3.2. Вивчення кислотності ґрунту

Кислотність ґрунтів визначається як їх здатність підкислювати ґрунтовий розчин або сольові розчини (витяжки з ґрунту) внаслідок наявності у складі ґрунту кислот, а також обмінних іонів водню та катіонів (передусім Al³⁺), утворюючих при їх витискуванні гідролітично кислі солі. З’ясування питання про природу ґрунтової кислотності (у тому числі й про роль алюмінію в її проявах) викликало одну з найбільш гострих і затяжних дискусій по проблемах ґрунтознавства. У дискусіях по цій проблемі брали участь П. Мондезір, Т. Вейч і Г. Дайкухара (гіпотеза про роль обмінного алюмінію), К.К. Гедройц (гіпотеза обмінного водню), Г. Каппен (поєднував обидва погляди), В.А. Чернов (“О природе почвенной кислотности”, 1947), С.Н. Альошин, Н.П. Карпінський, Н.П. Ремезов, Д.Л. Аскіназі, Й. Ді-Глерія, М.К. Крупський, Г.М. Александрова та інші, чий інтерес до ґрунтової кислотності не був випадковим.

Реакція ґрунту зумовлена наявністю та співвідношенням у ґрунтовому розчині водневих (Н⁺) і гідроксильних іонів (ОН^-) і в класичному виді характеризується показником рН – від’ємним логарифмом активності іонів водню в розчині. У залежності від складу розчинених речовин і характеру їх взаємодії з твердими фазами ґрунту, якими визначається співвідношення між концентраціями водневих і гідроксильних іонів у ґрунтовому розчині, ґрунти можуть мати нейтральну (рН 7), кислу (рН<7) або лужну (рН>7) реакцію.

Кислотність ґрунту поділяють на активну, зумовлену наявністю в ґрунті вільних кислот (вільних іонів гідрогену), й потенціальну, пов’язану з наявністю в ґрунті в увібраному стані іоні гідрогену. Остання залежно від рухомості гідрогену поділяється на обмінну й гідролітичну. Обмінна кислотність – це та частина потенціальної кислотності, яка виявляється при взаємодії ґрунту з розчином нейтральних солей, а гідролітична – та частина потенціальної кислотності, яка проявляється при взаємодії ґрунту з гідролітично-лужними солями.

Від величини рН залежить рухомість та доступність рослинам практично всіх поживних елементів. Засвоєння фосфору є максимальним при рН 6,5, знижуючись як в кислому, так й в лужному середовищі. У кислих ґрунтах підвищується розчинність сполук Fe, Mn, Al, B, Cu, Zn, які в надлишку стають токсичними для рослин, спричинюючи цим зниження їх продуктивності. Водночас при підвищеній кислотності втрачає свою доступність для рослин такий біосферно важливий мікроелемент як Мо, що призводить до гальмування в кислих ґрунтах процесів азотфіксації/

Значення кислотності ґрунту для сільського господарства дуже велике, бо культурні рослини значно реагують на зміну реакції середовища, різко знижуючи врожайність. Культурні рослини можуть рости та розвиватися при значеннях рН від 4,0 до 8,0. Нижче й вище цих меж розвиток рослин пригнічується: у першому випадку високою кислотністю, а в другому – високою лужністю.

Лабораторна робота № 12

Тема. Визначення реакції ґрунту. Вивчення активної та обмінної кислотності.

Мета. Засвоїти потенціометричний метод та метод Г. Дайкухара (визначення обмінної кислотності). Визначити рН ґрунтового розчину різних типів ґрунтів за вказаними методами та лакмусового папірця.

Теоретичні відомості

У водних розчинах кислот насправді присутній не протон, а іон гідроксоній (або гідроній), але для зручності використання результатів вимірів їх концентрації вважають, що реакція ґрунтового розчину зумовлена простими іонами гідрогену, а показник рН є функцією концентрації іонів гідрогену.

Кислотність ґрунту визначають у водних та сольових витяжках. У першому випадку визначають так звану активну кислотність, яка зумовлена концентрацією іонів гідрогену у ґрунтовому розчині, а в другому – потенціальну (обмінну) кислотність, зумовлену наявністю в ґрунті увібраних іонів гідрогену.

Для точного визначення кислотності, в основному, користуються потенціометром – рН-метром. Наближено визначення характеру реакції ґрунтового розчину можна провести і з допомогою індикаторного папірця. Це визначення нескладне і не потребує для свого проведення багато часу, тому його з успіхом можна використати в польових умовах та у шкільній лабораторії.