Кислотность почв

Носителем кислотности могут быть почвенный раствор и почвенные коллоиды. Кислотность делит­ся на два вида: актуальную (активную) и потенциальную (скрытую), которая, в свою очередь, подразде­ляется на обменную и гидролитическую.

Актуальная кислотность – кислотность почвенного раствора (водной вытяжки). Характеризуется двумя показателями: активностью ионов Н⁺ (рН) и содержанием кислотных компонентов (количество кислотности). рН определяют потенциометрически со стеклянным электродом непосредственно в поч­венном растворе [20]. Количество кислотности находят путем титрования почвенных растворов или водных вытяжек щелочью.

На величину рН почвенного раствора влияют свободные органические кислоты: винная, щавелевая, лимонная, муравьиная, масляная, коричная, уксусная, фульвокислоты и другие, что связано с высокой степенью их диссоциации. Из минеральных кислот большое значение имеет угольная кислота, которая диссоциирует на ионы Н⁺ и НСОз, на ее количество влияет растворение в почвенном растворе СО₂. Ве­личина рН почвенного раствора зависит от парциального давления СО₂ в почвенном воздухе, степени диссоциации образующейся Н₂СО₃, наличием кислых солей и общей ионной силы раствора. Только за счет СО₂ величина рН может снизиться до 4...5. На значение актуальной кислотности может повлиять состав твердых фаз почвы, что связано с диссоциацией и обменом катионов ППК. Если почва насыщена катионами кальция и магния и в ней появляются карбонаты этих металлов, то в почве образуются рас­творимые бикарбонаты кальция и магния:

Реакция рН в этом случае устанавливается в пределах 7-8, т.е. близка к нейтральной или щелочной среде. Эта реакция характерна для обыкновенных и мощных черноземов.

Классификация почв по уровням актуальной кислотности почвы следующая (табл. 1).

Таблица 1

Классификация почв по уровням актуальности кислотности

Сильнокислые	рН = 3-4	Слабощелочные	рН = 7-8
Кислые	рН = 4-5	Щелочные	рН = 8-9
Слабокислые	рН = 5-6	Сильнощелочные	рН = 9-11
Нейтральные	рН = 7

Актуальная кислотность почв, имеющих рН < 7, под действием кислых дождей снижается на 1 – 2 единицы. Избыточная кислотность токсична для многих растений и микроорганизмов. Для большинст­ва культурных растений оптимум рН почвенного раствора находится в пределах 5,5...7,0, и только лю­пин, чайный куст и некоторые другие предпочитают кислую реакцию. Оптимальные значения рН почвы для выращивания основных сельскохозяйственных культур приведены в табл.2.

Таблица 2

Оптимальные значения pH почвы для некоторых растений

Растение	pH	Растение	pH
Овес	5,0-7,7	Картофель	5,0-5,5
Рожь озимая	5,5-7,5	Сахарная свекла	7,0-7,5
Пшеница яровая	6,0-7,5	Люцерна	7,0-8,0
Пшеница озимая	6,3 – 7,6	Клевер	6,0-7,0
Ячмень	6,8-7,5	Донник	6,5 и более
Кукуруза	6,0-7,0	Люпин	4,5-6,0
Просо	5,5-7,5	Тимофеевка	5,6 и более
Гречиха	4,7-7,5	Капуста	6,7-7,4
Горох	6,0-7,0	Свекла столовая	6,8-7,5
Соя	6,5-7,1	Томаты	6,3 – 6,7
Горчица	Около 7	Редис, репа	5,5 и более
Лен	5,9-6,5	Морковь	5,5-7,0
Подсолнечник	6,0-6,8	Огурцы	6,0-7,9
Конопля	7,1-7,4	Салат	6,0-7,0
Чай	4,8-6,2	Хлопчатник	6,5-9,0

Прямое отрицательное действие кислотности ведет к повреждению корневой системы растений, на­рушению обмена веществ между растением и средой. Уменьшение рН почвенного раствора вызывает увеличение подвижности Al, Mn, Fe, Cu, Zn, что обуславливает снижение активности ферментов и ухудшение свойств протоплазмы растений. Для устранения избыточной кислотности в почвы вносят известь, органические удобрения, гипс, силикатные и фосфорные удобрения.

Потенциальная кислотность – кислотность твердой фазы почвы, проявляющаяся только при взаи­модействии почвы с солевыми растворами.

Обменная кислотность обусловлена наличием в ППК, в поглощенном состоянии ионов водорода и алюминия, способных обмениваться на катионы нейтральных солей, например KCl. Эту реакцию мож­но представить так:

Многие исследователи считают, что соотношения между обменными H⁺ и Al³⁺ зависят от генезиса почв, состава ППК. В почвах, богатых органическим веществом, обменная кислотность обусловлена H⁺, а бедные гумусом минеральные почвы содержат преимущественно обменный Al³⁺ .

У почв с повышенной обменной кислотностью неблагоприятные агрономические свойства, которые могут быть улучшены известкованием и внесением органических удобрений.

Обменная кислотность регулирует реакцию почвенного раствора. Она подкисляет нейтральный почвенный раствор или увеличивает актуальную кислотность благодаря взаимодействию твердой фазы почвы с катионами растворимых солей.

Проявляется при загрязнении почв растворимыми солями промышленного или сельскохозяйствен­ного происхождения. При этом H⁺ вытесняется из ППК. Особенно токсичен Al³⁺, переходящий в рас­твор в результате обменных реакций. В связи с этим уровень обменной кислотности подлежит обяза­тельному контролю при почвенном мониторинге и характеристике загрязненных почв.

Обменная кислотность наиболее ярко выражена в подзолистых и красноземных почвах (рН 3 – 4). Она не проявляется или слабо проявляется в оподзоленных и выщелоченных черноземах, а в почвах с нейтральной или щелочной реакцией не обнаруживается и не определяется.

Гидролитическая кислотность определяется наличием в почве поглощенных ионов H⁺ и Al³⁺, спо­собных обмениваться на катионы гидролитически щелочных солей. Для ее определения используют 1 М раствор CH₃COONa с рН = 8,2. Катионы натрия вытесняют из ППК водород и алюминий по схе­ме:

Поскольку при однократной обработке раствором вся гидролитическая кислотность не извлекается, в расчеты вводят коэффициент 1,75 на неполноту вытеснения. В этом случае определяется вся кислот­ность почвы как актуальная, так и потенциальная, поэтому уровень гидролитической кислотности зна­чительно больше обменной.

Гидролитическая кислотность является первой формой кислотности, появляющейся при обеднении почвы основаниями. Собственно она (при отсутствии обменной) не вредна для растений, но важна для установления доз извести при известковании. Обычно к почве добавляют карбонат кальция (известь), который нейтрализует различные формы кислотности:

Дозы извести рассчитывают по величине рН солевой вытяжки с учетом гранулометрического состава почв.