Классификация почв по степени кислотности

Группировка почв по степени кислотности

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 (Нг) – дает более полное представление о потенциальной кислотности почв, т. к. замещение Н+ и Al3+ в ППК производится при воздействии на почву 1 н. раствором гидролитически щелочной соли ацетата натрия CH3COONa с рН 8,2. Выражается в ммоль/100 г почвы.

(ППК) + 4CH3COONa + 3H2O → (ППК)4Na + Al(OH)3↓ + 4CH3COOH

Кроме расчета доз извести, гидролитическую кислотность используют также при вычислении показателя, получившего название степени насыщенности почвы основаниями.

Оценку потенциальной кислотности почв производят по величине гидролитической кислотности (табл. 14)

Степень кислотности почвы по величине НГ

Устранение вредной кислотности почв осуществляется известкованием – внесением в почву извести Са(ОН)2, карбоната кальция СаСО3 и некоторых других известковых материалов.

(ППК) +2СаСО3 + 3H2O → (ППК) + Al(OH)3 + H2CO3 (CO2 + H2O)

Щелочность почв связана с избытком ионов ОН–. Эти ионы образуются при выветривании алюмосиликатов почвообразующей породы, но в большей степени – при наличии в почве гидролитически щелочных солей (Na2CO3, NaHCO3, Ca(HCO3)2) и ионов Na+ в ППК. Подщелачивание почв возможно также вследствие выпадения щелочной пыли из атмосферы, загрязняемой предприятиями стройиндустрии. Различают актуальную и потенциальную щелочность.

А к т у а л ь н а я щ е л о ч н о с т ь определяется содержанием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей, преимущественно карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Актуальная щелочность может определяться значением рН водной вытяжки.

П о т е н ц и а л ь н а я щ е л о ч н о с т ь почв определяется содержанием обменного Na+, переходя в почвенный раствор, он подщелачивает его.

Оценку щелочности почв производят по значениям рН водной вытяжки (табл. 15)

Источник

Вопрос 32. Кислотность почв, её виды, расчёт доз извести.

Состав поглощенных ионов определяет многие свойства почв, например, кислотность и щелочность. Различают следующие формы или виды почвенной ки­слотности: актуальная кислотность; потенциальная кислот­ность, которая подразделяется на обменную и гидролитическую кислотность.

Актуальная кислотность. Эта форма кислотности наиболее про­ста для понимания; так называют кислотность почвенного раство­ра, обусловленную растворенными в нем компонентами. На практике редко измеряют рН почвенного раствора. Вместо этого анализируют водные вытяжки или водные суспензии почв. Согласно решению, II Международного конгресса почвоведов, вод­ные вытяжки и суспензии для измерения рН готовят при отноше­нии почва: вода, равном 1: 2,5. Для торфянистых почв и торфов это отношение расширяют до 1: 25.

Степень кислотности почвенных растворов, вытяжек и суспен­зий оценивают величиной рН, количество кислотности — по со­держанию титруемых щелочью веществ, обладающих кислотными свойствами.

Кислотность почвенных растворов обусловлена присутствием свободных органических кислот или других органических соедине­ний, содержащих кислые функциональные группы, свободных ми­неральных кислот (главным образом угольной кислоты), а также других компонентов, проявляющих кислотные свойства. В числе последних наибольшее влияние оказывают ионы А1 3+ и Ре 3+ , при­чем их кислотные свойства соизмеримы с кислотными свойствами таких кислот, как угольная и уксусная.

По данным И.Н. Скрынниковой, в кислых почвенных раство­рах дерново-подзолистых почв содержатся:

• свободные нелетучие органические кислоты;

• соли сильных оснований и слабых органических кислот;

• свободный СО₂ и соли угольной кислоты;

• аммонийные соли слабых органических кислот. Сочетание этих компонентов в почвенных растворах обуслов­ливает значение рН в интервале 4,2—6,8.

