Кауричев И.С., Гречин И.П. (ред.) Почвоведение

Подождите немного. Документ загружается.

Влияние реакции на величину емкости поглощения связано с по-

ведением амфолитоидов и активацией Н+-ионов многоосновных кислот.

В кислой среде амфолитоиды ведут себя как базоиды и тем самым сни-

жают поглотительную способность почвенного поглощающего комплек-

са по отношению к катионам. В щелочной среде (рН 8—9) -активиру-

ются водородные ионы фенолгидроксильных групп гуминовых кислот.

Многочисленными исследованиями установлено, что емкость по-

глощения, увеличивается в результате окультуривания почв.

Состав и соотношение поглощенных оснований оказывают сущест-

венное влияние на агрономические свойства почв и урожай растений.

Для различных культур, развивающихся на разных почвах, характер-

ны свои оптимальные соотношения катионов в ППК. Избыточное со-

держание поглощенных водорода, алюминия и натрия вызывает не-

благоприятные изменения в реакции почвенного раствора. Избыток

поглощенного магния вызывает увеличение общей щелочности почвен-

ного раствора, что приводит к снижению подвижности азота и фосфора

в почве. В сероземных почвах для развития проса наилучшим соотно-

шением кальция и магния является'79%

21%

(П. Н. Беседин, 1964).

Общее количество обменных оснований, так же как и величина емко-

сти поглощения, оказывает непосредственное влияние на урожайность

сельскохозяйственных культур. Это влияние наиболее сильно сказыва-

ется на почвах легкого механического состава. Значительное содержа-

ние поглощенного натрия вызывает угнетение культурных растений.

Вместе с тем небольшое содержание обменного натрия стимулирует

развитие сахарной свеклы, способствует устойчивости пшеницы к поле-

ганию и заболеванию ржавчиной (А. Н. Соколовский, 1956).

Состав поглощенных катионов существенно влияет на физико-хи-

мические свойства почвы (рН), подвижность органических веществ

и степень дисперсности минеральной части почвы.

Состав и соотношение обменных катионов оказывают существенное

влияние на агрегэтность почвы и ее физические свойства. Почвы, насы-

щенные кальцием и магнием, отличаются агрономически ценной водо-

прочной структурой. Солонцовые почвы, содержащие 20—30% обмен-

ного натрия от емкости поглощения, отличаются неблагоприятной

в агрономическом отношении столбчатой и глыбистой структурой. Лип-

кость почв, содержащих более 20% поглощенного натрия, в 3—4 раза

выше, чем у почв, насыщенных кальцием и магнием. Связность почв

(их сопротивление обработке) особенно велика у почв, насыщенных

натрием (табл. 42).

ТАБЛИЦА 42

Удельное сопротивление (связность) чернозема Харьковской опытной станции

(в слое

0—20

см) в зависимости от рода поглощенных катионов (в кг на 1 кв. см)

(по А. Н. Соколовскому, 1956)

Способ приготовления

проб

Насыпкой

Замешиванием

каль-

цием

4,4

маг-

нием

12,0

Пробы насыщены

аммо-

нием

28,0

нат-

рием

>62

водо-

родом

1,8

-желе-

зом

1,4

Контроль

6,4

13,0

ПОГЛОЩЕНИЕ ПОЧВАМИ АНИОНОВ

Поглощение анионов обусловливается рядом факторов и прежде

всего особенностями самих анионов, составом почвенных коллоидов,

их электрическим потенциалом и реакцией среды.

120

По способности к поглощению анионы располагаются в следую-

щий ряд: Cl-=NO-<SC>4~<PO^~<OH-.Чем выше валентность аниона.

тем больше его способность поглощаться почвой (табл. 43). Исключе-

ние составляет гидроксил-ион, который обладает наибольшей активно-

стью поглощения, несмотря на малую валентность.

ТАБЛИЦА 43

Поглощение анионов (в м. экв. на 100 Г почвы) (по И. Н. Антипову-Каратаеву

и А. И. Рабинерсону, 1933)

Почва

Чернозем

Подзолистая

Краснозем

S02

—

(из 0,02 н. H

)

3,0

4,2

7,8

РО|—

(из 0,05 н. Н.РО.)

