Шпаргалка по "Геологии"

17) Кислотность и щелочность почв.

Кислотность почвы - способность почвы  подкислять воду, а также растворы солей. Различают два вида почвенной  кислотности: актуальную и потенциальную. Актуальная кислотность характеризует активность свободных ионов Н+ в почвенном растворе и вызвана наличием в нем свободных кислот, гидролитически кислых солей и степенью их диссоциации. Для большинства почв актуальная кислотность обусловлена угольной кислотой и ее солями. Величина актуальной кислотности выражается в мг • экв • Н+ на 100 г почвы или в рН (отрицательный логарифм активности ионов водорода). Нейтральную реакцию характеризует рН 7, кислую - рН < 7 и щелочную - рН >7 .3  Потенциальная кислотность определяется количеством Н+ и А13+, находящихся в почвенном поглощающем комплексе. Это кислотность твердой фазы почвы. Щелочность   почв различают актуальную и потенциальную. Актуальная щелочность обусловлена наличием в почве гидролитически щелочных солей [Na2CO3, NaHCO3, Ca (HCO3)2 и др.], которые при диссоциации определяют повышенную концентрацию гидроксил-ионов: Na2CO3 + 2HOH === Н2СО3 + 2Na+ + 20Н^-; Актуальная щелочность выражается величиной рНв или величиной титровальной щелочности в мг ■ экв. на 100 г почвы. Потенциальная щелочность обусловлена содержанием обменно-поглощенного Na, который может переходить в раствор и подщелачивать его. Сильная щелочность почвы, как и кислотность, оказывает неблагоприятное действие на развитие растений и микроорганизмов , усиливает пептизацию почвенных коллоидов, ухудшает структурное состояние почвы и ее физические свойства.

18) Физические свойства почвы. Приемы и их регулирование.

К общим физическим свойствам почвы  относятся плотность твердой  фазы, плотность сложения и пористость. Плотность твердой фазы почвы - отношение массы ее твердой фазы к массе воды при 4°С в том же объеме. Выражается она в г/см3. Ее величина определяется соотношением в почве компонентов органической и минеральной частей. Для органических веществ плотность твердой фазы колеблется от 0,2-0,5 до 1,0-1,4 г/см3, а для минеральных соединений - от 2,1-2,5 до 4,0-5,18 г/см3. Минеральные горизонты большинства почв имеют плотность твердой фазы от 2,4 до 2,65 г/см3, а торфяные горизонты - от 0,2-0,3 до 1,8 г/см3. Плотность почвы - масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается она в г/см3. Плотность почвы зависит от минералогического и гранулометрического составов, структуры и содержания органического вещества. Она может существенно изменяться при обработках, под уплотняющим воздействием передвигающихся машин и орудий. Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность приходит в состояние равновесия, т. е. мало изменяется. Приемы регулирования. Для регулирования физических и физико-механических свойств почв в соответствии с требованиями растений и выбора наиболее эффективной технологии их возделывания агроному необходимо дать оценку параметрам этих свойств, а также оценить роль отдельных факторов в их формировании. Поскольку гранулометрический и минералогический составы трудно поддаются изменениям при земледельческом использовании почв, следует учитывать главным образом их значение при выборе приемов регулирования физических и физико-механических свойств почв: выбор оптимальных сроков обработки почв разного гранулометрического состава в зависимости от их влажности, применение рыхления подпахотного слоя на тяжелых почвах, дифференцированное осуществление прямых приемов их изменения.

19) физико-механические свойства  почв.

Пластичность – свойство изменять форму без образования трещин под действием механических нагрузок и сохранять форму после прекращения  нагрузок. (илистая фракция, зависит  от влажности почвы, зависит от гранулометр состава). Липкость – способность влажной почвы прилипать к другим телам( выражается в грамм/куб. см.: - пределновязкие, -сильновязкие(5-15), - средневязкие( 2-5), - слабовязкие(мен 2). Набухание – увеличение объема при увлажнении( выражается в объемных % от исходного объема; связано со способностью коллоидов почвы сорбировать воду и образовывать гидратные оболочки вокруг мин и орг веществ. Усадка – сокращение объема при высыхании. Связность – способность почвы сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъеденить почв частицы( выражают в кг/куб.см.; зависит от гранул составаминерал и хим состава, влажности, оструктуренности почвы.  Физическая спелость – состояние почвы, при котором она хорошо крошится на комки. Твердость- свойство почвы в естественном залегании сопротивляться сжатию и расклиниванию. Удельное сопротивление – усилие, затраченное н

а подрезание пласта, его оборот и  трение о рабочую поверхность.

20) Категории почвенной воды  и характеристика их доступности  растениям.