По степени кислотности почвы подразделяются на очень сильнокислые (рН ниже 4,0), сильнокислые (4,1—4,5), кислые (4,6—5,2), слабокислые (5,3—6,4), нейтральные и близкие к нейтральным (6,5—7,4) и щелочные (свыше 7,5). Почвенная кислотность неблагоприятна для жизнедеятельности растений и микроорганизмов, поэтому для ее устранения применяют известкование почв. При внесении извести в почву поглощенный водород замещается кальцием. Дозы извести: т/га = 1,5Н. Также в качестве сырья вносят мергель, долонит, мел.

Способность почвы подкислять почвенный раствор обусловлена наличием в почве кислот, гидролитически кислых солей, а также поглощенных ионов водорода и алюминия.

Кислотность почвы вызывается ионами водорода. В зависимости от того, в каком состоянии ионы водорода находятся в почве, кислотность может быть активной (актуальной) и потенциальной.

Активная (актуальная) кислотность зависит от концентрации свободных ионов водорода в почвенном растворе. Их источником являются органические кислоты, образующиеся при разложении растительных остатков, и угольная кислота, появляющаяся в почве при растворении диоксида углерода в воде.

Кислую реакцию имеют подзолистые, дерново-подзолистые и болотные почвы, нейтральную – черноземы, щелочную – каштановые почвы, сероземы и солонцы.

Для определения активной кислотности почву заливаю дистиллированной водой, взбалтывают, фильтруют и в полученном растворе с помощью индикатора рН-метра определяют рН.

Потенциальная кислотность подразделяется на обменную и гидролитическую. Она обусловлена содержанием ионов водорода и алюминия, находящихся в поглощенном состоянии.

Обменная кислотность обусловлена содержанием поглощенных ионов водорода, которые могут быть вытеснены из ППК раствором нейтральной соли КСl. Также её создают поглощенные ионы алюминия, которые вытесняются из ППК катионами нейтральной соли и переходят в раствор. Обменная кислотность сильно выражена в кислых подзолистых и дерново-подзолистых почвах, а в нейтральных и щелочных почвах она не проявляется.

Гидролитическая кислотность зависит от содержания как обменных, так и прочносвязанных ионов водорода. Для определения гидролитической кислотности почву обрабатывают ацетатом натрия.

ДОЗА ИЗВЕСТИ=1.5Н_Г, H_г-гидролитическая кислотность(сумма ионов водорода)

Виды сырья для понижения кислотности — катионы кальция магния повышают плодородие почв, нейтрализуют кислую реакцию и создают цельную структуру. Катионы водорода разрушают структуру и повышают кислотность почв. Катиона натрия повышают щелочность.

Применение половинных доз извести (0,5 Н_г) обеспечивает в первой ротации севооборота прибавку урожая примерно 70% от полной дозы, а во второй ротации — 40-50%. Внесение более высоких доз извести (>1,0 Н_г) неэффективно, поскольку прибавки урожая незначительны, а затраты и потери кальция из почвы вследствие вымывания осадками возрастают. Полную дозу извести определяют по величине гидролитической кислотности:

Д = (Н_г ∙ Э_м ∙ 10 ∙ 3 000 000)/1 000 000 000 = (Н_г ∙ Э_м ∙ 3)/100, где: Д — доза извести, т/га; Н_г — гидролитическая кислотность по Каппену, мг-экв/100 г почвы; Э_м — эквивалентная масса известкового удобрения; 10 — коэффициент для пересчета Н_г в мг-экв/кг почвы; 3000000 — масса 1 га пахотного слоя почвы, кг; 1 000 000 000 — коэффициент пересчета мг в тонны.

Если в качестве известкового удобрения используется СаСО₃ , то формула приобретает вид: СаСО₃, т/га = 1,5 Н_г.

Дозы извести можно также рассчитать по формуле: Д = 0,05 ∙ Н_г ∙ d ∙ h, где Д — доза СаСО₃, т/га; Н_г — гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г почвы; d-объемная масса почвы, г/см 3 ; h — глубина пахотного слоя, см.

Метод определения доз извести по гидролитической кислотности принят в РФ и многих других странах в качестве основного (стандартного) для дерново-подзолистых, серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных и черноземов. В производственных условиях дозы извести часто устанавливают, пользуясь справочными таблицами, по рН солевой вытяжки (1 н. KCl) и гранулометрическому составу почвы.

