Почвы

Физическая поглотительная способность  почвы — способность твердых  частиц поглощать молекулы газов, паров  и растворенных в почвенном растворе веществ. Поглощение целых молекул  отдельных веществ связано с притяжением и концентрацией их вокруг коллоидной частицы. Объясняется это явление наличием свободной поверхностной энергии у коллоидов. Почвы суглинистые и глинистые с большим содержанием гумуса обладают повышенной физической поглотительной способностью по сравнению с почвами легкого механического состава.

Поглотительная способность почвы. Поглотительная способность — способность  почвы поглощать твердые, жидкие и газообразные вещества.В зависимости от способа поглощения различают пять видов поглотительной способности: 1) биологическую, 2) механическую, 3) химическую, 4) обменную, 5) физическую.

Биологическое поглощение в почве  — это поглощение растениями и  почвенной микрофлорой элементов  питания из почвенного раствора. Для  этого вида поглощения характерна избирательная  поглотительная способность, присущая растениям, а не почве. Биологическое поглощение существенно влияет и на другие виды поглощения.  Механическая поглотительная способность почвы — способность ее механически задерживать в своих порах частицы другого вещества. Она связана с пористостью почвы. Так происходит поглощение твердых частиц органических веществ и удобрений, коллоидов и др.

Особенно велико значение механической поглотительной способности почв в  областях с обилием осадков и  на почвах искусственно орошаемых. Этот вид поглощения широко используется в практике при очистке воды на водоочистительных станциях, очистке  сточных вод.

Химическая поглотительная способность  почвы. В это понятие входит способность  почвы образовывать труднорастворимые  вещества. Их образование связано  с химической реакцией обмена солей  в растворе или с твердой фазой  почвы. Труднорастворимые и нерастворимые  соединения выпадают в осадок и закрепляются почвой. Процессы химического поглощения особенно широко развиты по отношению  к растворимым фосфатам.

В почвах, насыщенных основаниями, содержащих бикарбонаты и карбонаты кальция (в черноземах обыкновенных и южных), растворимый монокальцийфосфат превращается в малорастворимый трехзамещенный фосфат.В почвах кислых, не насыщенных основаниями, фосфорная кислота растворимых фосфатов осаждается в виде фосфатов железа и алюминия.

Обменная поглотительная способность, почвы — свойство почвы удерживать на поверхности своих частиц ионы, способные к эквивалентному обмену. Обменная поглотительная способность  основывается на реакции обмена между  катионами диффузного слоя почвенных  коллоидов и катионами почвенного раствора, соприкасающегося с ними. Подобный обмен может происходить  и между анионами. Обменная поглотительная способность — важнейший вид  поглотительной способности, с ней  связано превращение вносимых удобрений  в почве. Химическая мелиорация (известкование, гипсование) также основана на обменной поглотительной способности почв.

Физическая поглотительная способность  почвы — способность твердых  частиц поглощать молекулы газов, паров  и растворенных в почвенном растворе веществ. Поглощение целых молекул  отдельных веществ связано с притяжением и концентрацией их вокруг коллоидной частицы. Объясняется это явление наличием свободной поверхностной энергии у коллоидов. Почвы суглинистые и глинистые с большим содержанием гумуса обладают повышенной физической поглотительной способностью по сравнению с почвами легкого механического состава.

Примером физической поглотительной способности является сорбированная  форма воды в почве (гигроскопическая и пленочная).

22.Экологическое значение  поглотительной способности почв.

Поглощающая способность почвы — одна из важнейших его свойств, которая в основном определяет плодородие почвы и характер почвообразования. Она обеспечивает и регулирует питательный режим

почв, способствует накоплению многих элементов  питания растений, регулирует реакцию  почвы, его водно-физические свойства.

Реакция насыщенных кальцием почв близка к  нейтральной; коллоиды находятся в  состоянии необратимых гелей  и не поддаются пептизации при  избытке влаги, почвы хорошо оструктурени, имеют благоприятные физические свойства. Черноземы являются примером таких почв. Почвы, в составе обменных катионов которых в значительных количествах ионы натрия, имеют щелочную реакцию, что негативно влияет на водно-физические свойства: повышенную плотность, плохую водопроницаемость, слабую водоотдачу, низкую доступность почвенной влаги растениям (солонцы, солонцеватые почвы). При наличии в грунтовом поглощающей комплексе в составе обменных катионов значительного количества Н + и Аl₃ + коллоиды легко разрушаются в результате кислотного гидролиза, почвы плохо оструктурени (подзолистые почвы).

Поглотительную  способность почв можно регулировать внесением органических удобрений, глины, торфа, известкование, гипсования, травосеяния т.д. Обменная поглощающая  способность широко используется при  химической мелиорации почв.

23.Плодородие почв.

под плодородием понимают способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития.В предыдущих главах были рассмотрены свойства, определяющие уровень плодородия почвы. Все эти свойства можно объединить в четыре группы.

1. Химический состав и физико-химические свойства: высокое содержание гумуса и доступных для растений форм азота, фосфора, калия и других питательных элементов, наличие микроэлементов, близкая к нейтральной реакция среды, насыщенность ППК преимущественно кальцием, низкое содержание поглощенного водорода, отсутствие поглощенного натрия и избытка легкорастворимых солей.

2. Физические свойства: агрономически ценная водопрочная зернистая или комковатая структура, высокая пористость, обеспечивающая аэрацию, хорошая впитывающая и водоудерживающая способность и др.

3. Благоприятный гидротермический режим, обеспечивающий теплом и влагой оптимальное развитие растений в течение всего вегетационного периода. Тепловые условия характеризуются суммой температур выше 10 °С в слое почвы 0...20 см, длительностью вегетационного периода (выше 10 °С) на той же глубине, а также длительностью и глубиной промерзания почв. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим создается при оптимальном содержании влаги (около 60 % ПВ) и кислорода (12...25 %) в составе почвенного воздуха.

4. Биологические свойства: высокий уровень микробиологической активности различных групп микроорганизмов, обусловливающих процессы гумификации и мобилизации элементов питания растений в доступной для них форме. 

24. Охрана почв.

Охрана  почв – острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана и использование земель – это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных ресурсов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости в биосфере. 
 
Основные потери продуктивных земель и их плодородия связаны с эрозией почвы, вторичным заселением орошаемых почв, уничтожением растительности и почв в связи с разработкой ископаемых, проведением различных строительных работ, а также в связи с загрязнением различными вредными веществами, потерей гумуса и др. 
 
Эрозия почв наносит наибольший урон почвенному покрову. Предупреждение развития эрозионных процессов, конкретные меры борьбы с эрозией составляют важнейшее звено охраны почв (эти вопросы рассмотрены в соответствующем разделе). 
 
Вторичное засоление наносит значительный ущерб почвенному плодородию, приводит к резкому снижению продуктивности полей или полному их исключению из активного сельскохозяйственного использования. Распространено в засушливых областях с поливным земледелием. 
 
Главными причинами вторичного (антропогенного) засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды, приводящая к подъему уровня грунтовых вод и энергичному соленакоплению за счет испарения воды. Этому способствует также орошение водой с повышенной минерализацией. 
 
Для предупреждения вторичного засоления необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошенных землях. 
 
Загрязнение почв – процесс поступления и накопления (до токсичных количеств) разного рода веществ, химических элементов, ухудшающих свойства среды обитания биоты. 
 
Источниками загрязнения почвенного покрова являются промышленные центры, транспорт, сельскохозяйственное производство. 
 
Ежегодно на поверхность почвы поступает огромное количество различных веществ из атмосферы, при внесении различного рода пестицидов и балластных веществ с удобрениями. Благодаря своим свойствам почва является приемником большинства химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Она – главный аккумулятор, сорбент и разрушитель токсикантов. Масштабы поступлений токсикантов в биосферу возрастают. Возникает проблема загрязнения почв. Общая площадь сельхозугодий, загрязненных выбросами предприятий городов, промышленных центров и автотранспорта, превышает в Беларуси 0,6 млн. га. 
 
Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический фактор, получивший название техногенез. 
 
Минеральные техногенные выбросы возникают в результате сжигания топлива или от газообразных и аэрозольных отходов промышленных предприятий. С техногенными выбросами на поверхность почв поступают загрязнители окружающей среды. Среди них наиболее опасными считают ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, селен и фтор. Отрицательные последствия этого загрязнения связаны с ухудшением свойств почв (изменение реакции, микробиологического и в целом биологического режима), а также в связи с поступлением токсичных элементов в растения и затем в организм животных и человека. Поступление с продуктами питания в организм человека токсичных элементов вызывает тяжелые заболевания. 
 
