ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.09.2020
Просмотров: 4925
Скачиваний: 17
Таблица
15.8.
Интервалы
оптимальных
параметров
агрохимических
свойств
почв
Беларуси
мг
/
кг
почвы
Почвы
pH (KCl)
P
2
O
5
K
2
O
MgO
Гумус
, %
1.
Глинистые
и
суглинистые
6,0–6,7
250–300
200–300
150–300
2,5–3,0
2.
Супесчаные
5,5–6,2
200–250
170–250
120–150
2,0–2,5
3.
Песчаные
5,5–5,8
150–200
100–150
80–100
1,8–2,2
4.
Торфяно
-
болотные
5,0–5,3
700–1000
600–800
450–900
–
5.
Минеральные
почвы
сенокосов
и
пастбищ
5,8–6,2
120–200
150–200
90–120
3,5–4,0
Если
фактический
показатель
больше
оптимального
,
то
условно
показатель
от
этого
свойства
принимается
равным
1.
После
определения
относительных
ин
-
дексов
всех
показателей
рассчитывается
индекс
окультуренности
(
Иок
)
как
сред
-
нее
арифметическое
относительных
индексов
:
И
ок
= (
И
рН
+
И
Р
2
О
5
+
И
К
2
О
+
Игум
).
Индекс
окультуренности
почв
может
изменяться
в
большом
диапазоне
–
от
0,2
до
1.
Этот
показатель
удобен
в
расчетах
и
позволяет
объективно
сравнивать
степень
окультуренности
почв
.
Кадастровая
оценка
почв
в
баллах
может
понижаться
до
50 %
при
изменении
индекса
окультуренности
почв
от
1
до
0,2,
для
чего
используются
эксперимен
-
тально
установленные
понижающие
коэффициенты
.
По
степени
окультуренности
почвы
принято
делить
на
четыре
группы
:
с
очень
низкой
степенью
окультуренности
(
И
ок
менее
0,40);
низкой
(0,41–0,60);
среднеокультуренные
(0,61–0,8)
и
высокоокультуренные
(0,81–1,00)
почвы
.
Ведущая
роль
в
повышении
плодородия
почв
принадлежит
удобрениям
и
мелиорантам
.
Благодаря
органическим
и
минеральным
удобрениям
в
1986–1990
гг
.
в
Беларуси
формировалось
50–60 %
урожая
сельскохозяйственных
культур
на
пашне
и
40 %
на
луговых
угодьях
.
За
35
лет
(1965–2000)
интенсивной
химизации
земледелия
уровень
потенциального
плодородия
пахотных
почв
повысился
в
два
раза
,
а
продуктивность
севооборотов
в
2,9
раза
,
произошло
заметное
выравнива
-
ние
почв
по
уровню
плодородия
,
окупаемость
1
кг
удобрений
(NPK)
повысилась
с
3,2
до
6–7
к
.
ед
.
Большое
значение
имела
также
организация
квалифицированного
агрохимического
обслуживания
.
С
учетом
особенности
периода
перехода
к
рыночной
экономике
,
дефицита
энергетических
ресурсов
,
непростой
экологической
ситуации
в
республике
,
ос
-
ложненной
радиоактивным
загрязнением
почв
,
современные
положения
концеп
-
ции
повышения
плодородия
почв
основаны
на
расширенном
возврате
органиче
-
ского
вещества
,
макро
-
и
микроэлементов
на
полях
,
где
их
содержание
ниже
оп
-
тимального
уровня
;
поддержании
уровня
плодородия
почв
с
оптимальными
свой
-
ствами
;
ограничении
применения
удобрений
на
полях
с
избыточным
содержанием
элементов
питания
растений
.
Система
удобрений
устанавливает
дозы
удобрений
с
учетом
комплекса
свойств
почв
,
биологических
особенностей
возделываемой
культуры
и
предшественников
,
исходя
из
получения
не
максимальной
,
а
рацио
-
нальной
,
экологически
и
экономически
обоснованной
урожайности
,
которая
обычно
находится
на
уровне
90–95 %
от
максимально
возможной
.
