Презентация Химический состав почвы онлайн

Содержание слайда: Химический состав почвы

Содержание слайда: Химический состав почвы Почва – четырехфазная система: твердая жидкая (почвенный раствор) газообразная (почвенный воздух) живая фазы Каждая фаза имеет специфический химический состав

Содержание слайда: В почвах содержатся практически все элементы периодической системы Д.И. Менделеева В почвах содержатся практически все элементы периодической системы Д.И. Менделеева Для питания растениям наиболее необходимы 19 элементов: C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl, Na, Si, Co, из них 16 элементов (кроме С, Н, О) относятся к минеральным. Углерод, водород, кислород и азот называют органогенными элементами. Углерода содержится в среднем 45% от сухой массы тканей растений, кислорода – 42%, водорода 6,5%, азота – 1,5%. Их сумма составляет 95% оставшиеся 5% приходится на зольные элементы: P, K, Ca, Mg, Fe, Si, Na и др. Все эти элементы, а также N называют макроэлементами

Содержание слайда: Схема элементов

Содержание слайда: Супер полезные элементы - NPK Главными элементами питания являются 3 химических элемента – это - Азот (N) - Фосфор (P) - Калий (K)

Содержание слайда: N Среднее содержание в почве всего лишь 0,1-0,5%. В почвообразующих пародах азота почти нет Важнейший элемент роста В почве в трех формах: в связанном состоянии в виде органического вещества – гумуса, в нитратной форме – NО-3 и аммонийной – NН+4 Большая роль в обогащении почвы азотом принадлежит микроорганизмам Аммонийный азот образуется в почвах в результате жизнедеятельности аммонифицирующих гетеротрофных микроорганизмов, превращающих органический азот растительных и животных остатков, а также азот гумуса в NН+4 Образование нитрат-го азота в почвах обязано биологическому окислению NН+4 до NО-3 в результате микробиологического процесса нитрификации(Nitrosomonas , Nitrobacter) Почва обогащается азотом в результате жизнедеятельности клубеньковых бактерий (за лето на гектаре бактерии накапливают до 50-70 кг азота) При недостатке азота растения приобретают светлозеленную с желтым оттенком окраску (уменьшается количество хлорофилла) При недостатке азота в почве вносят удобрения (карбамид-синтетическая мочевина, аммиачная селитра , натриевая селитра - NaNO3, кальциевая селитра – Са(NO3)2; аммиачная вода – водный раствор аммиака) Все минеральные азотные удобрения легко растворимы в воде, поэтому вносят их в небольших дозах, однако главные азотные удобрения – органические. Больше всего в азоте нуждаются огурцы

Содержание слайда: Недостаток N

Содержание слайда: P Содержится в почве всего 0,05-0,25% Элемент плодоношения При недостатке фосфора у злаков образуются неполноценные семена – пустозерность, листья скручиваются, покрываются красноватыми и фиолетовыми пятнами и вскоре отмирают Запасы фосфора в целинных почвах зависят от содержания его в материнской породе, По доступности растениям соединения фосфора в твердой фазе почв подразделяются на пять групп (по Ф.В.Чирикову): 1 группа – фосфаты щелочей и NH4, одно и двузамещенные фосфаты Ca и Mg, Mg3(РО4)2, часть Са3(РО4)2 - наиболее доступные растениям соединения 2 группа – это Са3(РО4)2, часть фосфора, фосфорита и апатита, часть AlРО4 и часть органических фосфатов, извлекаемая раствором уксусной кислоты 3 группа представлена труднодоступными фосфатами Fe и Al, фосфорита и апатита 4 группа – это фосфаты органического вещества, непосредственно растениям недоступны 5 группа – фосфаты не выветрившихся минералов, непосредственно растениям недоступны Большинству почв необходимо внесение фосфорных удобрений Главнейшими удобрениями являются: суперфосфат, гранулированный суперфосфат, мартеновский фосфатшлак, костная мука, фосфоритная мука Фосфорные удобрения можно вносить в любых дозах и в любое время года. Из огородных культур больше всего в фосфоре нуждаются томаты и капуста

Содержание слайда: Недостаток P

Содержание слайда: K содержится в почве в количестве 1,5-2,5% (больше, чем азота и фосфора, вместе взятых) Это третий важнейший элемент - элемент созревания растений. Он увеличивает морозостойкость, улучшает качество плодов и овощей, которые лучше сохраняются и лучше переносят перевозку Недостаток калия приводит к нарушению деятельности ферментов, ведет к щуплости семян, понижению их всхожести и жизненности. Внешние признаки калийного голодания растений проявляются довольно четко: листья имеют «обожженный», рваный вид В почве находится в трех состояниях: (1) в виде простых солей, (2) в поглощенном состоянии, а также в (3) составе силикатов и алюмосиликатов Первые две формы калия доступны растениям, третья – частично Количество калия в почве зависит от механического и минералогического состава. Калия больше в глинистых почвах, чем в песчаных, больше в почвах, содержащих монтмориллонит, чем каолинит При недостатке калия вносят удобрения, в т.ч. хлористый калий, смешанные калийные соли, сернокислый калий, углекислый калий, источником калия является также цементная пыль, отходы алюминиевого производства, печная зола В последнее время стали широко применяться комплексные удобрения (нитрофоска, нитроаммофоска и др.) Из огородных культур на первом месте по потреблению калия стоит картофель, затем свекла, затем все овощные культуры

