20. Влияние обменных катионов на свойства почв

Состав поглощенных катионов в разных почвах различен и зависит от типа почвообразования, состава материнских пород и состава грунтовых вод. Наиболее распространенными во всех почвах являются кальций, магний, водород, алюминий, калий, натрий, аммоний.

Подзолистые и дерново-подзолистые почвы содержат кальций, магний, водород и алюминий. Водород и алюминий приводят к кислой реакции среды. Такие почвы имеют низкую Е, особенно в горизонте А₂.

В черноземах преобладают кальций и магний, причем кальция больше, чем магния. Одновалентных катионов (натрий, калий, водород и аммоний) в поглощенном состоянии содержат мало. Емкость поглощения высокая.

Каштановыесодержат меньше гумуса, чем черноземы и меньшую Е. Основные катионы – кальций, магний и натрий (до 3 %).

Солонцы – кальций, магний, натрий (более 20 %). Благодаря натрию в почве коллоиды имеют высокий потенциал, при котором гели переходят в золи.

Сероземы имеют низкую Е, в составе ППК преобладают кальций, магний; содержание калия и натрия не превышает 10-15 % от Е.

Красноземы – почвы влажных субтропиков. Это кислые почвы. В составе ППК преобладают водород и алюминий (до 70 – 80 % от Е) и немного кальция и магния.

Болотные почвы – содержат кальций, магний, водород, алюминий и аммоний в большом количестве.

Гедройц К.К. выяснил отношение растений к различным катионам и подразделил их на три группы:

1) Катионы, которые насыщая почву полностью дают нормальный урожай растений. К ним относятся кальций и стронций, а т. к. Последний не имеет практического значения, то можно сказать, что кальций представляет собой единственный катион, который насыщая почву, создает для растений вполне благоприятные условия;

2) Катионы магния, марганца, железа, алюминия и водорода. При полном насыщении ими растения гибнут, но внесение извести в той или иной степени исправляет урожай;

3) Катионы, обладающие ядовитыми свойствами по отношению к растениям и внесение извести в этом случае бесполезно – это аммоний, натрий, калий, кадмий, барий, никель, кобальт, медь.

Тоз считает «идеальной» почву, имеющую следующий состав обменных катионов: кальций – 65 %, магний – 10 %, калий – 5 %, водород – 20 % и немного марганца, меди, кобальта, цинка, никеля и других катионов.

Необходимо, чтобы в почве все катионы были в оптимальном количестве, т. к. Растениям нужен не только кальций.

Состав и количество обменных катионов сильно влияют на физические и химические свойства почв.

Кальций и натрий играют роль в структурообразовании. Кальций является хорошим коагулятором, способствует свертыванию почвенных коллоидов и образованию водопрочных агрегатов. Высокогумусированные почвы содержат в ППК кальция 98-99 %. Степень насыщенности почв кальцием определяется по формуле: V_Ca = S_Ca* 100/E * 100 %. Соколовский назвал кальций стражем структуры. Натрий имеет противоположное значение, приводит к пептизации почвенных коллоидов. Характерно для солонцовых почв. Они имеют неводопрочную структуру, большую твердость при высыхании и липкость при увлажнении.

Магнийпри небольшом содержании (до 15 % от Е) не оказывает неблагоприятные действия на свойства почв. Но если его много действует как натрий. Оптимальное соотношение кальция к магнию = 5 : 1.

Водород и алюминий обуславливают кислую реакцию среды.

Калий в поглощенном состоянии мало, но если много вызывает солонцеватость. Вильямс говорил, что калий приводит к обеструктуриванию почв.

Аммоний – это источник питания, но если много – это признак заболачивания, нехватка кислорода.

В последнее время в связи с применением физиологически кислых удобрений, выпадением кислотных дождей, потреблением кальция с\х культурами недостаток кальция наблюдается не только на кислых почвах, но и на нейтральных.

Градации степени насыщенности почв катионами, % (Pagel H., 1982)

Градации	Са	Mg	K	Na
Очень низкая	<5	<2	<0,5	<0,1
Низкая	5-20	2-10	0,5-1	0,1-2
Средняя	20-60	10-25	1-2,5	2-10
Высокая	60-90	25-40	2,5-10	10-25
Очень высокая	>90	>40	>10	>25

Сумма обменных оснований (S) – суммарное количество всех обменных катионов, кроме водорода и алюминия. Выражается в мг-экв\100 г почвы. Доля суммы поглощенных оснований от Е, выраженная в процентах называется степенью насыщенности почв основаниями. Почва, не содержащая водород и алюминий называется насыщенной основаниями и наоборот. Степень насыщенности почв основаниями определяется по формуле: V = S * 100\Е * 100%

Если V менее 50 % - сильно нуждается в известковании

50 – 70 % - средне нуждается

70 – 80 % - слабо нуждается

Более 80 % - не нуждается в известковании