Кислотно-основное состояние черноземов выщелоченных при длительном использовании в пашне северной лесостепи южного Зауралья (стр. 1 из 10)
Министерство сельского хозяйства РОССИЙСКОЙ Федерации
Институт агроэкологии - филиал фгоу впо
«челябинский государственный агроинженерный университет»
ФакультетАгрономический
Кафедра Растениеводства, земледелия, плодоовощеводства
Выпускная квалификационная работа
Кислотно-Основное состояние черноземов выщелоченых при длительном использовании в пашне северной лесостепи южного зауралья.
2009
РЕФЕРАТ
Дипломная работа на тему «Кислотно-основное состояние черноземов выщелоченыхпри длительном использовании в пашне северной лесостепи южного Зауралья» содержит 55 страницы машинописного текста, 11 таблиц, 2 рисунка. Библиографический список – 29 источников. Рассмотрены морфологические признаки, физические, водные и агрохимические свойства черноземов выщелоченных на пашне. Выявлено что действие минеральных удобрений, вносимых в течение 35 лет в рекомендованных дозах, проявилось лишь в повышении гидролитической кислотности среднесуглинистого выщелоченного чернозема южной лесостепи, причем только в самом верхнем слое (0-10 см) и нижнем (20-30 см) пахотного горизонта.
Наиболее экономически эффективным является отвальная обработка почвы на глубину 0-10см.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ4
1. Литературный обзор
2. Природно-климатические условия исследования
2.1 Агроклиматические условия
2.2 Почвенный покров
3 Программа исследования
3.1 Место и время исследования
3.2 Почва опытного поля
3.3 Погодные условия в период исследований
4 Результаты исследований
4.1 Водная и солевая кислотность почвы
4.2 Гидролитическая кислотность почвы
4.3 Почвенно-экологическая и экономическая оценка чернозема выщелоченного
5 Безопасность жизнедеятельности
5.1 Охрана труда
5.1.1 Требование безопасности в агрохимической лаборатории
5.2 Охрана природы
Выводы
Список литературы
Приложение А
Введение
Как бы не развивались наука и техника, благополучие человека, его здоровье и питание зависят от земли. Она снабжает растения питательными элементами и влагой, содействует их росту, развитию и продуктивности, т.е. обладает плодородием. Многие особенности поведения элементов в почве обуславливает их кислотно-основное состояние. С ним связаны режимы органического вещества и элементов минерального питания растений, подвижность соединений, в том числе токсичных. Реакция почвенного раствора оказывает и прямое действие на культуры.
Негативное влияние повышенной кислотности на растения проявляется через недостаток кальция, повышенную концентрацию токсичных для растений ионов Al3+, Mn2+, Н+, изменение доступности для растений элементов питания, ухудшение физических свойств почвы, снижение ее биологической активности. В кислых почвах повышается растворимость соединений Fe, Mn, Al, B, Cu, Zn, избыток которых снижает продуктивность растений. Высокая кислотность снижает доступность молибдена. Усвояемость фосфора максимальна при рН 6,5, в более кислой и более щелочной среде она снижается. Кислая среда ухудшает азотный режим почвы, угнетая процессы аммонификации, нитрификации, азотфиксации. Для этих процессов оптимум рН лежит в интервале 6,5-8,0. Особо негативную роль в кислых почвах играет алюминий. При рН 4 его содержание в растворенном виде достигает токсичных концентраций для большинства растений. Примерно то же при низких рН происходит с марганцем.
На щелочных почвах возникает дефицит некоторых микроэлементов (Zn, Fe, Mn, Cu). При высокой щелочности ухудшаются физические свойства почв. Сильнощелочная реакция неблагоприятна для большинства растений (Агроэкологическая оценка…,2005)
Мнения же о том, какое влияние на кислотно-основное состояние почвы оказывают те или иные системы земледелия, в том числе способы ее обработки довольно противоречивы.
Цель работы выявить кислотно-основное состояние среднесуглинистых выщелоченных черноземов южной лесостепи Зауралья при длительном их использовании в пашне.
Задачи, поставленные при выполнении данной работы:
1 Выявить влияние уровня интенсификации земледелия и способов обработки почвы на ее водную и солевую кислотность;
2 Установить гидролитическую кислотность почвы в связи с длительным применением различных способов ее обработки на разных фонах удобренности.
Руководитель дипломной работы зав кафедрой семеноводства, доктор сельскохозяйственных наук М.А. Глухих.
Исполнитель Сафин Д.Н.