Содержание слайда: Недостаток К

Содержание слайда: Прочие важные макроэлементы Кальций (Са) содержится в почве около 2%. При недостатке на листьях появляются желтоватые пятна. У косточковых пород деревьев на коре образуются трещины, из которых вытекает клей (камедь), ухудшается плодоношение. В почвах находится в виде простых солей (СаСО3), в поглощенном состоянии, а также в составе плагиоклазов, слюд, роговых обманок, монтмориллонита, гидрослюд. Вносится в почву с удобрениями и при известковании. Железо (Fe) содержится в почве 1-5%. Принимает участие в образовании хлорофилла, входит в состав дыхательных ферментов. Очень ярким показателем недостатка железа у растений является заболевание молодых листьев хлорозом. Железо может находиться в почве в двух- и трехвалентном состоянии, входит также в состав первичных и вторичных ферросиликатов. При явном заболевании хлорозом, в особенности садовых культур, применяют опрыскивание железным купоросом. Кремний (Si). В почве его около 20%, довольно много кремния в растениях, особенно злаковых. Избыток кремния в почвах вредного действия на растения не оказывает, в малых количествах он необходим всем растениям.

Содержание слайда: Вредные вещества - легкорастворимые соли при высокой концентрации - недоокисленные соединения - закисные формы железа - подвижные алюминий и марганец - токсичные вещества биологического происхождения - токсичные вещества, накапливающиеся в результате пылевых и дымовых выбросов предприятий, в т.ч. соединения тяжелых металлов.

Содержание слайда: Полезные/вредные вещества - микроэлементы В почве содержится S – 0,04%, Mg – 0,6%, Na – 1%, K – 5%,C – 5%, Al – 7%, O – 55%. Все эти элементы составляют в почве около 99,8% - это макроэлементы. На долю других элементов приходится всего 0,2%. Это так называемые микроэлементы. Микроэлементы (бор, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, иод и др.) играют важную биохимическую и физиологическую роль в жизни растений, а также животных и человека. Неблагоприятным является как недостаток микроэлементов в питании, так и их избыток. На содержание микроэлементов в почвах оказывают влияние почвообразующие породы, в состав которых входят те или иные минералы.

Содержание слайда: Токсичность микроэлементов По степени токсичности микроэлементы разделяют на 3 класса: К первому классу опасности относят: мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор Ко второму классу опасности относят: кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром, бор К третьему классу опасности относят: барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций

Содержание слайда: Оценка токсичности Степень токсичности тех или иных микроэлементов можно определяется по ПДК ПДК – максимальное содержание загрязняющего почву химического элемента –вещества, не вызывающее прямого или косвенного негативного влияния на окружающую среду и здоровье человека Хорошо разработаны ПДК для воздуха, воды, хуже для почвы, причем только для семи элементов в подвижной форме, в т.ч. ПДК для… свинца – 20 мг/кг; цинка – 23; фтора – 2,8; кобальта – 5,0; никеля – 4,0; меди – 3,0; хрома – 6,0мг/кг.

Содержание слайда: Химический состав жидкой фазы Почвенный раствор – это капельножидкая влага, которая циркулирует в почве и всегда содержит в себе то или иное количество различных растворенных веществ. Изучение почвенного раствора осуществляется несколькими путями: непосредственно в почве, выделением раствора из почвы с помощью лизиметров, при помощи водных вытяжек и др. В состав почвенного раствора входят минеральные, органические и органо-минеральные вещества. Количественный и качественный состав почвенного раствора для разных почв различен. Концентрация почвенного раствора даже в одной почве постоянно изменяется, она зависит от влажности, температуры, изменяется также в течение вегетационного периода. Почвенный раствор обладает рядом свойств: - осмотическим давлением, - реакцией, - буферностью, - определенными окислительно-восстановительными свойствами.

Содержание слайда: Осмотическое давление зависит от концентрации растворенных веществ у большинства культурных растений осмотическое давление клеточного сока I-3 атмосферы. Если осмотическое давление почвенного раствора больше, чем в клеточном соке, то поступление воды в растение прекращается, растение погибает. осматическое давление в засоленных почвах может быть весьма высоким (в солончаке – до 11 атм.) в незасоленных почвах оно выше в почвах тяжелого механического состава и с большим количеством перегноя (осмотическое давление в черноземной почве около 2 атм., в солоди – 0,2 атм.).