 Вода в почве - один из важнейших факторов плодородия и урожайности растений. В почвенных процессах, в создании агрономически важных свойств почвы она играет значительную и раз - постороннюю роль. Эта роль определяется особым положением воды в природе. Вода - это особая физико-химическая весьма активная система, обеспечивающая перемещение веществ в пространстве. Согласно классификации, разработанной А.А. Роде, в почвах различают пять категорий (форм) почвенной воды: твердую, химически связанную, парообразную, сорбированную и свободную. Твердая вода - лед,. Эта категория воды является потенциальным источником жидкой и парообразной воды. Появление воды в форме льда может иметь сезонный или многолетний характер. Лед переходит в жидкое и парообразное состояние при температуре воды выше 0°С. Химически связанная вода входит в состав химических соединений в виде гидроксильной группы - так называемая конституционная вода [Fe(OH)3, А1(ОН)3] или целыми молекулами - кристаллизационная вода. Конституционную воду удаляют из почвы прокаливанием при температуре 400-800°С, кристаллизационную - при нагревании почвы до 100-200 °С. Химически связанная вода - важный показатель состава почвы; она входит в состав твердой фазы почвы и не является самостоятельным физическим телом, не передвигается, не обладает свойствами растворителя и недоступна растениям. Парообразная вода содержится в почвенном воздухе, в порах, свободных от воды, в форме водяного пара. Парообразная влага может передвигаться вместе с током почвенного воздуха, а также диффузно из мест с большей упругостью водяного пара в места с меньшей упругостью. Несмотря на то что общее количество парообразной воды не превышает 0,001 % массы почвы, она играет большую роль в перераспределении почвенной влаги и предохраняет корневые волоски растений от пересыхания. Физически связанная, или сорбированная, вода образуется путем сорбции парообразной и жидкой воды на поверхности твердых частиц почвы. С свободная вода - это вода, содержащаяся в почве сверх рыхлосвязанной. Она не связана силами притяжения с почвенными частицами

21, 22) Водные свойства почвы и  водный режим.

Вода в почве - один из важнейших  факторов плодородия и урожайности  растений. В Почвенных процессах, в создании агрономически важных свойств почвы она играет значительную и разностороннюю роль. Эта роль определяется особым положением воды в природе. Вода - это особая физико-химическая весьма активная система, обеспечивающая перемещение веществ в пространстве. С содержанием воды в почве связаны скорость выветривания и почвообразования, гумусообразование, биологические, химические и физико-химические процессы. В воде растворяются питательные вещества, которые из почвенного раствора поступают в растения. Поскольку при испарении воды затрачивается огромное количество тепла, вода является и терморегулятором почвы и растений, предохраняя их от перегрева солнечной радиацией. Вода поступает в почву в виде атмосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении. Главным источником воды в почве в условиях неорошаемого земледелия являются атмосферные осадки. Основными водными свойствами почв являются водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность. Водоудерживающая способность - свойство почвы удерживать воду, обусловленное действием сорбционных и капиллярных сил. Наибольшее количество воды, которое способна удерживать почва теми или иными силами, называется влагоемкостью. В зависимости от того, в какой форме находится удерживаемая почвой влага, различают полную, наименьшую, капиллярную и максимально-молекулярную влагоемкость. Полная влагоемкость (ПВ), или водовместимость, - это количество влаги, удерживаемое почвой в состоянии полного насыщения, когда все поры заполнены водой. Для почв нормального увлажнения состояние влажности, соответствующее полной влагоемкостй, может быть после снеготаяния, обильных дождей или при поливе большими нормами воды. Для избыточно влажных почв состояние полной влагоемкостй  может быть длительным или постоянным. При длительном состоянии насыщения почв водой до полной влагоемкостй в них развиваются анаэробные процессы, снижающие ее плодородие и продуктивность растений. Оптимальной для растений считается относительная влажность почв в пределах 50-60 % ПВ. Водопроницаемость почв - способность почв впитывать и пропускать через себя воду. Различают две стадии водопроницаемости: впитывание и фильтрацию. Впитывание - это поглощение воды почвой и ее прохождение в не насыщенной водой почве. Фильтрация - передвижение воды в почве под влиянием силы тяжести и градиента напора при полном насыщении почвы водой. Водоподъемная способность - свойство почвы вызывать восходящее передвижение содержащейся в ней воды за счет капиллярных сил. Высота подъема воды в почвах и скорость ее передвижения определяются в основном гранулометрическим и структурным составами почв, их порозностью.

23) Почвенный раствор и регулирование  его состава.

Почвенные растворы - это жидкая фаза почв, которую упрощенно называют почвенной водой. Процессы почвообразования, выветривания минералов и горных пород, жизнедеятельность растений и почвенных микроорганизмов неразрывно связаны с почвенными растворами. Почвенные растворы - один из основных источников питания растений. Поэтому важно знать их концентрацию, состав и изменения в динамике. Регулирование состава почвенных растворов: В земледельческой практике нет специальных агроприемов по регулированию состава и свойств почвенных растворов, но по существу их постоянно проводят. К таким мероприятиям относятся: внесение минеральных удобрений; оно направлено на создание в почвенных растворах оптимальных количеств элементов-биофилов; внесение в почву адсорбентов, регулирующих катионную и анионную емкости поглощения, а следовательно, ионное равновесие между почвенным раствором и твердой фазой почв; регулирование концентрации диоксида углерода в почвенном воздухе применением органических удобрений или непосредственным его внесением до концентрации в почвенном воздухе не выше двух объемных процентов; это улучшает ионный состав почвенных растворов как среды для питания растений; регулирование влажности почв, ее водного режима обработками, орошением, осушением, мульчированием и т. д.; известкование кислых почв и гипсование щелочных; внесение бактериальных препаратов; промывка засоленных почв и другие мероприятия.

