Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Лекция по Теме 3 Физико-химические функции

Модуль 1. Биогеоценотические функции почв


Сорбция тонкодисперсного вещества, поступающего из атмосферы, с боковым и грунтовым водным потоком и растительным опадом


Основной механизм данной функции почв – адсорбция коллоидами почвы газов, жидкостей, особенно воды, молекул и ионов веществ, поступающих в почву различными путями. Имеет место также механическое задержание в порах части суспензий и эмульсий и химическое поглощение их почвой при образовании нерастворимых соединений. Выделяют и биопоглотительную способность – удержание элементов м/о, корневыми системами и почвообитающими животными, но это поглощение не есть почвенная функция.

Наибольший интерес представляет адсорбция, размах которой обусловлен огромной активной поверхностью мелкозёма. ПС почв в наибольшей степени зависящая от дисперсности материала, заметно возрастает при утяжелении механического состава почвы. Она существенно зависит и от вещественного состава почвенных коллоидов – от соотношения органического и минерального компонентов и природы глинистых материалов.
ПС почв (основы учения - Гедройц) играет значительную роль в жизни почв и биогеоценозов. Положительный эффект – удержание почвой в состоянии обменного поглощения элементов питания, поступающих в неё и высвобождающихся в ходе выветривания минералов ПОП. Существование организмов в ландшафтах гумидного климата во многих случаях будет крайне затруднено, если питательные соединения немедленно удалятся из почвы выпадающими осадками.
Благодаря сорбционной функции возможна жизнь не только на богатых, но и на бедных по составу почвах («жирный тук» Ломоносов). Так сосновые леса произрастающие на бедных кварцевых песках обеспечиваются большим количеством соединений, поступающих с атмосферными осадками и пылью, которые удерживаются ПРП.

Во многом благодаря сорбционной функции оказывается возможным почти круговой характер естественных биохимических циклов элементов в экосистемах Земли (95-98 % повторяющихся ненарушенных циклов, Ковда В.А. 1975-85).
Сорбционная функция оказывает существенное влияние на снабжение растений элементами питания в культурных агроценозах.

Положительным проявлением сорбционной функции является удержание элементов питания, вмытых в нижние горизонты. Ветселер (62) установил, что нитраты, вымытые из верхних горизонтов, задерживались в нижних вплоть до глубины 3 м. Максимальная концентрация отмечалась на глубине 75-120 см. Этот азот мог быть извлечён неглубоко укоренивающимися культурами, но использовался растениями с глубоко проникающими корнями.
Сорбционная функция почв может давать и отрицательные эффекты: во многих почвенных разностях происходит связывание элементов в малодоступные формы, что начительно снижает эффективность удобрений. Почвы могут также переводить значительное количество воды в труднодоступное состояние (мёртвый запас влаги). Особенно значительные её запасы бывают на почвах тяжёлого грансостава.
Среди конкретных способов оптимизации ППК следует назвать известкование кислых почв, содержащих повышенное количество обменного водорода и алюминия, гипсование солонцовых почв, обогащение почв гумусом путём внесения навоза, зелёных удобрений, травосеяния, внесения глины, сапропелевого ила, торфа, повышенных доз навоза в песчаные почвы.

Наиболее плодородные почвы страны – чернозёмы, пойменные луговые и лугово-дерновые – характеризуются благоприятным составом ППК с содержанием обменного кальция до 70-80 %.

При рассмотрении ПП способности следует обратить внимание на то, что проявление сорбционной функции вызывает ряд нежелательных явлений в случае загрязнения ландшафтов промышленными отходами, сточными водами и ядохимикатами. Попавшие в почву вредные соединения и элементы часто удерживаются ею долгие годы.
Городские отбросы и сточные воды, применяемые для удобрения, оказывают неблагоприятные влияния на качество урожая и затрудняют их использование в сельском хозяйстве, несмотря на богатство элементами.

Следует отметить возросшее значение соединений, попадающих в почву из атмосферы. Ежегодно в атмосферу земливыбрасывается 5-10 на 10 в восьмой тонн кислот (Ковда, 79), которые выпадают с дождями, а из за задержки в почве происходит выщелачивание Ca, Mg, K, увеличивается общая кислотность, мобилизуются Al, Fe, Mn, мобилизуется P, повышается токсичность Hg, Pb и Cu.

