Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 28. Зависимость урожая хлопчатника от концентрации солей и осмотического давления в почвенном растворе (С. Н. Рыжов, 1970)
Поле Участок Урожай, ц/га Почвенные растворы при наименьшей влагоемкости
концентрация, г/л осмотическое давление, Па
сухой остаток а- so42-
1 1 35,5 3,53 0,33 1,45 9,5 • 104
2 35,4 3,21 0,29 1,25 1,16-105
3 31,9 5,03 0,36 1,91 1,66 • 105
2 1 22,1 8,40 0,69 3,76 3,74 • 106
2 17,5 13,50 1,32 6,90 4,76 • 105
3 16,5 18,61 1,45 11,15 6,91 • 105
3 1 1,3 27,15 2,42 9,41 1,1 • 106
2 0,6 30,10 2,46 10,35 9,15 • 105
3 0,0 38,90 4,38 17,40 1,2 • 106
163
ние концентрации почвенного раствора. При хлоридно-сульфатном засолении до концентрации 12 г/л почвенные растворы не токсичны для хлопчатника, при концентрации раствора от 12 до 25 г/л растения испытывают заметное угнетение, а при концентрации более 25 г/л хлопчатник гибнет. В табл. 28 представлены данные С. Н. Рыжова, показывающие роль концентрации солей в почвенном растворе и значений осмотического давления в снижении урожайности хлопчатника. Крайний предел концентрации почвенного раствора, когда растение хлопчатника уже гибнет, 30 г/л (в этих опытах почвенные растворы выделялись прессом при давлении 1530 МПа и влажности, равной НВ).
Для сельскохозяйственных растений весьма неблагоприятны также щелочная реакция почвенного раствора и высокое содержание в нем соды (Na2CО3). Такие условия создаются, в частности, на засоленных луговых почвах. Почвенный раствор столбчатого горизонта солонца содержит до 2 г/л соды при рН 8,6, а раствор подсолонцового горизонта имеет 4 г/л соды при рН 9,1 —10,0. Эти количества, безусловно, токсичны для сельскохозяйственных культур. Почвы этого типа нуждаются в химических мелиорациях.
Глава восьмая ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ
Почва — пористая система, в которой практически всегда в том или ином количестве присутствует воздух, состоящий из смеси газов, заполняющих свободное от воды норовое пространство почвы. Воздушная фаза — важная и наиболее мобильная составная часть почв, изменчивость которой отражает биологические и биохимические ритмы почвообразования. Количество и состав почвенного воздуха оказывают существенное влияние на развитие и функционирование растений и микроорганизмов, на растворимость и миграцию химических соединений в почвенном профиле, на интенсивность и направленность почвенных процессов. Кроме того, почва является поглотителем, сорбирующим токсичные промышленные выбросы газов и очищающим атмосферу от техногенного загрязнения. Поэтому естественно то большое внимание, которое уделяется детальному изучению газовой фазы почв.
8.1. Формы почвенного воздуха
Газы и летучие органические соединения находятся в почве в нескольких физических состояниях: собственно почвенный воздух — свободный и защемленный, адсорбированные и растворенные газы.
Свободный почвенный воздух — это смесь газов и летучих органических соединений, свободно перемещающихся по систе-
164
мам почвенных пор и сообщающихся с воздухом атмосферы. Свободный почвенный воздух обеспечивает аэрацию почв и газообмен между почвой и атмосферой.
Защемленный почвенный воздух — воздух, находящийся в порах, со всех сторон изолированных водными пробками. Чем более тонкодисперсна почвенная масса и компактней ее упаковка, тем большее количество защемленного воздуха она может иметь. В суглинистых почвах содержание защемленного воздуха достигает более 12% от общего объема почвы или более четвертой части всего ее порового пространства. Защемленный воздух неподвижен, практически не участвует в газообмене между почвой и атмосферой, существенно препятствует фильтрации воды в почве, может вызывать разрушение почвенной структуры при колебаниях температуры, атмосферного давления, влажности.
Адсорбированный почвенный воздух — газы и летучие органические соединения, адсорбированные почвенными частицами на их поверхности. Чем более дисперсна почва, тем больше содержит она адсорбированных газов при данной температуре. Количество сорбированного воздуха зависит от минералогического состава почв, от содержания органического вещества, влажности. Песок поглощает воздуха в 10 раз меньше, чем тяжелый суглинок: соответственно 0,75±0,20 и 6,99±0,08 см3/г. Мелкодисперсный кварц сорбирует CO2 в 100 раз меньше, чем гумус: соответственно 12 и 1264 см3/г. Количество адсорбированных газовых компонентов (Г) можно рассчитать, используя уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра:
(24)
где Гсо — предельное значение адсорбции насыщения на единицу поверхности адсорбента, мг; С— равновесная концентрация газа в системе, мг/л; к — эмпирический коэффициент.
Растворенный воздух — газы, растворенные в почвенной воде. Растворенный воздух ограниченно участвует в аэрации почвы, так как диффузия газов в водной среде затруднена. Однако растворенные газы играют большую роль в обеспечении физиологических потребностей растений, микроорганизмов, почвенной фауны, а также в физико-химических процессах, протекающих в почвах. Количество растворенных газов подчиняется закону фазового равновесия Генри:
