Уровни кислотности и щелочности почв

Кислая реакция характерна для подзолистых и дерново-подзолистых почв. Серые лесные почвы имеют слабокислую реакцию. Повышение кислотности пахотных горизонтов почв, может выражаться морфологически, когда появляется белесоватая окраска, отсутствует вскипание от соляной кислоты. Кроме этого, в растительном покрове появляются такие сорняки как щавель, щучка, фиалка трехцветная и др.

Реакция черноземов близка к нейтральной, в карбонатных горизонтах и карбонатных черноземах переходит в слабощелочную. Каштановые почвы характеризуются большей частью слабощелочной реакцией. Наиболее благоприятной для роста и развития растений является слабокислая, нейтральная или слабощелочная реакция среды.

В ходе лабораторной работы определяется актуальная (рН_Н2О) и потенциальная обменная (рН_KCl) кислотность.

Ход определения:

В две колбы на 100 мл отвешивается на технических весах по 10 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром в 1 мм. В одну колбу приливается 25 мл свежей дистиллированной воды, во вторую - 25 мл 1н раствора KCl (колбы подписать).

Дистиллированная вода должна иметь нейтральную рН, а KCl около 5,6.

Содержимое колб тщательно перемешивают и встряхивают на ротаторе в течение 5 мин., далее приступают к измерению величины рН водной и солевой суспензии потенциометрическим методом.

Потенциометрическое определение рН состоит в измерении электродвижущей силы (э.д.с.) гальванического элемента, состоящего из вспомогательного электрода с известным потенциалом и индикаторного электрода, потенциал которого зависит от концентрации активных ионов водорода в испытуемом растворе. Индикаторный электрод работает обратимо по отношению к иону, концентрация которого определяется.

Когда оба электрода погружаются в раствор, между ними возникает э.д.с., величина которой зависит от концентрации ионов водорода в испытуемом растворе.

В качестве вспомогательного электрода обычно применяют насыщенный хлорсеребряный электрод. В качестве индикаторного электрода при измерении рН лучше использовать стеклянный, т.к. он применим в широком диапазоне рН растворов, прост в обращении и удобен в работе.

Перед работой иономер проверяют по одному из стандартных буферных растворов с известной рН. Если ошибка измерения величины рН по буферному раствору не превышает ±0,05рН, то можно сразу приступать к анализу испытуемых растворов. Если ошибка больше, то производят проверку и калибровку прибора по двум стандартным буферным растворам, например с рН 1,68 и 9,22. После калибровки иономера и успокоения стрелки прибора приступают к измерению рН испытуемых растворов.

Электроды погружаются в стаканчик с испытуемым раствором, ожидается успокоение стрелки прибора и производится отсчет по верхней шкале прибора. При этом сопоставляются показания на верхней шкале и положение переключателя «пределы измерения».

Измеряемая величина рН будет равна: начальное значение рН для данного диапазона измерений (берется нижний предел измерений) + показание верхней шкалы прибора.

Пример вычислений: если переключатель диапазона установлен на положении «2-5» и стрелка прибора на верхней шкале остановилась на значении 3,01, то измеряемая величина рН будет равна 2+3,01= 5,01. Теперь оценим полученный результат с помощью таблицы 30. Реакция среды – кислая.

Обсуждение результатов

Полученные данные по определению рН вносятся в сводную таблицу химического анализа почвы (табл. 22). Для более полной оценки вероятного отрицательного действия кислотности почв важно установить не только разные ее формы, но и соотношение между суммой обменных оснований S (см. п. 4.3) и всем количеством ионов водорода (и алюминия) в почвенном поглощающем комплексе (эта величина соответствует гидролитической кислотности – Н_г). Эти показатели определяют расчетным путем.

Сумма S+Н_r определяет величину обменной способности почвы, то есть это все обменные катионы, включая водород и алюминий. Эту величину обычно называют емкостью поглощения или емкостью катионного обмена почвы (ЕКО), которая выражается в мг-экв на 100 г почвы. Таким образом:

ЕКО = S+H_г

Отношение суммы обменных оснований к емкости катионного обмена, выраженное в процентах, называется степенью насыщенности почв основаниями (V, %):

V = [S:(S+H_г)]·100% = S:ЕКО ·100%

Пример вычисления. Предположим, что сумма обменных оснований, определенная по Каппену – Гильковицу, равна 3,8 мг-экв/100 г почвы, а величина гидролитической кислотности – 4,4 мг-экв/100 г почвы. Степень насыщенности почв основаниями будет равна:

V = [3,8:(3,8+4,4)]·100% = 3,8:8,2 ·100% = 46%

Степень насыщенности почв основаниями показывает, какую часть всей емкости поглощения занимают обменные основания. В почвах, не содержащих поглощенного водорода (каштановые, бурые, карбонатные черноземы, сероземы и др.), она равна 100%. В почве с гидролитической кислотностью степень насыщенности меньше 100%. Чем больше в почве поглощенного водорода, тем меньше насыщенность основаниями.

Степень насыщенности основаниями и рН – весьма важные характеристики почвы. Этими величинами пользуются при решении многих практических вопросов. Особенно большое значение придают им при обосновании таких мероприятий, как известкование и фосфоритование кислых почв. Например, по нуждаемости в извести в зависимости от степени насыщенности основаниями и рН кислые почвы делят на четыре группы (табл. 31):

Таблица 31.