почвоведение ганжара. Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений
 Скачать 7.4 Mb.
|
|
д0 50-70 мг-экв/100 г почвы в чернозёмах семигумидных (по- Тувлажных) областей. Зональные показатели ЕКО прежде всего заны с содержанием гумуса (наибольшее в черноземах, оно соСтепенно понижается к северу и югу от зоны их распространенИя). Кроме того ЕКО сильно зависит от гранулометрического состава (чем тяжелее, тем выше ЕКО), от минералогического и химического состава почв (ЕКО глинистых минералов варьирует от 5мг-экв. до 100-150 мг-экв/100 г). Наконец, ЕКО тесно связано с величиной pH. С ростом pH возрастает ионизация функциональных групп ацидоидов, снижается положительный заряд базоидов и возрастает ЕКО. Необменное поглощение катионов происходит в слое потен- циалопределяющих ионов. Такие катионы после взаимодействия с ППК не переходят в раствор при обработке почвы раствором нейтральных солей. Необменное поглощение катионов определяется как их видом, так и составом почвенных коллоидов. В практическом отношении заслуживают большого внимания процессы необменного поглощения элементов питания, в частности ионов калия и аммония. Установлена возможность перехода катионов в системе: катионы почвенного раствора — обменные — необменные — катионы кристаллических решёток минералов. В таком же порядке снижается доступность катионов для растений.
Сорбция анионов в почвах определяется их свойствами, зарядом и свойствами ППК. По способности к поглощению анионы располагаются в следующий ряд: Cl* < N03‘ < S042' < Р043' < SiO/- Анионы Cl' и N03‘ практически не поглощаются почвами, их соли характеризуются отрицательной физической адсорбцией. Этим объясняется их быстрое вымывание из почвы. Сульфат-ион образует с кальцием труднорастворимое соединение (хемосорбция). С агрономической точки зрения, большое значение имеют процессы поглощения фосфат-ионов, поскольку в результате этих процессов снижается доступность фосфора для растений, в том числе и фосфора удобрений. Известны следующие виды поглощения почвой фосфат-ионов.
Процессы поглощения фосфат-ионов носят сложный характер. В почвах зонального ряда поглощение фосфат-ионов ослабевает от подзолистых почв к чернозёмам и резко усиливается в краснозёмах и желтозёмах влажных субтропиков.
Кислотность почвы обусловлена наличием в ней органических и минеральных кислот и коллоидов, обладающих кислотными свойствами. Различают актуальную (активную) и потенциальную (скрытую) виды кислотности. Актуальная кислотность обусловлена наличием ионов Н+ и активностью водорода (протонов) в почвенном растворе. Измеряется она величиной pH водной вытяжки или водной суспензии (рНн2о) при соотношении почва — вода 1 : 2,5. В разных почвах показатель актуальной кислотности колеблется от 3 до 7. Потенциальная кислотность обусловлена (в основном) наличием ионов водорода и алюминия в поглощённом состоянии в составе ППК. Она подразделяется на обменную и гидролитическую. Обменная кислотность обусловлена количеством ионов водорода и алюминия, находящихся в обменном состоянии в составе ППК, которые извлекаются из почвы раствором нейтральной соли. Обычно для определения обменной кислотности почв используют 1н. раствор КС1 (pH около 6). Измеряется обменная кислотность величиной pH солевой вытяжки (рНКС1). При взаимодействии почвы с раствором КС1 в результате обмена калия на водо- 150 под в растворе появляется соляная кислота, а при обмене на алюминий — хлорид алюминия. Хлорид алюминия — это соль слабого основания и сильной кислоты, которая при взаимодействии с водой образует гидроксид алюминия и соляную кислоту: [ППК3]А13+ + ЗКС1 = [ППК3 ]К3+ + А1С13 А1С13 +Н20 = А1(ОН)3 + ЗНС1 Образующуюся в растворе соляную кислоту можно оггитро- вывать щёлочью и выражать кислотность в мг-экв/100 г или измерять pH солевой вытяжки. Показатель рНКС1 колеблется в разных почвах от 2,5 до 6,5. В почвах, насыщенных основаниями, обменная кислотность не определяется. Гидролитическая кислотность (Нг) обусловлена количеством ионов водорода и алюминия, находящихся в обменном (частично в необменном) состоянии в ППК, которые извлекаются из ППК раствором гидролитически щелочной соли сильного основания и слабой кислоты (обычно используется 1н. раствор ацетата натрия CHjCOONa с pH 8,2). При взаимодействии щелочного раствора ацетата натрия с ППК происходит более полное вытеснение ионов водорода и алюминия натрием, чем при определении обменной кислотности с нейтральной солью, а в растворе образуется уксусная кислота, которая отгитровывается щёлочью. Количество образующейся уксусной кислоты, определяемое титрованием или потенциометрически, характеризует гидролитическую кислотность почв, которая выражается в мг-экв/100 г абсолютно сухой почвы. Гидролитическая кислотность является суммарной, учитывающей обменную и актуальную. Показатели гидролитической кислотности используются в расчётах дозы извести, необходимой для нейтрализации кислотности освоенных почв. Показатели состояния ППК почв, ненасыщенных основаниями. В состав поглощенных катионов почв, ненасыщенных основаниями, входят преимущественно катионы Са2+, Mg2+, Н+ и А13+. Сумма катионов кальция и магния характеризуется показателем S, который называется суммой поглощённых оснований и выражается в мг-экв/100 г. Сумма поглощённых катионов водорода и алюминия характеризуется показателем гидролитической кислотности Нг, которая также выражается в мг-экв/100 г. Общее количество поглощённых катионов ЕКО можно определить как S + Нг (аналитически ЕКО можно определить и отдельно специальным методом). Для характеристики доли участия катионов кальция и магния в составе катионов используется показатель степени насы-щенности основаниями — V, который выражается в % к ЕКО. V% = —-—100 = —^ 100 ЕКО S + Нг
