)

Почва и емкость

Емкость катионного обмена

Насыщенность почвы основаниями

Соотношение катионов

Лабораторный анализ емкости катионного обмена