Параметры
плодородия
регулируются
на
основе
автоматизированной
системы
управления
,
включающей
банк
данных
земельных
ресурсов
по
результатам
периодических
почвенно
-
геоботанических
(
через
15
лет
)
и
агрохимических
(
через
4–5
лет
)
обсле
-
дований
сельскохозяйственных
угодий
,
комплекса
производственных
задач
по
земельному
кадастру
и
применению
средств
химизации
,
контурно
-
экологическим
севооборотам
и
др
.
Планомерное
окультуривание
и
оптимизация
свойств
почв
имеет
большое
природоохранное
значение
и
особую
экологическую
значимость
для
Беларуси
.
Так
,
полный
комплекс
окультуривания
почв
(
регулирование
водного
режима
и
минерального
питания
,
удобрение
)
позволяет
снизить
загрязнение
продукции
ра
-
дионуклидами
до
10
раз
.
16.
ОКИСЛИТЕЛЬНО
-
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
РЕАКЦИИ
И
ПРОЦЕССЫ
В
ПОЧВАХ
.
16.1.
Окислительно
-
восстановительный
потенциал
в
почвах
.
В
формировании
химических
свойств
почв
окислительно
-
восстановительные
процессы
занимают
одно
из
ведущих
мест
.
Важнейшими
фак
-
торами
,
определяющими
окислительно
-
восстановительное
состояние
почвенных
горизонтов
,
является
кислород
почвенного
воздуха
и
почвенных
растворов
,
окис
-
ные
и
закисные
соединения
железа
,
марганца
,
азота
,
серы
,
органическое
вещест
-
во
,
микроорганизмы
.
Реакции
окисления
и
восстановления
всегда
протекают
одновременно
.
Окисление
одного
вещества
,
участвующего
в
реакции
,
сопровождается
восста
-
новлением
другого
вещества
.
При
этом
взаимодействуют
две
сопряженные
окис
-
лительно
-
восстановительные
системы
.
Это
взаимодействие
описывается
уравне
-
нием
:
Ox
1
+ Red
2
⇆
Ox
2
+ Red
1
,
где
Ox
1
и
Red
1
представляют
одну
окислительно
-
восстановительную
систему
,
а
Ox
2
и
Red
2
–
другую
систему
.
Под
окислительно
-
восстановительными
процессами
понимается
процес
-
сы
,
в
которые
в
качестве
возможной
стадии
входит
переход
электронов
от
одной
частицы
вещества
к
другой
.
Окисление
является
реакцией
,
при
которой
происхо
-
дит
присоединение
кислорода
к
веществу
или
потеря
веществом
водорода
или
электронов
.
Восстановление
–
это
потеря
веществом
кислорода
,
присоединение
к
ве
-
ществу
водорода
или
электронов
.
Способность
почвы
вступать
в
окислительно
-
восстановительные
реакции
измеряется
с
помощью
окислительно
-
восстановительного
потенциала
(
ОВП
).
Эта
реакция
описывается
уравнением
:
,
Re
d
ne
O
X
⇔
+
где
Ox
–
окислительная
форма
вещества
,
Red
–
восстановительная
форма
,
п
–
число
участвующих
в
реакции
электронов
е
-
.
Потенциал
системы
,
в
которой
активность
окислителя
и
восстановителя
одинако
-
ва
и
равна
1,
называется
нормальным
потенциалом
окислительно
-
восстановительной
системы
.
Окислительно
-
восстановительный
потенциал
по
отношению
к
водороду
называют
Eh.
Эта
величина
зависит
от
концентрации
и
соотношения
окислителей
и
восста
-
новителей
,
образующихся
в
процессе
почвообразования
.
Благодаря
существова
-
нию
в
почвенных
горизонтах
определенных
окислительно
-
восстановительных
систем
,
можно
определить
разность
потенциалов
(Eh)
при
помощи
пары
электро
-
дов
,
погруженных
в
почву
.
Он
описывается
следующей
формулой
:
[ ]
[ ]
,
Re
log
59
0
d
O
E
Eh
X
+
=
где
Е
0
–
нормальный
потенциал
,
О
х
–
концентрация
окислителя
, Red –
концен
-
трация
восстановителя
.
Выражается
этот
показатель
в
милливольтах
.
