Чем обусловлена обменная кислотность минеральных горизонтов подзолистых почв

КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ

Расстановка ударений: КИСЛО`ТНОСТЬ ПО`ЧВЫ

КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ, свойство почвы, обусловленное наличием ионов водорода (Н-ионов) в почвенном р-ре, а также обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе; при неполной нейтрализации придаёт почве кислую реакцию. Различают К. п. актуальную (активную) и потенциальную (пассивную, скрытую), подразделяемую на обменную и гидролитическую. Актуальную К. п., т. е. кислотность почвенного раствора, обычно выражают условной величиной рН (отрицат. логарифм концентрации Н-ионов), а также в мг-экв на 100 г сухой почвы. При рН 7 реакция почвенного р-ра нейтральная, ниже 7 — кислая, выше — щелочная. Подзолистые почвы лесной зоны имеют преим. кислую реакцию (рН_водн 4,5—5,5), подзолы и верховые торфяники — сильнокислую (рН_водн3,5—4,5). Потенциальная К. п. — кислотность твёрдой части почвы, её выражают в мг-экв на 100 г сухой почвы. Обменная К. п. вызывается обменными катионами водорода и алюминия, к-рые переходят в р-р из почвенного поглощающего комплекса при взаимодействии с нейтральными солями. В богатых перегноем горизонтах она обусловлена преим. Н-ионами, в малогумусных минеральных — Al-ионами. Обменная кислотность подзолистых почв лесной зоны составляет рН_КСl 3,5—5, или 0,5—6 мг-экв на 100 г сухой почвы, серых и бурых лесных — значительно ниже. Гидролитическая К. п. определяется Н-ионами, переходящими в р-р при взаимодействии с почвой гидролитически щелочных солей, и включает менее подвижные Н-ионы, не вытесняемые нейтральными солями. В подзолистых почвах гидролитич. кислотность составляет 1—10 мг-экв на 100 г сухой почвы. О величине гидролитической кислотности можно судить также по насыщенности почвы основаниями.

Повышенная К. п. нередко отрицательно влияет на прорастание семян древесных и кустарниковых пород, рост и развитие всходов и сеянцев, реже на продуктивность леса. Для понижения К. п. применяют известкование почвы (см. Известковые удобрения), напр. в лесных питомниках. Известкование кислых почв под пологом леса улучшает условия минерализации опада и интенсифицирует круговорот в-в в лесных биогеоценозах.

(Возбуцкая А. Е., Химия почвы, 3 изд., М., 1968; Иванов А. Ф., Рост древесных растений и кислотность почв, Минск, 1970.)

1. Лесная энциклопедия: В 2-х т./Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. — М.: Сов. энциклопедия, 1985.-563 с., ил.

Источник

Химический и механический состав и физические свойства дерново-подзолистых почв

Все рассмотренные выше морфологические особенности дерново-подзолистых почв находятся в самой тесной и непосредственной связи с их химическими и физическими свойствами.

Для ознакомления с особенностями химического состава дерново-подзолистых почв приведем данные валового анализа (табл. 26).

Приведенные данные весьма наглядно показывают прежде всего бедность дерново-подзолистой почвы органическим веществом. Сравнительная бедность дерново-подзолистых почв перегноем объясняется главным образом тем, что при благоприятных условиях увлажнения распад растительных остатков происходит энергично, не прекращаясь даже в летние, наиболее сухие месяцы.

Органическое вещество сосредоточено в основном в самом поверхностном слое, а поскольку этот слой отличается малой мощностью, не превышающей 8—12 см, то и абсолютное содержание перегноя в описываемых почвах весьма ограничено.

В тех почвах, в которых подзолообразовательный процесс ослаблен, а дерновый преобладает, мощность гумусового горизонта возрастает, увеличивается количество гумуса в поверхностном горизонте и в целом по профилю.

При сопоставлении валового количества минеральных соединений по горизонтам обращает на себя внимание относительная обогащенность верхних горизонтов почвы кремнеземом ( Si О₂), что является результатом выщелачивания из этих же горизонтов других веществ.

Наиболее резко процесс выщелачивания нашел свое отражение в уменьшении валового количества А1₂О₃ и Fe ₂ О₃ в поверхностном слое. Вынос R ₂ O ₃ свидетельствует о глубоком распаде минеральной части почвы.

Необходимо добавить, что процессам миграции подвержены не только окислы железа, алюминий и другие соединения минеральной части почвы, но также и кремнезем. Убедительным доказательством этого служат, во-первых, значительное содержание Si О₂ в золе различных растений, во-вторых, наличие SiO ₂ в ручьевых и речных водах, где это соединение могло появиться, очевидно, лишь в результате вымывания его из почвенных толщ.

Однако из всех соединений, входящих в состав минеральной части почвы, Si О₂ является наиболее устойчивым, благодаря чему и передвижение его в почве выражается наименьшими величинами по сравнению с другими минералами.

О составе гумуса дает представление табл. 27.

Для обеих почв характерно преобладание фульвокислот над гуминовыми, однако, в сильноподзолистой почве это преобладание более заметно.

