Мероприятия по регулированию кислотности почв
Реакция почвы определяется наличием и соотношением в почвенном растворе водородных Н+ и гидроксильных ОН- ионов.
В дистиллированной воде концентрация ионов водорода и гидроксила, образующихся при слабой диссоциации, равна и ее реакция нейтральна. Когда концентрация ионов водорода выше, чем концентрация гидроксильных ионов, раствор приобретает кислую реакцию, при обратном соотношении – щелочную. Реакция почвенного раствора характеризуется рН – показателем концентрации водородных ионов, представляющий собой отрицательный логарифм активности водородный ионов растворе (при рН 7 реакция нейтральна, при рН>7 – щелочная, при рН
- химического состава,
- состава обменно-поглощенных катионов,
- наличия солей, органических и минеральных кислот,
- жизнедеятельности организмов.
Под кислотностью почвы понимают ее способность подкислять почвенный раствор, имеющимися в почве кислотами обменно-поглощенными катионами водорода, а также алюминия, способного при вытеснении из ППК образовывать гидролитически кислые соли. В зависимости от реакции почвенного раствора различают строго определенные уровни кислотности и щелочности:
- сильнокислая
- кислая 4.6 – 5,
- слабокислая 5.1 – 5.5,
- близкая к нейтральной 5,6 – 6,
- нейтральная 6,1 – 7,1,
- слабощелочная 7.2-7,5,
- щелочная 7.6 – 8,5,
- сильнощелочная >8,5.
В зависимости от того, в каком состоянии находятся в почве ионы Н и Al, кислотность может быть активной или актуальной и потенциальной.
Под активной (актуальной) понимают концентрацию свободных водородных ионов в почвенном растворе. Источником свободного Н в почвенном растворе могут быть растворимые органические кислоты, образующиеся после разложения органических остатков, и углекислота, при растворении углекислого газа в воде. Активная кислотность частично вызывается и десорбцией обменных ионов водорода поглощающим комплексом. Факторами активной кислотности в почве могут быть и некоторые минеральные соли Al и Fe. Известно, что соли слабых оснований и сильных кислот в водных растворах гидролитически расщепляются освобождая кислоту. Примером может служить хлористый Al , который при взаимодействии с водой расщепляется специальным образом:
Образующаяся соляная кислота придает раствору кислую реакцию. Это явление наблюдаются в почвах, ненасыщенных основаниями. В почвах, насыщенных основаниями, активной кислотности нет.
Потенциальная кислотность –обусловлена ионами Н и Al, находящиеся в поглощенном состоянии.
Потенциальная кислотность подразделяется на обменную и гидролитическую.
Обменная кислотность –та часть потенциальной кислотности, которая определяется при взаимодействии с почвой раствора гидролитически нейтральной соли КCl. При этом катион К вытесняет из ППК обменно – поглощенные катионы, среди которых H, Al, Fe подкисляют солевую вытяжку, образуя кислоту HCl.
Гидролитическая кислотность –это та часть потенциальной кислотности, которая определяется при взаимодействии с почвой раствора гидролитически щелочной соли СН3СООNa с рН 8,2. в этом случае катион Na вытесняет обменно-поглощенный Н, Al и другие катионы в процессе эквивалентного обмена. При этом щелочная реакция раствора соли уксуснокислого Na способствует более интенсивному вытеснению из ППК обменно-поглощенных катионов.
Аналогично почвенной кислотности различают актуальную и потенциальную щелочность почвы. Актуальная щелочность обусловлена содержанием в почве гидролитически щелочных солей, это преимущественно карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов: сода, поташ, гидрокарбонаты кальция и магния и др. Определяется актуальная щелочность значением рН водной вытяжки или путем титрования водной вытяжки кислотой с последующим выражением результатов в мг экв на 100 г почвы.
Потенциальная щелочность определяется содержанием обменно-поглощённого катиона натрия, который переходя в раствор подщелачивает его.
Кислую реакцию имеют подзолистые, дерново-подзолистые и болотные почвы; нейтральную – главным образом чернозёмы; щелочную – каштановые, серозёмы и солонцы.
