Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
женной зернистой структурой, аэрируемых, указанное влияние углекислоты выражено слабее [122, 213, 225, 226, 228].
Жидкая фаза почвы — почвенный раствор, который характеризуется концентрацией ионов, кислотностью или щелочностью, т. е. величиной pH, а также буферностыо и осмотическим давлением. Почвенный раствор активно влияет на водный режим растений. Концентрация этого раствора в значительной степени обусловливает его водный потенциал. Если последний низок, то это усложняет поглощение корнями воды и вызывает ответную реакцию растений — они увеличивают осмотическое давление клеток корня. Осмотическое давление растений, обитающих на засоленных почвах, достигает 5,0—7,5 МПа [205, 229, 230]. Сильно кислая или щелочная реакция отрицательно сказывается на поглощении воды корневой системой, ибо, как известно, оптимальная деятельность корней осуществляется в довольно ограниченных пределах величин pH почвенного раствора, близких к нейтральной реакции.
Взаимодействие твердой, жидкой и газообразной фазы определяет ряд основных свойств почвы, в том числе ее поглотительную способность и водные свойства.
ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ
Под поглотительной способностью почвы понимают ее способность поглощать и удерживать молекулы, ионы, клетки микроорганизмов, грубые суспензии. Поглотительная способность почв детально исследована в работах К. К- Гедройца [219, 220]. Она существенно влияет на состояние воды в почве, водоудерживающую способность, величину мертвого (недоступного для растения) запаса влаги.
Имеется несколько видов поглотительной способности: механическая, физическая, физико-химическая, или обменная, химическая и биологическая. Особое значение в определении состояния воды в почве принадлежит физическому и физико-химическому поглощению.
Физическое поглощение (его называют также молекулярным) выражается в адсорбции различных молекул (воды, газов) [207, 218]. Величина этого поглощения определяется механическим составом почвы — чем выше степень измельчения минеральной части почвы, тем больше проявляется физическое поглощение. Так, глинистые почвы характеризуются высокой степенью поглощения. Физическое поглощение осуществляется и органическими макромолекулами. Молекулы воды адсорбируются активнее, чем молекулы газов. Это объясняется их диполь-ными свойствами. Молекулы газов (СО2, NH3, H2S и др.) адсорбируются в основном только сухой почвой или же поверхностью, оставшейся после адсорбции воды. Влажная почва не обеспечивает поверхностного связывания молекул газов [207].
Физико-химическое поглощение, по К.. К- Гедройцу [219,220],
4 Заказ № 3660
97
определяется почвенным поглощающим комплексом (ППК). ППК— это высокодисперсная фракция почвы, содержащая алюмосиликатные, органические и органоминеральные соединения. Органические вещества (гуминовые кислоты, фульвокисло-ты, гумин) имеют высокую степень дисперсности и в основном входят в состав предколлоидной и коллоидной фракций. Минеральные коллоиды представлены аморфными веществами твердой фазы почвы (гидроокиси железа, алюминия, кремния), продуктами их взаимодействия (например, аллофанами), рядом вторичных минералов кристаллической структуры, особенно группой монтмориллонита и некоторыми первичными минералами (кварцем, слюдой). Физико-химическое поглощение обеспечивает связывание ионов и влияет главным образом на насыщение твердой фазы почвы элементами минерального питания. Почвенные коллоиды благодаря заряду их частиц обусловливают и связывание воды, играя существенную роль в водоудерживающей способности почв. Физико-химическое поглощение влияет также на концентрацию, химический состав и pH почвенного раствора, что, как уже упоминалось, сказывается на росте корневой системы и, следовательно, на поглощении растениями воды.
Другие виды поглощения — механическое, химическое и биологическое — в разной степени влияют на водный режим почвы [207, 218].
Механическое поглощение определяется степенью капиллярности почвенного профиля. Капиллярность более выражена в почвах тяжелого механического состава, т. е. при наличии глинистых и илистых фракций. Благодаря капиллярности почва фильтрует почвенный раствор: капиллярами задерживаются
частицы, диаметр которых больше толщины капилляров, в чем и проявляется механическое поглощение. Этот вид поглощения прямо не влияет на водный режим почв и на состояние воды в ней. Однако фильтрация почвенного раствора частично или полностью закупоривает капилляры и тем самым снижает водопроницаемость, препятствуя капиллярному передвижению доступной для растений влаги.
Химическое поглощение определяется химическими реакциями, в результате которых катионы и анионы закрепляются в зависимости от степени растворимости образованных солей. Образование и закрепление солей сказывается на физических свойствах почвы и на состоянии воды в ней: соли увеличивают концентрацию почвенного раствора, а следовательно, и осмотическое давление, что усложняет поглощение воды корнем.
Биологическое поглощение связано в основном с питанием растений, которые извлекают из почвы химические элементы и, всасывая корнями воду, иссушают почвенные горизонты, особенно в зоне ризосферы.
