Определение реакции среды почв

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

Реакция почвы

Агрохимические свойства характеризуют ППК: реакция почвы (рНН2О – актуальная, рНKCl – обменная, Н – гидролитическая (мг•экв на 100 г почвы), сумма обменных оснований (S, мг•экв на 100 г почвы), емкость поглощения (Е, мг•экв на 100 г почвы), степень насыщенности основаниями (V, %), гумус (%), подвижный фосфор, обменный калий (мг•экв на 100 г почвы).

Реакция почвы обычно проявляется при взаимодействии ее с водой или растворами солей. Почвы могут иметь кислую, нейтральную или щелочную реакцию в зависимости от соотношения концентраций иона водорода (H+) и гидроксида (ОН-). Реакция кислая, если в почве преобладают ионы Н+, и щелочная – если в почве больше ионов ОН-. При равенстве концентраций H+ и ОН- реакция почвы нейтральная. Кислая реакция устанавливается в тех условиях, где осадки преобладают над испарением (леса, тундра), нейтральная – количество осадков и испарение уравновешены (степи луговые, саванны типичные); щелочная – когда испарение преобладает над осадками как в пустынях.

Реакцию раствора обычно определяют по условной величине рН (отрицательный логарифм концентрации H+). Шкала рН имеет значение от 1 до 14. При рН 7 – реакция почвенного раствора нейтральная, ниже 7 – кислая, больше 7 – щелочная.

Различные типы почв имеют и различную реакцию. Ее показатели, (рН) могут колебаться от 3,5 до 9 и выше. Наиболее кислую реакцию имеют верховые торфяники. Кислой реакцией характеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Для черноземов свойственна нейтральная реакция, для каштановых почв, солонцов – щелочная.

Сельскохозяйственные растения предъявляют разные требования к реакции почвы – наиболее благоприятными для большинства культур являются слабокислые или слабощелочные почвы. Нейтрализуют кислую реакцию внесением в почву известняков (СаСО3), а щелочную – внесением гипса (СаSО4). Максимальное количество ионов водорода устанавливается при определении гидролитической кислотности (Н).

С реакцией почв тесно связана и жизнедеятельность почвенных opганизмов. В кислой среде распространена грибная микрофлора. Для бактерий предпочтительной реакцией является реакция, близкая к нейтральной. Таким образом, реакцию почв можно рассматривать как важный экологический признак.

Кислотность почв – свойство почвы, обусловленное содержанием в почвенном растворе Н-ионов, а также обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе.

Существуют разные источники кислотности почвы. Одной из наиболее распространенных минеральных кислот является угольная кислота, образующаяся при растворении углекислого газа. Значительное подкисление почвенного раствора могут вызвать ненасыщенные катионами гуминовые и фульвокислоты. Последние образуются при разложении остатков хвойной и моховой растительности.

В результате жизнедеятельности грибов и бактерий, разложения растительного опада, выделенные корнями и насекомыми в почве могут присутствовать свободные органические кислоты типа уксусной, щавелевой, лимонной.

В некоторых случаях при выветривании горных пород и минералов могут образовываться и сильные минеральные кислоты – соляная, серная. Существенным источником кислотности могут быть вносимые физиологически кислые удобрения – (NH4)2SO4, KC1 и др.

Повышенная кислотность – явление вредное для растений и полезной микрофлоры. В кислых почвах усложняется поступление кальция в растения, сосуды корневых волосков закупориваются, угнетается деятельность нитрификаторов, азотофиксаторов. Избыточная кислотность увеличивает до токсичных количеств содержание в почве подвижных алюминия и марганца. Кислые почвы бесструктурные, с неудовлетворительными водно-воздушными свойствами. Около 50% почв таежно-лесной зоны имеют избыточную кислотность. Кислотность почв необходимо изучать и регулировать.

Различают две формы почвенной кислотности – актуальную и потенциальную.

Актуальная (активная) кислотность почвы обусловлена наличием водородных ионов (протонов) в почвенном растворе. Определяется обычно при взаимодействии почвы с дистиллированной водой и выражается показателем рНH2O. Показатель актуальной кислотности очень динамичен, нестабилен, зависит от многочисленных реакций, постоянно совершающихся в почве.

