Кислотность и буферная способность почвы
Кислотность почвы создается наличием ионов Н + в почвенном растворе и поглощающем комплексе. Различают актуальную и потенциальную кислотность почвы. Актуальная кислотность обусловлена повышенной концентрацией ионов Н + в почвенном растворе. Определяется она в водной вытяжке из почвы и измеряется величиной рН, которая обозначает отрицательный логарифм концентрации ионов Н + в растворе.
При нейтральной реакции концентрация ионов Н + и гидроксила (ОН) — одинакова — 10 -7 г-ион на 1 л раствора, т. е. рН раствора 7. Если рН больше 7 — реакция щелочная, если рН меньше 7 — реакция кислая.
Актуальная кислотность создается при недостатке в почве нейтрализующих веществ за счет диссоциации Н + от угольной, других водорастворимых кислот и гидролитически кислых солей. В насыщенных основаниями (Са, Mg и Na) и карбонатных почвах происходит нейтрализация кислот, реакция их раствора нейтральная или щелочная.
Реакция водной вытяжки разных почв колеблется от рН 3—3,5 (в сфагновых торфах) до рН 9—10 (в солонцовых почвах). Щелочную реакцию имеют южные черноземы и каштановые почвы (рН 7,5), сероземы (рН до 8,5) и солонцы (рН до 9 и более). Реакция раствора, близкая к нейтральной (рН 6,5—7), у обыкновенного и мощного черноземов, слабокислая реакция (рН 5,5—6,5) у выщелоченных черноземов и серых лесных почв, а подзолистые и дерново-подзолистые почвы имеют кислую или сильнокислую реакцию (рН 4—5 и ниже).
Актуальная кислотность находится в тесной связи с потенциальной (скрытой кислотностью), которая, в свою очередь, подразделяется на обменную и гидролитическую.
Ионы Н + и Аl 3+ , находящиеся в почвенном поглощающем комплексе, при взаимодействии с растворами солей вытесняются из поглощенного состояния и подкисляют почвенный раствор. В растворе образуется соляная кислота и хлористый алюминий — гидролитически кислая соль:
Кислотность, обусловленная ионами водорода и алюминия, находящимися в поглощенном состоянии и способными вытесняться в раствор при действии на почву какой-либо нейтральной соли, называется обменной кислотностью. Определяется она обработкой почвы раствором 1 н. KCl (солевая вытяжка) и выражается в мэкв на 100 г почвы, или величиной рН. В солевой вытяжке определяются актуальная и обменная кислотность, поэтому рН солевой вытяжки обычно ниже, чем рН водной вытяжки.
Рис. №1. Картограмма кислотности почвы полей хозяйства
Обменная кислотность характерна для дерново-подзолистых и серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных черноземов, а также красноземов. Это скрытая кислотность, но при действии на почву нейтральных солей она переходит в актуальную и оказывает отрицательное влияние на развитие растений. Особенно вредно действует переходящий в раствор алюминий. Результаты определения рН солевой вытяжки служат для характеристики степени кислотности почвы. При рН до 4,5 кислотность сильная, рН 4,6-5 — средняя, рН 5,1-5,5 — слабая, рН 5,6-6,0 — реакция, близкая к нейтральной, >6,0 — нейтральная. На основании определения рН солевой вытяжки в образцах почвы, взятых с различных частей поля (или разных полей), оформляются картограммы кислотности (рис. 1). Для обозначения контуров почв с различными величинами рН используют следующие цвета: 6,0 — синий. По величине рН солевой вытяжки устанавливают степень нуждаемости почв в известковании и ориентировочную норму извести.
При обработке почвы 1 н. КCl из почвенного поглощающего комплекса переходят не все ионы водорода, часть их более прочно поглощена коллоидами почвы и нейтральными солями не вытесняется. Их можно вытеснить при действии на почву раствором гидролитически щелочной соли, например уксуснокислого натрия — CH3COONa.
Кислотность почвы, обусловленная менее подвижными ионами водорода, которые вытесняются при обработке почвы гидролитически щелочной солью, называется гидролитической кислотностью. С ней приходится встречаться чаще, чем с обменной, она свойственна большинству почв, даже чернозёмам. Эта кислотность включает менее подвижную часть поглощенных ионов Н + , труднее обменивающихся на катионы почвенного раствора. Определять ее необходимо для решения ряда практических вопросов применения удобрений — установления норм извести и возможности эффективного применения фосфоритной муки.
При обработке почвы раствором уксуснокислого натрия в раствор переходят все содержащиеся в почве ионы водорода (и алюминия), т.е. определяется сумма всех видов кислотности (актуальная, обменная и гидролитическая). Чтобы определить величину собственно гидролитической кислотности, необходимо из общего показателя вычесть величину обменной кислотности (рис. 2). Обычно этого не делают и термином «гидролитическая кислотность» обозначают общую кислотность почвы, выражая ее в мэкв на 100 г почвы.
Рис. №2. Схематическое изображение зависимости между емкостью поглощения (Т), гидролитической кислотностью (Нг), суммой поглощенных оснований (S) и степенью насыщенности почвы основаниями (V).
