Научная электронная библиотека
11. Природа почвенной кислотности и щелочности
Реакция среды имеет существенное значение для направления почвенных процессов, зависит от типа почв, количества осадков, ее измеряют величиной рН. Изменение реакции среды – лимитирующий фактор процессов почвообразования.
Кислотность почв – способность почв нейтрализовать растворы с щелочной реакцией и подкислять воду и растворы нейтральных солей (Роде, 1975).
Актуальная кислотность (активная) – кислотность почвенного раствора, суспензии или водной вытяжки почв, обусловленная наличием водорода, концентрация ионов Н+ растворе в г-экв (моль) на 1 литр, выраженная рН. Условия жизни оптимальны при рН от 2,5–3 до 10–10,5.
Потенциальная кислотность (пассивная) – кислотность твердой фазы почвы, обусловлена катионами водорода, находящимися в поглощенном состоянии или появляющимися в результате гидролиза. Ее подразделяют на обменную и гидролитическую.
Обменная потенциальная кислотность – обусловлена наличием в почвенно-поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия, способных к замещению, проявляется при взаимодействии с почвой электронейтральных солей, например, КСI. При взаимодействии почв с нейтральной солью не все протоны переходят в раствор, в системе устанавливается динамическое равновесие:
ПК]Н + КСI → ППК]К +НСI
Гидролитическая потенциальная кислотность – обусловлена наличием в почвенно поглощающем комплексе ионов водорода, способных к замещению:
ППК]Н + СН3СОО Nа → ППК]Nа + СН3СООН
Щелочность – способность почвы проявлять свойство оснований. Создается за счет солей слабых кислот, образующих при гидролизе слабо диссоциирующие молекулы.
Nа2CO3 + Н2O→ 2Na + 2ОН +Н2СО3
А. А. Роде (1975) выделяет щелочность карбонатную, бескарбонатную и общую (наличие в водной вытяжке соответственно карбонат и бикарбонат ионов отдельно и в совокупности).
Актуальная щелочность обусловливает присутствие в почве карбонатов и бикарбонатов кальция, магния, натрия, которые увеличивают рН.
Потенциальная щелочность характерна для солонцеватых почв, содержащих обменный натрий:
ППК]2Nа + Н2СО3→ ППК]2Н + Nа2СО3
Для ее устранения используют гипсование, серную кислоту, железный купорос. Гипсование – вытеснение натрия. Сульфаты удаляют промывками
ППК]2Nа + СаSO4 → ППК]Са + Na2SO4
Буферность – способность почвы противостоять изменению реакции среды.
Экологическое значение кислотности и щелочности почв (по Валькову и др., 2006)
Резко кислая, рН 4–5. Часто во влажном климате, у сильноподзолистых и болотных почв, желтоземно- и красноземно-под-золистых. Почвы сильно промыты от извести, калия, бора, серы, цинка, кобальта, йода. Возможно разрушение немногочисленной органики, ухудшение физических свойств.
Сильнокислая, рН 5–5,5. Почвы влажного климата (подзолистые, дерново-подзолистые, бурые лесные ненасыщенные, желтоземы и красноземы). Понижена микробиологическая деятельность, активизирована грибная. При суглинистом и глинистом составе характерна склонность к уплотнению.
Слабокислая, рН 6–6,5. Почвы влажного климата (выщелоченные черноземы, серые и бурые лесные, насыщенные желтоземы и красноземы). Фосфат в доступном состоянии, токсичность алюминия и марганца понижена или ее нет. Дефицит серы, кальция, калия, бора, кобальта. Доля йода невысокая. Склонность к уплотнению, повышенный уровень жизнедеятельности микроорганизмов и нитрификационной активности.
Нейтральная, рН 6,5–7,5. Типична для черноземов. Благоприятные физические условия, прекрасная оструктуренность, интенсивная микробиологическая деятельность, оптимальные условия фосфорного, азотного минерального питания, высокое плодородие.