Подзолообразовательный процесс, влияя на химический состав почвы, вносит определенные изменения и в ее механический состав (табл. 28).

Из таблицы видно, что верхние горизонты дерново-подзолистых почв по сравнению с материнской породой (горизонт С) обеднены илистой частью ( мм).

Понятно, что такого рода перераспределение вещества по почвенной толще неизбежно сказывается и на физических свойствах почвы: верхние горизонты несколько опесчаниваются, утрачивают связность, делаются более рыхлыми и бесструктурными; нижние же слои, наоборот, уплотняются, становятся связными и труднопроницаемыми как для воздуха, так и для воды.

Однако такая закономерность обнаруживается только в почвах суглинистых и глинистых, т. е. в почвах тяжелого механического состава и с ярко выраженным подзолообразовательным процессом. При слабом же его проявлении в связи с карбонатностью пород и составом древесных насаждений перегруппировка механического состава по профилю выражена менее ярко или же совсем отсутствует.

Состав поглощенных катионов в почвах приведен в табл. 29.

Эти данные наглядно показывают ненасыщенность почв основаниями; среди поглощенных катионов в поглощающем комплексе значительное место занимают поглощенный водород и алюминий. Наибольшая ненасыщенность наблюдается в самых верхних, оподзоленных горизонтах; здесь поглощенные Н + и А l +++ нередко могут преобладать над поглощенными Са ++ и Mg ++ .

По мере углубления по почвенному профилю соотношение поглощенных катионов заметно изменяется. Количество водородных ионов и алюминия прогрессивно убывает, а количество кальция и магния возрастает. Уже в горизонте С, не затронутом еще почвообразовательными процессами, поглощенный водород сходит почти на нет, и в поглощающем комплексе оказываются одни лишь металлические катионы.

Следовательно, существенной особенностью, свойственной дерново-подзолистым и подзолистым почвам, является наличие в них обменной кислотности, которая во многих случаях настолько сильно выражена, что препятствует возделыванию ряда . культур, например пшеницы, кукурузы, свеклы, ячменя и др. При высокой кислотности культурные растения обычно плохо развиваются, а иногда и совсем погибают.

По исследованиям Н. А. Ногиной и Т. А. Роде, в отдельных случаях на кислотность почвы могут оказывать непосредственное влияние и сами почвообразующие породы, например некоторые разновидности глинистых, хлоритовых и серицитовых сланцев, от природы обладающих высокой потенциальной кислотностью и весьма обедненных щелочноземельными катионами.

Почвы, сформировавшиеся на таких породах, с первых же фаз своего развития обладают явно выраженной кислотностью и ненасыщенностыо основаниями. Здесь, следовательно, кислотность почвы является не результатом почвообразовательного процесса в определенных природных условиях, а свойством, унаследованным от самой почвообразующей породы.

Однако в подавляющем большинстве случаев кислотность почв и ненасыщенность их основаниями являются прямым и закономерным следствием развития подзолообразовательного процесса.

Чем сильнее выщелочена и оподзолена почва, тем резче выражена в ней кислотность. Почвы же слабо оподзоленные имеют обычно слабокислую, а иногда и нейтральную реакцию.

В тесной и непосредственной связи с ненасыщенностью основаниями и обедненностью описываемых почв коллоидами стоит и малая их емкость поглощения. Наименьшая величина емкости поглощения имеет место в подзолистом, наиболее выщелоченном горизонте.

Книзу емкость поглощения заметно увеличивается, достигая некоторого повышения в иллювиальном, обогащенном коллоидами горизонте. Но наиболее высокая емкость поглощения наблюдается обычно в самом верхнем перегнойном слое, в особенности при сильном проявлении дернового процесса.

Емкость поглощения и ее распределение по профилю, кислотность и соотношение между поглощенными катионами находятся в полном соответствии со степенью выраженности подзолистого и дернового процессов: при более слабом проявлении подзолистого процесса и усилении дернового емкость поглощения возрастает.

Особенности дерново-подзолистых почв находят отражение и в водной вытяжке (табл. 30).

Как видно из таблицы, общее содержание воднорастворимых веществ в дерново-подзолистых почвах невелико (сотые доли процента). При этом выделяется верхний горизонт, где количество растворимых веществ достигает наибольшей величины.

Характерным для воднорастворимых соединений дерново-подзолистых почв является значительное преобладание органических веществ над минеральными. Это указывает на большую подвижность перегнойных соединений, которая обусловлена их составом, а также на обедненность дерново-подзолистых почв основаниями, главным образом кальцием и магнием.

Характеристика физических свойств почв приведена в табл. 31.

Из приведенных данных видно, что обогащенность иллювиального горизонта коллоидами вызывает возрастание удельного и объемного веса и в особенности максимальной молекулярной влагоемкости, отражающей общую поверхность почвенной массы. Результатом такой дифференциации является изменение водных свойств в профиле почвы и прежде всего их водопроницаемости, которая в иллювиальном горизонте обычно резко снижается по сравнению с горизонтом А.

Такая дифференциация водопроницаемости нередко приводит к переувлажнению горизонта А, а иногда и к заболачиванию.

