Емкость поглощения показывает, сколько катионов в поглощенном состоянии содержит данная почва и в значительной степени зависит от рН почвы, от количества и качественного содержания коллоидных фракций почвы. Она рассчитывается по формуле:
Т = S + Нг, где:
Т – емкость поглощения, мг.экв/100 г почвы
S – сумма поглощенных оснований, мг.экв/100 г почвы
Нг – гидролитическая кислотность, мг.экв/100 г почвы
Величина емкости поглощения характеризует поглотительную способность почв. Очень высокой Т обладают илистые почвы, меньшей — песчаные. Кислые почвы имеют низкую емкость поглощения, а нейтральные – более высокую. Почвы, содержащие в поглощенном состоянии Са2+, Мg2+, К+, Nа+, NН4+, называются насыщенными основаниями, а почвы, в которых наряду с перечисленными катионами в значительных количествах присутствуют Н+ и Аl3+ — ненасыщенными. В большинстве почв в составе поглощенных катионов преобладает Са2+, затем – Мg2+ (в сумме они обычно составляют около 90% обменно-поглощенных катионов). В значительно меньших количествах представлены К+ и NН4+. В кислых почвах в составе поглощенных катионов много Н+ и Al3+, а в солонцовых – Nа+.
От состава поглощенных катионов в значительной степени зависят свойства почвы и условия роста растений. Почвы, насыщенные кальцием (черноземы), обладают хорошими физическими свойствами, имеют хорошую структуру, водный и воздушный режимы. Насыщение почвы натрием (солонцы) приводит к разрушению структурных агрегатов, ухудшению физических свойств, обеднению питательными элементами.
4.Кислотность почвы – одна из основных ее агрохимических
характеристик
Реакция почвы имеет большое значение для развития растений и почвенных микроорганизмов. Она оказывает влияние на скорость процессов, протекающих в почве; на деятельность почвенных микроорганизмов; на усвоение питательных веществ; на минерализацию органического вещества и т.д. Кислотность почвы создается наличием ионов водорода в почвенном растворе и в поглощающем комплексе. Различают актуальную (активную) и потенциальную кислотность почвы.
Актуальная кислотность.
Реакция почвенного раствора зависит от соотношения в нем ионов Н+ и ОН—. Произведение концентрации этих ионов есть величина постоянная и равна 10-14.
Актуальная кислотность, оказывающая непосредственное влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, обусловлена повышенной концентрацией ионов водорода в почвенном растворе. Она определяется в водной вытяжке из почвы и измеряется величиной рН, которая обозначает отрицательный логарифм концентрации ионов Н+ в растворе. Источником свободных ионов водорода является угольная кислота и ее кислые соли. При дыхании корней и разложении органического вещества образуется углекислый газ (СО2). При его растворении образуется угольная кислота (Н2СО3), которая диссоциирует на ионы Н+ и НСО3—. В результате повышается концентрация ионов водорода в почвенном растворе и он подкисляется.
При наличии в почве большого количества поглощенных оснований (Са, Мg) и карбонатов, угольная кислота может быть нейтрализована. При наличии же в почве большого количества поглощенного натрия образуются углекислые соли натрия (NаНСО3, Nа2СО3 и др.) и раствор приобретает щелочную реакцию. В природных условиях реакция почвенного раствора колеблется от рН = 3 – 3,5 (сфагновые торфа) до рН=9 – 10 (солонцовые почвы), но в растениеводческой практике в основном используются почвы с рН от 4 до 8. По степени кислотности почвы подразделяются на сильнокислые (рН менее 4,5), кислые (рН 4,5 – 5,5), слабокислые (рН 5,5 – 6,5) и близкие к нейтральной (рН 6,5 – 7). Подзолистые и дерново – подзолистые почвы имеют кислую или сильнокислую реакцию; выщелоченные черноземы и серые лесные почвы – слабокислую; обыкновенные черноземы — близкую к нейтральной и щелочную реакцию имеют южные черноземы и каштановые почвы (рН 7,5), сероземы (рН до 8,5) и солонцы (рН до 9 и более).
С актуальной кислотностью тесно связана потенциальная (скрытая) кислотность, обусловленная наличием ионов Н+ и Аl которая в свою очередь подразделяется на обменную и гидролитическую.
Обменная кислотность проявляется при обработке почвы раствором нейтральной соли (1 н. КСl) и обусловлена наличием в поглощенном состоянии ионов Н+ и Аl3+, которые способны обмениваться на катионы нейтральной соли. Выражается в мг.экв/100 г почвы или величиной рН ксl.
ППК] Н+ + КСl = ППК]К+ + НСl
В сильнокислых почвах в поглощенном состоянии присутствует много алюминия. Хлористый алюминий – гидролитически кислая соль, которая при диссоциации образует слабое основание и сильную кислоту:
АlСl3 + 3 Н2О = Аl(ОН)3 + 3 НСl
Обменная кислотность свойственна кислым дерново – подзолистым, серым лесным почвам, выщелоченным и оподзоленным черноземам, красноземам. Отсутствует в щелочных почвах. Обменная кислотность имеет большое значение при внесении высоких доз растворимых минеральных удобрений. Особенно вредно действует переходящий в раствор алюминий. Во избежание подкисления почвенного раствора необходимо перед их применением известковать почву или нейтрализовать минеральные удобрения. При внесении извести необходимо нейтрализовать как актуальную, так и обменную кислотность.
Гидролитическая кислотность. Более полно ион водорода вытесняется из почвенного поглощающего комплекса (ППК) при действии на почву раствором гидролитически щелочной соли, чаще всего уксуснокислого натрия:
ППК]Н+ + СН3СООNа = ППК]Nа+ + СН3СООН
Следовательно, гидролитическая кислотность – это потенциальная кислотность почвы, обусловленная менее подвижными ионами водорода, вытесняемыми при обработке почвы гидролитически щелочной солью. Гидролитическую кислотность можно рассматривать как общую, суммарную кислотность почвы (актуальная, обменная, гидролитическая), выражая ее в мг.экв/100 г почвы. Гидролитическая кислотность присуща большинству почв, даже черноземам и отсутствует только в карбонатных и щелочных почвах. Так как она включает менее подвижную часть поглощенных ионов водорода, то при отсутствии обменной кислотности она не вредна для растений. Значение Нг необходимо знать для установления дозы извести и возможности эффективного применения фосфоритной муки.
5.Степень насыщенности почв основаниями
Реакция почвенного раствора зависит не только от величины обменной и гидролитической кислотности, но и от того, какую долю от емкости поглощения почвы (Т, мг.экв/100 г) занимают поглощенные водород и алюминий, и какая доля приходится на остальные катионы (Са2+, Мg2+, Nа+, К+ и др.). Количество всех поглощенных катионов, кроме водорода и алюминия называется суммой поглощенных оснований, обозначается буквой S и выражается в мг.экв/100 г почвы. Общую емкость поглощения дает сложение суммы поглощенных оснований (S) и поглощенного водорода (гидролитической кислотности):
Т = S + Нг
Доля суммы поглощенных оснований (S) от емкости поглощения (Т), выраженная в процентах, называется степенью насыщенности почвы основаниями (V):
V=S/T х 100 V=S/S + Hг х 100
Величина степени насыщенности почвы основаниями – важный показатель для характеристики поглотительной способности и степени кислотности почв. Ее определение позволяет точнее решать вопрос о необходимости (очередности) известкования. Не всегда при большей абсолютной величине гидролитической кислотности почва сильнее нуждается в известковании и не всегда равные величины Н г свидетельствуют об одинаковой нуждаемости почв в известковании. В первую очередь известкуют почвы со степенью насыщенности основаниями менее 50 %, во вторую – 50 – 70%, почвы с V% более 70% — не известкуют. Следовательно, чем меньше степень насыщенности почвы основаниями (при одинаковой абсолютной величине кислотности), тем сильнее ее нуждаемость в известковании.
6. Буферная способность почв.
Буферная способность почвы – это способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора в сторону подкисления или подщелачивания. Буферность почвы зависит от количества и качества органического вещества почвы, так как его карбоксильные группы (СООН) противостоят подщелачиванию, а аминогруппы (NН2) – подкислению. Богатые органическим веществом почвы имеют высокую буферную способность против подкисления и подщелачивания одновременно.
Буферная способность почв зависит также от содержания и состава обменных катионов в почвенном поглощающем комплексе, т.е. от емкости поглощения и степени насыщенности почв основаниями. Чем больше емкость поглощения, тем больше буферность почвы и наоборот. Поглощенные основания (Са, Мg и др.) оказывают буферное действие против подкисления:
Поглощенный водород оказывает буферное действие против подщелачивания. Роль буфера в почве выполняют также слабые кислоты (угольная, уксусная и др.) и их соли. Почвы, богатые карбонатами – буферят против подкисления.
Буферная способность почв имеет большое значение при выборе форм и внесении в почву минеральных удобрений. На почвах с низкой буферностью при внесении кислых и щелочных удобрений возможны резкие сдвиги реакции почвенного раствора, что неблагоприятно сказывается на растениях и почвенной микрофлоре.