Слабощелочная, рН 7,5–8,5 (8,7). Характерна для южных черноземов, карбонатных и автоморфных почв сухих и полупустынных степей. Фосфаты, железо, цинк и марганец могут быть в дефиците. Физические свойства – от отличных (карбонатные черноземы) до неудовлетворительных (солонцеватые почвы). Микробиологическая деятельность, нитрификационная способность, условия азотного питания, доступность многих зольных элементов хорошие.
Сильнощелочные, рН 8.5-10. Повышение рН характерно для материнских пород многих черноземов и каштановых почв.
Резкощелочные, рН 10–12. Проявляется локально в аридном климате. Это могут быть солонцы, содовые солончаки. Доступность фосфора понижена, железо и марганец в дефиците, возможен избыток бора. Неблагоприятные физические условия, обесструктуренность, подавлена деятельность микроорганизмов.
Кислотность. Щелочность. Буферность почв
Тема: Состав обменных катионов
Различные почвы существенно отличаются друг от друга по составу обменных катионов.
Катионы, или анионы, поглощенные почвенными коллоидами (ППК) и способные к обменным реакциям, называют обменными катионами или обменными основаниями.__
Общее содержащие всех обменных катионов, кроме водорода (Н + ) и алюминия (Al 3+ ) называют суммой обменных оснований. Различают почвы насыщенные и ненасыщенные основаниями.
Состав обменных катионов зависит от:
— состава материнской породы,
— состава грунтовых вод (если они залегают близко к поверхности).
Состав обменных катионов определяет устойчивость ППК к действию воды
(в порядке возрастания влияния)
Наилучшие условия для питания растений создаются при преобладании в ППК Ca 2+ и катионов, необходимых для питания растений. Такие почвы обладают устойчивым ППК. Коллоиды находятся в форме водоустойчивого геля. Они способны склеивать другие частицы. В связи с этим обладают хорошей структурой. Почвы, насыщенные однозарядными катионами (и особенно Na + ), легко подвергаются расплывающему действию воды. Коллоиды при увлажнении переходят в состояние золя. Такие почвы набухают, заплывают, подвержены слабой аэрируемости и водопроницаемости. При высыхании они резко уменьшаются в объеме, из-за этого разбиваются вертикальными трещинами на отдельные блоки. Это приводит к разрыву корневой системы растений. Биологические функции таких почв существенно нарушаются.
Задания: Самостоятельно по методичке (учебнику) изучить:
— ППК, насыщенные и ненасыщенные основаниями;
— сумма поглощенных оснований, емкость поглощения, степень насыщенности почв основаниями;
— роль однозарядных, двух- и трехзарядных катионов в ППК.
Состав и концентрация почвенного раствора
Почвенный раствор (жидкая фаза почвы) – активный компонент почвы, который осуществляет перенос веществ внутри нее, вынос их из почвы и снабжает растения водой и растворенными элементами питания.
Основные показатели почвенного раствора:
1. Состав и концентрация
2. Осмотическое давление
3. Реакция почвенного раствора
Состав и концентрация почвенного раствора
Концентрация почвенного раствора невелика. Обычно не превышает нескольких граммов вещества на литр раствора. Исключение составляют засоленные почвы, в которых содержится растворимых веществ десятки и даже сотни граммов на литр.
В почвенном растворе содержатся:
они представлены в ионной, молекулярной и коллоидной формах
Из органических веществ в почвенном растворе присутствуют гумусовые кислоты, водорастворимые вещества органических остатков, продукты жизнедеятельности растений и микроорганизмов (органические кислоты, сахара, аминокислоты, ферменты, спирты и др.).
Органо-минеральные соединения представляют собой комплексы соединений органических веществ кислотной природы (гумусовые кислоты, низкомолекулярные органические кислоты) с катионами.