Физико-химические свойства почв часто называют агрохимическими. Поглощённые катионы являются доступными для растений, при этом они не вымываются вместе с атмосферными осадками и поэтому всегда почва в запасе имеет элементы питания: катионы кальция, магния, калия, аммония, железа, цинка, меди и др. Чем выше ЕКО, тем лучше почва обеспечена элементами питания. Емкость катионного обмена характеризует устойчивость почв к агрогенным и техногенным нагрузкам, в частности, к химическому загрязнению. Наиболее низкие ЕКО, менее 10 и даже 5 мг-экв/100 г, имеют супесчаные и песчаные почвы. Повышение ЕКО в таких почвах возможно за счет внесения повышенных норм торфа, компостов, а также приёмов глинования. Состав поглощённых катионов определяет не только физикохимические и агрохимические свойства почв, но и структурное состояние и зависящие от него водно-физические свойства и воздушный режим. Катионы кальция и магния способствуют формированию водоустойчивых агрегатов, водорода и алюминия — распылению структурных отдельностей и кислотному разрушению минералов. Кислая реакция почв оказывает негативное влияние на условия питания растений. При кислой реакции в почве недостаточно катионов кальция, магния, молибдена и др. элементов, в то же время проявляется токсичное влияние катионов водорода и, особенно, алюминия и марганца. При этом нарушается питание растений фосфором и азотом, кислая среда подавляет деятельность полезной микрофлоры, угнетающе действует на процессы аммонификации и нитрификации Для большинства культурных растений оптимальной является нейтральная и близкая к нейтральной реакция почвенного раствора (pH 6-7). Только для незначительного числа культурных растений оптимальной является кислая среда (pH 4,5-6). К ним относится чайный куст, картофель, люпин и некоторые другие. _я оптимизации реакции среды кислых почв проводят хими- мелиорацию — известкование. При внесении извести каль- Че£“^замешает водород в ППК и нейтрализует свободные органи- ЦИИ е и минеральные кислоты почвенного раствора. Существует ЧССК лько способов расчёта норм извести: по гидролитической ЙбС тности, по обменной кислотности, по сдвигу pH при внесе- к СаСО , по буферной способности почвы. Наибольшее распрос- нй1*еНие получил метод расчёта по гидролитической кислотности, ^ованный на том, что для нейтрализации 1 мг-экв ионов Н+/Ю0 г ° буется 50 мг СаСО,. Потребность в известковании можно определить по степени насыщенности основаниями. При V более 80% почвы не нуждаются в известковании, при V менее 50% потребность высокая; в промежутке — средняя и слабая. При определении дозы извести по обменной кислотности (табл.15.2) учитывается гранулометрический состав и содержание гумуса. Почвы тяжёлого гранулометрического состава и более гу- мусированные требуют более высокую дозу извести, поскольку обладают повышенной буферностью к сдвигу pH. Уменьшению кислотности способствует систематическое применение навоза и компостов. Повышают почвенную кислотность физиологически кислые минеральные удобрения.
Различают актуальную (активную) и потенциальную щёлочность почв. Актуальная щелочность обусловлена наличием в почвен- ом растворе гидролитически щелочных солей (Na2C03,
Потенциальная щелочность обусловлена наличием в ПЩ( обменного натрия, который может вытесняться водородом уг^ лекислоты, а образующаяся в почвенном растворе сода подщс^ лачивает его. Щелочность почв принято оценивать только по значениям актуальной щелочности, которую определяют в водной вытяжке или суспензии потенциометрически, при этом она выражается в единицах pH. В водной вытяжке актуальная щелочность определяется так же титрованием кислотой с различными индикаторами: общая щёлочность по метиловому оранжевому; щёлочность от нормальных карбонатов — в присутствии фенолфталеина. Выражаются они в мг-экв/100 г почвы. По величине pH различают слабощелочные почвы (pH 7,0-7,5), щелочные (pH 7,5-8,5) и сильнощелочные (pH 8,5 и выше). Щелочность снижает плодородие почв в большей степени, чем кислотность. Почвы со щелочной реакцией среды (солонцы и солонцеватые почвы) характеризуются неудовлетворительными водно-физическими свойствами из-за пептизации коллоидов. Они бесструктурны, после дождей на поверхности образуется плотная корка. Урожай растений на почвах со щелочной реакцией среды резко снижается. Для снижения щёлочности применяют химические мелиорации — гипсование или кислование (внесение гипса, отходов серно- и азотнокислотного производства, сульфата железа, пиритных огарков, серы и других мелиорантов). Сущностью химических мелиораций является замена обменного натрия на кальций или водород мелиорантов. Соли натрия из почвенного раствора удаляются путём промывки.
Буферностью называется способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора под воздействием кислотных и щелочных агентов. Она определяется: по отношению к кислотам — титрованием растворами кислот; по отношению к щелочам — растворами едких щелочей; по отношению к соде — растворами соды. Буферность почвы зависит от количества и состава высокодисперсных частиц (ила и коллоидов). Она увеличивается с 154 лением гранулометрического состава, с увеличением со- ^жания гумуса, высокоемкостных минералов, ёмкости погло- шениненасыщенные основаниями, имеющие в составе гтПК обменные катионы водорода и алюминия (подзолистые, ноземы), обладают повышенной буферностью к подщела- кра нию и пониженной к подкислению. Почвы, насыщенные ЧИ ованиями (чернозёмы, каштановые, солонцы), обладают повышенной буферностью к подкислению и пониженной к | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||