Кислотность щелочность буферность почв

Кислотность, щелочность и буферность почв

Характерным свойством почвы является ее реакция. Она проявляется при взаимодействии почвы с водой или растворами солей и зависит от соотношения свободных ионов Н + и ОН – в почвенном растворе. Кислотно-щелочные условия обусловлены типом почв, их подтиповыми, родовыми различиями и могут колебаться в широких пределах. Концентрация свободных ионов Н + выражается величиной рН, представляющей собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода: рН = 7 – нейтральная реакция; рН 7 – щелочная. Показатель рН почвенного раствора в различных почвах колеблется от 3,5 до 8-9 и выше. Наиболее кислая реакция у болотных почв верховых торфяников, у подзолистых и дерново-подзолистых почв рН меняется от 4 до 6, у черноземов реакция близка к нейтральной, наиболее щелочная реакция у солончаков, особенно содовых (рН от 8-9 и выше). Для сельскохозяйственных растений наиболее благоприятна слабокислая или слабощелочная реакция; наименее благоприятна сильнокислая и особенно сильнощелочная. В кислой среде преобладает грибная микрофлора, в нейтральной и слабощелочной – бактериальная.

Реакция почвы (кислотность, щелочность) в сильнейшей степени зависит от того, какие вещества поглощены ею. Если в ППК поглощены водород или алюминий, реакция будет кислой, если натрий – щелочной; почва, насыщенная кальцием, будет иметь нейтральную реакцию.

Кислотность почв связана с содержанием ионов водорода и выражается в способности почвы подкислять воду и растворы нейтральных солей. Для почвенного раствора характерна актуальная кислотность, для твердой фазы почвы – потенциальная. В почве сохраняется подвижное равновесие ионов водорода твердой фазы и почвенного раствора, но доминирует кислотность твердой фазы почвы.

Актуальная кислотность представляет собой концентрацию ионов H + в почвенном растворе и выражается величиной pH. Жизнь животных и растений может протекать при pH от 2,5-3 до 10-10,5. За пределами этих концентраций ионов водорода проявление жизни крайне ограничено. Величина pH является наиболее устойчивым генетическим показателем конкретной почвы. Варьирование pH в границах типичных значений составляет 5-10 %. Всякие изменения реакции среды приводят к резкой смене характера почвообразования. Антропогенные изменения актуальной кислотности происходят при окультуривании и деградации почв. Поэтому величина pH для всех почв является существенным диагностическим критерием.

Потенциальная кислотность обусловлена количеством обменных ионов H + и Al 3+ в составе почвенного поглощающего комплекса. Источником обменного иона H + являются органические кислоты, образующиеся при разложении и гумификации органических остатков, а также угольная кислота. Обменный Al 3+ вытесняется в раствор из кристаллической решетки глинистых минералов при взаимодействии с растворами солей. Выделяемые в раствор катионы H + и Al 3+ подкисляют его:

[ППК – ]H + + KCl ® [ППК – ]K + + HCl;

[ППК – ]Al 3+ + 3KCl ® [ППК – ]3K + + AlCl₃.

Образующаяся в растворе соль хлористого алюминия относится к категории гидролитически кислых солей и в водном растворе расщепляется на кислоту и основание:

Кислотность является резко отрицательным свойством почвы, так как она угнетает развитие большинства культурных растений, усиливает разрушение минералов почвы, вызывая оподзоливание последней. Кроме того, катионы алюминия в почвенном растворе токсичны для растений. Для устранения кислотности проводят известкование почвы:

Уменьшению кислотности способствует систематическое применение навоза, торфокомпостов в сочетании с агротехническими приемами окультуривания почв.

Щелочность почв представляет собой суммарное содержание в водной вытяжке карбонатных ионов и . Как и кислотность, различают щелочность актуальную и потенциальную. Актуальная обусловливается наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей (Na₂CO₃, NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂, MgCO₃ и др.), которые при диссоциации определяют преобладающую концентрацию гидроксил-ионов, например:

Эти соли увеличивают концентрацию ионов OH — в почвенном растворе, реакция pH становится щелочной.

Потенциальная щелочность обнаруживается у почв, содержащих поглощенный натрий. При взаимодействии такой почвы с угольной кислотой, находящейся в почвенном растворе, происходит накопление соды и подщелачивание раствора:

Щелочность угнетает развитие растений и микроорганизмов, усиливает пептизацию почвенных коллоидов и резко ухудшает физические свойства почвы. Избыточную щелочность устраняют гипсованием почвы: [ППК – ]2Na + + СaSO₄ « [ППК – ]Сa 2+ + Na₂SO₄.

Буферной способностью, или буферностью, называют способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора. Буферные свойства почвенного раствора связаны, главным образом, с буферностью твердой фазы почвы, с которой раствор находится в постоянном взаимодействии. Чем выше емкость поглощения почвы, тем больше ее буферная способность. Наиболее высокой буферной способностью характеризуются тяжелые хорошо гумусированные почвы.