Почвенный раствор представляет собой подвижную систему. Химический состав почвенного раствора существенно изменяется по генетическим горизонтам одного и того же типа почвы. Максимум органических веществ находится в почвенном растворе гумусовых горизонтов. Вниз по профилю почвы их количество резко уменьшается. В почвенных растворах нижних горизонтов черноземов, каштановых почв, сероземов и солонцов возрастает количество минеральных соединений – карбонатов, гипса, легкорастворимых солей.
Соотношение минеральной и органической частей почвенного раствора неодинаково в разных почвах.
1) Для болотных, подзолисто-болотных и целинных дерново-подзолистых почв характерно преобладание в почвенном растворе органических веществ.
2) В черноземах отмечено равное количество органических и минеральных частей в почвенном растворе.
3) В заселенных почвах больше минеральных соединений.
2. Осмотическое давление почвенного раствора
Имеет важное значение для растений. Влияет на поступление воды в растительные клетки.
Если оно равно или выше осмотического давления клеточного сока растений, то поступление воды в клетки растений прекращается, и оно погибает.
Р осмотическое почвенного раствора ≥ Р осмотического клетки – прекращается поступление воды в растение.
Осмотическое давление зависит от:
1. концентрации почвенного раствора (содержания веществ и влажности почвы);
2. степени диссоциации растворенных веществ;
3. интенсивности биологических процессов.
Его величина достаточно динамична. Она изменяется в зависимости от конкретных условий. Наиболее высокое Р осмотическое почвенного раствора у засоленных почв с высокой поглотительной способностью.
3. Реакция почвенного раствора
Большинство растений требуют для нормального развития нейтральную, слабокислую или слабощелочную реакцию среды. Поэтому необходимо знать формы почвенной кислотности, щелочности, источники их образования и уметь регулировать реакцию почвенного раствора.
Кислотность почвы – это способность почвы подкислять почвенный раствор или растворы нейтральных солей.
Различают две формы кислотности – актуальную (активную) и потенциальную.
Потенциальная кислотность может быть обменной и гидролитической.
Актуальную и обменную кислотность выражают в единицах рН, но при записи растворов отражают, что это рН водной, рН солевой вытяжки.
Задание: Самостоятельно по методичке (учебнику) изучить виды кислотности.
Источники кислотности почвенного раствора
Это, прежде всего, органические и минеральные кислоты. Они образуются в результате жизнедеятельности микроорганизмов и растений, их разложения после отмирания. Это: щавелевая, молочная, яблочная, азотная, серная и другие кислоты.
При обмене с катионами почвенных коллоидов эти кислоты быстро нейтрализуются и образуют соли Са, Мg и других катионов. Поэтому сильные кислоты в почве встречаются редко. Слабые органические кислоты мало диссоциируют и остаются свободными. В почве в большом количестве можно обнаружить угольную кислоту. Она является продуктом дыхания и многих окислительных процессов живых организмов почвы. Поэтому от количества угольной кислоты в значительной степени зависит кислотность почвенного раствора.
Пример: При взаимодействии с почвой, которая насыщена основаниями Н + угольной кислоты внедряется в диффузный слой коллоидов по схеме:
2. Увеличивать кислотность почвы могут любые условия, которые способствуют образованию и накоплению фульвокислот. Особенно большое количество фульвокислот образуется при разложении хвойных и моховых растительных остатков.
В пахотных землях большое количество фульвокислот образуется, когда растительные остатки и органические удобрения разлагаются в условиях периодического избыточного увлажнения и обедненности почв Са 2+ и Мg 2+ .
3. Источником кислотности являются физиологически кислые минеральные удобрения – (NH4)2SO4. Это связано с тем, что анионная группа не усваивается растениями, связывается с Н + диссоциированной воды и образует свободную минеральную кислоту.
По результатам многолетней практики лабораторных исследований почв приняты следующие значения рН для определения кислотности почвы:
3.0 – 4.5 – сильнокислые;
5,1 – 5.5 – слабокислые;
5.6 – 6.0 – близкие к нейтральной;
6.1 – 7.0 – нейтральные.
