10.1. Состав и концентрация почвенного раствора

Почвенный раствор находится в постоянном и тесном взаимодействии с твердой и газовой фазами почвы, а также корнями растений, следовательно, его состав и концентрация – результаты биологических, физико-химических и физических процессов, лежащих в основе этого взаимодействия. Темп и направление указанных процессов подвержены значительной сезонной изменчивости, поэтому и состав почвенного раствора чрезвычайно динамичен.

Концентрация почвенного раствора невелика и обычно не превышает нескольких граммов вещества на литр раствора. В почвенном растворе содержатся минеральные, органические и органо-минеральные вещества, представленные в виде ионных, молекулярных и коллоидных форм. Кроме того, в почвенном растворе присутствуют растворенные газы: СО₂, О₂ и др.

Из минеральных соединений в составе почвенного раствора могут быть анионы НСО₃^-, СО₃^2-, NO₃^-, NO₂^-, SO₄^2-, Cl^-, H₂PO₄^-, HPO₄^2- и катионы Ca ²⁺, Mg²⁺, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, H⁺. В сильнокислых почвах могут быть также Al³⁺, Fe ³⁺, а в заболоченных – Fe²⁺. Железо и алюминий в почвенных растворах содержатся в основном в виде устойчивых комплексов с органическими веществами.

Из органических соединений в почвенном растворе могут быть водорастворимые вещества органических остатков и продукты их разложения, продукты жизнедеятельности растений и микроорганизмов (органические кислоты, сахара, аминокислоты, спирты, ферменты, дубильные вещества и др.), а также гумусовые вещества.

Органо-минеральные соединения представлены преимущественно комплексными соединениями различных органических веществ кислотной природы (гумусовые кислоты, полифенолы, низкомолекулярные органические кислоты) с поливалентными катионами. Соотношение минеральной и органической частей почвенного раствора неодинаково в разных почвах. Так, для болотных, подзолисто-болотных и целинных дерново-подзолистых почв характерно преобладание в почвенном растворе органических веществ над минеральными, в черноземах эти компоненты примерно равны, а в засоленных почвах минеральных соединений больше. Повышенное содержание органических веществ в почвенном растворе имеют также солонцовые почвы благодаря щелочной реакции и пептизирующему действию поглощенного Na⁺.

Из анионов, присутствующих в почвенном растворе, наиболее важное значение для растений имеют NO₃^-, SO₄^2-, фосфат-ионы.

Содержание нитратов определяется условиями нитрификации в почве (обогащенность органическим веществом, гидротермический режим почв и условия аэрации). В почвенных растворах незасоленных почв SO₄^2- немного (обычно не более нескольких миллиграммов на литр). Еще меньше фосфат-ионов (1–2 мг/л), что объясняется энергичным их поглощением растениями, минеральными соединениями почвы и слабой растворимостью почвенных фосфатов. В почвенных растворах засоленных почв содержится много Cl^-, SO₄^2- , Ca ²⁺, Mg ²⁺, Na⁺.

Осмотическое давление почвенного раствора имеет важное значение для растений. Если оно равно или выше осмотического давления клеточного сока растений, то поступление воды в растение прекращается, и оно погибает. Осмотическое давление зависит от концентрации почвенного раствора и степени диссоциации растворенных веществ. Наиболее высокое осмотическое давление почвенного раствора у засоленных почв, особенно тяжелых по механическому составу, с высокой поглотительной способностью.