Лекция 5 Свойства почв Поглотительная способность почв. Главным процессом взаимодействия между фазами является сорбция – поглощение твердой фазой газов, - презентация

1 Лекция 5 Свойства почв Поглотительная способность почв. Главным процессом взаимодействия между фазами является сорбция – поглощение твердой фазой газов, пара и растворенных молекул из жидкой фазы. Поглотительная способность главным образом связана с наличием в почве тонкодисперсных частиц с высокой удельной поверхностью. Это коллоидные частицы, т.е. частицы диаметром менее 0,0001 мм. Количество коллоидных частиц в почве колеблется от 1–2 до 30–40 %. Но даже при незначительном количестве их роль в сорбционных процессах очень велика. Причина этого в том, что почвенные коллоиды из-за малого размера частиц имеют большую суммарную поверхность, а также характеризуются своеобразной природой этой поверхности, которая благоприятствует протеканию сорбционных процессов. Коллоиды, которые составляют почвенный поглощающий комплекс (ППК), отличаются происхождением, составом, зарядом, физическим состоянием, отношением к воде.

2 Все почвенные коллоиды по составу и происхождению можно разделить на три группы – Все почвенные коллоиды по составу и происхождению можно разделить на три группы – минеральные, минеральные, органические и органические и органо-минеральные. органо-минеральные. Минеральные коллоиды представлены частицами вторичных минералов. На их долю приходится около 80–90 % ППК. Минеральные коллоиды представлены частицами вторичных минералов. На их долю приходится около 80–90 % ППК. Органические коллоиды – это разнообразные вещества гумусовой и белковой природы. Они обычно аморфные, их количество значительно меньше, чем минеральных, и составляет 5–10 %. Органические коллоиды – это разнообразные вещества гумусовой и белковой природы. Они обычно аморфные, их количество значительно меньше, чем минеральных, и составляет 5–10 %. В результате взаимодействия органических коллоидов с глинистыми минералами образуются органоминеральные коллоиды. Количество их небольшое – около 5 % ППК. В результате взаимодействия органических коллоидов с глинистыми минералами образуются органоминеральные коллоиды. Количество их небольшое – около 5 % ППК. Наиболее богаты по количеству коллоидов глинистые и суглинистые почвы с высоким содержанием гумуса. Наиболее богаты по количеству коллоидов глинистые и суглинистые почвы с высоким содержанием гумуса.

3 Отдельно взятый коллоид, как самостоятельное вещество, называется мицеллой. Отдельно взятый коллоид, как самостоятельное вещество, называется мицеллой. Схема строения коллоидной мицеллы: 1– ядро мицеллы; 2 – потенциалопределяющий слой; 3 – неподвижный слой компенсационных ионов; 4 – диффузный слой; 5 – компенсированные ионы; 6 – гранула; 7 – частица; 8 – мицелла

4 Совокупность компонентов почвы, которые участвуют в процессе поглощения называются почвенным поглощающим комплексом (ППК). Совокупность компонентов почвы, которые участвуют в процессе поглощения называются почвенным поглощающим комплексом (ППК). Выделяют пять видов поглотительной способности: Выделяют пять видов поглотительной способности: механическую, механическую, биологическую, биологическую, химическую, химическую, физическую, физическую, физико-химическую. физико-химическую.

5 Почвенный поглощающий комплекс всегда насыщен катионами, однако их количество и состав не одинаковые в различных почвах. Общее число катионов, которые находятся в почве в обменном состоянии, называется емкостью поглощения (Т) или емкостью катионного обмена (ЁКА)-(смоль (+).кг) Почвенный поглощающий комплекс всегда насыщен катионами, однако их количество и состав не одинаковые в различных почвах. Общее число катионов, которые находятся в почве в обменном состоянии, называется емкостью поглощения (Т) или емкостью катионного обмена (ЁКА)-(смоль (+).кг) Емкость поглощения катионов зависит от типа почвы, наличия в ней гумуса, глинистой фракции, минералогического состава и изменяется в широком диапазоне. Она выражается в сантимолях на один килограмм почвы (смоль(+) / кг). Существует закономерность: чем больше в почве глинистых минералов и гумуса, тем выше емкость поглощения. Емкость поглощения катионов зависит от типа почвы, наличия в ней гумуса, глинистой фракции, минералогического состава и изменяется в широком диапазоне. Она выражается в сантимолях на один килограмм почвы (смоль(+) / кг). Существует закономерность: чем больше в почве глинистых минералов и гумуса, тем выше емкость поглощения.