Влияние кислотности на свойства почвы
и режим роста и развития растений
• При кислой реакции происходит разрушение структуры почвы, ухудшается водно-воздушный и питательный режимы почвы.
• Кислая среда угнетает полезную микрофлору почвы – азотофиксаторы, нитрификаторы.
Большинству растений требуется слабокислая или нейтральная среда, но есть культуры, которым не опасна значительная кислотность – это люпин. Некоторые культуры не выносят кислой среды – люцерна.
Устраняют избыточную кислотность известкованием:
Доза извести рассчитывается по значению гидролитической кислотности
2. Щелочность почвы – способность почвы подщелачивать воду и растворы солей.
Различают активную и потенциальную щелочность.
Активная щелочность обусловлена наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей: Na2CO3, NaHCO3, Ca(HCO3)2.
Щелочность потенциальная определяется содержанием в почвенном растворе или водной вытяжке гидролитически щелочных солей – карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Они при диссоциации с водой гидролизуются и создают преобладающую концентрацию гидроксил-ионов:
Активная щелочность может определяться значением рН водной вытяжки, а также титрованием водной вытяжки кислотой и оцениваться в мг.-экв на 100 г почвы.
Щелочность почв принято оценивать только по значению активной щелочности.
В этом случае рН может достигать 8,0 – 8,5 единиц.
К почвам со щелочной реакцией относят те, у которых рН > 7,0.
Почвы с рН 7,1 – 7,5 – слабощелочные
Влияние щелочности на свойства почвы:
В почве под влиянием обменного Na + происходит сильная пептизация органических и минеральных коллоидов. Они переходят в подвижное состояние и передвигаются по профилю. Это приводит к разрушению коллоидной части почвы, ее структуры, резко ухудшает физические свойства почвы, водно-воздушный и питательный режим, подавляет деятельность микрофлоры.
Na2SO4 – физиологически нейтральная соль. Она достаточно безвредна для растений, растворима в воде и может быть вымыта за пределы пахотного горизонта почвы.
3. Буферность почвы – способность почвы противостоять резкому сдвигу (смещению) реакции почвенного раствора в ту или иную сторону.
Величина буферности зависит от емкости поглощения почвы. Емкость поглощения определяется гранулометрическим составом почвы и содержанием в ней гумуса. Поэтому надо стремиться к увеличению буферности почвы за счет внесения органических удобрений.
Емкость поглощения – максимальное количество обменных катионов, удерживающееся в почве и способное к обмену.
Способы химической мелиорации:
— известкование на кислых почвах;
— гипсование солонцов и солонцовых почв для снижения щелочности;
— внесение органических удобрений для повышения буферности почв.
Какой катион в поглощенном состоянии обусловливает потенциальную щелочность
Глава 6. ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ
Большинство процессов, протекающих в почве, связаны с перераспределением веществ между твердой, жидкой и газообразной фазами, составляющими почву. Главным процессом взаимодействия между фазами является сорбция – поглощение твердой фазой газов, паров и растворенных веществ из жидкой фазы. Способность почвы поглощать различные веществ была известна давно, но только в начале XX века К.К.Гедройц разработал учение о поглотительной способности почв. Поглотительные процессы в почве обусловлены преимущественно ее тонкодисперсной частью и особенно коллоидами.
§1. Почвенные коллоиды, происхождение, строение и классификация
К почвенным коллоидам относятся частицы диаметром + ). К ним относятся глинистые минералы, гумусовые кислоты, органо-минеральные коллоиды, кремниевая кислота. Ацитоиды обладают способностью к поглощению и обмену катионов.
2) базоиды – коллоиды, несущие положительный заряд (в потенциалопределяющем слое катионы) и имеющие в диффузном слое анионы (ОН – ). К ним относятся гидраты окисей железа и алюминия. Базоиды способны к обмену анионов.