1. Литературный обзор
Для построения технологии возделывания любой культуры, особенно применения удобрений, необходимо не только учитывать потребности растений в элементах питания, но и знать химический состав и биологические, физико-химические и химические свойства почвы, которые определяют уровень ее плодородия, условия питания растений и характер превращения в ней удобрений [1].
Всестороннее и глубокое изучение природы почвенной кислотности и механизма реакций, вызывающих подкисление, необходимо для выяснения чувствительности почв к кислотным воздействиям, для дальнейшего развития теоретических и практических основ химической мелиорации почв.
Значительная часть закономерностей уже известна из работ, обосновывающих и развивающих исследования по данному кругу вопросов, но решение многих частных вопросов и более точная оценка взаимодействий являются задачами дальнейших научных исследований [2].
Реакция почвы проявляется при ее взаимодействии с водой или растворами солей и определяется соотношением свободных ионов Н+ и ОН- в почвенном растворе. Концентрация свободных ионов Н+ выражается величиной рН, представляющей отрицательный логарифм концентрации ионов водорода; рН равная 7 характеризует нейтральную реакцию, рН менее 7 – кислую и рН более 7 – щелочную.
Реакция почвенного раствора в различных почвах колеблется от рН 3,5 до 8-9 и выше. Наиболее кислую реакцию имеют болотные почвы верховых торфяников. Кислой реакцией почвенного раствора характеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы (рН 4-6). Черноземы имеют реакцию, близкую к нейтральной. Наиболее щелочная реакция у солончаков, особенно содовых (рН 8-9 и выше). Нейтральная реакция характерна для почв, не содержащих карбонатов, почвенно-поглощающий комплекс (ППК) которых полностью насыщен кальцием и магнием. Эта реакция наиболее благоприятна для развития большинства культурных растений и бактерий. Кислая реакция является следствием развития в почве кислотности, щелочная реакция – следствие щелочности почвы[3].
Кислотность почвы – способность почвы подкислять воду и растворы нейтральных солей. Различают актуальную и потенциальную кислотность. Актуальной кислотностью называется кислотность почвенного раствора. Потенциальная кислотность характерна для твердой фазы почвы [3, 4].Между актуальной и потенциальной кислотностью в почве сохраняется подвижное равновесие, но доминирующее значение во всех почвах имеет кислотность твердой фазы почвы.
Актуальная кислотность почвенного раствора зависит от наличия в нем свободных кислот, кислых солей и степени их диссоциации. В почвенном растворе свободные минеральные кислоты в заметных количествах встречаются очень редко. В большинстве почв актуальная кислотность обусловлена угольной кислотой и ее кислыми солями [3].
Потенциальная кислотность (кислотность твердой фазы) имеет сложную природу. Ее носителем являются обменные катионы Н+ и Аl3+ почвенных коллоидов. В литературе длительное время проходила дискуссия о природе кислотности твердой фазы почвы. К.К. Гедройц, Д.Н. Прянишников и ряд других исследователей считали, что кислотность обусловлена ионами водорода, а алюминий появляется в растворе в результате побочных реакций. Г. Дайкухара и В.А. Чернов показали, что алюминий действительно является носителем кислотности твердой фазы почвы. В настоящее время доказано, что как обменные ионы Н+, так и ионы Аl3+ являются причиной потенциальной кислотности почвы, так как при взаимодействии почвы с растворами солей эти катионы вытесняются в раствор и подкисляют его [5, 6, 7]:
[ППК-] H+ + KCl
[ППК-] K+ + HCl;[ППК-] Al3+ + 3KCl
[ППК-] 3K+ + AlCl3.Образующаяся в растворе соль хлористого алюминия относится к категории гидролитически кислых солей и в водном растворе расщепляется на кислоту и основание:
AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3HCl.В гумусовых горизонтах наибольшее значение в формировании кислотности принадлежит иону водорода, а в минеральных горизонтах – алюминию. Источником обменного иона водорода являются органические кислоты, образующиеся при разложении и гумификации органических остатков, а также угольная кислота. При взаимодействии с почвой, насыщенной основаниями, водород этих кислот внедряется в диффузный слой почвенных коллоидов:
[ППК-] Ca2+ + R(COOH)2
[ППК-] 2H+ + R(COO)2Ca;[ППК-] Ca2+ + H2CO3
[ППК-] 2H+ + CaCO3.Источником обменного алюминия следует считать алюминий кристаллической решетки глинистых минералов и несиликатные формы гидроокиси алюминия, мобилизуемые органическими кислотами и также внедряющиеся в диффузный слой почвенных коллоидов.