Химический состав материала, из которого формируется почва, – определяющий фактор ее кислотности. Например, почвы, сформированные на известковых сланцах или известняке, имеют высокое изначальное значение рН. Для того чтобы они стали кислыми, нужно больше времени, чем для тех, которые образовались на гранитах и песчанике. Кроме того, на кислотно-щелочной баланс (рН) почвы влияет геологический возраст ландшафта – время, в течение которого из исходного материала формировалась почва. Чем длиннее период воздействия погодных условий и чем интенсивнее этот процесс, тем больше будет удалено из почвы исходного материала и, следовательно, будет ниже рН. Там, где годовой уровень осадков превышает годовую норму испарения и влага накапливается в почве, существует высокий потенциал выщелачивания растворимых солей и основных минералов вниз по профилю почвы, за пределы корневой зоны. Постепенно почва становится более кислой. Выщелачивание в процессе орошения может также стать причиной повышения кислотности почвы, в зависимости от интенсивности применения воды и ее щелочного баланса (рН)..
Почвы становятся кислыми вследствие вытеснения ионами водорода H+ катионов кальция, магния, натрия и калия. Процесс этот обратимый, pH почвы можно повысить внесением этих элементов. Но наиболее экономично использовать кальций. Кальций наиболее экономичен для повышения pH почвы, кроме того, он:
- является очень важным элементом питания растений,
- улучшает структуру почвы,
- делает ее рассыпчатой, гранулированной,
- стимулирует развитие полезных почвенных микроорганизмов, особенно бактерий обогащающих почву азотом.
Подобными свойствами обладает и магний, часто эти элементы используют вместе. Внесение кальциевомагниевых соединений приводит к значительному улучшению роста растений. Внесение кальция или кальциевомагниевых соединений с целью снижения кислотности называется известкованием. Известкование проводят с целью довести pH почвы до слабокислой (pH 6,5).
Материалы для известкования:
- гашеная известь — CaO. Перед использованием следует погасить, т.е. смочить водой до рассыпчатого состояния. В результате реакции образуется гашеная известь — пушенка. Содержат только кальций, и не содержат магния.
- молотый известняк (мука) — CaCO3, кроме кальция содержие до 10% карбоната магния MgCO3. Чем тоньше помол известняка, тем лучше. Один из наиболее подходящих материалов для раскисления почвы.
- доломитовый известняк (мука) содержит до 50% доломита (CaCO3 * MgCO3), не менее 13-23% карбоната магния. Один из лучших материалов для известкования почвы мел (в измельченном виде),
- мергель (илистый материал, в основном состоящий из карбоната кальция. Если имеет примесь земли, то норму внесения следует увеличить).
- мартеновский шлак (в измельченном виде),
- ракушечник (в измельченном виде).
Избыточно щелочные почвы промывают водой и вносят кислые удобрения — сернокислый аммоний.
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 CH + — 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
25.Реакция почвы и мероприятия по ее регулированию.
Различные почвы существенно отличаются друг от друга
по составу катионов, находящихся в обменном состоянии.
В составе почвенного поглощающего комплекса находятся
практически все катионы, необходимые для питания растений:
Общее содержание всех обменных катионов, кроме Н+ и
AI3+, называют суммой обменных оснований. В зависимости от
наличия в составе ППК ионов водорода и алюминия различают
почвы насыщенные (Н+ и AI3+ отсутствуют) и ненасыщенные
Наилучшие условия для питания растений создаются при
преобладании в составе ППК Са2+ и катионов, необходимых
для питания растений. Неблагоприятные условия возникают
при наличии в ППК значительных количеств обменных Н+ и
АI3+ (кислые и ненасыщенные основаниями почвы), а также
Na+, часто в сочетании с повышенным содержанием Мg2+ и
присутствием в почве свободных карбонатов щелочных и ще-
лочноземельных металлов (солонцы, щелочные почвы). Ионы
Н+ и АI3+, частично переходя в почвенный раствор, могут созда-
вать значительную кислотность.
Подкисление может быть существенным и рН почвенного
раствора снижается до 3,5 (на торфяно-болотных и болотно-
подзолистых почвах), что приводит к угнетению культурных
растений. Кроме того, в повышенных концентрациях, порядка 3
—7 мг на 100 г почвы, ион АI3+ токсичен для многих растений.
Повышенная щелочность, так же как и повышенная кис-
лотность, оказывает неблагоприятное влияние на состояние
растений, так как ионы Nа+ в поглощенном состоянии оказыва-
ют негативное влияние на физические и водно-физические
свойства почв вследствие пептизации почвенных коллоидов.
