Билет 10.

1. Минералы — природные химические соединения, образую­щиеся в результате различных физико-химических процес­сов и жизнедеятельности организмов, более или менее одно­родные по физическим и химическим свойствам.По агрегатному состоянию выделяют три группы минера­лов: 1 — твердые минералы (кварц, группа глинистых мине­ралов); 2 — жидкие минералы (вода, нефть, некоторые другие);

3 — газообразные минералы (газы: азот, кислород, СО2, метан, многие др.).

По происхождению минералы почв и горных пород раз­деляют на две группы — первичные и вторичные. Первичные минералы входили в состав магматических пород и перешли в другие почвообразующие породы и поч­вы без каких-либо химических изменений своего состава, например, в виде целых зерен разного диаметра или обломков и кусочков. Вторичные минералы образовались из первичных в процессе выветривания (физического, химического и биоло­гического). При этом происходит их сильное измельчение, даже распыление до коллоидно-дисперсного состояния, а так­же, что особо важно, изменение химического состава под дей­ствием температуры, воды, СО2 и других реагентов.

Первичные минералы по химическому составу объединяют следующие группы:

1. Оксиды — минералы, образованные в результате соеди­нения кислорода с другими химическими элементами (кварц — SiO2; гематит — F2O3; корунд — Аl2О3). 2. Силикаты — минералы, образованные мета- и ортокремниевыми кислотами (Н2SiO3 и Н3SiO4), это — роговые обман­ки, авгиты. 3.Алюмосиликаты — это соли алюмокремниевых кислот, например, полевые шпаты, анортит, нефелин, ортоклаз. 4. Сульфиды— минералы, образованные серой (пирит — FeS2). 5.Фосфориты— минералы, образованные фосфором (например, фторапатит Са5(F)(РО4)3, хлорапатит Са5(С1)(РО4)3.

2. К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость. Плотностью почвы называется масса единицы объема сухой почвы, взятой в естественном сложении.От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов и развитие корневых систем растений. Плотность твердой фазы почвы — это отношение массы ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при 4 °С. Плотность почв зависит от минералогического, механического состава, а также от содержания в ней органических веществ, ее структурности, сложения и механической обработки, а плотность твердой фазы почв — минералогического состава и содержания органических веществ. Пористость — это суммарный объем всех пор между час­тицами твердой фазы почвы. Выражается она в процентах к об­щему объему почвы. Для минеральных почв интервал показате­лей пористости составляет 25—80 %. Между плотностью и пористостью существует обратная зави­симость: чем плотнее почва, тем меньше ее пористость. С общей пористостью связаны такие свойства почвы, как водо- и воздухопроницаемость, влаго- и воздухоемкость, аэрация. На основании общей пористости можно судить о степени уплотне­ния пахотного горизонта.