3) амфолитоиды – коллоиды, имеющие переменный знак, зависящий от реакции среды: в кислой – «+» заряд, в щелочной – «–» заряд. К ним относятся белковые органические вещества.
Большая часть почвенных коллоидов имеет отрицательный заряд, и, следовательно, способность почвы к поглощению и обмену катионов значительно больше, чем к анионам. Поэтому, говоря о поглотительной способности почв, имеют в виду именно поглощение катионов.
Поскольку почвенные частицы имеют заряд, они способны притягивать дипольные молекулы воды из окружающего раствора, образуя гидратные пленки. Толщина этой пленки зависит от величины заряда и состава поглощенных катионов. В связи с этим различают гидрофильные коллоиды (кремнекислота, глинистые минералы, органические коллоиды и коллоиды, насыщенные К, Na, Li), удерживающие многослойные пленки воды, и гидрофобные – слабогидратированные коллоиды (гидрооксид железа, коллоиды, насыщенные двух- и трехвалентными катионами). Гидрофильные коллоиды имеют сродство к воде, способны сильно набухать и оставаться устойчивыми в коллоидном растворе. Гидрофобные набухают незначительно, сворачиваются и выпадают в осадок.
Почвенные коллоиды могут находиться в двух разных физических состояниях: 1) в состоянии коллоидного раствора, или золя; 2) в состоянии студенистого, аморфного или хлопьевидного осадка, или геля. Переход коллоидов из состояния золя в состояние геля называется коагуляцией, или слипанием (свертыванием) коллоидов. Причиной данного перехода является потеря гидратной оболочки и заряда в результате следующих процессов: замораживания, высушивания, действия электролитов, взаимной коагуляции и тиксотропии.
Коагуляция коллоидов происходит главным образом при их взаимодействии с электролитами (растворами солей, кислот и щелочей), которые в растворе распадаются на ионы с «+» или «–» зарядом. Коллоиды с «+» зарядом коагулируются анионами, с «–» зарядом – катионами. Коагулирующая способность катионов различна и зависит от их валентности и атомной массы. Одновалентные катионы коагулируют слабее двухвалентных, а двухвалентные – слабее трехвалентных.
По степени коагулирующей способности К.К.Гедройц расположил все катионы в следующем порядке:
Li + + + + 2 + + 2 + 2 + 3 + 3 +
Коагуляция может быть обратимой и необратимой, т.е. золь, перешедший в гель, снова может перейти в раствор либо его обратный переход затруднен или невозможен. Обратимая коагуляция вызывается одновалентными, необратимая – двух- и трехвалентными катионами. Под действием двух- и трехвалентных катионов почвенные частицы склеиваются в комочки, имеющие большую устойчивость и водопрочность, почва становится более структурной, улучшается ее физическое состояние.
Особым явлением представляется процесс тиксотропии коллоидов, чаще всего встречается в криогенных почвах и вызывает их плывунность. Коллоиды находятся в таких почвах в скоагулированном состоянии геля благодаря их своеобразной гексагональной ориентации. Гель не отделяется от дисперсной среды, а застудневает вместе с ней. Полученный гель может быть переведен в золь путем механического воздействия (встряхивания и др.), по прекращении которого с течением времени золь опять переходит в гель.
Пептизация – процесс, обратный коагуляции, когда коллоиды переходят из состояния геля в состояние золя. Пептизация коллоидов отрицательно воздействует на почвообразовательные процессы, поскольку обусловливает разрушение структуры и вымывание коллоидов из верхних горизонтов, что резко снижает их поглотительную способность, ухудшаются физические и химические свойства почвы.
§2. Виды поглотительной способности почв
Поглотительной способностью почв называют способность почвы поглощать твердые взвешенные частицы, целые молекулы веществ или их часть и удерживать их в себе. Носителем поглотительной способности почв является почвенный поглощающий комплекс (ППК) – вся совокупность почвенных компонентов, способных участвовать в процессах поглощения и обмена. Главную часть его составляют почвенные коллоиды.
