Контрольные вопросы

1. Дать определение элементного состава почв, его характеристику и значение.

2. Что понимают под фазовым составом почв. Значение фазового состава почв.

3. Какие единицы измерения используют для выражения результатов определения элементного состава почвы?

4. Дайте определение понятиям макроэлементы и микроэлементы. Какие элементы относят к макро- и микроэлементам?

5. Что положено в основу деления элементов на водные и воздушные мигранты?

7. Какие биогеохимические зоны выделяют?

8. Дайте краткую характеристику и укажите значение в почвообразовании следующих элементов: алюминий, бор, железо, кальций, углерод, натрий, магний, сера, фосфор, кремний, азот, кислород.

9. Дать краткую характеристику элементам группы бора, литию, цезию, рубидию, свинцу, цинку, мышьяку, сурьме, висмуту, ванадию.

2. Почвенные растворы

Состав почвенных растворов обусловлен преимущественно легкорастворимыми соединениями, в числе которых большую роль играют соли, содержащие катионы металлов I и II групп. Почвенный раствор – это жидкая фаза почвы в природных условиях.

В почвенном растворе осуществляются важнейшие почвенно-химические реакции; растения и микроорганизмы получают необходимые им вещества главным образом из почвенного раствора.

Немало методических трудностей возникает при выделении почвенного раствора. Предложено несколько принципиально различных способов:

1) вытеснение почвенного раствора водой или другими жидкостями;

2) отделение при центрифугировании;

3) отжимание почвенных растворов в специальных пресс-формах при высоком давлении;

4) имитация почвенных растворов путем получения водных вытяжек;

5) получение растворов с помощью лизиметров.

Несовершенства и принципиальные трудности методов выделения почвенных растворов заставили исследователей искать иные пути познания этой важнейшей фазы почв. Были разработаны два новых подхода:

1) измерение свойств почвенных растворов непосредственно в живой почве in suti с помощью ионоселективных электродов;

2) эмпирический подбор таких растворов, состав которых не изменяется после взаимодействия с почвой.

При достаточно надежной технике измерения состав таких растворов можно с высокой степенью достоверности приравнять к составу нативных почвенных растворов. Состав почвенных растворов меняется в очень широких пределах. В незаселенных почвах концентрация почвенного раствора находится в диапазоне от десятых долей до нескольких целых граммов в литре, или примерно от 5–7 до 100–150 мг-экв/л катионов и анионов. В почвенном растворе присутствуют Са²⁺, Mg²⁺, К⁺, NH₄⁺, Na⁺, HCO₃^-, SO₄^2-, NО₃^-, Сl^-. При изменении влажности почвы концентрация отдельных ионов изменяется по различным законам. Так, концентрация ионов Na⁺, NО₃^-, Сl^- нарастает пропорционально уменьшению влажности почвы, а концентрация фосфат-иона, обусловленная произведением растворимости фосфатов кальция, остается значительно более стабильной. Для характеристик свойств почвенных растворов недостаточно знать только концентрации составляющих их веществ. Свойства растворов зависят от того, в каких формах находятся в них различные ионы и вещества.

В состав почвенных растворов входят незаряженные (нейтральные) молекулы, ионы и ионные пары, тройники и другие ассоциаты ионов. Ионные пары возникают за счет электростатического взаимодействия зарядов ионов и сольватации. Образование ионных пар характеризует неполную диссоциацию сильного электролита. Например, в растворе могут возникать незаряженные молекулы СаСОз:

Са²⁺ + СО₃^2- = CaCO₃⁰

Ионные пары могут нести заряд:

Na⁺ + SО₄^2- = NaSO₄^-

Константа диссоциации ионной пары записывается так же, как константа для слабого электролита (квадратные скобки означают активности ионов):

Отличие от слабых электролитов заключается в том, что взаимодействие в ионных парах вызвано кулоновскими силами, тогда как ограниченная диссоциация слабых электролитов обусловлена наличием ковалентной связи. Таким образом, полный анализ почвенных растворов основан на определении активности ионов и солей и учета всех образующихся в растворе ассоциатов.