3.5. Обменные катионы в почвах

Состав обменных катионов в различных типах почв изменяется в широких пределах. Эти изменения закономерны и обусловлены типом почвообразования, водно-солевым режимом почв и хозяйственной деятельностью человека. Практически все почвы в составе обменных катионов содержат кальций и магний, чаще преобладает кальций. В почвах с промывным водным режимом и кислой реакцией присутствуют Н⁺ и А1³⁺, в почвах засоленного ряда – Na⁺.

В зависимости от содержания обменных Н⁺ и А1³⁺ (точнее, гидролитической кислотности) все почвы можно разделить на две большие группы: почвы, насыщенные основаниями, и почвы, не насыщенные основаниями. Насыщенные основаниями почвы не содержат Н⁺ и А1³⁺. Почвы, не насыщенные основаниями, содержат некоторые

количества обменных Н⁺ и А1³⁺. В эту группу почв входят подзолистые, дерново-подзолистые, болотные, серые и бурые лесные почвы, некоторые черноземы и почвы влажных субтропиков. Степень насыщенности основаниями может возрастать при сельскохозяйственном использовании почв, достигая 100 % в сильно известкованных (или переизвесткованных) почвах.

К почвам насыщенным основаниями относят черноземы, каштановые, сероземы, бурые и серо-бурые степные, а также почвы различных зон, сформированные при участии жестких грунтовых вод или на карбонатных породах. Среди почв, насыщенных основаниями, особую группу составляют почвы, содержащие в значительных количествах обменный Na⁺. К ним относят солонцеватые почвы, солонцы, многие солончаки. Присутствие в ППК обменного Na⁺ не всегда вызывает проявление солонцеватости. Под солонцовым процессом понимают повышение дисперсности и гидрофильности твердых фаз почвы, сопровождающееся ростом щелочности. Это приводит к резкой дифференциации почвенного профиля и появлению неблагоприятных агрономических свойств солонцового горизонта. Появлению этих свойств способствует обменный Na⁺, если имеются условия для его отдиссоциации. При избытке легкорастворимых солей, когда диссоциация обменных катионов подавлена, даже высокое содержание обменного Na⁺ не приводит к появлению признаков солонцеватости. Однако в таких почвах высока потенциальная опасность осолонцевания, которая может реализоваться, например, при орошении или промывках почвы для удаления легкорастворимых солей.

Закономерности изменения состава обменных катионов в почвах зонально-генетического ряда отражают главным образом нарастание степени минерализации почвенных растворов и их состав. Кислым слабоминерализованным или пресным водам северных областей соответствует присутствие или даже преобладание в ППК таких катионов, как Н⁺ и А1³⁺. В серых лесных почвах и особенно в черноземах преобладает Са²⁺, он удерживается прочнее, чем катионы Mg²⁺ и Na⁺. И наконец, в засоленных или прошедших стадию засоления почвах в больших количествах обнаруживается обменный Na⁺.

Состав обменных катионов определяется двумя главными факторами: концентрацией и составом почвенного раствора, с одной стороны, и коэффициентами селективности при распределении катионов между ППК и равновесным почвенным раствором – с другой.