Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Ноября 2011 в 08:32, лекция
Почва – экологическая ниша биосферы. Она, являясь неотъемлемым компонентом природных ландшафтов, участвует в жизни биогеоценозов и биосферы в целом, связывая воедино звенья как круговорота биофильных элементов, так и большого геологического круговорота. Сохранение почвенного покрова Земли – важнейшее условие обеспечение и поддержания экологического равновесия в природе.
1.Понятие «почва и земля».
2.Выветривание.
3.Факторы почвообразования.
Промывку сильнозасоленных почв часто практикуют с одновременным возделыванием риса на фоне глубокого дренажа в целях снижения капитальных затрат на освоение этих почв. Поливные воды не должны быть минерализованными (не более 1 г/л).
Промывные нормы не должны быть также слишком большими, чтобы не вызывать подъема грунтовых вод. Перед промывкой необходима глубокая вспашка. По глубокой вспашке быстрее вымываются соли, меньше затрачивается воды.
Лучше проводить промывку в осенне - зимний период , когда грунтовые воды залегают наиболее глубоко, а испарение наименьшее. В целях предотвращения подъема грунтовых вод необходим отвод промывных вод с орошаемой территории. Для понижения уровня грунтовых вод применяют дренаж. Повышение плодородия промытых от солей почв достигается внесением органических и минеральных удобрений, улучшением структуры, усилением биологической активности почв. Для этих целей в первый период освоения засоленных участков следует высевать солеустойчивые культуры. Хорошими освоителями засоленных почв во время мелиоративных работ являются люцерна, джугара, ячмень, просо, пшеница.
солонцы
Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия, а иногда и магния в иллювиальном горизонте (В). Они имеют резкую дифференциацию профиля и характеризуются неблагоприятными агрономическими свойствами. Солонцы, как и солончаки, относятся к категории засоленных почв, однако в отличие от солончаков содержат водорастворимые соли не в самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине.
В процессе развития профиль солонца разделяется на ряд отчетливо выраженных горизонтов: гумусово-элювиальный (надсолонцовый) a1, солонцовый (или иллювиальный) В1 подсолонцовый В2 и почвообразующая порода С.
Гумусово-элювиальный горизонт комковатой или пластинчатой структуры, слоеватый, пористый, обедненный илистой фракцией, а поэтому более легкого механического состава, чем ниже расположенный горизонт. Цвет этого горизонта различный: у солонцов пустынно-степной и сухостепной зон он светло-бурый, бурый или буровато-серый (каштановый), в солонцах степной и лесостепной зон —- темно-серый, а иногда и черный. Мощность горизонта от 2—3 до 20—25 см.
Солонцовый горизонт более темной окраски— темно-бурый или бурый с коричневым оттенком, столбчатой структуры, реже призматической, ореховатой или глыбистой. Столбчатые отдельности легко распадаются на ореховатые, на гранях которых отмечается глянцевидная лакировка. Горизонт в сухом состоянии плотный, трещиноватый, во влажном — вязкий, бесструктурный, мажущийся. Мощность солонцового горизонта от 7—-12 до 25 см и более.
Подсолонцовый горизонт более светлой окраски, призматической или ореховатой структуры, обычно содержит гипс и карбонаты. За ним выделяется горизонт максимального скопления легкорастворимых солей Сс.
Генезис солонцов
По вопросу происхождения солонцов имеется несколько теорий. Общим для них является признание ведущей роли иона натрия в развитии неблагоприятных солонцовых свойств.
Согласно коллоидно-химической теории К. К. Гедройца, солонцы образовались при рассолении солончаков, засоленных нейтральными солями натрия.
В почвах, содержащих большое количество натриевых солей, создаются условия для насыщения поглощающего комплекса ионами натрия путем вытеснения из него других катионов. Почвенные частицы, насыщенные натрием, теряют агрегатное состояние вследствие высокой гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные натрием, обладают способностью удерживать на своей поверхности воду, сильно набухают, приобретают устойчивость против коагуляции и значительную подвижность, При высоком содержании иона натрия резко возрастает также растворимость органических и минеральных соединений почвы в результате появления щелочной реакции. Эта реакция образуется вследствие гидролиза минералов и обменной реакции между натрием, находящимся в поглощающем комплексе, и кальцием углекислых солей почвенного раствора:
[ППК - ] Na++ Са (НС03)2 - [ППК - ] Са2+ + 2NaHCO3.
