Реакция почв

Реакция почв

Реакция почвы играет большую роль. Большинство растений требуют нейтральной, слабокислой, слабощелочной среды и необходимо создавать эти условия.

Кислотность - способность почвы подкислять воду и растворы нейтральных солей.

Различают две формы кислотности: активную и потенциальную.

Активной кислотностью называют кислотность почвенного раствора. Реакция почвенного раствора определяется концентрацией находящихся в нем ионов водорода Н⁺ и гидроксила ОН^-. При электролитической диссоциации воды образуются равное количество ионов Н⁺ и ОН^-. При этом концентрация Н⁺ в чистой воде, имеющей нейтральную реакцию, равна 10^-7 г на 1 л. воды.

Если в воде растворена кислота, то количество ионов водорода в растворе увеличивается. Чтобы упростить обозначение концентрации ионов водорода, её выражают символом рН, представляющим собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода.

Источники кислотности почвенного раствора:

органические и минеральные кислоты, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов и растений и их разложения после отмирания: щавелевая, молочная, яблочная, азотная, серная и др. Сильные кислоты в почве встречаются редко, т.к. происходит обмен с катионами почвенных коллоидов, и образуются соли кальция, магния и др. катионов. Слабые органические кислоты как малодиссоциирующие в какой-то степени остаются свободными, но их количество в почве незначительно. В большем количестве в почвенном растворе присутствует угольная кислота - продукт дыхания, окислительных процессов живых организмов почвы и от нее (угольной кислоты) в значительной степени зависит кислотность почвенного раствора.
Важный источник кислотности почвенного раствора - фульвокислоты, образующиеся в результате разложения органических остатков.
На пашне эффективный источник кислотности - физиологически кислые минеральные удобрения - KСl, (NH₄)₂SO₄ и др. Выражают активную кислотность двумя способами: в мг.экв Н, определяемого методом титрования водной вытяжки или непосредственно почвенного раствора; величиной рН, которую определяют в водной вытяжке или непосредственно в почвенном растворе (записывают как рН_вод).

Потенциальной кислотностью называют кислотность почвы, проявляющуюся при взаимодействии её с растворами нейтральных и гидролитически щелочных солей. Эта форма отражает кислотность твердой фазы почвы и обусловлена ионами Н⁺ и Al³⁺, находящимися в поглощенном состоянии в почвенном поглощающем комплексе. При взаимодействии с почвой, насыщенной основаниями, водород низкомолекулярных органических кислот (например, фульвокислот) внедряется в диффузный слой коллоидов по схеме: [ППК^-]Ca²⁺ + R(COOH)₂ = [ППК^-]2H⁺ +R(COO)₂Ca; [ППК^-]Ca²⁺ + H₂CO₃ = [ППК^-] 2H⁺ +CaCO₃

Источники обменного алюминия - алюминий глинистых минералов и несиликатных форм оксидов алюминия, которые разрушаются фульвокислотами и органическими кислотами, а алюминий при этом внедряется в диффузный слой почвенных коллоидов.

Существует две формы потенциальной кислотности:

Обменная кислотность - кислотность, образующаяся при обработке почвы раствором нейтральной соли (КCl, NaCl, BaCl₂). Схема вытеснения обменного водорода и образования кислоты может быть представлена следующим уравнением: [ППК^-]4H⁺+ 2KCl= [ППК^-]^2K_2H+⁺+2HCl Образование кислоты при вытеснении хлористым калием обменного алюминия идет несколько иным путем. Алюминий, вытесняясь калием, образует при взаимодействии с хлором АlCl₃: [ППК^-]2Al⁺³ + 3KCl = [ППК^-]^3K+_Al3+ + AlCl₃

Последний, подвергаясь гидролизу, образует НСl и гидроокись алюминия.

Гидролитическая кислотность - кислотность раствора, создающаяся при взаимодействии почвы с раствором гидролитически щелочной соли (т.е. соли сильного основания и слабой кислоты). Чаще всего при определении гидролитической кислотности пользуются 1н. раствором CH₃COONa. Вытеснение обменного водорода и образование кислоты при этом можно представить следующим образом: [ППК^-]3H⁺ + 3CH₃COONa = [ППК^-]3Na⁺ + 3CH₃COOH.

При наличии в поглощающем комплексе Al³⁺, помимо CH₃COOH, образуется Al(OH)₃ по схеме:

[ППК^-]Al³⁺ + 3CH₃COONa = [ППК^-] 3Na⁺ +(CH₃COO)₃Al;

(CH₃COO)₃Al +3H₂O = Al(OH)₃+3CH₃COOH.

Гидролитическая кислотность больше обменной, так как при обработке почвы гидролитически щелочной солью происходит вытеснение практически всех обменных H⁺ и AL³⁺ , а не только наиболее активной их части. Таким образом, гидролитическая кислотность максимальная и представляет собой сумму всех форм кислотности.

Повышенная кислотность вызывает в почве ряд отрицательных явлений, прямо или косвенно влияющих на плодородие почв и жизнь растений. При кислой реакции минералы разрушаются, и в условиях промывного типа водного режима развивается подзолообразовательный процесс, который приводит к образованию почв с низким плодородием. Происходит разрушение структуры, что ухудшает водно-воздушный и питательный режимы.

Повышенная кислотность - отрицательное свойство, влияющее на целый ряд сторон жизни почвы и вызывающее неблагоприятные последствия.

Устранение избыточной кислотности почв. Для устранения избыточной кислотности почвы известкуют. H⁺ Ca²⁺ [ппк^-] H⁺ + Ca (HCO₃)₂ = [ппк^-] H + 2H₂O + CO₂ H⁺

Бикарбонат кальция, образовавшийся при взаимодействии извести с угольной кислотой почвенного раствора, нейтрализует также фульвокислоты, низкомолекулярные органические вещества и минеральные кислоты, находящиеся в почвенном растворе.

Количество извести, которое необходимо внести в почву, зависит от степени кислотности и гранулометрического состава почвы и исчисляется тоннами на гектар.

Щелочностью почвы называют способность ее подщелачивать воду и растворы нейтральных солей. Различают щелочность активную и потенциальную. Активная щелочность обусловлена наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей - Na₂CO₃, NaHCO₃.

Na₂CO₃ + 2HOH = H₂CO₃ + 2Na⁺ + 2OH^-

Потенциальной называют щелочность, которая обнаруживается в почвах, содержащих обменный натрий. При взаимодействии такой почвы с угольной кислотой, содержащейся в почвенном растворе, происходит реакция замещения, в результате чего накапливается сода, а раствор подщелачивается:

[ППК^-]^Na+_Na+ + Na₂CO₃ = [ППК^-]^H+_H+ + Na₂CO₃

К почвам с щелочной реакцией относят те, у которых рН водной вытяжки превышает 7,0. В зависимости от конкретной величины рН водной вытяжки почвы подразделяют на слабощелочные (рН 7,1-7,5), щелочные (рН 7,6-8,5) и сильнощелочные (рН>8,5).

_{Повышенная щелочность приводит к разрушению коллоидной части почвы, её структуры и ухудшению физических свойств, водно-воздушного и питательных режимов. Для ликвидации щелочности почвы гипсуют.}

_{Буферность почв - способность почвы противостоять резкому сдвигу (смещению) реакции почвенного раствора под воздействием кислых или щелочных солей. Значение буферности заключается в том, что она предотвращает резкие сдвиги реакции при внесении физиологически кислых или щелочных минеральных удобрений. Увеличить буферность можно, увеличивая содержание в почве гумуса, систематически внося органические удобрения.}