В случае радиоактивных выпадений из атмосферы часть их задерживается на растениях, часть попадает в почву. Интенсивность поступления радионуклидов в растения из почвы обычно меньше, чем при непосредственном загрязнении воздушным путём, что связано с их закреплением мелкозёмом. Однако роль почвенного источника радионуклидов может возрастать при многократном их поступлении на поверхность почвы. В этом случае загрязнение с/х продукции будет пропорционально общему количеству радионуклидов, попавших в почву за все предшествующие годы.

Из конкретных свойст почв существенное влияние на скорость выноса из неё техногенных радионуклидов оказывают их механический состав и рН. С утяжелением состава и уменьшением кислотности радионуклиды удерживаются почвой более продолжительный срок.

Сорбция почвенным мелкозёмом микроорганизмов, обитающих в почве


Эта функция имеет важное значение, так как благодаря ей микроорганизмы защищены от выноса за пределы почвенного профиля с нисходящим током влаги.
Наблюдается отчётливая зависимость процесса сорбции от свойств м/о и особенности сорбента (Звягинцев, 73). Одни м/о поглощаются интенсивно, другие меньше, третьи вообще не поглощаются определённым сорбентом. Поскольку почва гетерогенна – она представляет собой сложный сорбент с различными свойствами отдельных участков поверхности. В ней практически всегда может сорбироваться хотя бы небольшое количество любого м/о.

Несмотря на известную универсальность сорбционной способности почв по отношению к м/о, для неё менее характерна отчётливая изменчивость, определяемая, прежде всего гранулометрическим, вещественным составом почв, а также их генетическими особенностями. Сорбция бактерий почвой возрастает вместе с мех-составом, но эта зависимость не прямо пропорциональна в связи с влиянием др. факторов.

Собция м/о почвой существенно зависит и от их минералогического состава, на первом месте стоят минералы группы монтмориллонита (Звягинцев, 69, Великанов, 69).
Генетические особенности: чернозёмы сорбируют больше микробы клеток, чем дерново-подзолистые и серые лесные. Вообще их обычно сорбируют почвы с тяжёлым гран-составом, большей ёмкостью поглощения и содержанием гумуса.

Сорбционная способность зависит от степени подвижности м/о: подвижные сорбируются слабо, потому как способны противостоять силам адсорбции. Согласно Т.В. Аристовой м/о почв делятся на обитателей твёрдой фазы и обитателей почвенного раствора.

Возможно способность сорбироваться – приспособительный признак выработавшийся у м/о в процессе эволюции (Бубенчик Л.И., 1934).

Сорбционной способностью обладают не только живые но и мёртвые клетки. Убитые нагреванием бактериальные клетки в 90 % случаев сохраняют свои сорбционные свойства.

Влияние на сорбцию м/о других факторов: рН – существуют значения максимальной сорбции, есть зависимость от насыщенности ППК катионами. По интенсивности сорбции азотобактер образцы почв образуют следующий ряд: натрий – литий – аммоний – калий – магний – кальций – барий – аллюминий – железо. Таким образом, зависимость сорбции м/о от насыщенности ППК разными катионами подобна влиянию состава ППК на коагуляцию коллоидов.

Сорбция зависит и от контакта между клетками микробов и поверхностью сорбента. При благоприятных условиях может достигать максимума уже через 5-10 мин.
Существенным фактором, влияющим на поглощение почвой и минералами м/о является также размер частиц. Сорбция тем больше, чем меньше размер. Это объясняется: увеличением удельной поверхности на ед. веса, большей склонностью малых частиц образовывать агрегаты, увеличением содержания вторичных минералов, полуторных окислов, органических коллоидов. В подавляющем большинстве случаев имеет место адсорбция.

При характеристике сорбции микробов минералами и почвой необходимо подчеркнуть, что этот процесс не проходит бесследно для жизнедеятельности микроорганизмов.
Опытами показано, что сорбция меняет интенсивность и направленность физиолого-биохимических процессов, осуществляемых м/о и их ферментами. Меняются скорость размножения, размеры и форма клеток. Основная причина данных изменений заключается в специфике условий на поверхности раздела твёрдой и жидкой фаз. Силы адсорбции не оказывают существенного действия на развитие м/о.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Автомобильные краны | 
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 432; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.