В районах, где наблюдается значительное выпадение из атмосферы веществ, содержащих серу (SO2 и др.), отмечается резкое подкисление почвы. 
 
Серьезным источником загрязнения среды свинцом является автомобильный транспорт, что связано с добавлением его в бензин для подавления детонации. С выхлопными газами свинец в форме дисперсных сульфатов, нитратов и других выбрасывается в воздух. Большая часть выбросов оседает вдоль автомагистралей на поверхности почв и растительности. Так образуются природные геохимические аномалии свинца шириной в зависимости от интенсивности движения автотранспорта от нескольких десятков метров до 300–400 метров. 
 
Загрязнение почв, связанное с сельскохозяйственным производством, в условиях Беларуси проявляется в избыточном накоплении химических веществ в результате применения пестицидов, внесения минеральных удобрений, а также чрезмерного полива сельхозугодий стоками животноводческих комплексов. 
 
Пестициды сохраняют значительную часть урожая, поэтому их применение стало быстро внедряться в сельское хозяйство. Однако вскоре были обнаружены многочисленные отрицательные последствия их применения: возможность интоксикации человека и животных; нарушение состава популяций биоценозов и угнетение полезной фауны; возникновение популяций вредителей, устойчивых к пестицидам; изменение биологической активности почв и др. В Беларуси пестицидами обрабатывается ежегодно около 3,5 млн. га сельхозугодий. 
 
Интенсивное применение минеральных удобрений является фактором позитивного воздействия на агрохимические свойства почв. Вместе с тем оно может вызвать проявление и негативных последствий, связанных с избыточным накоплением химических соединений в почве, растениях, водоемах. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды нитратами, хлором. 
 
Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, авариями на атомных электростанциях. Выпадая с радиоактивными осадками Sr, 137Cs и другие нуклиды, поступают в растения, а затем с продуктами питания в организм человека, вызывает радиоактивное заражение. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40–50 см и других агротехнических приемов можно значительно снизить неблагоприятные последствия радиоактивного загрязнения почвы. 
 
Проблема загрязнения почв радионуклидами особенно остра для территории Беларуси – в результате аварии на Чернобыльской АЭС 23% территории оказалось загрязненной радиоактивными веществами. 
 
Стратегия принципов по предотвращению загрязнения почв сложна и многогранна. В промышленности и энергетике должен быть осуществлен переход на мало- и безотходную технологию (экологизация экономики). В сельском хозяйстве необходимо шире внедрять эффективные агротехнические и биологические средства борьбы с вредными организмами, применять малоопасные пестициды, исключающие загрязнение среды, соблюдать научно-обоснованные технологии использования минеральных удобрений. 
 
Важное значение имеет создание системы непрерывного контроля и наблюдения (мониторинга) за состоянием природной среды, в том числе почвенного покрова. 
 
Следует подчеркнуть исключительную роль природоохранного образования и воспитания (экологизация сознания), природоохранного законодательства.

25 Систематика, номенклатура и таксономия почв.

Систематика почв

— система  таксономических единиц различного ранга, создаваемая в целях классификации почвы. В числе систематических единиц наиболее широко используются: класс, тип, подтип, род, вид,разновидность почвы. Часто в литературе употребляется как синоним термина классификация почвы.

Слово «таксономия» происходит от греч. taxis — строй, порядок, либо от лат. takso — оцениваю и nomos — закон. Таксономические единицы (таксоны) — это классификационные, или систематические, единицы, показывающие класс, ранг или место в системе каких-либо объектов, дающие степень детальности, или точность их определения. В почвоведении таксономические единицы — это последовательно соподчиненные систематические категории, отражающие объективно существующие в природе группы почв.

В основе современной почвенной таксономии лежит докучаевское учение о почвенном типе, развитое впоследствии в учение о типах почв и типах почвообразования. Современное понимание типа почвы сложилось постепенно по мере развития науки, а объемы тех или иных конкретных типов почв довольно существенно менялись в разные периоды. Например, солонец одно время считался типом почв, а сейчас это группа типов.