Потенциальная кислотность (скрытая, пассивная) обнаруживается при взаимодействии почвы с растворами солей. Природа ее сложная. Носителями потенциальной кислотности являются обменные катионы водорода (H+), алюминия (А13+) почвенных коллоидов.

В зависимости от соли, используемой для выявления потенциальной кислотности, ее подразделяют на обменную и гидролитическую.

Обменная кислотность – та часть потенциальной кислотности, которая обнаруживается при вытеснении из почвы ионов H+ и А13+ растворами нейтральной соли. Обычно для определения обменной кислотности почв используют 1н. раствор КС1 (рН

6,0):
[ППК-]H++ КСl → [ППК-]К+ + НС1;
[ППК-]А13+ + ЗКС1 → [ППК-]ЗК+ + A1C13.

А1С13 – соль слабого основания и сильной кислоты. Гидролитически распадаясь образует соляную кислоту и гидрооксид алюминия:
А1С13+ ЗН2О →А1 (ОН)3 + ЗНС1.
Образующаяся в растворе кислота оттитровывается – кислотность тогда выражается в мг•экв /100 г, либо определяется величиной рН раствора – рНKCl.

В зависимости от величины рН солевой вытяжки почвы подразделяются на следующие группы: сильнокислые (рН 80%) не нуждаются в известковании, а при V – менее 50%, имеют высокую необходимость в нем.

Известкование – основной прием повышения продуктивности кислых почв. При известковании внесенный СаСО3 (при наличии углекислоты) переходит в растворимый Са(НСОз)2 и взаимодействует с почвой по следующей схеме:
[ППК-]2H++ Са(НСО3)2 →[ППК-]Са2++ 2Н2О + 2СО2.

Дозу извести обычно рассчитывают по гидролитической кислотности: Н•1,5 = т СаСОз на 1 га, то есть 1 мг•экв гидролитической кислотности на 100 г почвы требуется для нейтрализации 1,5т СаСО3 на 1 га.

Дозу СаСО3 для известкования кислых почв можно определить и по обменной кислотности – в зависимости от величины рНКCl и механического состава почвы доза извести может изменяться от 2,0 до 6,0 т СаСО3 на 1 га; при рНКCl 5,6 и выше почвы не известкуют.

Щелочность почв – способность их подщелачивать воду и растворы нейтральных солей. Связана с присутствием в почве гидролитически щелочных солей – Na2CO3, NaHC03, Са(Н2СО3)2 и других, создающих при диссоциации повышенную концентрацию ОН-ионов:
Na2CO3 + 2HOH→ H2CO3 + 2Na + 2ОH-.

Различают активную и потенциальную щелочность почвы. Первая связана с наличием гидролитически щелочных солей в почвенном растворе. Потенциальная щелочность обусловлена обменно поглощенным Na.

Щелочная реакция угнетает деятельность микроорганизмов, ухудшает структуру и физические свойства почвы, режим питания растений.

Ликвидируют избыточную щелочность гипсованием:
[ППК-]2Na + CaSO4→ [ППК-]Ca2 + Na2SO4.
Образующийся сернокислый натрий может быть вымыт из почвы при выпадении атмосферных осадков или при поливе.

Буферность почв – способность противостоять резкому изменению реакции почвенного раствора при введении в почву кислот и щелочей или их солей. Обусловлена наличием в почве буферных систем, представленных обычно слабыми кислотами (органические, угольная) и их солями.

Против подщелачивания буферное воздействие оказывают слабые кислоты, а против подкисления – слабые кислоты и их соли:
СНзСОО- + H++ CH3COO- + Na+ + Н+ + Сl- = СН3СООН + NaCl
диссоциация диссоциация диссоциация диссоциация
слабая сильная сильная слабая

Против подкисления также сильное воздействие оказывают поглощенные основания, особенно кальций.

Высокой буферностью обычно отличаются суглинистые и глинистые почвы, обогащенные гумусовыми веществами. Низкая буферность характерна для песчаных бедных гумусом почв. Эту особенность необходимо учитывать при определении доз удобрений, извести.

Источник

Показатель pH почвы (как определить кислотность почвы)

Большинство растений предпочитают слабокислые и нейтральные почвы. Но если грунт сильнокислый или щелочной, выращивать на нем даже неприхотливые растения сложно. Для определения кислой, нейтральной или щелочной среды почвы используют показатель pH.