6 Выделяют два вида кислотности почв: активная, или актуальная, и потенциальная. Почвенный раствор может иметь кислую, щелочную или нейтральную реакцию. Реакцию почвенного раствора выражают величиной рН. Этот показатель характеризует актуальную кислотность, что означает кислотность жидкой фазы почвы или водной вытяжки из нее. Выделяют два вида кислотности почв: активная, или актуальная, и потенциальная. Почвенный раствор может иметь кислую, щелочную или нейтральную реакцию. Реакцию почвенного раствора выражают величиной рН. Этот показатель характеризует актуальную кислотность, что означает кислотность жидкой фазы почвы или водной вытяжки из нее. Актуальная кислотность почвенного раствора вызывается, главным образом, растворенными органическими кислотами, которые образуются при разрушении органических веществ. Актуальная кислотность почвенного раствора вызывается, главным образом, растворенными органическими кислотами, которые образуются при разрушении органических веществ. Кислотность твердой фазы почвы называется потенциальной. Она зависит от наличия ионов Н+ и Al3+ в поглощенном состоянии в ППК, которые подкисляют почвенный раствор в результате обменных реакций между поглотительным комплексом и почвенным раствором. Кислотность твердой фазы почвы называется потенциальной. Она зависит от наличия ионов Н+ и Al3+ в поглощенном состоянии в ППК, которые подкисляют почвенный раствор в результате обменных реакций между поглотительным комплексом и почвенным раствором. Потенциальная кислотность имеет две формы – обменную и гидролитическую. Потенциальная кислотность имеет две формы – обменную и гидролитическую.

7 Щелочность почв. Почвы, в поглотительном комплексе которых имеется натрий, имеют щелочную реакцию. Отличают актуальную и потенциальную щелочность. Щелочность почв. Почвы, в поглотительном комплексе которых имеется натрий, имеют щелочную реакцию. Отличают актуальную и потенциальную щелочность. Актуальная щелочность обусловливается наличием в почвенном растворе или водной вытяжке гидролитическийй щелочных солей, преимущественно карбонатов и гидрокарбонатов натрия (Na2CO3, NaHCO3). Актуальная щелочность определяется в водной вытяжке и обозначается рН. Актуальная щелочность обусловливается наличием в почвенном растворе или водной вытяжке гидролитическийй щелочных солей, преимущественно карбонатов и гидрокарбонатов натрия (Na2CO3, NaHCO3). Актуальная щелочность определяется в водной вытяжке и обозначается рН. Потенциальная щелочность зависит от наличия в ППК обменного натрия Na+, который может переходить в почвенный раствор и подщелачивать его. Потенциальная щелочность зависит от наличия в ППК обменного натрия Na+, который может переходить в почвенный раствор и подщелачивать его.

8 Буферная способность почвы – это способность противостоять изменению реакции почвенного раствора. Буферная способность почвы – это способность противостоять изменению реакции почвенного раствора. Различные почвы имеют не одинаковую буферную способность. Она наиболее устойчива в суглинистых и глинистых почвах, обогащенных гумусом и наименее устойчива – для песчаных, бедных гумусом почв. Эту особенность необходимо учитывать при разработке доз удобрений, проведения известкования. Чтобы произвестковать песчаную почву, имеющую рН 4,5, потребуется внести 5 т/га извести, суглинистую – 7, глинистую – 9 т/га. Различные почвы имеют не одинаковую буферную способность. Она наиболее устойчива в суглинистых и глинистых почвах, обогащенных гумусом и наименее устойчива – для песчаных, бедных гумусом почв. Эту особенность необходимо учитывать при разработке доз удобрений, проведения известкования. Чтобы произвестковать песчаную почву, имеющую рН 4,5, потребуется внести 5 т/га извести, суглинистую – 7, глинистую – 9 т/га.

9 Физические свойства почв К физическим свойствам относятся К физическим свойствам относятся плотность (удельная масса) твердой фазы (масса в единице объема) плотность (удельная масса) твердой фазы (масса в единице объема) плотность сырой ненарушенной почвы (объемная масса), плотность сырой ненарушенной почвы (объемная масса), порозность (скважность) -% пор. общая порозность-от 25%(глина) до 90%(торф верховой). порозность (скважность) -% пор. общая порозность-от 25%(глина) до 90%(торф верховой).

10 Физико-механические свойства. Физико-механические свойства. Текучесть, Текучесть, пластичность, пластичность, усадка усадка набухание, набухание, Липкость, Липкость, которые характеризуют реологические свойства (от греч rheo – течь). Используют при строительстве объектов и в почвоведении. Спелость почвы (биологическая и физическая)

11 Тепловые свойства Главными тепловыми свойствами почв, которые регулируют тепловой режим, является Главными тепловыми свойствами почв, которые регулируют тепловой режим, является Теплоемкость(к-во тепла для нагревания 1 г. почвы на 1 градус С)-вода-4.2; воздух дж.см куб. Теплоемкость(к-во тепла для нагревания 1 г. почвы на 1 градус С)-вода-4.2; воздух дж.см куб. Теплопроводность-к-во тепла прох. Через единицу площади в единицу времени при градиенте температуре 1 град. Теплопроводность-к-во тепла прох. Через единицу площади в единицу времени при градиенте температуре 1 град. способность почвы поглощать, выделять и отражать лучи солнца (цвет почв и др.) способность почвы поглощать, выделять и отражать лучи солнца (цвет почв и др.)