Для характеристики почвы важно знать не только общее количество поглощенных ионов водорода, но и соотношение между ними и другими поглощенными катионами — Са 2+ , Мg 2+ , Na + , К + и др. Количество всех поглощенных катионов, кроме водорода н алюминия, в мэкв на 100 г почвы (сумма поглощенных оснований) обозначается буквой S, а общее количество поглощенного водорода — знаком Нг. Сложение их дает общую емкость поглощения почвы (Т) в мэкв на 100 г почвы: S+Нг=Т. Сумма поглощенных оснований (S), выраженная в процентах от емкости поглощения (Т), называется степенью насыщенности почв основаниями и обозначается буквой V.
Степень насыщенности основаниями — важный показатель для характеристики степени кислотности почвы, она учитывается при определении нуждаемости почв в известковании. Чем меньше степень насыщенности основаниями (при одинаковой абсолютной величине кислотности), тем сильнее потребность почв в известковании.
Емкость поглощения и степень насыщенности почв основаниями определяют ее буферную способность, т. е. способность почвы сопротивляться изменению реакции почвенного раствора в сторону подкисления или подщела-чивания при внесении физиологически кислых или физиологически щелочных удобрений. Чем выше емкость поглощения почвы, тем сильнее ее буферная способность. Поглощенные основания (кальций, магний и др.) оказывают буферное действие против подкисления, а поглощенный водород — против подщелачивания реакции почвенного раствора:
В почвах, насыщенных основаниями, свободные кислоты (например, HNO3) нейтрализуются вследствие поглощения почвой ионов Н+ кислоты в обмен на катионы Са2+, которые из поглощенного состояния вытесняются в раствор, и в нем вместо кислоты образуется нейтральная соль. В почвах, не насыщенных основаниями, имеющих обменную или гидролитическую кислотность, нейтрализация щелочи Са(ОН)2 происходит в результате поглощения ее катиона в обмен на ионы Н + , которые вытесняются в раствор и связывают ионы ОН — с образованием воды.
Чем больше гидролитическая кислотность почвы, тем выше буферность ее против подщелачивания. Почвы, имеющие высокую степень насыщенности основаниями (черноземы, сероземы), имеют высокую буферность против подкисления. Внесение высоких доз органических удобрений и известкование повышают буферность почвы против подкисления.
Источник
Определение pH почвы
Для выражения степени кислотности почвы пользуются показателем pH (характеризующим реакцию почвы), величина которого колеблется в разных почвах в пределах от 3,5 до 8,0-8,5, а в торфяных почвах верховых болот может быть даже 2,5. Чем меньше цифра, тем почва кислее.
Определить pH почвы на участке вы можете и с помощью портативного рН-метра-щупа. Погружаете его в почву на глубину корнеобитаемого слоя и по шкале, вмонтированной в щуп, определяете pH.
По индикаторной бумаге с помощью рН-метра-щупа вы определяете pH водной вытяжки. Это кислотность почвы, которая находится в почвенном растворе. Во всех руководствах доза извести, необходимая для устранения кислотности, рассчитывается по pH, определённой в солевой вытяжке. В этом случае вытяжку готовят так же, как и водную (см. выше), но заливают собранную почву раствором хлористого калия (его можно купить в аптеке) и настаивают сутки. pH солевой вытяжки в кислых почвах всегда примерно на 0,5-0,6 единицы pH ниже, чем водной. Например, если pH водный — 5,0, ему соответствует pH солевой — 4,3-4,5; если pH водный — 6,0-6,5, то pH солевой — 5,5-6,0.
В нейтральных и щелочных почвах pH водной и солевой вытяжек, как правило, совпадают (исключение могут составлять почвы, богатые органикой).
О реакции почвы на участке можно ориентировочно судить по произрастающей на нем дикой растительности. Так, если на участке растут хвощ, щавелёк, осока, мох, лютик ползучий — значит, почва кислая; если клевер, сныть, крапива жгучая, мать-и-мачеха — нейтральная; если лебеда, горчица полевая, люцерна — слабощелочная.
Однако растительность может служить ориентиром для оценки реакции почвы только на неосвоенном, целинном участке. Если же участок освоен, то на нем состав дикой растительности может быть значительно изменён за счёт семян сорняков, занесённых ветром, на колёсах машин, даже с обувью, привезённых с органическими удобрениями. На освоенных участках состав дикой растительности даже ориентировочно может не отражать pH почвы.
Косвенным признаком кислой почвы могут служить её внешние признаки, например сочетание слоев. Если при рассмотрении разреза почвы вы обнаружите, что под темноокрашенным гумусовым горизонтом на небольшой глубине залегает белесый подзолистый горизонт мощностью 10 см и более, такая почва, безусловно, кислая.
Свидетельством кислых почв может служить появление на воде ближайших водоёмов радужной плёнки и бурых осадков. Они образуются в результате вымывания из кислых почв органического вещества и железа.
Если вы хотите с успехом выращивать на садовом участке декоративные, овощные, плодовые деревья, кустарники, цветы, то должны учитывать требования растений к реакции почвы.
