22.Соста обменных катионов в дерново-подзолистых почвах, черноземах, солонцах и их влияние на свойства почв.

ППК типичных черноземов, доминирующих в почвенном покрове центральной части лесостепной зоны, практически полностью насыщен обменными Са и Mg, причем на долю кальция приходится 85...90% от емкости обмена. В северной части зоны выпадает больше осадков, усиливаются интенсивность промывания почвенного профиля и вынос из него оснований. Благодаря этому среди обменных катионов у черноземов выщелоченных и оподзоленных в небольших количествах появляется ион водорода. В таежно-лесной зоне почвенный покров сформировался в условиях промывного типа водного режима, на моренных отложениях, бедных основаниями, поэтому в составе обменных катионов подзолистых и дерново-подзолистых почв, распространенных здесь, важную роль играют ионы Н и АL, на долю которых приходится 50...70% от ЕКО.

К югу от типичных черноземов уменьшается количество атмосферных осадков, замедляется вынос из почвенного профиля продуктов выветривания и почвообразования, почвообразующие породы обогащены щелочными и щелочно-земельными основаниями. В связи с этим в составе обменных катионов обыкновенных и южных чернозёмов наряду с Са и Mg в небольших количествах присутствует ион Na. У обычных разностей этих почв содержание Na не превышает 3-5% от емкости обмена. В более засушливых условиях содержание обменного Na в ППК почв возрастает вследствие засоления и развития солонцового процесса.

Больше всего обменного натрия содержат солонцы, где его количество может превышать 40% от емкости обмена. Среди солонцов выделяют малонатриевые солонцы. Они содержат повышенное количество обменного Mg (40-60% от емкости обмена) на фоне невысокого содержания обменного Na.

Состав обменных катионов существенно влияет на агрономические характеристики почвы, обусловливающие уровень ее плодородия.

28 – аэробные и анаэробные процессы в почве. их роль в плодородии почв и жизни растений. Почва служит средой обитания для большого числа различных животных – от простейших до млекопитающих. И деятельность эти организмов - одни из важнейших факторов разложения и превращения органических остатков в почве. По отношению к кислороду их разделяют на два вида: аэробные, требующие для своего существования свободный кислород, и анаэробные, не требующие его. В аэробных условиях, т. е. при достаточном количестве влаги (60-80 % полной влагоемкости) и кислорода, а также при благоприятной температуре (25-30 С) процесс разложения органических остатков развивается усиленно. В этих же условиях интенсивно идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ. В почве накапливается относительно мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений. При постоянном и резком недостатке влаги в почве запасается мало растительных остатков, процессы разложения и гумификации замедляются, и гумуса накапливается немного. В анаэробных условиях, т. е. при постоянном избытке влаги и недостатке кислорода, а также при низких температурах процесс гумусообразования замедляется. Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве оптимального гидротермического и водно-воздушного режимов и периодически повторяющиеся иссушения. В таких условиях происходят постоянное разложение органических остатков, достаточно энергичное гумусирование их и закрепление образующихся гумусовых веществ минеральной частью почвы. Такой режим характерен для черноземов. Наибольший запас гумуса отмечается в мощных тучных черноземах, где количество корневых остатков очень велико, а период быстрого разложения ограничивается весной. По мере продвижения от полосы мощных черноземов к югу и северу запасы гумуса в почве снижаются, что объясняется главным образом изменением климатических условий и характера растительности.

37. Формы, или категории воды в почве- это части воды, которые обладают одинаковыми свойствами. А.А. Роде выделил пять форм воды: химически связанная, твердая, парообразная, сорбированная (физически связанная), свободная.

Химически связанная вода включает конституционную, которая представлена гидроксильной группой ОН химических соединений (rидроксиды железа, алюминия, глинистые минералы и др.) и кристаллизационную, представленную целыми водными молекулами кристаллогидратов (например, CaS04 • 2Н 0- гипс). Химически связанная вода входит в состав твёрдой фазы почв и не обладает свойствами воды. Она может вьщеляться из почв только при повышенных температурах - от 100оС до 500оС и выше. Растениям не доступна.

Твердая вода - представлена в виде льда, который является потенциальным источником жидкой влаги, в том числе доступной для растений.

Парообразная вода содержится в порах в почвенном воздухе. Относительная влажность почвенного воздуха близка к 100%. Она перемещается в порах при изменении температуры и вместе с током почвенного воздуха может конденсироваться и сорбироваться твердой фазой почвы. Конденсат может усваиваться растениями.

Сорбированная (физически связанная) вода за счёт сорбционных сил подразделяется на прочносвязанную и рыхлосвязанную.

Прочносвязанная сорбированная вода сорбируется почвой извоздуха. При низкой относительной влажности воздуха (20-50%) сорбированная влага образует тонкую плёнку толщиной в l-2 молекулы. Такая влага получила название -гигроскопическая. ЛР 11 влажности воздуха близкой к 100% сорбируется 3-4 слоя молекул воды. Эта влага называется максимальная гигроскопическая (МГ).

Наибольшее количество прочносвязанной, строго ориентированной воды удерживаемой сорбционными силами, характеризует максимальная адсорбционная влагоёмкость (МАВ). Она состав­ зует коло 60-70% МГ. Прочносвязанная вода по физическим свойствам приближается к твёрдым телам: ее плотность достигает 1.5-1.8 г/см³ замерзает при низких температурах, не растворяет Электролиты не доступна растениям. Гигроскопическая влажность, МАВ и МГ, зависят от мине-рогического и гранулометрического состава и степени гумусированности. Чем выше в почвах содержание илистой и коллоидной фракций, тем выше показатели прочносвязанной влаги. Так, значения МГ колеблются от 0,5-1% - в песчаных и супесчаных, 2-10 _в суглинистых, до 15-20- в глинистых и 30-50% в торфах. Показатели МАВ ниже на 30-40%, а гигроскопической влажности - на 50-80%, по сравнению с МГ.

Рыхлосвязанная сорбированная (пленочная) вода представлена полимолекулярной плёнкой толщиной в несколько десятков или сотен диаметров молекул воды. Она удерживается молекулярными силами, менее прочно связана с твердой фазой почв и может частично передвигаться. Верхний предел рыхлосвязанной воды характеризует максимальная молекулярная влагоёмкость (MMВ). В глинистых почвах она может достигать 25-30%, в песчаных - 5-7%. Она частично доступна для растений.

Капиллярная вода является свободной, не зависит от сорбционных сил, а удерживается и передвигается в почве капиллярными (менисковыми) силами. Менисковые силы начинают проявляться в порах с диаметром менее 8 мм, а наиболее сильно - с диаметром от 100 до 3 мкм. Поры диаметром менее 3 мкм заполнены связанной водой. Капиллярная вода растворяет вещества, вместе с ней передвигаются соли и коллоиды. Капиллярная вода является доступной и наиболее ценной для растений. Она подразделяется на капиллярно-подвешенную, капиллярно-подпертую и капиллярно-посаженную.

Капиллярно-подвешенная вода заполняет капиллярные поры при Увлажнении почв сверху (атмосферные осадки, оросительные воды), она висит над сухим слоем почвы и не имеет связи с грунтовыми водами. Капиллярно-подвешенная вода может передвигаться как в нисходящем направлении, так и вверх, если влага испаряется с поверхности. Поэтому существует ряд агротехнических мероприятий (боронание, прикатыванне и др.), направленных на снижение испарения и сохранение капиллярно-подвешенной влаги. Нормы орошения не должны превышать запасы капиллярноподвешенном влаги.

Стыковая капиллярно-подвешенная влага преобладает в песчаных и супесчаных почвах с крупными порами. Она находится в местах стыка твёрдых частиц и удерживается капиллярными силами.

Капиллярно-подпертая вода заполняет капиллярные поры при увлажнении снизу, от горизонта грунтовых вод. Она передвигается вверх по капиллярам и подпирается снизу грунтовыми водами. Слой почвы над грунтовыми водами, содержащий капелярно-подпертую влагу, называется капиллярной каймой. В суглинистых и глинистых почвах он достигает 2-6 м, а впесчаных и супесчаных - только 0,4-2,0 метра. Мощность капиллярной каймы характеризует водоподъемную способность почв. Капиллярно-подпёртая влага принимает участие в снабжении водой растений в полугидраморфных и гидраморфных почвах и является существенным дополнением к атмосферным осадкам, особенно в почвах лесостепной и степной зоны, где грунтовые воды не засолены.

Капиллярно-посаженная вода (подперто-подвешенная) образуется в слоистых почвах, в которых слои различаются по гранулометрическому составу. На контакте слоев скапливается дополнительное количество влаги.