Обменные катионы и их влияние на свойства почвы
Состав обменных катионов некоторых типов почв
жүктеу/скачать 79,02 Kb.
|
Состав обменных катионов некоторых типов почв
разностей этих почв содержание его не превышает 3—5% от емкости обмена. В более засушливых условиях содержание обменного Na+ в ППК почв возрастает как следствие засоления и развития солонцового процесса. В светло-каштановых и бурых полупустынных почвах количество обменного натрия часто достигает уровня 10—15% от емкости обмена. Увеличение доли иона Na+ в ППК почв происходит за счет обменного Са2+. Больше всего обменного натрия содержат солонцы, где его количество может превышать 40% от емкости обмена. Среди солонцов выделяется группа почв, которые называются малонатриевыми солонцами. Они содержат повышенное количество обменного Mg2+ — 40—60% емкости обмена на фоне невысокого содержания обменного Na+. В пределах почвенных зон могут встречаться почвы, существенно отличающиеся от зональных почв составом обменных катионов. Например, в таежно-лесной зоне среди подзолистых и дерново-подзолистых почв распространены ареалы дерново-карбонатных почв, ППК которых практически полностью насыщен Са2+ и Mg2+ при резком доминировании обменного кальция. Это связано с тем, что формируются они на элювии известняков или карбонатной морене, химический состав которых (наличие свободных карбонатов) и отражается на составе обменных катионов. Аналогичный состав обменных катионов могут иметь дерново-гле- евые и пойменные почвы, если в их образовании принимают участие жесткие грунтовые воды. В подзоне светло-каштановых почв по блюдцеобразным понижениям формируются лугово-каштановые (темноцветные) почвы, профиль которых часто отмыт от водорастворимых солей, а содержание обменного натрия не превышает 1—2% от емкости обмена. Общее содержание всех обменных катионов, кроме Н+ и А13+, называют суммой обменных оснований. Исходя из этого все почвы можно разделить на две большие группы: почвы, насыщенные основаниями, и почвы, не насыщенные основаниями. Почвы, насыщенные основаниями, не содержат в ППК ионы Н+ и А13+. Обменные катионы представлены только обменными основаниями — Са2+, Mg2+, Na+, К+, NH4. Количество их соответствует величине реальной емкости обмена. Почвы, не насыщенные основаниями, всегда содержат некоторое количество обменных Н+ и А13+, поэтому сумма обменных оснований у них меньше емкости обмена. Для относительной оценки количества содержащихся в них обменных оснований используется показатель степень насыщенности почвы основаниями (V). При сельскохозяйственном использовании таких почв степень насыщенности их основаниями может меняться в широких пределах, достигая 100% в известкованных почвах. Состав обменных катионов оказывает существенное влияние на ряд важных агрономических характеристик почвы, обусловливающих уровень ее плодородия. Влияние на физические и физике-механические свойства почвы. Обменные катионы оказывают непосредственное влияние на поверхностные свойства почвенных частиц. Поэтому от того, какие катионы и в каком количестве находятся в обменном состоянии, будет зависеть характер почвенной структуры, водно-физические и физико-механические свойства почв. Отчетливо выраженное негативное влияние на физические и физико-механические свойства почвы оказывает обменный натрий. По мере увеличения доли Na+ в составе обменных катионов усиливается разрушение почвенной структуры, возрастает пептизация тонкодисперсных частиц, набухание, пластичность и липкость почвы, снижается пористость, особенно некапиллярная, и скорость фильтрации (рис. 9.2). Аналогичное, но менее сильное влияние оказывают на физические свойства почв и другие одновалентные катионы — К+ и NHJ. Неблагоприятными физическими свойствами характеризуются почвы и при высоком содержании обменного водорода, который способствует распылению почвенной массы. В отличие от одновалентных катионов обменный Са2+ оказывает на физические свойства почвы прямо противоположное влияние. Этот элемент является главным действующим веществом химических мелиорантов (известь, гипс), используемых при улучшении кислых и щелочных почв. Обменный магний при невысоком его содержании в почве (до 40% от ЕКО) влияет на физические свойства почвы аналогично обменному кальцию. При высоком содержании обменного магния возрастает растворимость гумусовых веществ и ухудшается структура почвы, снижается водопроницаемость, что отрицательно сказывается на водном режиме. Кроме того, повышенное содержание обменного магния усиливает отрицательное действие обменного натрия при невысоком содержании последнего в почве. Влияние на химические и физико-химические свойства почвы. Обменные катионы, например Са2+, А13+, могут выступать в качестве связующих мостиков между гумусовыми кислотами и поверхностью почвенных частиц. Это сопровождается образованием органо-минеральных адсорбционных комплексов, играющих важную роль в формировании почвенного поглощающего комплекса. Насыщение ППК одновалентными катионами сопровождается увеличением заряда коллоидов и растворением гумусовых соединений, что ведет к дегумификации почвы. Обменные реакции с участием Са2+, Mg2+, Na+, Н+, А13+ оказывают влияние на pH почвенного раствора, его ионный состав, кислотноосновную буферную способность почв. От количества поглощенных ионов Н+ и А13+ зависит величина обменной и гидролитической кислотности почв, от количества обменного натрия — величина потенциальной щелочности. Влияние на пищевой режим. Обменные катионы являются ближайшим резервом элементов минерального питания растений, так как легко поглощаются их корневой системой. Кроме макроэлементов в обменном состоянии содержатся и различные микроэлементы. Роль обменных катионов в питании растений проявляется и через регулирование состава почвенного раствора, с которым они находятся в динамическом равновесии и из которого растения поглощают практически все необходимые для них элементы, а также через их влияние на свойства почвы. Среди обменных катионов по своему влиянию на растения совершенно особое место занимает кальций. Как показали опыты К. К. Ге- дройца, это единственный элемент, при полном насыщении емкости обмена которым в почве сохраняются благоприятные условия для развития сельскохозяйственных культур. Что же касается других обменных катионов — Mg2+, К+, NH4, Na+, А13+, Мп2+, то при незначительном содержании их в ППК они повышают эффективность применения минеральных удобрений и способствуют более полному использованию питательных веществ самой почвы за счет перевода их в доступное для растений состояние. Все это благоприятно отражается на росте и развитии сельскохозяйственных культур. Однако, когда содержание этих катионов в ППК будет выше определенной величины, происходит не только существенное снижение урожая, но и полная гибель растений. Принимая во внимание огромную роль обменных катионов в жизни растений, неоднократно предпринимались попытки обосновать их оптимальное содержание в почве. Так, Байер предложил модель почвы с «идеальным» соотношением обменных катионов (%): Са2+ — 65; Mg2+ — 10; К+ — 5; Н+ — 20. Такие модели, несомненно, представляют интерес, но следует учитывать, что оптимальный состав обменных катионов может существенно меняться в зависимости от различных факторов — требований культуры, минералогического и гранулометрического состава почв и т.д. В почвах со слабокислой, нейтральной и слабощелочной реакцией среды состав обменных катионов, как правило, благоприятен для большинства сельскохозяйственных культур. При высоком содержании в почвах обменных Н+ и А13+ или Na+ и Mg2+ регулирование состава обменных катионов достигается с помощью химической мелиорации. жүктеу/скачать 79,02 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||