Почвы с высокой степенью насыщенности основаниями (черноземы, каштановые, дерновые, перегнойно-карбонатные и др.) обладают высокой буферной способностью против подкисления, а не насыщенные основаниями почвы (подзолистые, красноземы и др.) – способностью против подщелачивания, так как все ионы натрия поглощаются в обмен на водород ППК.

для повышения буферности песчаных, супесчаных, дерново-подзолистых и других почв рекомендуется увеличивать емкость поглощения систематическим внесением больших норм органических удобрений.

Жидкая фаза почвы

Нормальное развитие растений и почвенных микроорганизмов невозможно без достаточного количества влаги. Вода является терморегулирующим фактором, обеспечивает протекание химических, физико-химических и биологических процессов, обусловливает физико-механические свойства почв, а также проявление некоторых негативных процессов (эрозия, вынос из верхних слоев питательных элементов).

Источник

Кислотность и щёлочность почвы. Буферность почвы.

Кислотность — важнейшая агрохимическая характеристика почвы и экологический фактор. Каждый тип почвы имеет свои характеристики. Повышенная кислотность почв ухудшает рост и развитие растений подавляет жизнедеятельность почвенных бактерий. Способствует развитию почвенных грибов. И болезнетворных микроорганизмов. Ухудшает физико-химические свойства почв. Каждому растительному сообществу свойственна своя почвенная кислотность.
При нейтральной реакции преобладает бактериальная микрофлора при кислой реакции грибковая. Для любой с/х культуры существуют свои оптимальные значение почвенной кислотности. Растения лучше переносят слабокислую почву чем слабощелочную среду.
Оптимальное значение почтенной кислотности для большинства культур от слабокислой до нейтральной. Реакция почвенной среды как любой среды естественно определяемся соотношением в ней водородных и гидроксильных ионов. Для характеристики реакции раствора пользуются величиной рН или так называемый водородный показатель. рН— это отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов. В классической химии нейтральной является рН = 7*10 -7 молей водорода. Для почв величина pН изменяется от 3 до 9,5
Соответственно максимальную кислотность имеют торфяники верховых болот.
Для почвы нейтральной является величина pН в приделах от 6,1 до 7.
В зависимости от величины pН выделяют следующие группы почв. 1)Сильнокислые 8,5

Выделяют два вида почвенной кислотности:

Актуальная (активная) это кислотность жидкой фазы почвы, то есть кислотность почвенного раствора. Определяется по водной вытяжке (pHH₂0). Обусловлена в почве наличием ионов водорода. Образуются благодаря наличия в почве органических и минеральных кислот которая образуется в результате химического выветривания горных пород, разложения органики (фульвокислот), жизнедеятельности почвенной микрофлоры. Таким образом актуальная кислотность это кислотность которая действует на данный момент в почве.

Потенциальная кислотность (возможная или скрытая). Это кислотность твёрдой фазы почвы. Она обусловлена наличием ионов водорода и алюминия находящихся на диффузном слое почвенных коллоидов.

Выделяют 2 вида потенциальной почвенной кислотности: обменнаяи гидролитическая.1. Обменная кислотностьопределяется по солевой вытяжке. Образуется при обработке почвы растворами нейтральных солей. Строгая эквивалентность в обмене. Обменная кислотность это рН по калий хлор. Обменная кислотность выше актуальной. Большинство минеральных удобрений способны к незначительному подкислению почвенного раствора

При систематическом внесении минеральных удобрений мы постепенно окислеяем почвы. Кислотность почвы — это фактор, определяющий естественное почвенное плодородия. Как элемент искусственного плодородие внесение извести карбоната кальция. Дозы извести зависят от отменной кислотности то есть по солевой вытяжке. А так же зависит от механического состава почвы. На тяжёлых почвах доза извести больше чем на лёгких. Это связано с большей емкостью катионного погращения у тяжёлых почв. При рН 5,5 и выше почва как правило не известкуется. Известкование почвы проводят раз в 5 лет. Почвы нечерноземной зоны прежде всего имеют кислую реакцию. 2. Гидролитическая кислотность образуется при обработке почвы щелочными солями, то есть солью слабой кислоты и сильного основания. Обмен происходит в эквивалентом порядке таким образом гидролитическая кислотность необходима для уточнения доз извести. Определяется она путём титрования. Поэтому обозначается не РН, а Н и моль на 100 гр почвы, т.е. через количество вещества. Таким образом, находящиеся в поглаженном состоянии ионы водорода и алюминия придают почвенному раствору кислую реакцию. Щёлочность почвы.Щелочную реакцию почвенному раствору придают находящиеся в поглаженном состоянии катионы натрия и калия. В почвенном воздухе содержание углекислого газа выше, чем в атмосфере. Взаимодействуя с почвенным раствором образуется почвенная кислота. Угольная кислота благодаря содержанию которой увеличивается щёлочностью почвы. При повышенной щёлочности в почву вносится гипс это сульфат кальция, т.е. гипсование.