К.К.Гедройц выделил пять видов поглотительной способности почв, каждый из которых играет определенную роль в почвообразовании и формировании свойств почвы: механическая, биологическая, химическая, физическая и физико-химическая, из которых две последние связаны с ППК.
Механическая поглотительная способность – способность почвы как всякого пористого тела задерживать взвешенные твердые частицы из фильтрующихся суспензий крупнее почвенных пор. Механическое поглощение напрямую зависит от гранулометрического состава и сложения почвы. Так, глинистые и суглинистые почвы способны поглощать даже тонкодисперсные частицы, а песчаные, имеющие крупнопористое сложение, взвешенные частицы поглощают значительно хуже. Механическая поглотительная способность возрастает с увеличением количества гумуса в почве. Благодаря ей, в почве удерживаются от выноса наиболее ценные с точки зрения плодородия элементы. Большое значение это имеет в областях с искусственным орошением или обильными осадками. Почва может также удерживать и частицы меньше диаметра пор благодаря наличию замкнутых и извилистых пор.
Биологическая поглотительная способность почвы обусловлена жизнедеятельностью растений и микроорганизмов почвы, которые поглощают из нее необходимые для жизни элементы и переводят их в органические соединения своего тела. В таком виде элементы питания не вымываются из почвы. Особенностью этого вида поглотительной способности является избирательность – растения и микроорганизмы поглощают необходимые им вещества строго в соответствии со своими потребностями. Благодаря этой избирательности почва систематически обогащается биологически ценными элементами, которые извлекаются из глубоких слоев, после отмирания живых организмов накапливаются в верхних горизонтах и используются следующими поколениями организмов. В естественных условиях почва чем старше, тем плодороднее. Однако избирательность может иметь и отрицательные последствия: при внесении удобрений в результате поглощения только некоторых ионов в почве возникают физиологическая кислотность и щелочность.
Особенно большое значение этот вид поглотительной способности имеет в отношении нитратов, так как они поглощаются и закрепляются только биологическим путем.
Химическая поглотительная способность – это способность почвы закреплять нерастворимые соединения, образующиеся в результате химических обменных реакций в почвенном растворе или при взаимодействии с твердой частью почвы. При взаимодействии с катионами кальция, алюминия, железа и других элементов растворимые в воде сульфаты, карбонаты, фосфаты образуют нерастворимые соединения. В таком виде вещества закрепляются и не вымываются из почвы:
Таким же образом могут закрепляться в почве и удобрения. Например, при внесении фосфатных удобрений (суперфосфат) в карбонатную почву он переходит в нерастворимый трифосфат кальция:
Физическая поглотительная способность – это способность почвы поглощать и удерживать в себе целые молекулы веществ на поверхности своих частиц. Она обусловлена силами молекулярного притяжения (из-за наличия свободной энергии у поверхностных молекул), за счет которых на поверхности коллоидных частиц адсорбируются вещества из раствора или газы, причем изменяется только концентрация веществ, но качественный состав не изменяется (поглощенное вещество не внедряется в твердую фазу почвы и не вступает в химическую реакцию, а накапливается на границе раздела фаз).
Способность адсорбции присуща всем телам природы. Чем сильнее степень раздробленности частиц, тем больше их общая поверхность, где сорбируются молекулы многих веществ.
Различают положительную и отрицательную адсорбцию. При нормальной (положительной) адсорбции к поверхности почвенных частиц притягиваются молекулы растворенного вещества, и концентрация раствора уменьшается. Таким путем поглощаются органические соединения, газы, щелочи, некоторые токсины. При отрицательной адсорбции на поверхности частиц закрепляются молекулы растворителя, и концентрация раствора увеличивается. Такому явлению подвержены неорганические кислоты и некоторые другие минеральные соединения. Так, нитраты почвой не поглощаются ни физическим, ни химическим путем, а только биологическим, поэтому вносить азотные удобрения необходимо только в период интенсивного роста растений, когда они наиболее нуждаются в азоте. Это предотвратит загрязнение водоемов нитратами.