18,3

41,9

74,0

В природных условиях нитрат-ион и хлор-ион поглощаются почва-

ми в заметных количествах лишь в крайне редких случаях

—

когда

в почве содержится большое количество несиликатных полуторных

окислов и наблюдается очень кислая реакция (например, в краснозе-

ме).

Сульфат-ион поглощается почвами в небольшом количестве. По-

глощение фосфатов — явление, широко распространенное в природных

условиях.

Состав почвенных коллоидов в значительной мере влияет на погло-

щение анионов. Чем больше в почве содержится глинистых минералов

и коллоидов с базоидными свойствами, тем больше анионов она спо-

собна поглотить.

Реакция среды обусловливает изменение электрического потенциа-

ла коллоидов. Подкисление среды способствует большому поглощению

анионов; подщелачивание, наоборот, вызывает ослабление поглощения

анионов. Черноземы, характеризующиеся реакцией, близкой к ней-

тральной, поглощают меньше анионов, чем кислые подзолистые и осо-

бенно красноземные почвы.

Особенности поглощения анионов. Поглощение анионов в природ-

ных условиях проявляется в нескольких формах. Различают химиче-

ское,

физико-химическое и биологическое поглощение анионов, а также

осаждение их в результате механического захвата при коагуляции

коллоидов.

Нитраты и хлориды не образуют труднорастворимых солей, и по-

этому они в почвах не закрепляются в результате химического погло-

щения. Сульфат-ион дает с кальцием труднорастворимое в воде соеди-

нение, то есть поглощается химически. Реакции химического осаждения

имеют большое значение в поглощении фосфат-ионов. Последние за-

крепляются в почвах в форме высокоосновных фосфатов Са и Mg. Об-

разование труднорастворимых основных фосфатов кальция возможно

в почвах с реакцией, близкой к нейтральной, в результате реакции

обмена с катионами кальция, находящимися в диффузном слое поч-

венных коллоидов:

[ППК]Са+Са(Н

Р0

)

-* ГпПК Ш+2СаНР0«.

В кислых почвах фосфаты поглощаются в результате взаимодей-

ствия с ионами железа, алюминия и марганца. Химическое осаждение

фосфатов протекает по следующим схемам:

Al(OH)

-> А1Р0

+ЗН

121

[ППК]£]+ (ЭДРОЛз

ппк

Са

Н+2А1Р0

Н ~1

Фосфаты в природных условиях поглощаются преимущественно

в результате физико-химической адсорбции. В адсорбции фосфатов

принимают участие амфотерные почвенные коллоиды (гидраты окислов

железа и алюминия, почвенные белки), а также некоторые глинистые

минералы.

Обменное поглощение фосфат-иона амфотерными коллоидами наи-

более ярко выражено у кислых почв (дерново-подзолистые, краснозе-

мы).

Аморфные гидраты окислов алюминия и железа отличаются зна-

чительно большей способностью к поглощению фосфатов по сравнению

с кристаллическими формами гидроокислов железа и алюминия, так

как последние имеют меньшую поверхность

Глинистые минералы могут физико-химически поглощать фосфат-

ионы благодаря наличию в кристаллической решетке гидроксил-ионов,

способных к реакциям обмена. Гидроксил-ионы оказываются в диф-

фузном слое коллоидных частиц в местах излома минералов.

В М. Клечковский и Н В. Каширкина (1950) считают возможным

для каолинита обмен фосфат-ионов на гидроксил-ион не только на из-

ломах кристаллов, но и на поверхности октаэдрического слоя. Для

монтмориллонита, у которого октаэдрический слой закрыт с обеих сто-

рон тетраэдрическими слоями, такое поглощение невозможно.

Ряд авторов объясняют поглощение анионов амфотерными свойст-

вами органических коллоидов (белковые соединения почвы). Ф. Фюр

и Е. Бремнер (1964) допускают возможность фиксации нитритного азо-

та органич'еской частью болотных и минеральных почв.

Органические коллоиды играют в поглощении анионов менее за-

метную роль по сравнению с минеральными.

Более гумусированные почвы, содержащие много органического

вещества (черноземы, дерново-карбонатные), адсорбируют фосфат-

ионы сравнительно слабее, чем малогумусные почвы (табл. 44).

