Теоретическое обоснование

Кислотность почв– это способность почвы подкислять почвенный раствор или растворы солей вследствие наличия в составе почвы кислот, а также обменных ионов водорода и катионов, образующих при их вытеснении гидролитически кислые соли (преимущественно Al³⁺). Различаютактуальнуюкислотность, определяемую значением рН почвенного раствора или водной вытяжки, ипотенциальнуюкислотность, носителем которой являются ионы H⁺и Al³⁺, находящиеся в твердой фазе почвы в обменно-поглощенном состоянии, но подкисляющие почвенный раствор в результате обменных реакций при увеличении в нем концентрации электролитов (например, при внесении в почву удобрений).

По способу определения потенциальной кислотности различают обменную и гидролитическую кислотности.

Обменнуюкислотность определяют количеством титруемых ионов H⁺и Al³⁺в вытяжке, приготовленной с помощью раствора нейтральной соли – 1 н КСl. Обменная кислотность характеризуется также величиной рН солевой вытяжки (1 н КСl). Для кислых почв интервал значений рН солевой вытяжки лежит в очень широких пределах – от 2 (иногда менее) до 6.

Гидролитическую кислотность (Нг) определяют титрованием кислоты, но в солевой вытяжке, приготовленной на основании ацетата натрия. Гидролитическая кислотность выше обменной в связи с тем, что равновесие ионного обмена в данном случае сдвинуто в сторону более полного перехода обменно-поглощенных ионов Н⁺ в жидкую фазу вследствие применения гидролитически щелочной соли (большая степень гидролиза солей алюминия в щелочной среде с образованием осажденного Al(OH)₃ и иона Н⁺) и образования слабоуксусной кислоты.

Обменная кислотность

Al³⁺ К⁺

ППК + 4KCl ↔ ППК + AlCl₃+ HCl

H⁺ К⁺

AlCl₃ + 3HOH ↔ Al(OH)₃ + 3HCl

Гидролитическая кислотность

Al³⁺ 3Na⁺

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

H⁺Na⁺

Таким образом, обменная кислотность – это часть гидролитической кислотности почв. Ее используют при определении дозы извести, необходимой для устранения избыточной кислотности почв, а также при вычислении показателя, получившего название «степень насыщенности почвы основаниями».

Между рН солевой вытяжки (потенциальная кислотность) и гидролитической кислотностью для почв одного типа и одинакового механического состава существует корреляционная зависимость, что позволяет в ряде случаев определять дозу извести не по гидролитической кислотности, а по значению рН солевой вытяжки.

Подвижным называется такой алюминий, который обнаруживается при обработке почвы раствором нейтральной соли (KCl), тесно связан с обменной кислотностью и обычно появляется при рН солевой вытяжки меньше 5,0-5,3, наряду с обменным водородом обусловливает обменную кислотность и позволяет установить природу почвенной кислотности.

Подвижный алюминий оказывает вредное действие на растительность и полезную микрофлору почвы. Растения угнетаются при содержании подвижного алюминия более 3-4 мг и погибает при количестве его 7-8 мг на 100 г почвы.

Щелочность почв – способность почвы подщелачивать почвенный раствор вследствие наличия в составе почвы гитролитически щелочных солей, а также обменного натрия. Различают актуальную и потенциальную щелочность. Актуальная щелочность определяется содержанием в почвенном растворе или водной вытяжке гидролитически щелочных солей, преимущественно карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов (Na₂CO₃, NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂). Актуальная щелочность может определяться значением рН водной вытяжки, а также титрованием водной вытяжки кислотой и оцениваться в мг-экв/100 г почвы.

Потенциальная щелочность почв определяется содержанием обменного Na⁺, поскольку последний в определенных случаях может переходить в почвенный раствор, подщелачивая его. Например, при образовании в карбонатных и засоленных почвах значительных количеств угольной кислоты вследствие дыхания растений или разложения органических остатков могут последовательно проходить следующие процессы:

1. Превращение нерастворимого карбоната кальция в растворимый бикарбонат

CaCO₃+ H₂CO₃→ Ca(HCO₃)₂

2. Ионный обмен с подщелачиванием равновесного раствора:

Na⁺

ППК + Ca(HCO₃)₂↔ ППК Ca²⁺ + 2NaHCO₃

Na⁺

Щелочность почв принято оценивать только по значению актуальной щелочности.

В то же время следует иметь в виду, что актуальная и потенциальная щелочность теснейшим образом связаны друг с другом через процессы ионного обмена. Не могут существовать почвы, обладающие высокой актуальной щелочностью, обусловленной наличием свободных солей щелочных металлов, и не содержащие соответствующие катионы в составе ППК. Средства химической мелиорации засоленных почв всегда одновременно действуют на щелочность почв и состав ППК.

Приборы, посуда, реактивы:технические весы; ротатор; рН-метр; буферные растворы; сухой складчатый фильтр; пипетка на 25 мл; электроплитка; конические колбы; бюретка для титрования; 1 н раствор КСl; 1,0 н растворCH₃COONa; 0,02 н и 0,1 н растворNaOH; 3,5% раствор NaF; раствор фенолфталеина.