Физико-химическая (обменная) поглотительная способность почв – это способность почвы поглощать из раствора различные катионы или анионы, отдавая в обмен эквивалентное количество ионов твердой фазы (из диффузного слоя мицеллы). Так как большинство почвенных коллоидов заряжены отрицательно, то и поглощаться будут из почвенного раствора в основном катионы, которые называются обменными. Эта поглотительная способность напрямую связана с ППК. В общем виде процесс обмена катионов можно представить следующим образом:
почва] Н + + КСl ↔почва] К + НСl.
К.К.Гедройц установил следующие законы обменной адсорбции:
● закон эквивалентности – процесс обмена катионов происходит в эквивалентных отношениях по законам химии;
● закон обратимости – реакция обмена катионов является обратимой, т.е. любой поглощенный катион при соответствующих условиях может снова перейти в раствор;
● закон концентрации – чем выше концентрация иона-вытеснителя в почвенном растворе, тем интенсивнее он будет поглощаться почвой и займет больший вес в составе поглощенных катионов (при постоянном объеме). В случае если концентрация раствора постоянна, количество катионов, вытесняемых из почвы в раствор, возрастает с увеличением объема последнего;
● закон скорости – реакции обменной адсорбции происходят быстро (равновесие устанавливается в течение нескольких минут);
● закон энергии – энергия адсорбционного поглощения почвой разных катионов неодинаковая и зависит от их валентности, а в пределах одной валентности – от атомной массы и ионного радиуса. Ряд энергии поглощения катионов в большинстве почв следующий (К.К.Гедройц):
Поглощение анионов идет всегда в обмен на ОН-группы почвенных коллоидов и зависит от природы аниона, реакции среды и состава коллоидов. Обмен анионов происходит в том случае, если в почве есть «+» заряженные коллоиды (гидроксиды полуторных оксидов) или «+» заряженные участки отрицательных коллоидов (минералы группы каолинита, вещества белковой природы). Поэтому в тех почвах, где много базоидов (дерново-подзолистые, красноземы), при уменьшении рН почвы или увеличении в почве содержания Fe и Al обмен анионов возрастает. В почвах, имеющих нейтральную или щелочную реакцию, обмен анионов выражен очень слабо.
§3. Состав поглощенных катионов, емкость катионного обмена и степень насыщенности почв основаниями
Почвенный поглотительный комплекс всегда насыщен катионами, но их состав и количество неодинаковы в разных почвах. Важнейшей характеристикой ППК и почвы в целом является емкость катионного обмена (емкость поглощения) (ЕКО) – общее количество поглощенных катионов, находящихся в почве и способных к обмену. Выражается в мг·экв/100 г почвы и обозначается Т (Е), зависит от типа почвы, минералогического состава, гранулометрического состава, количества гумуса и реакции среды. Чем больше в почве глинистых минералов и гумуса, чем ближе к нейтральной реакция почвы, тем больше ЕКО. Песчаные малогумусные почвы имеют самую низкую емкость поглощения – 1 – 5, супесчаные – 7 – 8, суглинистые – 15 – 18, глинистые – 25 – 30 мг·экв/100 г. В гумусовых горизонтах ЕКО выше, чем в нижележащих горизонтах. В верхнем горизонте черноземов она достигает 50 – 60 мг·экв/100 г, так как здесь много гуминовых кислот, ЕКО которых в чистом виде – 350 – 400 мг·экв/100 г.
Емкость катионного обмена варьирует в широких пределах и ее величина в различных типах почв представлена в таблице 6.
Емкость катионного обмена в различных типах почв