ТАБЛИЦА 44

Поглощение фосфора в слое

0—20

см (по Н. И. Горбунову, 1959) .

Почва Состав коллоидной фракции

Поглощено

мг

Р«

О,

на

100 г почвы

Краснозем

Чернозем обыкно-

венный

Каолинит, гиббсит, гетит, аморфные гидроокиси

железа и алюминия

Минералы монтмориллонитовой группы, гидро-

слюды, органические коллоиды

775

50—90

Емкость поглощения анионов. Размеры поглощения анионов зави-

сят от состава коллоидов, их строения и степени дисперсности. Адсорб-

ционная способность глинистых минералов по отношению к фосфат-

иону зависит от процентного содержания несиликатных окислов желе-

за и алюминия (R

), а также от величины отношения 5Ю

R2O3.

Так

как несиликатных R

в большинстве почв содержится мало, то глав-

ная роль в поглощении фосфат-иона принадлежит глинистым минера-

лам. Чем больше в коллоидах R

и чем меньше соотношение SiO

: R2O3, тем выше способность коллоида к адсорбции фосфатов, Напри-

мер,

в монтмориллоните отношение Si0

=4, тогда как у каоли-

нита оно равно двум, что проявляется в значительно большем поглоще-

нии фосфат-иона каолинитом по сравнению с монтмориллонитом, после

122

выравнивания степени дисперсности путем растирания. С увеличением

степени дисперсности (после растирания) поглощение анионов резко

возрастает (табл.45).

ТАБЛИЦА 43

Поглощение фосфора глинистыми минералами и иесиликатными полуторными окислами

(по Н. И. Горбунову, 1962)

Поглотитель

Монтмориллонит до растира-

ния

Монтмориллонит после расти-

рания

Галлуазит до растирания

Галлуазит после растирания

Каолинит до растирания

Поглоще-

но мг

Ра

О, на

100 г

почвы

450

200

1200

8 000

Поглотитель

Каолинит после растирания

Гидроокись железа аморфная

Гидроокись железа окристал-

лизованная

Гидроокись алюминия аморф-

ная

Гидроокись алюминия окри-

сталлизованная

Поглоще-

но мг

Рг

О, на

100 г

почвы

8000

9 500

15700

114

Изменение реакции среды оказывает большое влияние на погло-

щение анионов почвенными коллоидами. Например-, поглощение фос-

фат-иона в подзолистой почве увеличивается в 6 раз при подкислении

раствора с рН 7,3 до рН 3,5 (С. Г. Рыдкий, 1935). В щелочной среде

молекулы фосфорнокислой соли могут быть поглощены необменно: фос-

фат-ион адсорбируется в потенциалопределяющем слое отрицательно

заряженных амфолитоидов, а связанный с ним катион становится в слой

противоионов (С. Н. Иванов, 1962). При поглощении фосфат-иона в

потенциалопределяющем слое увеличивается физико-химическое погло-

щение катионов. Установлено, что органические пленки, обволакиваю-

щие минеральные агрегаты, предохраняют почву от необменного по-

глощения фосфатов.

Для анионов, так же как и для катионов, можно вычислить емкость

поглощения. Емкостью поглощения анионов называется суммарное ко-

личество способных к обмену поглощенных анионов. Эта величина вы-

ражается в миллиэквивалентах на 100 г почвы. Отношение количества

содержащихся в почве обменных анионов (А) к емкости поглощения

анионов (ЕА), выраженное в процентах, представляет собой степень

Л-100

насыщенности почв анионами: V

— —в—.

Поглощение анионов почвой протекает тем интенсивнее, чем выше

концентрация раствора, воздействующего на почву.

Прочность закрепления анионов и прежде всего фосфат-иона играет

важную роль в агрономической практике. Наиболее прочно связаны с

почвой фосфат-ионы, поглощенные в результате химического осажде-

ния. Легче' других обмениваются на другие ионы фосфат-ионы, адсор-

бированные физико-химическим путем.

ПОЧВЕННАЯ КИСЛОТНОСТЬ И ЩЕЛОЧНОСТЬ

Физико-химическая поглотительная способность почв в значительной

мере объясняет природу почвенной кислотности и щелочности. Посколь-

ку эти свойства почвы играют важную роль в агрономической практике,

их необходимо рассмотреть особо.

