- •Практикум по агропочвоведению Учебное пособие
- •Красноярск 2013
- •Раздел 1. Свойства и оценка почв ………………………………….. 6
- •Раздел 2. Система применения удобрений ……………………… 132
- •Введение
- •Раздел 1. Свойства и оценка почв История развития науки
- •Основные этапы развития науки:
- •Периоды:
- •Теории происхождения почвы:
- •Основные понятия о почве и почвоведении
- •Функции почв
- •Свойства почв ← факторы почвообразования
- •Свойства почв ← процессы ← факторы почвообразования Почвенные процессы
- •1. Гранулометрический состав почв
- •Основные теоретические положения
- •Содержание работы:
- •Индивидуальные задания к разделу Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Вариант 13
- •Вариант 14
- •Вариант 15
- •Вариант 16
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Вариант 19
- •Вариант 20
- •Задачи и упражнения
- •2. Морфологические признаки почв
- •Основные теоретические положения
- •Выделяют пять показателей плотности:
- •Показатели пористости:
- •Показатели трещиноватости:
- •Химические новообразования:
- •6. Глей – образуется в условиях повышенного увлажнения, диагностируется по окраске: ржавая, охристая, сизая, зеленовато-голубоватая. Биологические новообразования:
- •Содержание работы
- •3. Основы классификации почв. Буквенные индексы горизонтов. Строение почвенного профиля
- •Основные теоретические положения Ключевые принципы классификации почв
- •Термины по госТу:
- •Буквенные индексы горизонтов и их свойства
- •Содержание работы
- •4. Органическое вещество почв
- •Основные теоретические положения Функции органического вещества. Значение
- •Основные функции:
- •Источники органического вещества и гумуса
- •Химический состав органических остатков
- •Структура органического вещества. Состав и свойства гумуса
- •Процессы превращения органических остатков в почве
- •Факторы минерализации
- •Гумусное состояние почв и приемы его регулирования
- •Мероприятия по регулированию гумусного состояния почв
- •Содержание работы По данной теме студенты знакомятся с теоретическим блоком и готовятся к семинарскому занятию по следующим вопросам. Вопросы к семинару по теме "Органическое вещество почв"
- •5. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. Реакция почвенной среды. Кислотность и щелочность.
- •Основные теоретические положения Понятие поглотительной способности, ее значение
- •Значение поглотительной способности
- •Происхождение, состав и свойства почвенных коллоидов Происхождение почвенных коллоидов
- •Состав почвенных коллоидов
- •Свойства почвенных коллоидов
- •Строение коллоидной мицеллы. Физико-химическая поглотительная способность (обменная). Закономерности поглощения Строение коллоидов
- •Виды поглотительной способности почв
- •Состав обменных катионов и анионов в различных почвах и их влияние на свойства почв
- •Основные обменные катионы в почве:
- •Основные обменные анионы в почве:
- •Примерный состав обменных катионов в почвах:
- •Показатели, оценивающие поглотительную способность почв
- •Контрольные вопросы
- •Содержание работы
- •6. Общие физические и водно-физические свойства почв
- •Основные теоретические положения Агрофизика. Структура почвы
- •Структура почвы
- •1. Плотность сложения (плотность почвы)
- •2. Плотность твердой фазы
- •3. Пористость почвы
- •Вода в почве. Водные свойства, гидрологические константы и режимы
- •Водные свойства почв
- •Почвенные гидрологические константы
- •Категории, формы и виды почвенной влаги
- •Типы водного режима
- •Регулирование водного режима
- •Содержание работы
- •7. Характеристика почв земледельческой части Красноярского края
- •Основные теоретические положения Природно-климатические особенности Красноярского региона
- •Структура и основные особенности почвенного покрова и почв
- •Вопросы к семинару по теме "Почвы Красноярского края"
- •8. Бонитировка почв Основные теоретические положения
- •Содержание работы
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 2. Система применения удобрений Физиологическая роль элементов питания Основные теоретические положения
- •9. Реакция почв и способы ее мелиорации (практическое занятие № 9) Основные теоретические положения
- •Различают актуальную и потенциальную кислотность:
- •Гидролитическая кислотность - это та часть потенциальной кислотности, которая определяется при взаимодействии с почвой раствора гидролитически щелочной соли сн3сооNa (ацетата натрия) с рН 8,2.
- •9.1 Мелиорация солонцовых почв
- •Агротехнические и агробиологические способы улучшения солонцовых почв
- •Содержание работы
- •Задачи и упражнения
- •9.2. Мелиорация кислых почв
- •Содержание работы
- •Задачи и упражнения
- •10. Пищевой режим и плодородие почв. (Практическое занятие № 10)
- •10.1 Оценка обеспеченности почв азотом. Потребность сельскохозяйственных культур в азотных удобрениях
- •Основные теоретические положения
- •Агротехнический метод определения обеспеченности полевых культур азотом
- •Основные требования по применению удобрений под овощные культуры:
- •Содержание работы
- •10.2 Оценка обеспеченности почв фосфором. Потребность сельскохозяйственных культур в фосфорных удобрениях Основные теоретические положения
- •10.3 Оценка обеспеченности почв калием и определение потребности полевых культур в калии Основные теоретические положения
- •Контрольные вопросы
- •11. Рациональное распределение удобрений в севообороте
- •Основные теоретические положения Биологические особенности культур в потреблении питательных элементов
- •Почвенные факторы эффективности удобрений
- •Погодно-климатические условия
- •Рациональное распределение удобрений в севообороте с учетом потребности в удобрениях
- •Особенности питания полевых культур
- •Содержание работы
- •Индивидуальные задания к разделу «Рациональное распределение удобрений в севообороте»
- •Вопросы к коллоквиуму
- •Тестовые задания Тема «Морфологические признаки почв»
- •Тема «Строение почвенного профиля»
- •Тема «Поглотительная способность почв»
- •Тема «Химическая мелиорация почв»
- •Тема «Пищевой режим почв»
- •Тема «Характеристика минеральных удобрений»
- •Тема «Характеристика органических удобрений»
- •Тема «Система применения удобрений»
- •Заключение
- •Приложения
- •Литература
Показатели, оценивающие поглотительную способность почв
Количественно поглотительную способность почвы характеризуют следующие показатели:
Емкость катионного обмена (ЕКО, мг•экв на 100 г почвы) – общее количество катионов, удерживаемых почвой в обменном состоянии и способных к замещению на катионы раствора, взаимодействующего с почвой; выражают в мг*экв на 100 г почвы. Величина ЕКО зависит от гранулометрического и минералогического составов почвы, содержания и качественного состава органического вещества, реакции среды.