24) Почвенный воздух и воздушный  режим почвы.

 Почвенный воздух - это смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих поры почвы, свободные от воды. Кислород почвенного воздуха активно участвует в химических реакциях минеральных и органических веществ. Одни химические элементы, окисляясь, переходят в труднорастворимые формы, другие приобретают большую растворимость, замедляя или ускоряя миграцию химических элементов. Окисление органического вещества почвы обусловливает круговорот углерода, азота, фосфора, серы и других биологически важных химических элементов. Почвенный воздух является источником диоксида углерода для растений, используемым в фотосинтезе. От всего количества СО2, идущего на создание урожая, от 38 до 72 % поступает растению из почвы Почвенный воздух находится в почве в трех состояниях: свободном, адсорбированном и растворимом. Свободный почвенный воздух, находясь в крупных некапиллярных и капиллярных порах почвы, свободно перемещается в ней, обеспечивает аэрацию почв и газообмен между почвой и атмосферой. Адсорбированный почвенный воздух - газы и летучие органические соединения, адсорбированные на поверхности почвенных частиц. Чем более дисперсна почва, тем больше содержит она адсорбированных газов при данной температуре.  Растворенный почвенный воздух - газы, растворенные в почвенной воде. Растворимость газов в почвенной воде возрастает с повышением их концентрации в свободном почвенном воздухе, а также с понижением температуры почвы. Наиболее хорошо растворяются в воде аммиак, сероводород, диоксид углерода.

25) Воздушный режим почв.

Воздушный режим почвы - это совокупность всех явлений поступления воздуха  в почву, его передвижения в ней  и расхода, а также явлений  обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потребления и выделения отдельных газов живым населением почвы. Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой и многолетней изменчивости и находится в прямой зависимости от различных свойств почв, погодных условий, характера растительности, агротехники. Для нормального произрастания растений необходимо оптимизировать воздушный режим почвы. Улучшение воздушного режима почв особенно важно там, где распространены почвы с временным избыточным увлажнением и при сельскохозяйственном использовании болотных почв. В почвах легкого гранулометрического состава, а также в суглинистых и глинистых, но обладающих агрономически ценной структурой в верхних горизонтах содержание воздуха поддерживается на высоком уровне. В бесструктурных почвах тяжелого гранулометрического состава содержание почвенного воздуха зависит от состояния и увлажнения почвы. При относительной влажности, равной НВ, содержание воздуха в таких почвах может достигать критической величины. На бесструктурных почвах суглинистого и глинистого гранулометрического состава нередко образуется почвенная корка. Обладая высокой плотностью и низкой пористостью, почвенная корка уже при влажности 17 % препятствует нормальной аэрации. Поскольку оптимальный воздушный режим в основном зависит от состояния увлажнения почвы, то приемы регулирования водного и других режимов являются и приемами регулирования воздушного режима.

26, 27) Тепловые свойства и тепловой  режим почв.

 Приток лучистой солнечной  энергии к поверхности почвы  зависит от широты и рельефа  местности, состояния поверхности почвы (покрытие растительностью), а также времени года и суток и состояния атмосферы. В Северном полушарии суммарный приток солнечной радиации увеличивается при движении с севера на юг. Наибольший приток солнечной радиации получают южные склоны, наименьший - северные К тепловым свойствам почвы относятся тепло-поглотительная способность, теплоемкость и теплопроводность. Теплопоглотительная способность - способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца. Она характеризуется величиной альбедо (А). Альбедо - количество коротковолновой солнечной радиации, отраженной поверхностью почвы и выраженное в % общей величины солнечной радиации, достигающей поверхности почвы. Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации. Оно зависит от цвета, влажности, структурного состояния, выравненности поверхности почвы и растительного покрова. Теплоемкость - свойство почвы поглощать тепло. Характеризуется количеством тепла в джоулях (калориях), необходимого для нагревания единицы массы на 1°С - весовая (или удельная) теплоемкость или объемная - в 1 см3 на 1 °С; зависит от минералогического, гранулометрического составов, содержания органического вещества, влажности, пористости почвы и содержания воздуха. Теплопроводность - способность почвы проводить тепло. От нее зависит скорость передачи тепла от одного слоя к другому, а следовательно, и способность почвы быстрее или медленнее нагреваться или охлаждаться в определенной толще ее профиля. Она измеряется количеством тепла в джоулях (калориях), которое проходит за 1 с через 1 см2 слоя почвы толщиной в 1 см. Совокупность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла называют тепловым режимом почвы. Основным показателем теплового режима почвы, который характеризует ее тепловое состояние, является температура генетических горизонтов почвенного профиля.