Щелочную реакцию имеют почвы сухих степей, сухих субтропиков, тропических областей (полупустыни пустыни ). Буферность почвы— это способность почвы задерживать сдвиг реакции в сторону окисления или подщелачивания. Почвы с кислой реакцией обладают буферностью в сторону подщелачивания. Почвы с щелочной реакцией имеют буферность в сторону подкисления. Реакция почвенного раствора в разных типах почв мира зависит от коэффициента увлажнения таким образом распределения почвенной кислотности в почвах мира имеет строгую географическую закономерность: Ку>1-рН 1.

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 377 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Кислотность, щелочность и буферность почв

Реакция почвы зависит от соотношения в ней свободных ионов Н + и ОН — . Если в почвенном растворе концентрация этих ионов одинакова, то реакция будет нейтральной, при Н + >OH — – реакция кислая, а при Н >OH — – реакция щелочная.Реакцию почвенного раствовра выражают в единицах рН. рН – десятичный отрицательный логарифм концентрации ионов водорода в граммах на 1 литр раствора. Реакцию почвенного раствора определяют потенциометрически в водной или солевой вытяжке.

Реакция почвенного раствора некоторых почв представлена в таблице 4.

Кислотность почв – способность почвы подкислять почвенный раствор, обусловленная наличием в почве органических и минеральных кислот, кислых и гидролитически кислых солей, а также обменных ионов H + и Al 3+ .

Виды кислотности. Различают актуальную и потенциальную кислотность. В свою очередь, потенциальная кислотность подразделяется на обменную и гидролитическую.

Актуальная кислотность определяется значением рН почвенного раствора или водной вытяжки.

Потенциальная кислотность определяется ионами водорода и алюминия находящимися в твердой фазе почвы в поглощенном состоянии.

Таблица 4 – Уровни кислотности и щелочности почв

Обменная кислотность определяется количеством ионов алюминия и водорода в вытяжке, приготовленной с помощью гидролитически нейтральной соли (1н. KCl).

ППК ]Al 3+ , H + + 4KCl ↔ ППК]4К + + AlCl₃ + HCl

Образующийся хлористый алюминий это гидролитически кислая соль, поэтому в водном растворе она расщепляется на кислоту и основание.

Гидролитическая кислотностьобусловлена как обменными, так и прочносвязанными ионами H + и Al 3+ , извлекаемых с помощью гидролитически щелочной соли (1н. CH₃COONa).

ППК]Al 3+ , H + + 4CH₃COONa + 3H₂O → ППК]4Na + +

Гидролитическая кислотность всегда выше обменной, выражается в мг·экв/100г почвы. По ее величине определяют норму извести, необходимую для нейтрализации кислой реакции почв. Как правило, норма извести дополнительно корректируется в зависимости от степени насыщенности основания и гранулометрического состава почв.

Щелочность почв – способность почвы подщелачивать почвенный раствор. Также как и кислотность, щелочность угнетающе действует на растения и микроорганизмы, ухудшает агрофизические свойства почвы. Различают актуальную и потенциальную щелочность.

Актуальная щелочность зависит от содержания в почвенном растворе гидролитически щелочных солей (Na₂CO₃, NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂ и др.). При диссоциации этих солей в почвенном растворе образуются гидроксил ионы. Актуальная щелочность определяется значением pH водного раствора.

Потенциальная щелочностьпочв определяется содержанием обменного Na + , поскольку он может переходить в почвенный раствор и подщелачивать его. По содержанию обменного натрия определяют количество гипса для мелиорации солонцов и солонцеватых почв.

Большинство сельскохозяйственных культур предпочитают нейтральную и слабокислую реакцию среды. В целом растения лучше переносят кислотность, чем щелочность. Каждая сельскохозяйственная культура имеет свой оптимальный интервал рН. Пшеница лучше растет и развивается при pH 6,5-7,5. Кукуруза, свекла требуют нейтральной реакции. Картофель хорошо растет при кислой реакции среды (pH≈5,0). Лен лучше всего растет при слабокислой реакции. Рожь и овес малотребовательны к реакции почвы, но предпочитают рН 5,0-6,0. Чай и цитрусовые культуры предпочитают, кислую среду, а люцерна, донник, наоборот – щелочную (рН≈8,0).

Буферная способность почв – способность почвы противостоять изменению концентрации почвенного раствора. Чем больше коллоидов в почве, тем выше ее буферность. Тяжелые почвы с высоким содержанием гумуса обладают большой буферной способностью, легкие и малогумусные почвы наоборот слабобуферны.

Применение легкорастворимых минеральных удобрений возможно благодаря буферности почвы. В противном случае в зонах вокруг гранул удобрений создавались бы губительные для растений концентрации солей. В то же время буферность делает почву инертной, противостоящей усилиям человека, направленным на улучшение почвы. Поэтому зачастую фактические дозы химических мелиорантов и удобрений вносимых в почву значительно выше расчетных.

Дата добавления: 2015-05-21 ; просмотров: 3539 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник