Кислотність та лужність ґрунтів

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Реакція ґрунтового середовища тісно пов'язана з поглинальним колоїдним комплексом ґрунтів, певним чином впливає на хід ґрунтоутворювальних процесів умови росту і розвиток рослин. Кислотність визначається наявністю і співвідношенням в ґрунтовому розчині водневих (Н +) гідроксильних (ОН) іонів. Залежно від причин, які обумовлюють кислу реакцію ґрунтового розчину, розпізнають дві форми кислотності: актуальну та потенційну. Під актуальною (активною) кислотністю розуміють кислотність ґрунту, обумовлену наявністю в ґрунтовому розчині вільних іонів водню. Їх визначають у водній витяжці (при співвідношенні ґрунт - вода 1 : 2,5) рН н2о.

Таблиця 1. Оптимальні інтервали рН ґрунтового розчину для деяких рослин та мікроорганізмів

Залежно від напрямку ґрунтоутворювального процесу джерелом вільного водню в ґрунтовому розчині можуть бути органічні кислоти, які утворюються в ґрунті внаслідок розкладу органічних решток, в також ті, що виділяються корінням рослин у процесі їх життєдіяльності. Це може бути слаба вуглекислота, а іноді й сильна сірчана кислота як наслідок окислення піриту (Fе S2) в болотяних ґрунтах. Актуальну кислотність визначають шляхом прямого вимірювання рН водної витяжки з ґрунту будь-якими доступними методами.

Потенційною (пасивною) називають кислотність ґрунту, яка обумовлена вмістом обмінно-увібраних іонів водню в ґрунтовому колоїдному поглинальному комплексі. В ґрунтознавстві виділяють два ступені потенційної кислотності: обмінну та гідролітичну. Обмінною кислотністю називають ту частину потенціальної кислотності, яка проявляється під час взаємодії ґрунту з розчинами нейтральних солей, наприклад КСІ, ВаСІ2.

За кількістю НСІ, що при цьому виділяється, роблять висновок про величину обмінної кислотності. Обмінна потенційна кислотність може бути обумовлена також обмінно-увібраними катіонами АІ3+, які здатні переходити у розчин в результаті взаємодії ґрунту з розчинами нейтральних солей.

Хлористий амоній (АІСІ3) як гідролітично кисла сіль у водному розчині гідролізується з утворенням кислоти:

АІСІ3 + 3Н2О = АІ (ОН)3 + 3НСІ

Таким чином, обмінна кислотність ґрунтів може бути обумовлена іонами водню і алюмінію. Виявляється, що за взаємодії ґрунту з розчином нейтральної солі з дифузного шару міцел гумусу витісняються лише ті іони водню, які найбільш слабо утримуються карбоксильними групами двоосновних амінокислот. Тому обмінна кислотність - це лише частина потенційної кислотності ґрунтів, а другу частину складає гідролітична кислотність.

Гідролітичною кислотністю називають ту частину потенційної кислотності, яка проявляється під час взаємодії ґрунту з розчинами гідролітично лужних солей. Прикладом такої солі є оцтовокислий натрій СН3СООNа, який підлягає гідролізу:

СН3СООNа + Н2О СН3СООН + NаОН

Встановлено, що під час взаємодії ґрунту з розчином гідролітично лужної солі відбувається більш повне витіснення іонів водню з колоїдного комплексу ґрунту.

Кількість оцтової кислоти, яка в цей час виділяється, і є мірилом величини гідролітичної кислотності, яка, звичайно, більше обмінної. Це можна пояснити, принаймні, двома обставинами. По-перше, їдкий луг NаОН, що утворюється в результаті гідролізу оцтовокислого натрію, очевидно, встигає частково пептизувати поверхню органо-мінеральних колоїдних агрегатів, розкриваючи недоступні для КСІ іонів водню. По-друге, той же їдкий луг може сприяти збільшенню рухомих іонів водню, які належать фенолгідроксильним групам.

Величину обмінної та гідролітичної кислотності ґрунтів визначають титруванням сольової витяжки лугом і виражають в мг-екв на 100 г ґрунту. Обмінну кислотність можна виражати також в одиницях рН сольової витяжки.

Ґрунтова кислотність шкідливо впливає не тільки на умови росту сільськогосподарських рослин, але й на агрофізичні та інші властивості ґрунту. Продукти руйнування вимиваються з верхніх горизонтів ґрунту водою атмосферних опадів. Такі ґрунти характеризуються низькою природною родючістю та потребують окультурювання. У комплексі заходів з окультурення кислих ґрунтів перше місце посідає вапнування. З позицій агроґрунтознавства, головна мета вапнування не стільки в нейтралізації ґрунтової кислотності, скільки в ліквідації причин цієї кислотності шляхом заміни у колоїдному комплексі ґрунту обмінно-увібраних іонів водню катіонами кальцію. Цим змінюється напрямок ґрунтоутворювального процесу від підзолистого до дернового.

Для розрахунку норм вапна найчастіше користуються величиною гідролітичної кислотності, яка в кислих ґрунтах коливається в широких межах: від 1,5 до 10,0 мг-екв на 100 г. Ґрунту. Відомі й інші способи визначення норм вапна, наприклад, за кількістю кальцію, який довбирається ґрунтом.

У природі трапляються ґрунти з лужною реакцією ґрунтового розчину. Це ґрунти солонцевого типу ґрунтотворення, у колоїдному комплексі яких утримується обмінно-увібраний натрій. Лужна реакція в солонцевих ґрунтах обумовлена появою соди (Nа2СО3 або NаНСО3).

