Потенциальная щелочность

Потенциальная щелочность обусловлена наличием в поглощенном состоянии 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 ионным обменом:

СаСО₃ + Н₂СО₃  Са(НСО₃)₂

+ Са(НСО₃)₂  + 2NaHCO₃

Может иметь место и непосредственное взаимодействие угольной кислоты с поглощающим комплексом почв, содержащих обменный натрий, с образованием соды:

+ H₂CO₃  + Na₂CO₃

Формируются почвы с щелочной реакцией среды 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 щелочностью отличаются содовые солонцы и солончаки.

Высокая щелочность неблагоприятна для большинства сельскохозяйственных культур. В условиях щелочной среды нарушается обмен веществ в растениях, снижается растворимость и доступность фосфатов, соединений железа, меди, марганца, бора и цинка. При щелочной реакции в почвенном растворе появляется ряд токсичных для растений веществ, в частности, сода и алюминаты натрия (NaAl(OH)₄). При резком повышении рН корневые волоски растений испытывают щелочной ожог, что негативно отражается на их дальнейшем развитии и может привести к отмиранию. Сильнощелочные почвы характеризуются ярко выраженными агрофизическими свойствами, что связано с сильной пептизацией почвенных коллоидов и растворением гумусовых веществ. Почвы обесструктуриваются, приобретают высокую липкость во влажном состоянии и твердость в сухом, обладают плохой фильтрацией и неудовлетворительным водно–воздушным режимом. Такие почвы малоплодородны.

Эффективным приемом повышения плодородия почв с щелочной реакцией является химическая мелиорация. В качестве мелиоранта широко применяется гипс и различные гипсосодержащие вещества.

При внесении гипса в щелочные почвы происходит, с одной стороны, нейтрализация соды почвенного раствора:

CaSO₄ + Na₂CO₃  CaCO₃ + Na₂SO₄

с другой – вытеснение обменного натрия из ППК:

+ CaSO₄  + Na₂SO₄

Следует иметь в виду, что после гипсования содовых почв, а также в натурных карбонатных почвах реакция среды будет находиться на уровне, определяемом наличием СаСО₃ и MgCO₃, (величина рН в пределах 8,2–8,6). При необходимости дальнейшего снижения рН применяют кислые мелиорирующие вещества, в частности серную кислоту. Кислование содовых почв является высокоэффективным приемом. При этом происходит не только полная нейтрализация щелочности, но и вытеснение натрия из ППК:

Na₂CO₃ + H₂SO₄  Na₂SO₄ + H₂CO₃  Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

+ H₂SO₄  + Na₂SO₄

При внесении кислоты в карбонатные почвы, содержащие много свободного СаСО₃, протекает реакция с образованием гипса, кальций которого будет вытеснять из ППК обменный натрий:

Ca₂CO₃ + H₂SO₄  Ca₂SO₄ + H₂CO₃  Ca₂SO₄ + H₂O + CO₂

+ CaSO₄  + Na₂SO₄

Важным условием эффективного проведения химической мелиорации щелочных почв является удаление продуктов нейтрализации и обменных реакций. Чаще всего это сернокислый натрий. Хотя Na₂SO₄ менее вреден для растений, чем, например, сода, его присутствие в почве все же нежелательно. Кроме того, возможно обратное поглощение натрия ППК почвы. Для удаления образующихся при химической мелиорации легкорастворимых солей натрия применяют промывки почв.