Величины
Eh
в
различных
типах
почв
и
почвенных
горизонтах
изменяются
в
пределах
100-800
мв
,
иногда
имеет
и
отрицательные
значения
.
Величина
Eh
существенно
зависят
от
кислотно
-
щелочных
условий
среды
,
растительности
и
микроорганизмов
.
В
почвенных
условиях
значительная
часть
участвующих
в
окислительно
-
восстановительных
реакциях
компонентов
представлена
твердыми
фазами
.
В
ре
-
акциях
с
участием
твердых
фаз
почва
будет
проявлять
высокую
буферность
до
тех
пор
,
пока
эти
компоненты
не
прореагируют
.
Буферность
–
это
способность
почвы
противостоять
изменению
ОВП
при
любых
внешних
воздействиях
.
Это
понятие
характеризует
устойчивость
окислительно
-
восстановительных
систем
почвы
в
природных
динамических
условиях
и
ее
можно
назвать
динамической
буферностью
.
В
природной
обстановке
с
малыми
скоростями
реагируют
гумусо
-
вые
вещества
,
минералы
гидроокислов
железа
.
16.2.
Потенциалопределяющие
системы
в
почвах
.
Почвы
содержат
большой
набор
окислительно
-
восстановительных
систем
:
Fe
3+
– Fe
2+
, Mn
2+
– Mn
3+
– Mn
4+
, Cu
+
– Cu
2+
, Co
2+
– Co
3+
, NO
3
‾
– NO
2
‾
– N
Н
3
‾
, , S
6
‾
–
S
2
‾
.
Различают
обратимые
и
необратимые
окислительно
-
восстановительные
системы
.
Обратимыми
являются
такие
системы
,
которые
в
процессе
изменения
окислительно
-
восстановительного
режима
не
меняют
суммарный
запас
компо
-
нентов
.
Необратимые
системы
в
процессе
изменения
окислительно
-
восстановительного
режима
утрачивают
часть
веществ
.
Эти
вещества
переходят
в
газообразное
состояние
или
выпадают
в
осадок
.
Как
правило
,
в
почвах
преобла
-
дают
необратимые
системы
.
К
обратимым
окислительно
-
восстановительные
системам
относятся
:
Система
Fe
3+
⇆
Fe
2+
.
Эта
система
занимает
особое
место
среди
обратимых
систем
.
Она
чутко
реагирует
на
малейшие
изменения
окислительно
-
восстановительной
обстановки
.
Растворимость
и
подвижность
соединений
двух
-
валентного
железа
тем
больше
,
чем
ниже
рН
и
ОВП
.
Растворимость
соединений
трехвалентного
железа
крайне
низкая
.
Ионы
окисного
железа
могут
появляться
в
почвенных
растворах
только
при
рН
меньше
3.
Однако
на
растворимость
соеди
-
нений
железа
влияют
не
столько
кислотно
-
щелочными
,
сколько
окислительно
-
восстановительными
условиями
.
При
Eh 860
мв
99%
ионов
железа
находится
в
окисной
форме
,
при
Eh 640
мв
99%
представлено
закисными
формами
.
Увеличе
-
ние
Eh
почвы
на
5-6
мв
уменьшает
концентрацию
ионов
железа
примерно
в
2
раза
.
Миграция
соединений
железа
возможна
главным
образом
в
форме
соедине
-
ний
двухвалентного
железа
в
условиях
повышенной
кислотности
и
пониженного
Eh.
Система
Mn
2+
⇆
Mn
4+
.
Данная
система
является
крайне
чуткой
к
изменению
ОВП
.
Соединения
четырехвалентного
марганца
нерастворимы
в
условиях
,
харак
-
терных
для
почвенных
горизонтов
.
Обменный
марганец
представлен
двухвалент
-
ным
катионом
.
Концентрация
ионов
двухвалентного
марганца
при
повышении
кислотности
и
понижении
Eh
возрастает
в
десятки
тысяч
раз
.
Возрастание
Eh
до
500-600
мв
вызывает
быстрый
переход
двухвалентного
марганца
в
четырехва
-
лентный
и
его
уменьшение
в
растворе
практически
до
следов
.
Изменение
Eh
на
5-
6
мв
приводит
к
увеличению
растворимости
марганца
в
2
раза
.