Кислотность почв — это способность почвы подкислять
почвенный раствор или растворы солей вследствие наличия в
составе ППК кислот, обменных ионов водорода и катионов, об-
разующих при их вытеснении гидролитически кислые соли
(преимущественно АI3+). Различают две формы кислотности:
актуальную и потенциальную.
Актуальной кислотностью называют кислотность поч-
венного раствора, определяемую значением рН почвенного
раствора или водной вытяжки. Величина ее зависит от количе-
ства органических и минеральных кислот в растворе. Опреде-
ляется она в водной вытяжке из почвы и измеряется величиной
Реакция почвенного раствора определяется концентраци-
ей находящихся в нем ионов водорода Н+ и гидрооксила ОН-.
При электрической диссоциации воды образуется равное коли-
чество ионов Н+ и ОН-. При этом концентрация ионов водорода
в чистой воде, имеющей нейтральную реакцию, равна 10-7 на
1 л Н+. Если в воде растворена кислота, то количество ионов во-
дорода в растворе увеличивается. Для упрощения обозначения
концентрации ионов водорода ее выражают символом рН,
представляющим собой отрицательный логарифм концентра-
ции ионов водорода. Связь между концентрацией ионов водо-
рода и величиной рН при этом следующая:
концентрация ионов водорода
(в г на 1 л раствора) ……10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9
рН………………… 3 4 5 6 7 8 9
Потенциальной кислотностью называют кислотность
почвы, проявляющуюся при взаимодействии ее с нейтральны-
ми или гидролитически щелочными солями. Эта форма кислот-
ности обусловлена ионами Н+ и AI3+, находящимися в погло-
щенном состоянии в ППК. Так как прочность связи водорода и
алюминия с ППК различна, то потенциальную кислотность
подразделяют на два вида — обменную и гидролитическую.
Обменная кислотность — это кислотность почвы, образу-
ющаяся при вытеснении ионов Н+ и АI3+ раствором нейтральной
соли (КСI, NaCI, BaCI2). В лаборатории она определяется одно-
нормальным (1 н.) раствором KCI (солевая вытяжка) и выража-
ется в мг-экв на 100 г почвы. В солевой вытяжке определяются
актуальная и обменная кислотность, поэтому рН солевой вы-
тяжки обычно ниже, чем рН водной вытяжки.
Схема вытеснения поглощенного водорода и алюминия
может быть представлена следующим образом:
В растворе образуется соляная кислота и хлористый алю-
миний — гидролитически кислая соль. Последний подвергает-
AICI3 + 3H2O = AIOH3+3HCI
с образованием гидроокиси алюминия и соляной кислоты. Та-
ким образом идет подкисление почвенного раствора ионами
алюминия. В этом случае необходимо отметить, что это рН со-
левой, а не водной вытяжки.
В зависимости от величины солевого рН почвы делят на
группы по степени кислотности: сильнокислые (рН 6,0).
Для производственных целей величину обменной кислот-
ности выражают обычно в рН солевой вытяжки. На основании
определения рН солевой вытяжки в образцах почвы, взятых с
различных частей поля (или разных полей), оформляются
картограммы кислотности. Для обозначения контуров почв с
различными величинами рН используют следующие цвета:
6,0 — синий. По величине рН солевой вы-
тяжки устанавливают степень нуждаемости почв в известкова-
нии и ориентировочную норму извести для устранения избы-
При обработке почвы 1 н. КСI из почвенного поглощаю-
щего комплекса переходят не все ионы водорода, часть их
прочно поглощена коллоидами почвы и нейтральными солями
не вытесняются. Их можно вытеснить при действии на почву
раствором гидролитически щелочной соли.
Гидролитическая кислотность — это кислотность раство-
ра, создающаяся при взаимосвязи почвы с гидролитически ще-
лочной солью (соль сильного основания и слабой кислоты).
В основном при определении гидролитической кислотности
пользуются 1 н. раствором гидролитически щелочной соли
(уксуснокислого натрия — СН3СООNа).
С гидролитической кислотностью приходится встречаться
чаще, чем с обменной, она свойственна большинству почв,
даже черноземам. Эта кислотность включает менее подвижную
часть поглощенных ионов Н+, труднее обменивающихся на ка-
тионы почвенного раствора.