3. Солоди образуются из солонцов путем промывания последних водой. При этом алюмосиликатные минералы поглощающего комплекса солонца под влиянием гидролиза распадаются наиболее простые, и создается щелочная реакция раствора. Она удерживает почвенные коллоиды в дисперсном и высокодисперсном состоянии. При осолодении коллоиды из верхних горизонтов почвы перемещаются в нижние, столбчатый горизонт разрушается, сверху он светлеет, покрывается слоем аморфной кремневой кислоты, теряет структуру; образуется элювиальный (осолоделый) горизонт А2. Нижний горизонт уплотняется, темнеет, становится плохо водопроницаемым. При этом почва проседает и на ней в период сильного увлажнения (весна, осень) застаивается вода. В этих условиях в верхних слоях ее сильно размножаются диатомовые водоросли, способствующие накоплению аморфной кремневой кислоты. Вследствие плохой водопроницаемости почвы возникает анаэробиозис, плохо разлагается гумус, усиливается задернение и заболачивание (оглеение). Солоди обладают резко дифференцированным профилем. Анализ валового состава показывает обеднение верхней элювиальной части соединениями железа, алюминия, магния, каль­ция, калия, натрия и относительное обогащение кремнеземом. Гумус солодей близок к гумусу подзолистых почв по группово­му и фракционному составу. В дерновом горизонте его содержание может быть небольшим (2—3%), но может достигать и 10%. Верхняя часть профиля отличается от нижней по водно-физи­ческим свойствам. На границе с иллювиальным горизонтом резко уменьшается порозность и водопроницаемость. Профиль солодей расчленяется на следующие горизонты: - А0 - малогумусная дернина малой мощности; А1 - гумусовый, мощностью 2 - 3 см, темно - серой окраски, бесструктурный; А2 - осолоделый, белесой окраски, глыбистый, слоевато - плиточной структуры; В - иллювиальный, темно - бурой окраски, ореховатой или ореховато - зернистой структуры; С - материнская порода карбонатная, часто с признаками оглеения. Сильная выщелоченность солодей обусловливает низкое содержание в них органического вещества и элементов питания. Кроме того, солоди обладают плохими физическими свойствами: слабой водопроницаемостью, бесструктурностью; они образуют глыбистую Поверхность при вспашке и заплывают при увлажнении.

22 билет.

1. В поглощенном состоянии в почве могут находиться различные катионы. Общее количество всех поглощенных катионов, по К. К. Гед-ройцу, называется емкостью поглощения. Ее характеризуют с некоторой условностью емкостью катионного обмена (ЕКО). ЕКО - общее количество катионов одного рода, удерживаемых почвой в обменном состоянии при стандартных условиях и способных обмену на катионы взаимодействующего с почвой раствора. Доля суммы поглощенных оснований от емкости поглощения, выраженная в %, называется степенью насыщенности почвы основаниями.Степень насыщенности показывает, какая часть общей емкости приходится на поглощенные основания и какая — на гидролитическую кислотность. Емкость поглощения зависит от содержания в почвах каллоидов и их природы. Чем больше в почве гумусовых веществ и ила, тем выше ЕКО.

2. Во́дный режи́м почв — совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве.Основной источник почвенной влаги — атмосферные осадки, количество и распределение которых во времени зависят от климата данной местности и метеорологических условий отдельных лет. В почву поступает меньше влаги, чем выпадает её в виде осадков, так как значительная часть задерживается растительностью, в особенности кронами деревьев. Вторым источником поступления влаги в почву является конденсация атмосферной влаги на поверхности почвы. Часть поступившей на поверхность почвы влаги образует поверхностный сток, который наблюдается весной во время снеготаяния, а также после обильных дождей. Выделяют также боковой (внутрипочвенный) сток, возникающий из-за различной плотности почвенных горизонтов. При этом вода, поступившая в почву, фильтруется через верхние горизонты, а дойдя до горизонта с более тяжёлым гранулометрическим составом, формирует водоносный горизонт. Часть влаги просачивается в более глубокие слои, достигая грунтовых вод. При наличии же уклона местности часть влаги, сосредоточенной в водоносном горизонте, может стекать в пониженные участки рельефа. Помимо стока, часть почвенной влаги расходуется на испарение. К важнейшим водным свойствам почв относятся водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость почв.

Водопроницаемость — это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Впитывание происходит при поступлении воды в почву, ненасыщенную водой, а фильтрация начинается тогда, когда большая часть пор почвы заполняется водой. В первый период поступления воды в почву водопроницаемость высокая, затем постепенно уменьшается и к моменту полного насыщения (к началу фильтрации) становится почти постоянной. Водоподъемная способность —свойство почвы поднимать воду по капиллярам. Вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение. Чем тоньше капилляр, тем более вогнут мениск и соответственно выше водоподъемная способность. Скорость капиллярного подъема зависит от размера капилляров и вязкости воды, обусловливаемой ее температурой. В крупных порах вода поднимается быстрее, но достигает небольшой высоты. С уменьшением радиуса капилляров скорость уменьшается, а высота подъема возрастает. С повышением температуры уменьшается вязкость воды, поэтому скорость ее капиллярного поднятия повышается. Растворенные в воде соли оказывают значительное влияние на скорость капиллярного подъема. Минерализованные грунтовые воды в отличие от пресных поднимаются к поверхности по капиллярам с большей скоростью. Засоленные грунтовые воды при их капиллярном подъеме часто приводят к засолению почв. Влагоемкость — способность почвы удерживать воду. В зависимости от водоудерживающих сил различают максимальную адсорбционную, капиллярную, предельно-полевую и полную влагоемкости. Максимальная адсорбционная влагоемкость — это наибольшее недоступное растениям количество влаги, которое прочно удерживается молекулярными силами почвы. Капиллярная влагоемкость — количество воды, которое удерживается в почве при заполнении капиллярных пор над уровнем грунтовых вод. Предельно-полевая влагоемкость — количество воды, которое удерживается в полевых условиях после полного увлажнения почвы с поверхности и свободного стекания избыточной воды. Полной влагоемкостью называют такое состояние влажности почвы, когда все поры заполнены водой.

3. Докучаев писал: «Подзолистые почвы образовались главнейше в лесах при существенном участии лесной и болотной растительности». В дальнейшем он связывал подзолообразование именно с воздействием хвойного леса.

Подзолообразовательный процесс осуществляется под воздействием на материнскую горную породу (или ранее созданную почву) сомкнутого хвойно-мохового леса в условиях периодического промывания верхних слоев атмосферными осадками, выносящими часть растворимых продуктов. Развитие подзолообразовательного процесса непосредственно связано с жизнью хвойного леса. Большая сомкнутость крон ограничивает приток света и тем самым препятствует разрастанию под пологом хвойного леса травяно-мохового покрова. Поверхность почвы покрыта мертвой хвоевой подстилкой. В это время подзолообразование осуществляется только под воздействием совокупности хвойных древесных пород. В наибольшем количестве хвойный лес (ельники, сосняки) вовлекает в биологический круговорот азот, второе место занимает кальций, третье - калий, далее идут остальные элементы. Профиль подзолистых почв имеет следующее морфологическое строение: A₀ — слаборазложившаяся лесная подстилка мощностью 5-10 см, переходящая постепенно в горизонт А₀А₁, сильно обогащенный органическими остатками, или сменяющаяся сильно прокрашенным гумусом горизонтом A₁A₂ мощностью 2-3 см; А₂ — подзолистый горизонт мощностью 2-15 см белесой или белесо-серой окраски, плитчатой, слоевато-плитчатой, чешуйчатой или листоватой структуры; А₂В — пестроокрашенный переходный горизонт; в нем чередуются участки горизонтов А₂ и В. Участки горизонта А ₂ сформированы в виде затеков, карманов, клиньев мощностью 10-50 см; В — иллювиальный горизонт, наиболее ярко окрашенный в профиле, бурых, охристо-бурых тонов окраски, очень плотный, ореховатой, комковато-ореховатой структуры, которая книзу укрупняется до призматической. Свойства подзолистых почв определяются в значительной степени особенностью хвойного леса. Разложение растительных остатков происходит наиболее интенсивно лишь в летний период под воздействием актиномицетов и грибов. С ними связано накопление в почве большого количества светлоокрашенных фульвокислот, определяющих кислую реакцию почвы. В формировании почвы преобладающее значение имеет подзолообразовательный процесс. При промывном режиме почвы образуются фульваты железа, алюминия, кальция и др., которые будучи растворимыми в кислой среде, выпадают из растворов в иллювиальном горизонте. Агрономические свойства подзолистых почв невысокие и они нуждаются в мелиорации. Для обогащения почвы азотом и гумусом требуется внесение значительного количества органических и минеральных удобрений (фосфористых, калийных). Почвы нуждаются так же в известковании для нейтрализации свободных фульвокислот.