Тип почвы — большая группа почв, развивающихся в однотипно сопряженных  биологических, климатических, гидрологических  условиях и характеризующихся ярким  проявлением основного процесса почвообразования при возможном  сочетании с другими процессами.

Номенклатура  почв

Номенклатура почв - это название почв в зависимости от их свойств  и места в классификации.В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев создали научную генетическую номенклатуру почв. За основу, учитывая характерные свойства верхних горизонтов почвы, они взяли русские народные названия. Так появились термины для генетических типов: подзолы, серые лесные почвы, чернозем, бурые почвы, сероземы, желтоземы, каштановые и коричневые почвы и т.д.

Часть типов почвы была названа  по месту их развешивание в ландшафте  и в пространстве: болотные, луговые, тундровые, арктические. Для номенклатуры почв применяют термины, определяющие характерные свойства почвы: солончак, солонец, солода, торфяно-глеевых почв и т.д

26. Распределение, условия почвообразование почв арктических ландшафтов.

На территории Советского Союза арктические почвы распространены на островах Земли Франца-Иосифа, Новой  Земли, Северной Земли, Новосибирских  островах, а также в континентальной  части полуострова Таймыр.

Климатические условия  Арктики очень суровы. Среднегодовая  температура от —10 до —14°С. Летом  среднесуточная температура не превышает 5°С. Скопление крупных масс снега  и льда препятствует значительному  нагреванию воздуха. Безморозный период обычно продолжается 12—14 дн. Зима в западной части арктической зоны значительно мягче, чем в восточной. Средняя температура февраля на Земле Франца-Иосифа равна —19°С, в то время как на Северной Земле —27°С.

Растительный покров, в  котором преобладают мхи, лишайники  и злаки, сильно разрежен. В наиболее суровых районах растительность покрывает лишь 5—10% площади. Со смягчением климатических условий степень  покрытия растительностью поверхности  почвы увеличивается до 50—70%. Годовой  прирост растительности измеряется единицами центнеров сухого органического  вещества на гектар площади.

На большей части арктической  суши коренные породы (осадочно-метаморфические  и изверженные) перекрыты рыхлыми  отложениями четвертичного возраста, которые и служат почвообразующими породами. Генезис этих отложений  ледниковый, водно-ледниковый и морской, гранулометрический состав преимущественно  легкий. Местами на этих отложениях располагаются маломощные покровные  суглинки. На участках выходов кристаллических  пород распространены щебенчатые россыпи.

В рельефе важное значение имеют ледниковые абразионные и аккумулятивные формы. Наиболее благоприятны для формирования арктических почв плакорные участки (низменности островов Северного Ледовитого океана, морские террасы и поверхности выравнивания).

Для форм микрорельефа типичны  слабовыпуклые участки, сложенные  мелкоземистым материалом, которые обрамлены грубыми каменистыми обломками. Эти формы, известные под названием каменных колец, каменных многоугольников и т. п., связаны с криогенными явлениями. По-видимому, в процессе замерзания более влагоемкий мелкоземистый материал оттесняет крупные обломки к периферии. На однородных супесчано-суглинистых отложениях возникают полигоны, образующие сочетания четырех-, пяти- и шестиугольников. Эти формы появляются в результате морозного растрескивания почвенно-грунтовой массы.

27. Распространение, особенности почвообразования, генезис и характеристики почв тундровых ландшафтов.

Тундровые глеевые почвы  — это почвы, формирующиеся на многолетнемерзлых, преимущественно  суглинистых отложениях в условиях очень короткого и холодного  вегетационного периода под лишайниково-моховой  растительностью, характеризующиеся  оглеенным профилем ти­па 0(T)-(A)-(Bg)-G.

Важную роль в генезисе тундровых глеевых почв играют такие  криогенные процессы, как пятнообразование, пучение, трещинообразование.

Крупнейшие русские и  советские почвоведы, ботаники, геогра­фы неоднократно уделяли внимание изучению почв северных окраин нашей родины. В.В.Докучаев в числе главных почвенных зон выделил особую «бореально-тундровую» зону, счи­тая, что должен существовать особый «полярный» тип почвообра­зования. Н. М. Сибирцев также выделил тундровые почвы в один из классов зональных почв.