48.Щелочность почв

Щёлочность почв – способность почв нейтрализовать компоненты кислой природы и подщелачивать воду. Различают актуальную и потенциальную формы шелочности.

Актуальная щелочность. Актуальная щелочность связана с наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей, при диссоциации которых образуется гидроксильный нон:

Na₂CO₃ + 2HOH ↔ H₂CO₃ + 2 Na⁺ + 2OH^-

Определенное значение в формировании щелочности почв имеют анионы слабых кислот. Практически все анионы слабых кислот, присутствующие в почвенном растворе, могут участвовать в формировании щёлочности почвы, образуя сопряженные кислотно-основные пары.

Реальный вклад того или иного соединения в щёлочность почвы определяется величиной константы основности, концентрацией ионов в почвенных растворах. Обычно при характеристике актуальной щёлочности природных вод, водных вытяжек и почвенных растворов выделяют общую щелочность, щёлочность от нормальных карбонатов и щелочность от гидрокарбонатов, которые отличаются по граничным значениям рН. Их определяют путем титрования вытяжки кислотой в присутствии различных индикаторов. Результаты выражают в мг-экв/100 г почвы. Щёлочность от нормальных карбонатов обусловлена присутствием Na₂CO₃, СаСО₃, МgСОз. Щёлочность от гидрокарбонатов связана с NaНСО₃ и Са(НСО₃)₂. В большинстве почв с щелочной реакцией преобладают карбонаты, которые и обусловливают соответствующую реакцию среды. В связи с этим выделяют карбонатно—кальциевую систему и карбонатно-кальциевое равновесие. Карбонатно-кальциевая система включает СаС0₃ твердой фазы, ионы в ППК, ноны почвенного раствора: Са²⁺, Са НСО₃⁺, CO₃^2- ОН^-, Н⁺, Н₂С0₃, а также СО₂ почвенного раствора, находящегося в равновесии с СО₂ почвенного воздуха. Эта система очень подвижная и включает несколько равновесий:

При уменьшении парциального давления СО2 равновесие сдвигается в сторону образования СО-групп. В этом случае образуется труднорастворимое соединение СаСО3, выпадающее в осадок, и увеличивается рН почвенного раствора, так как СО является более сильным акцептором протонов, чем НСО₃^-, и в большей степени подщелачивает среду. В итоге на фоне увеличения рН величина карбонатной щелочности снижается. Увеличение парциального давления СО2 приводит к уменьшению рН и росту карбонатной щелочности в результате увеличения раствори- мости СаСО₃.

48(2).Щелочность почв

Потенциальная щелочность обусловлена наличием в ППК обменно-поглощённого иона натрия, который при определенных условиях может переходить в почвенный раствор с образованием карбонатов и гидрокарбонатов, вызывая его подщелачивание. Например, при образовании угольной кислоты вследствие дыхания растений и разложения органических остатков происходит переход карбоната кальция в более растворимый гидрокарбонат с последующим ионном обменом:

Угольная кислота может непосредственно взаимодействовать с поглощающим комплексом почв, содержащих обменный натрий, с образованием соды (карбоната натрия):

Почвы с щелочной реакцией среды формируются в регионах с дефицитом атмосферных осадков, где ограничен вынос из почв и почвообразующих пород продуктов выветривания и почвообразования. Щелочная реакция среды типична для каштановых и светло-каштановых, бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв, сероземов карбонатных разностей черноземов и темно-каштановых почв, особенно высокой щёлочностью отличаются содовые солонцы и солончаки.

Высокая щелочность почв неблагоприятна для большинства сельскохозяйственных культур. В условиях щелочной среды в растениях нарушается обмен веществ, снижается растворимость и доступность фосфатов, соединений железа, меди, марганца, бора и цинка. При щелочной реакции в почвенном растворе появляются токсичные для растений вещества. В случае резкого повышения рН корневые волоски растений испытывают щелочной ожог, что негативно отражается на их дальнейшем развитии и может привести к отмиранию. сильнощелочные почвы характеризуются ярко выраженными отрицательными агрофизическими свойствами, что связано с сильной пептизацией почвенных коллоидов и растворением гумусовых веществ. Такие почвы оструктуриваются, приобретают высокую липкость во влажном состоянии и твердость в сухом, отличаются плохой фильтрацией и неудовлетворительным режимом. Сильнощелочные почвы малоплодородны.

49. АГРОНОМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЧВЫ Структура влияет на ряд важных в агрономическом отношении свойств почвы, что сказывается в конечном итоге на урожае сельско­хозяйственных культур. В структурных почвах по сравнению с бесструктурными создаются более благоприятные условия водного, воздушного, теплового и питательного режимов. Наиболее благоприятна в агрономическом смысле комковато-зернистая макроструктура с размером агрегатов от 0,25 до 10 мм. Важным свойством структуры является ее водопрочность.

• Водопрочность, или водоустойчивость, структуры — это' способность

агрегатов противостоять размывающему действию воды.

Однако следует отметить, что не всякая водопрочная структура

является агрономически ценной. Если водопрочные структурные отдель­

ности имеют рыхлую упаковку, а следовательно, высокую пористость

( > 4 5 % ), то они легко воспринимаю"- воду, а в их поры свободно про­

никают корневые волоски и микроорганизмы. Такая структура является

наиболее ценной. Если структурные отдельности Имеют плотную упаковку,то пористость их очень низкая (30—40%), а поры тонкие, в которые с трудом проникает вода и не проникают

корневые волоски и микроорганизмы Водопрочность такой структуры определяется тем, что вода проникает внутрь их слабо и они долго не размокают. Подобная структура наблюдается в иллювиальных горизонтах дерново-подзолистых почв, в солонцах и некоторых других почвах В агрономическом отношении такая структура не является ценной.

В бесструктурной, раздельночастичной почве частицы лежат плотно, промежутки между ними небольшие, капиллярные. В структурной почве, состоящей из агрегатов размером 0,25—10 мм, упаковка частиц рыхлая, внутри комков преобладают капиллярные промежутки, а между комками — крупные, некапиллярные. Даже внутри комков структурной почвы имеется значительное количество некапиллярных промежутков — пор аэрации

Агрономическая ценная комковато-зернистая структура, придавая почве рыхлое сложение, облегчает прорастание семян и распространение корней растений, а также уменьшает энергетические затраты на механическую обработку почвы.

При оценке почвенной структуры следует иметь в виду не только роль макроструктуры, но и значение микроструктуры. Водопрочная и пористая микроструктура (размер частиц от 0,25 до 0,01 мм) повышает

влагоемкость и улучшает водо- и воздухопроницаемость почвы. Например, сероземы, несмотря на почти полное отсутствие водопрочной мак­роструктуры, обладают довольно благоприятными водно-физическими свойствами, что объясняется наличием у них водопрочной микроструктуры.