Кислотность почв. Почвенная кислотность вызывается ионами во-

дорода. В зависимости от того, в каком состоянии Находятся в почве

123

Н-ионы, различают актуальную (активную) и потенциальную (скры-

тую) формы кислотности.

Актуальная кислотность обусловливается наличием ионов водоро-

да в почвенном растворе.

Реакция почвенного раствора определяется концентрацией свобод-

ных Н+- и (Шпионов и характеризуется по величине рН, представляю-

щей отрицательный логарифм активности Н+-ионов.

Как известно, рН =

характеризует нейтральную реакцию, рН<7—

кислую и рН>7 — щелочную.

Реакция почвенного раствора в различных почвах колеблется от

рН 3,5 до 8—9 и выше. Наиболее кислую реакцию имеют болотные

почвы верховых торфяников. Кислой реакцией почвенного раствора ха-

рактеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы (рН 4—6).

Черноземные почвы имеют близкую к нейтральной актуальную реак-

цию.

Наиболее щелочную реакцию имеют солончаки, особенно содовые

(рН 8—9 и выше).

Сельскохозяйственные растения предъявляют разные требования к

реакции почвы (табл. 46). Наиболее благоприятной является слабо-

кислая или слабощелочная реакция; отрицательно сказывается на раз-

витии растений сильнокислая и особенно сильнощелочная реакция поч-

венного раствора.

' ТАБЛИЦА 46

Отношение культурных растений к рН среды (по Прянишникову, 1940 г., и др.)

Растение

Люпин

Картофель

Овес

Рожь

Лен

Чайный куст

Оптимум

4-5

5—6

5-6

5—6

4,5—6,0

Произрастает

в интервале

РН

4-6

4-8

4—7

Растение

Клевер

Горох

Пшеница

Люцерна

Хлопчатник

Кукуруза

Оптимум

6,0—6,5

6—7

7—8

6,0-7,3

6-7

Произрастает

в интервале

РН

5-8

5—8

6—8

С реакцией почвенного раствора тесно связана и жизнедеятельность

почвенной микрофлоры.

В кислой среде преобладает деятельность грибной микрофлоры,

в нейтральной и слабощелочной средах

—

деятельность бактериальной

микрофлоры.

С реакцией почвенного раствора связаны процессы превращения

компонентов минеральной и органической частей почв: растворение

соединений, образование осадков, диссоциация, образование и устойчи-

вость комплексных соединений, а следовательно, и процессы миграции

и аккумуляции веществ в почвенном профиле.

Реакция почвенного раствора зависит от наличия в нем свободных

кислот и оснований, степени их диссоциации, присутствия кислых и

основных солей, а также от состава обменных ионов в ППК- Наиболь-

шее значение имеют органические кислоты, угольная кислота и их соли.

Свободные минеральные кислоты очень редко содержатся в почвенном

растворе в заметных количествах. В целинных болотных й подзолистых

почвах с высоким содержанием в почвенном растворе органических

кислот роль последних заметно возрастает в создании концентрации

водородных ионов. В большинстве почв актуальная кислотность обу-

словлена наличием угольной кислоты и ее кислых солей и в основном

определяется отношением:

Н+=К—^ .

Са(НС0

)

124

Поскольку бикарбонат кальция представляет собой гидролитически

щелочную соль, то его присутствие в почвенном растворе ослабляет

кислотность. Наличие в составе поглощенных ионов Н+ и А1

+ повы-

шает кислотность почвенного раствора.

Кроме характеристики реакции почвенного раствора по величине

рН,

определяют также титровальную кислотность, которая дает пред-

ставление о суммарном содержании кислот в почвенном растворе.

Потенциальная кислотность имеет сложную природу, объясняемую

разными учеными по-разному. К. К. Гедройц считал причиной потен-

циальной кислотности присутствие в ППК поглощенного водорода. При

взаимодействии почвы, содержащей поглощенный водород, с раствора-

ми нейтральных солей происходит обмен катиона соли на поглощенный

Н-ион:

[ППК]Н+КС1^

[ППК]К+НС1.