Содержание слайда: Что такое осмос?

Содержание слайда: Что такое осмос?

Содержание слайда: Реакция Реакцию почвенного раствора характеризуют величиной рН – это отрицательный логарифм концентрации водородных ионов в растворе. В литре совершенно чистой дистиллированной воды при Т = 22 содержится 1*10-7Н – ионов и 1*10-7 ОН – ионов. Произведение концентраций для воды и растворов – величина постоянная 1*10-14. Если возрастает концентрация одного из ионов, то соответственно уменьшается концентрация другого. Если подкислить воду, то количество Н-ионов сразу увеличится, например, 1*10-4, тогда ОН – ионов будет 1*10-10. Чтобы не иметь дела с большими числами, величину концентрации выражают через lg -lg10-4 = 4; рН = 4; рН4 Если рН=7, то реакция почвенного раствора нейтральная, величины рН меньше 7 означают кислотность раствора, больше 7 – щелочность. Этот показатель очень важен для растений. Например, для люпина лучшая почва с рН 4-5, кукурузы с рН 6-7, люцерны с рН 7-8. В почвах с кислой реакцией стимулируется деятельность грибов, с нейтральной и слабощелочной – бактерий. Реакция раствора в различных почвах изменяется от сильнокислой /верховые болота, подзолистые почвы/ до сильнощелочной /солонцы/. Многие почвы /черноземы, каштановые/ характеризуются реакцией близкой к нейтральной.

Содержание слайда: Диапазоны реакции (pH)

Содержание слайда: Буферность способность почвенного раствора противостоять изменению реакции при образовании в почве кислот и щелочей /кислоты и щелочи образуются в почве при внесении физиологически кислых и щелочных удобрений/ Причины буферности: В почвенном растворе всегда присутствуют кислоты и щелочи, которые, взаимодействуя, нейтрализуют друг друга. Наличие карбонатов кальция и других металлов также противостоит сдвигу реакции в кислую сторону. Важное значение имеет наличие амфотерных веществ /гумуса/. Буферность определяется также коллоидной частью и составом обменных оснований. Почвы, не насыщенные основаниями, будут буферить в сторону щелочности, почвы, насыщенные основаниями, буферят в сторону кислотности. Буферность зависит от механического состава. Систематическое применение органических удобрений и посевов многолетних трав улучшает буферные свойства почв.

Содержание слайда: Окислительно-востановительный потенциал связан преимущественно с биохимическими процессами жизнедеятельности микроорганизмов - при окислении какого-либо вещества один или несколько входящих в его состав атомов обедняются электронами, а при восстановлении обогащаются ими. В почве окисление одних соединений, как правило, сопровождается восстановлением других, т.е. имеет место окислительно-востановительный потенциал /ОВП/, он выражается в милливольтах /мВ/. Если ОВП ниже 200 мВ, в почве преобладают восстановительные процессы, если больше – окислительные. В серых лесных почвах и черноземах ОВП 500-650 мВ, в дерново-подзолистых нормально увлажненных 450-600 мВ. Резкие колебания ОВП и снижение его до 250 мВ неблагоприятно влияют на плодородие почвы. Для улучшения этих условий необходимо регулировать влажность, аэрацию, плотность, реакцию почвы. Оптимальное значение ОВП для большинства культур находится в пределах 400-600 мВ.

Содержание слайда: Химический состав газовой фазы – почвенный воздух Почвенный воздух находится в трех состояниях: свободном (в порах), адсорбированном (в твердой фазе), растворенном (в почвенном растворе). Почвенный воздух – важнейшая составная часть почвы, имеет большое значение в жизни растений. Основными компонентами почвенного воздуха являются азот, кислород, углекислый газ и аргон, на долю других приходится лишь 0,01 объема. Кислорода в почвенном воздухе 0-20% (в атмосферном – 20,95%). Он необходим для дыхания корней растений, аэробных микроорганизмов, почвенной фауны. Кислород участвует в химических реакциях окисления минеральных и органических веществ. Азота в почвенном воздухе 78-80% (в атмосферном – 78,08%), он используется клубеньковыми и азотфиксирующими бактериями. Углекислый газ. В почве содержание его может доходить до 20% (в атмосфере – 0,03%). Углекислый газ используется в фотосинтезе. Состав почвенного воздуха очень сильно меняется. Это определяется рядом причин и, прежде всего, интенсивностью потребления О2 и продуцирования СО2, определяется также скоростью газообмена между почвенным и атмосферным воздухом. Естественный газообмен в почве совершается под действием изменения температуры, под влиянием ветра, изменения давления, выпадающих осадков, под влиянием диффузии, зависит от состояния почвенной скважности. В рыхлой почве газообмен совершается быстрее.

Содержание слайда: Почвенный и атмосферный воздух