Подщелачивание раствора способствует дальнейшему диспергированию почвенных коллоидов. Они из-за большой подвижности выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине под действием солей электролитов из золеобразного состояния превращаются в гели, накапливаются, что и приводит к образованию иллювиального (солонцового) горизонта.
К.К Гедройц различает две развитии солонцовых почв: первая засоление почв нейтральными солями натрия, т. е. образование солончаков, и вторая — рассоление солончаков и развитие солонцовых почв с характерными для них строением профиля и свойствами. В стадии рассоления солончаков Гедройц выделял три фазы: удаление растворимых солей; образование соды; диспергирование почвенных частиц и вынос их вниз по профилю.
Близкие взгляды на генезис солонцов развивал К. Д. Глинка, который считал, что для образования этих почв попеременно необходимы процессы засоления почв натриевыми солями и их рассоления. Глинка писал, что идущее веками чередование этих процессов приводит к формированию солонцов.
Последующими исследованиями (Е. Н. Иванова, 1932) было установлено, что солонцы при рассолении солончаков могут образовываться только в том случае, если в составе солей солончака отношение Na+(Ca2+ + Mg2+) 4.
В природных условиях такое соотношение солей в почвенном растворе встречается очень редко. При рассолении солончаков, засоленных нейтральными солями, в составе которых содержится более 20% кальциевых солей, солонцовые свойства не проявляются. Таким образом, теория образования солонцов из солончаков, засоленных нейтральными солями, не может быть признана универсальной.
Биологическая теория образования солонцов развита В. Р. Вильямсом, который считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная растительность — полыни, солянки, камфоросма , кермек и др. При минерализации растительных остатков образуется большое количество солей, в том числе и соды.
Обогащение почв легкорастворимыми солями приводит к насыщению поглощающего комплекса натрием, и несолонцеватая почва постепенно превращается в солонец.
Исследованиями последних лет доказано, что солонцовые почвы могут возникать, минуя солончаковую стадию (В. А. Ковда и др.). Такое образование солонцов возможно в том случае, когда источником натрия является сода. В этих условиях происходит внеконкурентное поглощение натрия из почвенного раствора. Поэтому даже при незначительной концентрации соды в растворе возможно насыщение натрием поглощающего комплекса.
Поскольку в формировании солонцов большую роль играет сода, то, естественно, возникает вопрос: как же она образуется в почвах?
Источники соды в почвах . Сода в природных условиях образуется при выветривании магматических и осадочных пород, содержащих то или иное количество натрия. Высвобождающиеся при выветривании основания (Са, Mg, Na и др.) взаимодействуют с углекислотой почвенного раствора и образуют соответствующие карбонаты, в том числе карбонат натрия. Сода может возникать в результате взаимодействия нейтральных солей, поднимающихся с восходящими растворами из грунтовых вод, с карбонатами щелочных земель почвы:
Na SO4 + Са (НСО3)2 > CaS04 - 2Na НСО
Однако таким способом, как отмечал К. К. Гедройц, сода в почве накапливается в заметных количествах лишь тогда, когда в ней продуцируется большое количество углекислоты.
Сода в почве образуется в результате обменной реакции между натрием поглощающего комплекса и кальцием карбонатов или водородом угольной кислоты почвенного раствора:
[ППК - ] Na + Са (НС03)3 -+[ ППК-] Са2+ + 2NaHCO3 или
[ППК - ] Na + НС03 > [ ППК-]H + Na2C02.
В почве сода образуется и биологическим путем. При минерализации растительных остатков возникают соли азотной, серной и других кислот. Анионы поглощаются растениями, а катионы натрия с углекислотой и бикарбонатами почвенного раствора дают соду (В. Р. Вильямс).