В отличие от минеральных почв, торфяно-болотные почвы имеют обычно высокую потенциальную кислотность, однако они практически не содержат в ППК обменный алюминий. Их кислотность обусловлена в основном ионами водорода, поэтому, несмотря на большую величину гидролитической кислотности, она менее токсична для растений. Эти почвы обладают большой буферной способностью и при рН_KCl более 5,2 в известковании не нуждаются.

В севооборотах, в структуре которых преобладают культуры слабо чувствительные к кислотности почвы (картофель, лен, рожь, овес, козлятник, люпин, сераделла и другие) не требуется полное устранение кислотности. В таких севооборотах необходимо поддерживать оптимальную для культур слабокислую реакцию (рН_KCl) почвы. Дозы СаСО₃ для достижения заданного уровня реакции почвы рассчитывают по формуле Д = 10 dpH∙M, где Д — доза СаСО₃, т/га; dpН — планируемый сдвиг рН; 10 — коэффициент; М — норма расхода СаСО₃, т/га для сдвига рН на 0,1. Затраты (нормативы) СаСО₃ для доведения кислотности почвы до заданного значения.

При возделывании в севооборотах люцерны, сахарной и кормовой свеклы, капусты и других культур, относящихся к первой группе, почву известкуют при Н_г выше 2 мг-экв и степени насыщенности основаниями менее 90%. Дозы извести для этих почв устанавливают по величине гидролитической кислотности.

При определении необходимости известкования почвы следует учитывать не только гидролитическую кислотность и степень насыщенности основаниями, но и активность Н+ почвенного раствора, поскольку непосредственное негативное воздействие на сельскохозяйственные культуры оказывает не общее количество ионов водорода в ППК, а концентрация (активность) ионов водорода.

Известковые удобрения (известняковая и доломитовая мука, металлургические шлаки и др.) существенно различается по химическому составу, тонине помола и механическим примесям, поэтому их действие оценивают по нейтрализующей способности. Нейтрализующее действие известковых удобрений зависит от содержания в них карбонатов (СаСО₃ и МgСО₃), механических примесей, влаги, размера частиц (тонины помола) и их прочности. Для агрохимической оценки качества известковых удобрений определяют «активно действующее вещество» (АДВ) по формуле (%): АВД = (Х ∙ (100 — Н) ∙ (100 — Х1)) / (100 ∙ 100), где Х — суммарная массовая доля карбоната кальция и магния; Н — содержание недеятельной фракции извести — для металлургических шлаков, известняковой и доломитовой муки частиц крупнее 1 мм, для меловой муки — крупнее 3 мм; Х₁ — массовая доля влаги, %. Доза известкового удобрения в физической массе рассчитывается по следующей формуле: Д_ф = (Др ∙ 100)/АВД, т/га, где Д_ф — доза известкового удобрения в физической массе, т/га; Д_р — доза рассчитанная на 100% содержание карбонатов; АДВ — содержание активно действующего вещества, %; 100 — коэффициент.

Источник

Как определить кислотность почвы

Кислотность почвы или кислотность земли — характеристика, которая обусловлена присутствием катионов водорода и обменного водорода в почвенном растворе и катионов алюминия в почвенном поглощающем комплексе. Как самостоятельно проверить кислотность почвы на даче читайте во второй части статьи.

Почвенный поглощающий комплекс (ППК) — это совокупность свойств почвы, которая позволяет ей как губке «впитывать» и выделять обратно катионы и анионы, а также органические и другие вещества. Проверка состава ППК позволяет спрогнозировать поведение почвы в долгосрочной перспективе

Выделяют 3 типа этого параметра.

Актуальная кислотность (pH_водный) — это активность катионов водорода почвенной влаги, которая выражается в единицах pH. Реакция будет щелочной, если концентрация гидроксильной группы (OH – ) больше концентрации катионов водорода (H + ) по сравнению с чистой нейтральной водой, и кислой — если наоборот. Таким образом, при pH 8 — щелочной.