При обработке почвы раствором уксуснокислого натрия
в раствор переходят все содержащиеся в почве ионы водорода
(и алюминия), то есть определяется сумма всех видов кислот-
ности (актуальная, обменная и гидролитическая). Для того что-
бы определить величину собственно гидролитической кислот-
ности, необходимо из общего показателя вычесть величину об-
менной кислотности. Обычно это в производстве не делают
и термином «гидролитическая кислотность» обозначают об-
щую кислотность почвы, выражая ее в мг-экв на 100 г почвы.
Источники кислотности. Источники кислотности почвы —
фульвокислоты, образующиеся при разложении растительных
остатков, поэтому любые условия, способствующие образова-
нию фульвокислот, увеличивают кислотность почв. В есте-
ственных условиях большое количество их образуется при раз-
ложении хвойной и моховой растительности, поэтому величина
кислотности в почвах хвойных лесов всегда выше (при одина-
ковых других условиях), чем в почвах лиственных лесов и лу-
гов. В пахотных почвах значительное количество фульвокислот
синтезируется тогда, когда разложение растительных остатков
(пожнивных или корневых) происходит в условиях избыточно-
го увлажнения и обедненности почвы кальцием и магнием.
Поэтому плохо дренированные почвы, содержащие мало каль-
ция и магния, имеют более высокую кислотность по сравнению
с нормально увлажненными и обогащенными основаниями.
Источником фульвокислот в почве служит также угольная
кислота, образующаяся при растворении СО2 в воде.
На пашне эффективным источником кислотности почв яв-
ляются вносимые в них физиологически кислые минеральные
удобрения — КСI, (NH4)2 SO4 и другие. При внесении таких
удобрений анионная группа, не усваиваемая растениями, взаи-
модействует с водородом и образует свободную минеральную
Основной способ снижения кислотности — известкова-
ние. При известковании почва насыщается кальцием, а образу-
ющаяся угольная кислота распадается на СО2 и Н2О.
При проведении известкования очень важно установить
оптимальную норму извести в соответствии с особенностями
почвы и возделываемых растений. Количество извести, необхо-
димое для уменьшения повышенной кислотности пахотного
слоя почвы до слабокислой реакции, благоприятной для
большинства культур и полезных микроорганизмов, называется
Полную норму извести определяют по гидролитической
кислотности: CaCO3=Hr · 1,5. Указанный коэффициент 1,5 по-
лучается в результате следующих расчетов. Для нейтрализации
1 мг-экв кислотности (ионов Н) на 100 г почвы требуется 1 мг-
экв, или 50 мг CaCO3, а на 1 кг — 500 мг CaCO3, умножив эту
величину на массу пахотного слоя одного гектара почвы (3 000
000 кг) и разделив на 1 000 000 000 (для пересчета миллиграм-
(500 · 3 000 000) : 1 000 000 000.
Щелочность почвы. Щелочностью почвы называют
способность ее подщелачивать воду и растворы нейтральных
солей. Различают актуальную и потенциальную.
Актуальная щелочность определяется содержанием в
почвенном растворе или водной вытяжке гидролитически ще-
лочных солей, преимущественно карбонатов и гидрокарбо-
натов щелочных и щелочноземельных металлов (Na2CO3,
NaHCO3, Ca(HCO3)2). Актуальная щелочность может опреде-
ляться значением рН водной вытяжки, а также титрованием
водной вытяжки кислотой и оцениваться в мг-экв на 100 г
почвы.Потенциальной называют щелочность, которая обнаружи-
вается в почвах, содержащих поглощенный натрий. При взаи-
модействии такой почвы с угольной кислотой, находящейся в
почвенном растворе, происходит реакция замещения, в ре-
зультате чего накапливается сода, а раствор подщелачивается:
ППК Na +Н2СО3=ППК Н + Na2СО3
Заметную щелочность почвы вызывает углекислый каль-
ций, который при взаимодействии с водой в присутствии угле-
кислого газа образует бикарбонат кальция:
СаСО3 + Н2О + СО2 = Са(НСО3)2.
Величина рН в этом случае может достигать 8—8,5.
К почвам со щелочной реакцией относят те, у которых ве-
личина рН водной вытяжки превышает 7. В зависимости от ве-
личины рН почвы подразделяют на слабощелочные (рН водной
вытяжки 7,1—7,5), щелочные (рН 7,6—8,5) и сильно щелочные
Источник