Образование соды возможно при разложении спада определенных групп растений степной и пустынной зон, в золе которых очень много натрия (камфоросма, бассия, полынь черная, биюргун, саксаул черный и некоторые другие). Сода образуется также в результате биохимических процессов восстановления сульфата натрия с помощью сульфатредуцирующих бактерий в присутствии органического вещества:
Na2SO4 + 2C > Na2S + 2CO2;
Na2S + CO2 + H2O - Na2CO3 + H2S.
Реакция протекает в анаэробных условиях.
В рассмотренных выше теориях основной причиной развития солонцового процесса признается обменный натрий. Однако, как показали последующие исследования в природных условиях, встречаются солонцы с высоким содержанием обменного магния и незначительным количеством натрия в поглощающем комплексе.
Ряд исследователей (А. Н. Соколовский, 1938; В. А. Ковда, 1963; А. М. Можейко, 1965, и др.) склонны считать, что солонцы с преобладанием в составе обменных катионов магния являются реликтовыми. Пептизация коллоидов под действием обменного натрия происходила на более ранних стадиях формирования солонцовых почв. В последующем при их рассолении натрий вымывался и относительно накапливался магний как наиболее стабильный ион, чем кальций.
Можно считать установленным, что магний при определенном соотношении в почвенно-поглощающем комплексе с натрием играет существенную роль в проявлении солонцеватости почв. Внедряясь в поглощающий комплекс, он, как и натрий, хотя и в меньшей степени, увеличивает гидрофильность коллоидов, нарушает связи между микроагрегатами, превращает почву в неустойчивую к щелочному гидролизу. Неблагоприятные свойства почв обусловлены более высокой гидратированностью магния, чем кальция, и более прочным закреплением его в поглощенном состоянии.
Как следствие этого происходит частичное разрушение минералов с образованием гидрофильных соединений типа коллоидной кремневой кислоты, а также гуматов магния, отличающихся высокой подвижностью.
По-иному рассматривал генезис малонатриевых солонцов Б. В. Андреев (1956). По его предположению, обменный натрий является не причиной, а следствием солонцового процесса. В обменном состоянии натрий в почвах появляется в том случае, когда гальмиролизу* подвергаются натриевые минералы. При распаде магниевых минералов в обменном состоянии в значительных количествах будет обнаруживаться магний. Экспериментальными исследованиями этим автором установлено, что при взаимодействии солевых растворов как одновалентных, так и двухвалентных металлов с чистыми минералами, глинами и почвой происходит глубокое их изменение. При последующем воздействии водных растворов наблюдается сильный распад алюмосиликатов с накоплением гидрофильных коллоидов, богатых кремневой кислотой. Коллоидная кремневая кислота отличается высокой гидрофильностью, и при наличии ее в большом количестве почвы приобретают характерные для солонцов свойства.
Таким образом, высокая гидрофильность коллоидов зависит не только от наличия обменного натрия в почвах, но и от природы самих коллоидов.
Большое значение в формировании иллювиальных горизонтов солонцов имеет состав глинистых минералов, в частности присутствие монтмориллонита и высокогидратированных коллоидов, образовавшихся в процессе гальмиролиза минералов.
Коллоидные формы кремниевых соединений могут возникать также в процессе гидролиза силикатов почвы. Они склеивают частицы, находящиеся в дисперсном состоянии, участвуют в адсорбционных процессах, образуя с другими растворимыми соединениями почвы вещества, оказывающие цементирующее действие. К таким веществам относятся кремниевые соединения типа CaSiO3 и MgSiO3, гидрогеля кремнезема SiO2-H2O, аморфного кремнезема, вторичного кварца, вторичных алюмо и феррисиликатов кальция и магния (В. А. Ковда, 1940).
Таким образом, солонцы в природных условиях могут образоваться разными способами:
путем рассоления солончаков, засоленных нейтральными натриериевых солей , в том числе и соды, а также вследствие подъема солей кальция;
при воздействии на почву слабоминерализованных растворов, содержащих соду;