Чтобы определить актуальную кислотность плодородного слоя, готовят водную вытяжку с соотношением «сухое вещество : вода» равным 1:2,5 для минеральных грунтов (с содержанием органического вещества менее 10% по массе) и 1:25 для — торфяных (органогенных). Для Московского региона характерны подзол и подзолистые почвы с кислой реакцией среды (3÷5 ед. pH). При движении на юг значение параметра, как правило, увеличивается.

Обменная кислотность (pH_KCl) обусловлена наличием поглощённых с возможностью обратной отдачи катионов водорода и алюминия, которые вытесняются в жидкую фазу нейтральными солями (в основном хлоридом калия KCl).

Ионы водорода и алюминия, которые перешли из связанного состояния в растворённое, вредны для культивируемых сортов растений, поэтому этот параметр строго контролируют. Определение pH_KCl позволяет классифицировать субстрат по этому параметру.

Таблица 1 — Классификация почв по степени кислотности (Кидин В.В.)

pH_KCl определяют в суспензии (нефильтрованной вытяжке) приготовленной при добавлении к навеске материала одномолярного раствора хлорида калия. Соотношение «сухое вещество : растворитель» такое же, как при определении актуальной кислотности. Как правило pH_KCl меньше pH_водный, и по разнице между ними косвенно судят о насыщенности ППК ионами водорода.

При использовании метода титрования суспензии препаратом сильной щелочи и раздельным определением водорода и алюминия результат выражают в мг-экв / 100 г материала. Этот метод считается более точным и информативным.

Гидролитическая (полная) кислотность (H_Г) — определяется при добавлении к почвенному материалу одномолярного раствора ацетата натрия в дистиллированной воде. Реакция среды раствора приобретает значение в диапазоне 8,3–8,4 ед. pH в результате гидролиза соли. Применение этого реагента позволяет вытеснить из ППК все элементы, ответственные за pH_KCl и H_Г.

По величине H_Г определяют дозу извести, необходимую для нейтрализации, и принимают решение об использовании фосфоритной муки. Соотношение «сухое вещество : растворитель» — как в предыдущем пункте.

Полученное значение pH суспензии пересчитывают в H_Г при помощи специальной таблицы. Результат измеряется в мг-экв / 100 г субстрата.

Также возможно потенциометрическое определение H_Г и применение титрования. Эти методы считаются более точными.

Повышенное значение H_Г говорит о возможном негативном воздействии на растения. С одной стороны, снижается доступность микроэлементов и элементов питания, с другой стороны, повышается токсичность веществ, которые ранее не были токсичны: в частности, алюминия, бора, марганца.

Определение H_Г позволяет выбрать мелиоративные мероприятия, такие как внесение извести и доломитовой муки, и точно рассчитать необходимую дозу мелиоранта. Также на основании полученных данных принимают решение о применении физиологически нейтральных, кислых или щелочных удобрений.

Как определить кислотность почвы в домашних условиях

• весы кухонные электронные;
• одноразовые пластиковые стаканы объёмом 100 мл;
• универсальная индикаторная бумага (диапазон измерения — не менее 2–12 ед. pH);
• 6 г поваренной соли;
• 200 мл воды (желательно дистиллированной);
• 40 г высушенного грунта, который Вы хотите проанализировать.

Подготовка образцов: в первую очередь необходимо отобрать плодородный слой земли на Вашем участке согласно инструкции. 50–70 г влажного материала (горсть земли) нужно разместить в хорошо проветриваемом помещении при комнатной температуре на лист бумаги (газеты) и сушить 2–3 дня. Не допускается использование температуры выше 105 °С для высушивания образов.

Для анализа допускается использовать только хорошо просушенный материал.

Взятие навесок: возьмите одноразовый стакан и поставьте его на весы. Обнулите. После мелкими порциями добавьте почву до достижения массы 20 г. Проделайте процедуру дважды (нужно получить два сосуда с навесками).