Дайкухара за причину кислотности принимал наличие среди по-

глощенных катионов иона алюминия. В результате взаимодействия поч-

вы,

содержащей поглощенный алюминий, с раствором нейтральной соли

протекает реакция обмена по следующей схеме:

ППК

Са

Mg+ 3KCI

А1

ППК

Са

Mg+AlCI,.

Хлористый алюминий, гидролитически расщепляясь, подкисляет

раствор:

А1С1з

+ ЗН

0->А1(ОН)

+ ЗНС1.

А. Чернов (1947) считал, что обменный алюминий является

единственной причиной потенциальной кислотности для всех минераль-

ных почв. На основании большей способности к поглощению иона

алюминия по сравнению с Н-ионом он предполагал, что в почвах с кис-

лой средой преобладает обменный алюминий, а не водород.

К. К. Гедройц объяснял появление алюминия при взаимодействии

почвы с раствором нейтральной соли вторичной реакцией между обра-

зующейся НС1 и гидроокисью алюминия:

А1(ОН)

+ ЗНС1-*ЗН

0 + AlCls

(с последующим гидролизом хлористого алюминия).

C. Н. Алешин (1952) объясняет появление алюминия в солевой

вытяжке из почвы как следствие разрушения алюмосиликатных мине-

ралов под воздействием водородных ионов. Наличие алюминия, в слое

противоионов долгое время не находило экспериментального подтверж-

дения из-за отсутствия прямых методов его определения. Лишь в 1954 г.

Харуорд и Колеман, используя ионообменные смолы, показали возмож-

ность существования алюминия в поглощенном состоянии.

Таким образом, потенциальная кислотность обусловливается по-

глощенными ионами водорода и алюминия. Она проявляется при взаимо-

действии почвы с растворами солей, когда катионы последних вытес-

няют ионы водорода и алюминия.

В зависимости от характера вытеснения различают две формы по-

тенциальной кислотности

—

обменную и гидролитическую.

Обменная кислотность проявляется при обработке почвы раствором

нейтральной соли:

1Са

ППК

+4КС1:

А1

ППК

Са

4К

+НС1 + А1С!

125

Образующаяся в результате взаимодействия солевого раствора с

почвой и гидролитического расщепления А1С1

соляная кислота харак-

тепичует обменную кислотность Величину обменной кислотности обычно

пыражают в единицах рН солевой вытяжки. Обменная кислотность

наиболее ярко выражена в подзолистых и красноземных, почвах

(рН 3—4). В почвах со слабокислой, нейтральной и особенно щелочной

реакцией обменная кислотность не проявляется.

При обработке почвы раствором нейтральной соли вытесняются не

все поглощенные ионы водорода. Более полно выявляется потенциаль-

ная кислотность при обработке почвы раствором гидролитически щелоч-

ной соли, например CH

COONa. *

При обработке почвы раствором такой соли, вследствие щелочной

реакции среды, происходит более полное вытеснение поглощенного во-

дорода. Суммарно эту реакцию можно представить так:

[ППК]Н + CH

COONa *± [nnK]Na + CH

COOH.

Количество образующейся в результате обменной реакции уксусной

кислоты, определяемое титрованием, характеризует величину гидроли*-

тической кислотности. Последняя обычно больше обменной, так как

в случае реакции почвы с раствором нейтральной соли вытесняются

более подвижные ионы водорода, а при обработке почвы раствором

гидролитически щелочной соли вытесняется, помимо подвижных ионов,

и менее подвижная часть поглощенных ионов водорода. Гидролитиче-

ская кислотность может рассматриваться как суммарная кислотность

почвы, состоящая из актуальной и потенциальной кислотности. Гидро-

литическая кислотность выражается в миллиэквивалентах на 100 г пО^-

вы и обозначается символом Н.

Доля участия в ППК поглощенных водорода и алюминия опреде-

ляется степенью насыщенности почв основаниями. Степень насыщенно-

сти почв основаниями — это отношение суммы поглощенных оснований

(S) к емкости поглощения (£), выраженное в процентах:

V = —

•

100, или V = -$—

•

100.

Е ' S +

Степень насыщенности основаниями показывает, какая часть от

емкости поглощения приходится на обменные основания.

Степень насыщенности основаниями в различных типах почв тго-

леблется от 5 до 100% (см. табл. 39).