Содержание

Показатель pH — специальный показатель, отражающий кислотно-щелочной баланс почвы. В этом материале даны понятия что такое показатель pH, какие типы почвы (от слабокислой до сильнощелочной) соответствуют численным значениям показателя рН, а также способы для его определения или измерения.

ЧТО такое показатель pH почвы

Кислотность показывает концентрацию ионов водорода, определяющих кислотно-щелочной баланс грунта. Для этого есть показатель pH. Показатель, отражающий кислотно-щелочной баланс почвы, раствора или другой среды. Измеряется в единицах от 0 до 14 (см таблицу):

Показатель pH почвы (его численное значение) чаще всего колеблется в диапазоне 3,5-8,5.

Типы почвогрунтов, в зависимости от показателя pH принято разделять на следующие типы (см. таблицу):

Также принято различать два типа кислотности — актуальную кислотность (отражает реальное состояние, сколько сейчас в почве есть ионов водорода) и потенциальную кислотность (потенциально возможное состояние):

• АКТУАЛЬНАЯ определяет присутствие в почве ионов водорода: чем их больше, тем выше кислотность (соответственно, тем меньше значение pH).
• ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ определяет присутствие в почве обменно поглощенных ионов водорода и других частиц – марганца, железа, алюминия.

Всем садоводам и огородникам следует ориентироваться ТОЛЬКО на актуальную кислотность, которая измеряется химическими индикаторами, приборами и другими способами. Далее рассмотрим как определить показатель pH почвы.

КАК определить показатель pH почвы (кислотность почвы)

Способов определения множество – это и «народные» (с использованием уксуса или лакмусовой бумаги), и современные (с применением электронных приборов pH-метров/ кислотомеров).

Самые распространенные способы определения кислотности почвы:

• Лакмусовой бумагой;
• Измерительные приборы pH-метры;
• Визуальный способ (по растениям-маркерам);
• С помощью уксуса;
• Заказ исследование почвы в лаборатории.

а) Лакмусовая бумага

Показатель pH почвы определяется по цвету бумаги. Лакмусовая бумага есть в продаже в любом садовом центре.

Лакмусовая бумага для определения показателя PH

б) Измерение pH-метром (кислотомером)

Для определения кислотности разработаны и внедрены в производство целый ряд pH-метров (кислотомеров) – специальных портативных приборов, позволяющих определять не только кислотность, но и другие ключевые показатели почвы – влажность, температуру, освещённость и пр.

pH-метр — это прибор для измерения водородного показателя, характеризующего активность ионов водорода в растворах/средах (почва, вода, пищевая продукция и сырье, объекты производственных системах, в том числе в агрессивных средах). Действие pH-метра основано на измерении величины ЭДС электродной системы, которая пропорциональна активности ионов водорода в растворе — pH (водородному показателю).

Для использования в ЛПХ и в сельскохозяйственном производстве выпускается широкий ряд простых в применении электронных или электронно-механических pH-метров. Популярность их из года в год растет. Это самый точный и актуальный на сегодня способ определения кислотности почвы.

Прибор pH метр почвы

в) Визуальный способ

В данном случае речь идет по определению кислотности почвы по растениям – маркерам. Например, если на участке хорошо растет щавель и хвощ, то почва кислая, а если мак и вьюнок – щелочная.

Показатели pH почвы и растения-маркеры для определения кислотности почвы

г) С помощью уксуса

В плоскую емкость помещается небольшое количество почвогрунта. Затем заливается 6% раствором уксуса. По реакции определяем кислотность почвы:

• реакции нет, то почва кислая;
• реакция слабая (мало пузырьков) — почва слабокислая или близкая к норме;
• реакция бурная — значит, щелочная среда.

д) Заказать исследование почвы в лаборатории

Раскисление почвы

Раскисление почвы – единственный способ поднять ее рН до нужной отметки (т. е. до 5,0 и выше). Раскисление почвы процесс не сложный, но требует определенных знаний. Процесс не быстрый, около полугода. Осень самое благоприятное время, чтобы к весне кислотно-щелочной баланс почвы был на оптимальном уровне.

Для раскисления используют следующие способы/материалы:

Источник