12 Температурный режимы почв. Ход изменения температуры почвы во времени и пространстве называют температурным режимом. Температурный режимы почв. Ход изменения температуры почвы во времени и пространстве называют температурным режимом. Выделяют суточный, годовой и многолетний температурные режимы. Суточный ход компонентов теплового режима, суммарной радиации, суточный и годовой ход температуры воздуха и поверхности почвы имеют синусоидальный характер. Выделяют суточный, годовой и многолетний температурные режимы. Суточный ход компонентов теплового режима, суммарной радиации, суточный и годовой ход температуры воздуха и поверхности почвы имеют синусоидальный характер. Для регулирования теплового режима почвы предложено много способов – мульчирование, гребневание, прикатывание, рыхление, орошение, землевание, торфование и задымление почв. Для регулирования теплового режима почвы предложено много способов – мульчирование, гребневание, прикатывание, рыхление, орошение, землевание, торфование и задымление почв.

13 Плодородие Плодородие – это способность почвы обеспечивать потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико- химической средой для нормального роста и развития. Плодородие – это способность почвы обеспечивать потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико- химической средой для нормального роста и развития. Плодородие почвы обусловливается не только природными свойствами, но и характером ее использования. В связи с этим отличают природное и искусственное плодородие Плодородие почвы обусловливается не только природными свойствами, но и характером ее использования. В связи с этим отличают природное и искусственное плодородие

14 Плодородие почвы Природное Искусственное Экономическое Эффективное Восстановленное Неполное Простое Расширенное Потенциальное

15 РАДИОАКТИВНОСТЬ ПОЧВ Радиоактивность почв вызывается наличием в почвах и почвообразующих породах природных и искусственных радионуклидов. Радиоактивность почв вызывается наличием в почвах и почвообразующих породах природных и искусственных радионуклидов. Выделяют три группы радионуклидов. К первой отнесны уран, торий, радий и радан, для которых период полураспада 108 – 1016 лет, а при распаде они испусают α, β частицы и гамма-лучи. Элементы второй группы (калий, рубидий, кальций) имеет период полураспада 1,3 · 109 лет. При β-распаде 40К, превращается в 48Са и газообразный аргон. В третью группу входят тритий, бериллий и углерод. Выделяют три группы радионуклидов. К первой отнесны уран, торий, радий и радан, для которых период полураспада 108 – 1016 лет, а при распаде они испусают α, β частицы и гамма-лучи. Элементы второй группы (калий, рубидий, кальций) имеет период полураспада 1,3 · 109 лет. При β-распаде 40К, превращается в 48Са и газообразный аргон. В третью группу входят тритий, бериллий и углерод.

16 В системе СИ радиоактивного измеряется в единицах беккерель (по имени французского ученого А. Беккереля, открывшего в 1896 г. радиоактивность, 1 Бк равен 1 распаду в секунду). Используется и единица активности – кюри (1 Ku равен 3,73 · 1010 Бк, что означает распад 37 миллиардов атомных ядер за 1 секунду). В системе СИ радиоактивного измеряется в единицах беккерель (по имени французского ученого А. Беккереля, открывшего в 1896 г. радиоактивность, 1 Бк равен 1 распаду в секунду). Используется и единица активности – кюри (1 Ku равен 3,73 · 1010 Бк, что означает распад 37 миллиардов атомных ядер за 1 секунду). В настоящее время известно более 1300 искусственных радионуклидов. Наиболее часто встречаемыми и значимыми являются 90Sz, 137Cz, 131j, 89Kr (криптон), 3H. Они могут вызывать радиоактивное загрязнение воды, воздуха, продуктов питания и создавать опасность для здоровья населения. В настоящее время известно более 1300 искусственных радионуклидов. Наиболее часто встречаемыми и значимыми являются 90Sz, 137Cz, 131j, 89Kr (криптон), 3H. Они могут вызывать радиоактивное загрязнение воды, воздуха, продуктов питания и создавать опасность для здоровья населения.

17 Изучение миграции стронция (90St) и цезия (137Сz) на землях загрязненных выбросами Чернобыльской АЭС показало, что более 90% их сосредоточено в 510 сантиметровом слое почвы, а их миграция в глубину почвы составила несколько сантиметров за 10 лет. Период полураспада стронция составляет 28 лет, а цезия 33 года. В лесных ландшафтах радионуклиды накапливаются в основном в лесной подстилке (нельзя использовать) Изучение миграции стронция (90St) и цезия (137Сz) на землях загрязненных выбросами Чернобыльской АЭС показало, что более 90% их сосредоточено в 510 сантиметровом слое почвы, а их миграция в глубину почвы составила несколько сантиметров за 10 лет. Период полураспада стронция составляет 28 лет, а цезия 33 года. В лесных ландшафтах радионуклиды накапливаются в основном в лесной подстилке (нельзя использовать)