Щелочность почв. Различают актуальную и потенциальную ще-

лочность. Актуальная щелочность обусловливается наличием в почвен-

ном растворе гидролитически щелочных солей (Na

C03, ' NaHC0

СаСОз и др.), которые при диссоциации определяют преобладающую

концентрацию гидроксил-ионов. Например,

+ 2HOH ** Н

С0

+ 2Na + 20Н~.

Различают общую щелочность, щелочность от нормальных карбо-

натов и от бикарбонатов.

Щелочность от нормальных карбонатов может проявляться как

в результате обменных реакций почв, содержащих поглощенный нат-

рий, так и вследствие жизнедеятельности сульфатредуцирующих бак-

терий, восстанавливающих в анаэробных условиях и присутствии орга-

нического вещества сернокислые соли натрия до соды:

NajSOi'+^C = 2С0

'+ Na

S ± С0

± Н

0 = Na

± H

126

Актуальная щелочность обычно выражается величиной рН. Титро-

вальная щелочность дает представление о суммарном содержании ще-

лочей в почвенном растворе.

Потенциальная щелочность обнаруживается у почв, содержащих

поглощенный натрий. При взаимодействии такой почвы с угольной кис-

лотой, находящейся в почвенном растворе, происходит реакция заме-

щения, результатом которой является накопление соды и подщелачи-

вание раствора:

[ППК ]JJj

С0

^ [ППК ]g +Na

Потенциальную щелочность выражают в миллиэквивалентах на

100 г почвы. Щелочность почвенного раствора переносится культурны-

ми растениями хуже, чем кислотность.

Буферность почвы. Реакция почвенного раствора может изменять-

ся вследствие накопления кислых продуктов разложения органических

остатков, под влиянием выделения корнями растений углекислоты и

Н-ионов, образования азотной кислоты при нитрифицирующей деятель-

ности микроорганизмов. Реакция почвы может существенно изменить-

ся при внесении физиологически кислых или щелочных минеральных

удобрений.

Изменение реакции почвенного раствора на разных почвах будет

неодинаково. На одних действие подкисляющих или подщелачивающих

веществ будет проявляться больше, на других меньше вследствие рач-

ной буферной способности почв. Буферной способностью или буфер-

ностью называют способность почвы противостоять изменению реакции

почвенного раствора. Различают буферную способность почв против

изменения реакции в сторону подкисления и буферную способность

почв против изменения реакции в сторону подщелачивания. Буферность

зависит от химического состава и емкости поглощения почвы, состава

поглощенных катионов и свойств почвенного раствора.

Буферные свойства почвенного раствора связаны главным образом

с буферностью твердой фазы почвы, с которой раствор находится в по-

стоянном взаимодействий. Важнейшую роль при этом играют содержа-

ние свободных карбонатов, а также количество и состав обменных ка-

тионов. При значительном содержании в ППК поглощенных Са

или

последние при появлении в растворе Н+ будут обмениваться по

схеме: -,„

[ППК]Са + 2Н

С0

=^[пПК^Н +Ca(HC0

)

•вг- ,

Буферность почвенного раствора обусловлена также присутствием

в нем буферных систем, представленных смесью слабых кислот в их

солей..Наибольшее значение в буферных свойствах почвенного раствора

имеет система

НгСОз

+ Са(НСОз)2.

Чем выше емкость поглощения почвы, тем больше ее буферная

способность. Наиболее высокой буферной способностью характеризу-

ются тяжелые по механическому составу, хорошо гумусцрованные

почвы. '

Почвы с высокой степенью насыщенности основаниями (черноземы,

каштановые, дерновые, перегнойно-карбонатные и др.) обладают высо-

кой буферной способностью против подкисления: весь водород почвен-

ного раствора у них обменивается на поглощенные основания, вслед-

ствие чего водородный ион оказывается связанным коллоидными ча-

стицами:

пН

[

ппк

]м

2НаС

ППК

Н +СаСОз -f MgC0

127

10 8 Б Ь 2 0 2 4- 6 в 10 10 8 в * 2 О 2 4 $ в 10

мл0,1н щелочи

млЦ1нтслоты млО,1нщелочи млО/ниислоты

Почва Песон 'WWW,

УФ

Р"§я

////у/////,

площадь

Рис.