ЕКО = сумма всех катионов способных к обмену (S), в т.ч. водорода и алюминия (Нг);
ЕКО = S + Нг
Вклад того или иного компонента в ЕКО почвы зависит от его содержания и характера взаимодействия с другими веществами. Часто это взаимодействие сопровождается снижением величины ЕКО, свойственной индивидуальным компонентам. Например, ЕКО гумуса почвы в целом намного меньше, чем собственно гуминовых или фульвокислот. Это связано с тем, что часть функциональных групп гумусовых веществ взаимодействует с поверхностью глинистых минералов и не принимает участия в реакциях обмена.
Тесная взаимосвязь наблюдается между ЕКО и размером почвенных частиц. Крупные фракции механических элементов, состоящие в основном из первичных минералов, практически не участвуют в обменных реакциях. С уменьшением размера механических элементов и увеличением в их составе количества глинистых минералов ЕКО существенно возрастает. В то же время необходимо учитывать, что тонкодисперсные частицы, особенно в гумусовых горизонтах, всегда обогащены органическим веществом, имеющим высокую ЕКО.
На величину ЕКО почвы существенно влияет реакция среды. С увеличением pH возрастает ионизация функциональных групп глинистых минералов, в реакции обмена помимо карбоксильных групп гумусовых веществ дополнительно включаются их спиртовые и фенольные гидроксилы. В щелочной среде происходит перезарядка амфотерных коллоидов, и они приобретают способность к обменному поглощению катионов. Все это способствует увеличению ЕКО почвы по мере возрастания pH.
В зависимости от типа почвы емкость катионного обмена может варьировать в следующих пределах (табл. 8).
Таблица 8. Емкость катионного обмена в почвах
Уровень поглотительной способности можно оценить по следующей шкале (табл. 9):
Таблица 9. Оценка уровня поглотительной способности почв
Сумма обменных оснований (S, мг•экв на 100 г почвы) – суммарное содержание обменных оснований (преимущественно Ca2+ и Mg2+) в некарбонатных незасоленных, преимущественно кислых почвах, вытесненных ионом водорода соляной кислоты. Ионы H+ и Al3+ не учитываются (не суммируются).
Исходя из этого, все почвы разделяют на две большие группы:
почвы, насыщенные основаниями
почвы не насыщенные основаниями
Первые не содержат в ППК ионы H+ и Al3+. Обменные катионы в них представлены только обменными основаниями Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, Na+, количество которых соответствует реальной емкости обмена. Вторые всегда содержат некоторое количество обменных H+ и Al3+, поэтому сумма обменных оснований у них меньше ЕКО.
Степень насыщенности почв основаниями (V, %) – доля суммы обменных оснований от емкости катионного обмена, выраженная в процентах.
V = (S/ЕКО) ×100, %,
по другому можно записать V = S / (S + Нг) ×100, %
Сорбционная способность почвы – максимальное количество вещества, которое может быть сорбировано почвой. Как сорбент почва полифункциональна, поэтому ее сорбционная емкость по отношению к различным веществам неодинакова. Например, Zn2+ может поглощаться обменным и необменным путем, а также за счет комплексообразовательной и осадочной сорбции, Na+ – преимущественно обменно, K+ – по обменному и необменному типу. В связи с этим сорбционная емкость поглощения разных веществ одной и той же почвой существенно варьирует.
Буферность почв
Под буферностью почвы понимают ее способность как полифункциональной системы противостоять изменению концентрации почвенного раствора, особенно ее щелочно-кислотного и окислительно-восстановительного состояния.
Буферные свойства почвы связаны с процессами физико-химического (обменного) поглощения ионов, перехода различных соединений в ионные и молекулярные формы, с нейтрализацией и выпадением в осадок вновь образующихся соединений. В основном буферность почвы определяется качеством ее твердой фазы, однако, механизм работы буферных систем почвы весьма разнообразен и может обходиться без вовлечения элементов твердой фазы.
Изменение концентрации почвенного раствора проявляется при внесении в почву в виде удобрений водорастворимых солей, которые локально могут создавать токсичные для растений концентрации. Благодаря буферности почв это отрицательное свойство высоких концентраций блокируется. В целом, чем большей емкостью поглощения обладает почва, тем выше ее буферная способность. Наименьшая буферность свойственна песчаным почвам и пескам.
Величина буферности почв зависит от содержания почвенных коллоидов (чем больше коллоидов, тем выше буферность), их качества (чем больше гумусовых веществ, глин группы монтмориллонита, минеральных коллоидов с широким отношением кремнезема к глинозему, тем буферность выше), состава обменно-поглощенных катионов (наличия в ППК катионов кальция, магния, калия, натрия препятствует подкислению почв, а катионов водорода, алюминия – подщелачивания).