У слабоподзолистых почв эта дифференциация ослабляется, и, таким образом, водный режим у них более благоприятен по сравнению с сильноподзолистыми почвами.

Для почв подзолистого типа большое значение имеет их тепловой режим.

В восточных районах, в условиях континентального климата и недостатка тепла, темные и богатые гумусом дерново-подзолистые и дерново-лесные почвы плохо нагреваются и не обеспечивают корневую систему растений необходимым количеством тепла, что приводит к недозреванию некоторых полевых культур. Поэтому здесь забота об улучшении теплового режима таких почв путем обогащения их органическим веществом имеет большое значение в комплексе всех агротехнических мероприятий.

Таким образом, наиболее характерными свойствами, присущими дерново-подзолистым почвам, являются следующие.

1. Дерново-подзолистые почвы не насыщены основаниями, т. е. они содержат в себе то или иное количество обменных ионов водорода и алюминия.

2. В связи с ненасыщенностью основаниями эти почвы обладают кислой реакцией.

3. В результате процессов минерализации органического вещества и выщелачивания эти почвы обеднены гумусом и минеральными легкоподвижными соединениями.

4. Дерново-подзолистые почвы заключают в себе сравнительно небольшое количество необходимых для растений питательных веществ.

5. Эти почвы в большинстве случаев обладают слабо выраженной, непрочной структурой, вследствие чего они способны легко распыляться, заплывать при увлажнении, образовывать корку при высыхании и уплотняться.

6. Дерново-подзолистые почвы отличаются резко выраженной дифференциацией почвенного профиля на составляющие их генетические горизонты, причем гумусовый горизонт в большинстве случаев имеет малую мощность.

7. В составе гумуса видное или первое место принадлежит фульвокислотам, относительное количество которых тем больше, чем резче выражен подзолообразовательный процесс. При нарастании дернового процесса увеличивается количество гуминовых веществ.

8. Хотя состав почвенных микроорганизмов изучен слабо, но все же можно сказать, что в подзолистых почвах ведущее место принадлежит грибам.

Ввиду большого разнообразия условий почвообразования в лесолуговой зоне развитие почвообразовательного процесса в почвах может протекать и проявляться самым различным образом, поэтому и отмеченные выше свойства сильно варьируют.

Здесь можно встретить почвы кислые и с нейтральной реакцией, и сильно выщелоченные, и почвы с мощным перегнойным горизонтом, и богатые гумусом, в которых подзолообразовательный процесс совсем почти не выражен, и почвы заболоченные, и т. д.

В этом отношении почвенный покров лесолуговой зоны представляет собой сочетание множества почвенных образований, отличающихся между собой как морфологическими и биохимическими свойствами, так, следовательно, и своим природным плодородием.

Гаркуша, И.Ф. Почвоведение/ И.Ф. Гаркуша.- Л.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.- 448 с.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Кислотность почвы

Кислотность почвы — свойство почвы, обусловленное наличием ионов водорода в почвенном растворе и обменных ионов водорода и алюминия в поглощающем комплексе почвы.

Интервал pH 5,5-7 соответствует наиболее агрономически благоприятной структуре почвы, высокому качеству гумуса и оптимальному водному режиму.

Реакция среды почвенного раствора

Реакция среды почвенного раствора — соотношение концентрации Н + и OH — ионов почвенного раствора, выраженное в виде pH водной или солевой вытяжки. Удобрения, как правило, изменяют реакцию почвенного раствора.

Реакция почвы оказывает влияние на питательный режим почв, рост, развитие и урожайность растений, деятельность микроорганизмов почвы, трансформацию форм питательных элементов удобрений и почвы, агрофизические, агрохимические, физико-химические и биологические свойства почв. Удобрения и мелиоранты позволяют регулировать реакцию почв в желаемую для возделываемых культур сторону.

Реакция почвенного раствора определяется концентрацией ионов водорода (Н + ) и гидроксид-иона (OH — ). В чистой воде с нейтральной реакцией, концентрация ионов водорода совпадает с концентрацией гидроксид-иона и равна 1⋅10 7 моль/л. При добавлении 1 ммоль соляной и азотной кислоты к 1 л воды, которые полностью диссоциируют в водном растворе, концентрация ионов водорода составит 1 ммоль Н + , или 1⋅10 3 моль/дм 3 . Концентрацию ионов водорода выражают через показатель pH, равный:

где C_{H +} — концентрация ионов водорода в растворе, моль/дм 3 .

В растворе с нейтральной реакцией концентрация ионов водорода равна 0,0000001 = 1 · 10 -7 моль/дм 3 , или pH = 7.

По реакции среды (рН) почвы деляться на:

Реакция почвенных растворов может колебаться в широких пределах от pH = 3-3,5, характерная для сфагновых торфов и лесных подстилок сфагновых лесов до pH = 10-11 у солонцов.

Для большинства возделываемых сельскохозяйственных культур благоприятны почвы с нейтральной или близкой к нейтральной реакцией, однако значительные площади сельскохозяйственных угодий характеризуются неблагоприятной реакцией.

Источник