16 Кривые буферности дерново-подзолистой (А) и чернозем-

ной (£) почв (по Н. II. Ремезову).

Не насыщенные основаниями почвы (подзолистые, красноземы

и др.) характеризуются большой буферностью против подщелачивания.

так как все ионы натрия поглощаются в обмен на водород ППК:

ППК

+ Na

^ ППК

+ н

о + со

Состав почвенного раствора" влияет на буферность почв благо-

даря находящимся в нем слабым органическим кислотам, их солям,

угольной кислоте и ее солям.

Буферное действие обусловливается слабой степенью диссоциации

названных кислот и солей и способностью их связывать появляющиеся

в почвенном растворе кислоты и щелочи в недиссоциируемые соеди-

нения.

Буферность почвы характеризуется числом миллилитров кислоты

или щелочи, которое необходимо прибавить, чтобы изменить концент-

рацию Н-ионов в почвенном растворе. Обычно буферность почвы вы-

ражают графически с помощью кривых титрования: на графике нано-

сятся кривая титрования чистого кварцевого песка, лишенного всякой

буферной способности, и кривая титрования исследуемой почвы

(рис.

16). Чем резче кривая титрования почвы отстает от кривой титро-

вания песка, тем больше ее буферная способность. Буферность почвы

выражается буферной площадью

—

площадью между кривой титрова-

ния почвы и песка. Эта площадь делится на две части

—

для кислотной

и щелочной областей. Для черноземов буферная площадь в кислой

части составляет 10—12 кв. см, в щелочной — 9—12 кв. см, для дерново-

подзолистых почв — соответственно 2—6 и 3—5 кв. см (Н. П. Ремезов,

1957).

Для установления и поддержания оптимальной реакции почвенно-

го раствора разработаны способы, основанные на регулировании со-

става обменных оснований. Наиболее распространенный способ умень-

шения кислотности почвы

—

известкование, при котором происходит за-

мещение поглощенного водорода на кальций:

"Ш

ППК

Н + Са(НС0

)

^ Г

ППК

1£

+ 2Н

0 + 2СО

Н L Jn

Бикарбонат кальция, образующийся при взаимодействии извести с

углекислотой почвенного раствора, нейтрализует также свободные орга-

128

нические и минеральные кислоты почвы. Уменьшению кислотности и

созданию благоприятных соотношений поглощенных катионов способ-

ствует систематическое применение навоза, торфокомпостов в сочета-

нии с агротехническими и биологическими приемами окультуривания

почв.

Избыточная щелочность устраняется гипсованием почвы:

ППК

JJ*

CaS0

[ППК]

Са +

Вследствие изменения реакции почвенного раствора после извест-

кования и гипсования почв урожайность сельскохозяйственных культур

значительно повышается.

ПОГЛОЩЕНИЕ ПОЧВОЙ ГАЗОВ И ПАРОВ

Кроме молекул, катионов и анионов, поглощаемых почвой из

жидкой фазы, происходит поглощение молекул веществ из газообраз-

ной фазы. В газообразной фазе почвы находятся водород, азот, кис-

лород и углекислый газ. Все эти газы могут при определенных усло-

виях адсорбироваться почвой. Адсорбция газов наблюдается только

в сухих участках почвы. Интенсивность поглощения отдельных газов из

смеси определяется их способностью приобретать больший электриче-

ский заряд, так как в основе явлений адсорбции заключены электри-

ческие силы поверхности частиц. Газы адсорбируются на поверхности

почвенных частиц с возрастающей интенсивностью в следующем поряд-

ке:

кислород=водород<азот<углекислый газ.

Так как пары аммиака и воды могут не только сгущаться на по-

верхности почвы, но и сжижаться в ее порах, они сорбируются с боль-

шей силой, нежели газы.

Количественной характеристикой энергии сорбционного взаимодей-

ствия паров воды с почвенными коллоидами является теплота смачи-

вания. Последняя тем выше, чем больше в почве глинистых частиц

и органических веществ. Например, теплота смачивания песков и супе-

сей 1—2 кал/г, суглинков

—

2—8 кал/г, торфа — 15—25 кал/г.

Газы и пары адсорбируются на поверхности почвенных коллоидов

целыми молекулами, подчиняясь законам физической поглотительной

способности почв.

9 Почвоведение

129