Приготовление реагентов: Вам понадобится приготовить 50 мл раствора поваренной соли для последующего определения pH_KCl. Для этого в стакан вместимостью 100 мл добавьте 6 граммов поваренной соли (мы будем использовать её вместо KCl). После добавления соли, не снимая сосуд с весов, обнулите весы и очень аккуратно добавьте 50 г воды. Помешайте до полного растворения соли. Реагент для определения pH_KCl готов. Для определения pH_водный добавьте в пустую тару 50 г воды, соль добавлять не нужно.

Приготовление суспензий: в стакан с навеской добавьте приготовленный раствор поваренной соли, тщательно перемешайте до однородности. Оставьте сосуд до оседания взвеси на дне и образования более-менее прозрачного слоя жидкости.

В другой стакан с навеской добавьте ранее отмеренные 50 г воды без соли. Дальнейшие действия аналогичны описанным в пункте выше.

Измерение уровня pH: приготовьте две полоски универсальной индикаторной бумаги. Опустите по одной полоске в каждый сосуд не более, чем на 1 с. Старайтесь не касаться осадка. Полоски изменят цвет. Сравните цвет со стандартной шкалой согласно инструкции к универсальной индикаторной бумаге. Запишите полученные значения. Не перепутайте значения: результаты измерения pH в таре с соляным реагентом — pH_KCl, с чистой водой — актуальная кислотность.

Интерпретация результатов: используя таблицу 1, узнайте, к какому классу относится Ваша почва. Для этого определите, в каком диапазоне находится pH_KCl. Как правило, о регулировании этого свойства плодородного слоя стоит думать, если результаты меньше 5,0 ед. pH.

Теперь вычтите из значения pH_водный значение pH_KCl. Если разница составляет больше 2 ед. pH, стоит задуматься о добавлении извести в грунт.

Результаты мелиорации (добавления извести) оцените при помощи повторного анализа: если результаты определения стали больше (pH увеличился) и разница между ними сократилась, Вы добились успеха!

Расчёт дозы извести: для того, чтобы рассчитать дозу карбоната кальция (CaCO₃), необходимо провести расчёт по следующей формуле:

Чтобы точно определить все три вида кислотности, обратитесь в Испытательный центр МГУ. Эти параметры входят в анализ почвы на плодородие. В дополнение к достоверным лабораторным результатам Вы получите консультацию и рекомендации по улучшению состояния грунта.

Требования растений к кислотности грунта и правила раскисления

Концепция экологических ниш гласит, что живые организмы стремились эволюционировать таким образом, чтобы занять в природе место, недоступное другим видам. Растения — не исключение, поэтому у всех видов разные требования к реакции среды, которые нужно знать для повышения урожайности.

Таблица 2 — Отношение культур к свойствам пахотного слоя

Проще выращивать культуры с широким диапазоном pH_KCl, так как их нормальный рост и развитие не требуют известкования, то есть раскисления.

Поскольку овощеводство распространено в нашей зоне в большей степени, приведём также таблицу оптимальных значений для овощных культур. Она поможет определить, какие растения можно сажать на Вашем участке без предварительной подготовки, а также к какому значению pH_KCl нужно привести плодородный слой, чтобы выращивать желаемую культуру.

Таблица 3 — Требования овощных культур

Таким образом, все культуры можно поделить на группы, которые возможно выращивать совместно на земле с определённым уровнем кислотности: вместе можно выращивать картофель, брюкву, щавель, а вот сельдерей и подсолнечник рядом лучше не выращивать.

Если Вы хотите растить культуры, которые требуют разных диапазонов, нужно разметить свой огород на участки. Отталкиваясь от базовой кислотности, которую Вы можете определить самостоятельно по методике, описанной выше, рассчитайте дозы извести, необходимые для раскисления земли. Чтобы ничего не забыть, ограничьте площадки и сохраните информацию о дозе извести, которую вы на них внесли. Также для каждой площадки можно составить перечень культур, которые на ней будут хорошо расти.

Использованная литература:

1. Минеев В. Г. и др. Практикум по агрохимии. — ФГБОУ ВО МГУ им. М.В. Ломоносова (Издательский Дом (Типография), 2001.
2. Кидин В. В. и др. Практикум по агрохимии. — Москва: Колосс, 2008.

Источник