Внаслідок утворення та гідролізу соди рН ґрунтового розчину може досягати 9-10. Помітне підлуговування ґрунту може спричинитися з появою в ньому карбонатів кальцію, які у взаємодії з водою у присутності СО2 переходять у гідрокарбонат:

СаСО3 + Н2О + СО2 Са (НСО3)2

Це призводить, як правило, до підлуговування ґрунтового розчину (рН 8,0-8,5).

Висока лужність ґрунту, обумовлена увібраним натрієм, пригнічує розвиток рослин, сприяє пептизації ґрунтових колоїдів, що приводить до різкого погіршення агрофізичних та водних властивостей ґрунту. Такі ґрунти характеризуються низькою ефективною родючістю і потребують окультурювання.

Одним з найважливіших заходів з окультурення лужних солонцюватих ґрунтів є їх гіпсування - внесення гіпсу (СаSO4 *2 Н2О).

О.Н. Соколовський підкреслював, що ненасиченість ґрунту кальцієм потребує негайного втручання людини для підвищення родючості ґрунту та продуктивності праці в землеробстві. Але в його наукових працях є ряд положень, які розкривають суть корисності цього явища для сільського господарства та для техніки. Він неодразово звертав увагу на те, що ненасиченість ґрунтів кальцієм не завжди і не скрізь слід розглядати як негативну властивість. Вона виявляється позитивною властивістю ґрунту, наприклад, в тих випадках, коли доводиться використовувати як добрива нерозчинені або важко розчинені сполуки фосфорної кислоти - фосфорити.

Ненасичений кальцієм кислий ґрунт переводить фосфорну кислоту фосфориту в більш розчинну форму. Тому застосування фосфоритної муки на кислих ґрунтах забезпечує рослини найдешевшим фосфором.

Вивчаючи зміну природи ґрунтів, ненасичених кальцієм, в тому числі шляхом впливу на їх колоїдний комплекс, О.Н .Соколовський багато зробив для використання ненасиченості ґрунтів кальцієм в інтересах народного господарства. До таких робіт належать його дослідження із застосуванням штучного солонцювання ґрунтів та порід для створення водонепроникливих екранів, які запобігають фільтрації води з водоймищ, зрошувальних каналів.

Буферність ґрунтів. З поглинальною здатністю ґрунту дуже тісно пов'язана його буферність. Під буферністю розуміють здатність ґрунту протистояти різким змінам реакції ґрунтового розчину. Ця властивість ґрунту проявляється в тому, що під час обробки слабкими розчинами кислот та лугів, а також кислими або лужними розчинами солей рН ґрунтового розчину змінюється не пропорційно кількості внесених у ґрунт речовин, а значно менше. Таким чином, будь-який ґрунт відносно кислих чи лужних сполук є в якоюсь мірою нейтралізатором, що зменшує дію цих сполук.

Здатність ґрунтів протистояти підвищенню кислотності залежить перш за все від наявності в них карбонатів кальцію та інших металів.

Дуже важливими факторами буферності ґрунтів щодо кислих солей є велика вбирна ємність та висока насиченість ґрунтів кальцієм. Водень кислих сполук, які потрапили в такі ґрунти, переходить в обмінно-увібраний стан, а в розчині утворюється нейтральна сіль, завдяки чому відбувається малопомітна зміна реакції ґрунтово розчину.

Ґрунти, які утримують в колоїдному комплексі увібраний водень, проявляють буферність щодо лужних сполук.

У явищах буферності ґрунтів неабияке значення має фізична здатність, тобто здатність ґрунтових часточок адсорбувати цілі молекули різних сполук з їх розчинів. Саме завдяки цьому деяка частина внесених у ґрунт речовин завжди буде адсорбуватись твердою фазою ґрунту і їх концентрація в розчині буде знижуватись. У ґрунтах часто трапляються розчини солей слабих кислот та сильних основ, які винятково буферні. При додаванні кислот або лугів до таких розчинів їх реакція змінюється поступово і незначною мірою.

У ґрунтах завжди присутні білкові сполуки у вигляді білка рослинних решток, тіл відмерлих бактерій і т. ін. Як амфотерні сполуки білки можуть вступати в реакції сполучення з кислотами та лугами, внаслідок чого реакція лугів значно знижується, що також є одним із істотних факторів буферності ґрунтів. лужний кислотність ґрунтовий гідроксильний

Буферність ґрунтів має велике позитивне значення, тому що культурні рослини нормально розвиваються лише в нейтральному середовищі. А між іншим, при внесенні фізіологічно кислих або фізіологічно лужних добрив у ґрунті можуть утворюватись як кислоти, так і луги. Завдяки буферності ґрунтів реакція ґрунтового розчину, як правило, не змінюється до шкідливих значень рН.

Різні ґрунти мають неоднакову буферність. Чим більше в ґрунті колоїдів, чим вище насиченість колоїдного комплексу кальцієм, тим більшу буферність має ґрунт. Наприклад, піщані ґрунти менш буферні, ніж глинисті; підзолисті менш буферні, ніж чорноземи і т. ін.

Таким чином, завдяки поглинальній здатності ґрунтів у них не тільки накопичуються запаси необхідних рослинам та корисних мікробам елементів живлення, а й формуються властиві конкретним типам ґрунтів водний та повітряний режими. Провідну роль відіграє тверда фаза ґрунтів.

Размещено на Allbest.ru