Миграция
соединений
марганца
в
ходе
почвообразовательных
процессов
в
вертикальном
и
горизонтальном
направлениях
сходна
с
миграцией
соединений
железа
.
Миграция
и
аккумуляция
соединений
железа
и
марганца
происходит
при
почвообразовании
одновременно
.
Однако
их
соотношение
в
растворах
и
осадках
в
зависимости
от
рН
и
ОВП
сильно
меняется
.
В
нейтральной
и
слабокислой
среде
при
низком
значении
Eh
в
растворах
преобладает
марганец
,
в
осадках
–
железо
.
В
кислой
среде
при
высоком
Eh
железо
удерживается
в
растворе
,
марганец
выпада
-
ет
в
осадок
.
К
необратимым
окислительно
-
восстановительным
системам
относятся
:
Система
NO
3
→
NO
2
→
N
О
→
N.
Процессы
нитрификации
и
денитрифи
-
кации
,
протекающие
под
воздействием
микроорганизмов
,
регулируются
усло
-
виями
Eh
и
концентрацией
водородного
иона
.
Процесс
нитрификации
и
накопле
-
ния
нитратов
происходит
в
условиях
окислительного
режима
и
при
высоких
Eh
400-500
мв
.
Увлажнение
почвы
снижает
Eh
и
способствует
развитию
процессов
денитрификации
.
Снижение
Eh
до
340
мв
вызывает
переход
нитратов
в
нитриты
,
дальнейшее
снижение
приводит
к
образованию
газообразных
окислов
азота
и
их
исчезновение
из
почвы
.
Система
сульфаты
⇆
сульфиды
.
Данная
окислительно
-
восстановительная
система
играет
большую
роль
во
всех
почвах
,
где
присутствуют
сернокислые
со
-
ли
.
При
участии
микроорганизмов
система
сульфаты
–
сульфиды
в
присутствии
органического
вещества
и
недостатке
кислорода
сдвигается
в
сторону
сульфидов
.
Происходит
процесс
восстановления
сульфатов
до
сернистых
металлов
:
,
2
2
2
2
4
2
↑
+
→
+
CO
S
Na
C
SO
Na
Под
действием
присутствующей
в
почве
углекислоты
сернистые
металлы
легко
разлагаются
и
образуют
бикарбонаты
и
карбонаты
щелочных
и
щелочно
-
земельных
металлов
.
При
этом
происходит
процесс
восстановления
сульфатов
:
,
2
3
2
3
2
2
↑
+
→
+
S
H
CO
Na
CO
H
S
Na
Образующийся
сероводород
уходит
в
атмосферу
.
При
этом
развивается
процесс
десульфирования
или
десульфации
почвенного
раствора
.
Сернокислые
соли
постепенно
исчезают
,
хлористые
соли
остаются
в
неизменном
состоянии
.
В
результате
процессов
десульфирования
хлоридно
-
сульфатные
растворы
превра
-
щаются
в
хлоридные
или
карбонатно
-
хлоридные
.
Однако
в
почвенном
растворе
содержание
элементов
с
переменной
валент
-
ностью
достаточно
мало
.
Поэтому
почвенный
раствор
обладает
невысокими
ОВ
-
емкостью
и
буферностью
,
а
величина
Eh
неустойчива
.
Более
существенное
влияние
на
ОВ
-
процессы
в
почвах
оказывает
раство
-
ренный
в
почвенном
растворе
кислород
,
почвенная
микрофлора
и
вода
.
Почти
все
почвенные
реакции
происходят
в
водной
среде
,
а
сама
вода
мо
-
жет
выступать
и
в
качестве
окислителя
,
и
в
качестве
восстановителя
.
Именно
это
свойство
воды
определяет
пограничные
уровни
проявления
окислительно
-
восстановительных
реакций
.
Предел
окислительных
условий
–
это
окисление
во
-
ды
до
молекулярного
кислорода
.
Оно
описывается
уравнением
:
+
−
+
↑
⇔
−
H
газ
O
e
O
H
4
)
(
4
2
2
2
Нижняя
граница
устойчивости
воды
обусловлена
реакцией
восстановления
до
водородного
иона
: