Состав, свойства и экологическая значимость почвенных растворов

Наиболее существенным источником почвенных растворов являются атмосферные осадки. Грунтовые воды также могут участвовать в их формировании при близком их залегании от поверхности. При орошении дополнительным резервом влаги для почвенных растворов становятся поливные воды.

Атмосферные осадки, поверхностные воды, росы, грунтовые воды, попадая в почву и переходя в категорию жидкой ее фазы, изменяют свой состав при взаимодействии с твердой и газообразной фазами почвы, с корневыми системами растений и живыми организмами, населяющими почву.

В почвенном растворе содержатся минеральные, органические и органо-минеральные вещества, представленные в виде ионных, молекулярных и коллоидных форм. Кроме того, в почвенном растворе присутствуют растворенные газы: С02, 02 и др.

Из минеральных соединений в составе почвенного раствора могут быть анионы НСО^, С032_, И03', М02", 5042~, СИ, Н2Р04~, НР042- и катионы Са2+, 1У^2+, Иа+, ИН4+, К+, Н+ и др. В сильнокислых почвах могут быть также А13+, Ре3+, а в заболоченных — Ре2+. Железо и алюминий в почвенных растворах содержатся в основном в виде устойчивых комплексов с органическими веществами.

Из органических соединений в почвенном растворе могут присутствовать водорастворимые вещества органических остатков и продукты их разложения, продукты жизнедеятельности растений и микроорганизмов (органические кислоты, сахара, аминокислоты, спирты, ферменты, дубильные вещества и др.), а также гумусовые вещества.

Органо-минеральные соединения представлены преимущественно комплексными соединениями различных органических веществ кислотной природы (гумусовые кислоты, полифенолы, низкомолекулярные органические кислоты) с поливалентными катионами.

Соотношение минеральной и органической частей почвенного раствора неодинаково в разных почвах. Так, для болотных, подзолисто-болотных и целинных дерново-подзолистых почв характерно преобладание в почвенном растворе органических веществ над минеральными; в черноземах эти компоненты примерно равны, а в засоленных почвах минеральных соединений больше. Повышенное содержание органических веществ в почвенном растворе имеют также солонцовые почвы благодаря его щелочной реакции к пептизирующему действию поглощенного Иа+.

Коллоидно-растворимые формы могут быть представлены органическими и органо-минеральными веществами, золями кремнекислоты и полуторными оксидами железа и алюминия. По данным К. К. Гедрой- ца, коллоидная часть составляет обычно 1/4—1/10 и меньше от общего количества веществ в растворе. Высокое содержание коллоидно-растворимых соединений наблюдается в почвенных растворах солонцов.

Содержание отдельных компонентов почвенного раствора существенно изменяется также по генетическим горизонтам одного и того же типа почв. Максимум органических веществ находится в почвенном растворе органогенных и гумусовых горизонтов. Вниз по профилю почв количество органических веществ резко падает в результате их закрепления и минерализации в верхних горизонтах. В черноземах, каштановых почвах, сероземах и солонцах в составе почвенных растворов на нижних горизонтах содержание минеральных солей увеличивается.

Концентрация почвенного раствора невелика и обычно не превышает нескольких граммов вещества на литр раствора. Исключение составляют засоленные почвы, в которых содержание растворенных веществ может достигать десятков граммов на литр. Так, в подзолах концентрация почвенного раствора составляет 2—3, в черноземах — 4—6, в солончаках — 10—300 г/л при оптимальной концентрации для большинства сельскохозяйственных растений 3—6 г/л. Для сравнения: концентрация солей в воде реки Дон — 0,5, а в морской воде 35 г/л.

Почвенный раствор находится в постоянном и тесном взаимодействии с твердой и газовой фазами почвы и корнями растений, и поэтому состав и концентрация его являются результатом биологических, физико-химических и физических процессов, лежащих в основе этого взаимодействия.

Темп и направление указанных процессов подвержены значительной сезонной изменчивости, поэтому и состав почвенного раствора чрезвычайно динамичен. Постоянно меняется концентрация почвенного раствора в зависимости от изменения влажности почвы и потребления питательных веществ корнями растений. Типичны сезонные тесты агрохимиков на содержание в почвах доступных растениям азота и фосфора, так как растения потребляют эти элементы главным образом из почвенного раствора.

К. К. Гедройц еще в 1906 г. писал, что дальнейшие успехи агрономии зависят от развития исследований почвенных растворов ввиду той важной роли, которую они играют и в почвообразовании, и в жизни растений. Изменение концентрации и состава растворов ведет к изменению режима водного и минерального питания растений, что, естественно, непосредственно отражается на их развитии и продуктивности. Поэтому человек своими разнообразными воздействиями на почву в процессе сельскохозяйственного производства по существу всегда стремился и стремится регулировать тем или иным способом состав почвенного раствора, сделать его оптимальным для получения наиболее высокой продуктивности агроценозов.

Для питания растений большую роль играет осмотическое давление почвенного раствора. Если оно равно осмотическому давлению клеточного сока растений или выше его, то поступление воды в растения прекращается, что характерно для засоленных почв.

Важнейшими характеристиками почвенных растворов являются их кислотность и щелочность, которые напрямую зависят от солевого состава растворов, поглотительной способности почв и присутствия в почвах свободных кислот.

Почвенный раствор имеет огромное значение в генезисе почв и их плодородии. Он участвует в процессах преобразования (разрушение и синтез) минеральных и органических соединений; в составе его по профилю почв перемещаются разнообразные продукты почвообразования. Элювиально-иллювиальная дифференциация почвенных горизонтов, состав грунтовых вод, вод родников и рек во многом обязаны почвенным растворам тех территорий, где они формируются. Мягкие воды северных территорий нашей страны резко контрастны жестким водам южных регионов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >