ИЗВЕСТКОВАНИЕ КИСЛЫХ ПОЧВ

Кислотность почвы./span>

Почвенная кислотность присуща дерново-подзолистым и серым лесным почвам. Она обусловливается наличием ионов водорода и алюминия в почвенном растворе и поглощающем комплексе. В зависимости от места нахождения водорода и алюминия в почве кислотность делится на два вида: актуальную (активную) и потенциальную.

А к т у а л ь н а я  к и с л о т н о с т ь обусловливается повышенной концентрацией ионов водорода в почвенном растворе по отношению к ионам гидроксила.

Образующаяся в почве в процессе жизнедеятельности микроорганизмов углекислота диссоциирует на ионы водорода Н + и НСО₃-. В результате этого в растворе повышается концентрация ионов водорода и он становится кислым.

Актуальная кислотность выражается символом рН водной вытяжки почв, который представляет собой  отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, выраженной в грамм-эквивалентах на литр раствора. Значение рН уменьшается с увеличением концентраций ионов водорода: чем ниже рН, тем выше кислотность.  Актуальная кислотность определяется величиной рН водной вытяжки из почвы потенциометром. Можно выразить свободную кислотность водной вытяжки и в миллиэквивалентах на 100 г почвы, оттитровывая ее щелочью. Величина актуальной кислотности имеет большое значение в жизни растений и микроорганизмов, которые испытывают на себе ее постоянное воздействие. Эта кислотность может легко измениться от многих факторов, стабильность ее определяется в первую очередь буферными свойствами.

В почвах Беларуси активная кислотность изменяется в пределах 3 — 7,5. Величина рН зависит от состава поглощающего комплекса. Так, если почва насыщена катионами кальция и магния и в ней имеются карбонаты этих металлов, то в результате их взаимодействия образуются растворимые соли — бикарбонаты кальция и магния.          

                                                         Н⁺

(ППК) Са⁺⁺  +Н₂ СО₃ = (Почва)         + Са (НСО₃)₂

                                                         Н⁺

.                                                   

                       СаСО₃  +Н₂ СО₃ = Са (НСО₃)₂

                                                         Н⁺

(ППК) Mg⁺⁺  +Н₂ СО₃ = (Почва)         + Mg (НСО₃)₂

                                                         Н⁺

                         MgСО₃  +Н₂ СО₃ = Mg (НСО₃)₂

Величина рН почвенного раствора в таком случае устанавливается в пределах 7 — 8, т.е. реакция близка к нейтральной или сбалансированной. Актуальная кислотность тесно связана с потенциальной кислотностью почвы.

П о т е н ц и а л ь н а я   к и с л о т н о с т ь почвы обусловлена наличием ионов водорода и алюминия в поглощенном состоянии. Она делится на два вида : обменную и гидролитическую.

О б м е н н а я   к и с л о т н о с т ь  опредляется наличием в поглощенном состоянии ионов водорода и алюминия, способных обмениваться на катионы нейтральных солей, например хлористого калия. Эту реакцию можно записать так:

(Почва) Н⁺  + KСl           (Почва) К⁺ + НCl  ( в растворе)

                                                                               К⁺

(Почва) Al⁺⁺⁺ + 3KCl           (Почва) К⁺ +AlCl₃ +

                                                                               К⁺

AlCl₃ + 3H₂O = Al (OH)₃ + 3 НСl.

На почвах, богатых органическим веществом, обменная кислотность обусловлена главным образом ионами водорода, а бедные гумусом минеральные почвы содержат преимущественно обменный алюминий.

Обменная кислотность может выражаться  рН солевой вытяжки и в миллиэквивалентах на 100 г почвы. При этом одновременно определяется и входящая в состав обменной актуальная кислотность. Следовательно, рН солевой вытяжки всегда ниже, чем рН водной, а обменная кислотность всегда больше актуальной.

Почвы с повышенной обменной кислотностью имеют неблагоприятные агрономические свойства, которые могут быть улучшены известкованием и внесением достаточного количества органических удобрений. Особенно это необходимо при внесении растворимых минеральных удобрений, когда в результате обменных реакций между почвой и удобрением могут переводиться в подвижное состояние поглощенные водород и алюминий. Установлено, что чем выше кислотность, тем больше в ней содержится подвижного алюминия. Появление подвижного алюминия зависит от емкости поглощения почвы: на почвах с большей емкостью поглощения алюминий обнаруживается реже, чем на почвах с малой емкостью при одном и том же значении рН.

Величина рН солевой вытяжки для пахотного слоя дерново-подзолистых почв колеблется от 4 до 6, а на хорошо окультуренных почвах повышается до 5,5 — 6,2.

Обменная кислотность имеется в дерново-подзолистых, серых лесных почвах и в небольшой степени в выщелоченных черноземах. Наличие ее и величину устанавливают после обработки почвы нейтральным раствором однонормального хлористого калия потенциометрическим методом.

Г и д р о л и т и ч е с к а я   к и с л о т н о с т ь  определяется наличием поглощенных ионов водорода, способных обмениваться на катионы гидролитически щелочных солей или катионы щелочей. Для выявления гидролитической кислотности используют, как правило, уксуснокислый натрий СН₃СООNа ( однонормальный раствор).

Оттитровывая уксусную кислоту 0,1-нормальным раствором щелочи, определяют величину гидролитической кислотности в миллиэквивалентах на 100 г почвы. Так как при однократной обработке раствором вся гидролитическая  кислотность не извлекается, в расчеты вводят коэффициент 1,75 на неполноту вытеснения. В этом случае определяется вся кислотность почвы как актуальная, так и потенциальная, поэтому гидролитическая кислотность значительно больше, чем обменная.

Гидролитическая кислотность является  формой кислотности, появляющейся при обеднении почвы основаниями. Собственно гидролитическая кислотность (при отсутствии обменной) не вредна для растений, но ее величина важна для установления доз извести при известковании и при определении границы эффективного действия фосфоритной муки. Она имеется в большинстве черноземов (за исключением южных), в то время как обменная кислотность в них или отсутствует, или составляет небольшую величину.

В дерново-подзолистых почвах гидролитическая кислотность может быть значительной при сильно выраженной обменной кислотности.  Следовательно, величина гидролитической кислотности почвы показывает количество вытесненных из  нее оснований. Для определения же общей емкости поглощения почвы необходимо знать и количество содержащихся в ней оснований.

С у м м а   п о г л о щ е н и я   о с н о в а н и й  (S)  выражается в миллиэквивалентах на 100 г почвы и определяется  при обработке почвы 0,1- нормальным раствором соляной кислоты:

(ППК)   Са ²⁺                                  н⁺н⁺

              Mg²⁺+ nНСl       (Почва) Н⁺Н⁺ + 2 СаСl₂ +MgCl₂ + (n–7 )НСl

              Са²⁺                                   н⁺н⁺

               К ⁺                                    н⁺

Е м к о с т ь   п о г л о щ е н и я  (Т) слагается из суммы поглощенных оснований и гидролитической кислотности и выражается в миллиэквивалентах на 100 г почвы:

                                                  Т = S + Н_г.

Зная соотношение между основаниями и водородом в поглощающем комплексе, можно вычислить степень насыщенности основаниями ( V ) в процентах:

или . 

Этот показатель дает представление о том, какая доля в процентах от емкости поглощения приходится на основания и какая на водород и алюминий. Чем выше степень насыщенности основаниями, тем лучшими агрономическими свойствами обладает почва. Для слабоокультуренных дерново-подзолистых почв эта величина составляет меньше 50%, среднеокультуренных — 50 — 70 % и хорошо окультуренных — выше 70% от общей емкости поглощения. Этот показатель обязательно нужно учитывать при определении потребности почв в известковании, так как при равных величинах гидролитической кислотности в почве может быть разное количество оснований.

Т а б л и ц а 4.1. Связь между величинами гидролитической кислотности, суммой поглощенных оснований и степенью насыщенности основаниями

Если обращать внимание только на величину гидролитической кислотности, то можно сделать вывод о том, что почвы № 1 и 2 (табл. 4.1) должны получить одинаковые дозы извести. Однако степень насыщенности основаниями почвы № 2 значительно больше, чем почвы № 1, и необходимость известкования ее может быть вовсе исключена, так как гидролитическая кислотность в ней занимает относительно небольшую величину.

В почве № 3 величина гидролитической кислотности значительно большая, чем в почве № 2, хотя емкость поглощения их одинакова. На сумму поглощенных оснований приходится меньшая доля их в общей емкости поглощения, чем в почве № 2, поэтому почва № 3 будет нуждаться в известковании сильнее, чем почва № 2, но несколько слабее, чем почва № 1, где оснований еще меньше.

Буферность почвы. Буферной способностью почвы называется способность ее противостоять сдвигу реакции в сторону кислого или щелочного интервала. Она имеет большое значение для жизни растений, так как растения предпочитают определенную стабильную реакцию среды.

Буферность определяется находящимися в почвенном растворе угольной кислотой и ее солями, водорастворимыми органическими кислотами и их солями. Она зависит от состава и количества катионов, содержащихся в твердой фазе почвы. Поглощенные основания не дают сдвигаться реакции в сторону кислого интервала.

(ППК) Са++  +2НNО₃ = (ППК) Н⁺  + Са (NО₃)₂.

                               Н⁺

Гидролитическая кислотность является буфером в сторону подщелачивания:

                                  Н⁺

(ППК)        + Са(ОН)₂ = (ППК) Са^{+ +}   + Н₂О.

                                  Н⁺

Буферная способность при прочих равных факторах сильнее выражена в почвах, богатых органическим веществом. Очень низкой буферностью обладают дерново-подзолистые почвы, и  в общем они имеют более низкую буферность, чем черноземы.

Учет буферной способности почвы необходим при внесении минеральных удобрений большими дозами. На почвах с низкой буферностью нельзя одновременно вносить высокие дозы удобрений, так как очень резко может сдвинуться реакция среды, что вредно для растений. Удобрение в этом случае надо вносить небольшими дозами, но часто. От величины буферной способности почвы зависит и доза извести.

При одинаковой кислотности, но при различной буферности двух почв для снижения кислотности на одну и ту же величину в почву с большей буферностью нужно внести и больше извести, чем в почву  с менее выраженной буферностью.

Буферная способность почвы повышается в результате внесения извести, органических удобрений и при посеве бобовых культур.