Источник
Рн солевой вытяжки составляет 4 6 какая эта почва
Показатель рН используется для выражения степени кислотности почв. Измерение pH в почве играет очень важную роль, поскольку от него зависит относительная доступность питательных веществ почв. Если pH находится вне пределов приемлемого диапазона, урожай будет плохим и потенциал эрозии почвы возрастает.
Питательные вещества в почве присутствуют в виде сложных, нерастворимых комплексов и в простых растворенных формах. Чтобы положительно воздействовать на растения, сложные соединения подвергаются разложению на простые.
По мере роста рН с 6.5 до 8.0. усвояемость железа, цинка и марганца становится ниже, в том время как содержание молибдена и фосфора возрастает. Почва с очень высоким значением pH обогащена углекислотой, которая поглощает другие свободные ионы, и наносит вред росту растений.
Измерение рН
Напрямую в почве измерение рН, как правило, не производится, т.к. в большинстве случаев она имеет недостаточную влажность. Влажность разных типов почв и почв разных регионов довольно сильно отличается, поэтому, чтобы ее стандартизовать, принято доводить ее до так называемого воздушно-сухого состояния.
Для этого первичную почвенную пробу, отбирают для анализа в поле из почвенного разреза, из пахотного слоя, из объекта модельного опыта и пр. и высушивают при комнатной температуре вне прямых солнечных лучей в течении 2. 3-х дней. После этого почву растирают и просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Затем проводят квартование для получения средней пробы. Для этого пробу равномерно рассыпают по поверхности бумаги и разделяют на квадраты со стороной 3. 4 см. Из каждого квадрата на всю глубину слоя отбирают шпателем небольшое количество почвы не менее чем с 5 разных мест.
В соответствии с утвержденными методиками измерение проводится в почвенных вытяжках.
По ГОСТ 26423-85 измеряется рН водной вытяжки, которая представляет собой актуальную кислотность, обусловленную наличием ионов водорода, свободных (угольная) и водорастворимых органических кислот, гидролитически кислых солей и степени их диссоциации. Вытяжка готовится при соотношении почва:дистиллированная вода (лучше после кипячения для удаления СО2) 1:5 . После добавления воды пробу следует встряхнуть в течении 3-х минут на встряхивателе либо вручную. Затем часть суспензии сливается в стакан, в который затем погружают электроды. Для более точного измерения рекомендуется использовать электродную пару: электрод измерительный + электрод сравнения. Показания надо считывать не ранее чем через 1.5 минуты после прекращения дрейфа . Актуальную кислотность выражают в единицах рН.
В соответствии с методикой рассчитывается рН солевой вытяжки, т.к. в этом случае оценивается не актуальная, а обменная кислотность, обусловленная обменно-поглощенными ионами водорода и алюминия, которые извлекают из почвы при обработке ее раствором нейтральной соли КCl концентрации 1 моль/л (1н.). Обычное соотношение почва:раствор в этом случае 1:2.5.
При определении рН в пробах органических горизонтов почв вытяжку готовят при соотношении почвы и раствора 1:25. Перемешивание осуществляется в соответствии с методикой — не более 1 минуты для обычных образцов и 3 мин для органогенных. При измерении используется электродная пара: измерительный электрод и электрод сравнения . Для ускорения установления потенциала допускается перемешивание анализируемых суспензий после погружения в них электродов с использованием магнитной мешалки. Обменную кислотность выражают величиной рН или в мг-экв\100 г почвы.
Измерение рН используется и при определении гидролитической кислотности по ГОСТ 26212-91. В этом случае проба воздушно-сухой почвы заливается раствором уксуснокислого натрия концентрации 1 моль/л. 10%-ми растворами NaОH и уксусной кислоты. рН раствора доводится до значения 8.3-8.4. Также, как и при определении обменной кислотности, для обычных почв используют соотношение почва:вода 1:2.5 и 1:25 для органогенных и торфяных образцов. Но суспензию перемешивают 1 минуту и оставляют для реакции на 18-20 часов, а перед измерением пробы встряхивают. Определение проводится раздельной электродной парой. Пересчет на кислотность проводится по результатам рН по специальным таблицам.
Иногда проводят измерение рН почвы «in situ» — электроды внедряются прямо в открытые стенки почвенных разрезов при естественной полевой влажности. Это позволяет оценить динамику рН в зависимости от времени, поступления осадков и т.д.
Значение рН также определяют в почвенных раствора, которые получают прямым отжимом при высоком давлении или вытеснением другой жидкостью, например, спиртом.
При исследовании в зарубежных странах используется определение рН почвенной пасты, которая готовится при узком отношении почва:раствор. В большинстве случаев массовая доля (%) влаги в насыщенных водой почвенных пастах приблизительно в 2 раза превышает величину предельно-полевой влагоёмкости.
Эти измерения проводятся , как правило, с исследовательскими целями .
Знание гидролитической и обменной кислотности используется в практике подбора удобрений, подсчета доз известкования и др.
Источник