27. Роль поглотительной способности в генезисе и плодородии почв.

Поглотительная способность играет чрезвычайно важную роль в генезисе почв, формировании их свойств и уровня плодородия.

Среди разнообразных процессов поглощения, протекающих в почве, исключительное значение имеет сорбционное закрепление гумусовых веществ. Следствием этого является не только формирование специфической поверхности почвенных частиц, составляющих основу ППК, но также формирование и стабилизация гумусового профиля почвы с количественными и качественными характеристиками, соответствующими конкретному типу почвообразования.

Поглотительная способность играет важную роль в процессах профильной дифференциации разнообразных органических и неорганических веществ. В какой-то мере почвенный профиль представляет собой своеобразную хроматографическую колонку, в которой отдельные генетические горизонты, характеризующиеся своими индивидуальными составом и свойствами, выступают в качестве барьеров для тех или иных соединений, молекул и ионов, преимущественно закрепляя одни из них в ущерб другим. Неоднородность сорбционных процессов по отношению к различным веществам отражается на скорости передвижения их по почвенному профилю.В ряде случаев проявление поглотительной способности вносит решающий вклад в почвообразование. Так, в результате механической поглотительной способности, задерживающей взвешенные тонкодисперсные частицы, формируются профили пойменных и староорошаемых луговых почв.

От поглотительной способности во многом зависит пищевой режим почв. Благодаря различным видам сорбции происходит закрепление элементов минерального питания растений в почвенном профиле и предотвращается их активное вовлечение в миграционные процессы.

С поглотительной способностью непосредственно связаны реакция среды и химический состав почвенных растворов, различные виды и величина буферности почвы.

С сорбционными процессами связано формирование состава обменных катионов, оказывающих огромное влияние на состояние почвенных коллоидов и соответственно на физические и физико-механические свойства почвы.

28. Почвенная кислотность, формы, способы регулирования.

Кислотность почв — способность почв нейтрализовать вещества щелочной природы, подкислять воду и растворы нейтральных солей.

Различают следующие формы или виды почвенной кислотности:

1) актуальная кислотность;

2) потенциальная кислотность, которая подразделяется на обменную и гидролитическую.

Актуальная кислотность. Представляет собой кислотность почвенного раствора. Важнейшую роль в формировании актуальной кислотности в большинстве почв играет угольная кислота. В зависимости от термодинамических условий и биологической активности почв она может поддерживать pH почвы в пределах 3,9—4,5—5,7. Режим углекислоты в почвах тесно связан с суточно-сезонными ритмами погоды и активностью микроорганизмов.

Свободные минеральные кислоты, такие как серная, азотная и другие, в заметных количествах довольно редко присутствуют в почвах. В то же время активная деятельность нитрифицирующих микроорганизмов может способствовать появлению на короткое время в почвенном растворе азотной и азотистой кислот, что вызовет снижение pH на 0,5—2,0 единицы. При разложении под воздействием микроорганизмов белковых соединений в почвенный раствор возможно поступление небольших количеств серной кислоты.

Кислотность почвенных растворов может быть обусловлена наличием в них свободных органических кислот, в том числе и гумусовых, а также различных компонентов, проявляющих кислотные свойства.

Потенциальная кислотность. Эта форма кислотности имеет сложную природу. Ее носителями являются обменные катионы Н+ и А13+. Проявляется потенциальная кислотность при взаимодействии почвы с растворами солей, когда катион соли вытесняет ионы Н+ и А13+ из обменно-поглощенного состояния в почвенный раствор. Потенциальная кислотность дает представление о всей совокупности компонентов с кислотными свойствами, находящимися в почвенном растворе и в твердой фазе почвы. Разделение потенциальной кислотности на обменную и гидролитическую в общих чертах характеризует последовательные этапы выделения в раствор дополнительных количеств протонов, связанных с твердой фазой почвы.

Обменная кислотность проявляется при взаимодействии почвы с раствором нейтральной соли. Обычно это 1 н. раствор КС1, при этом происходит эквивалентный обмен катионов нейтральной соли на катионы водорода и алюминия, находящиеся в компенсирующем слое коллоидов.

После обработки почвы, содержащей в обменнопоглощенном состоянии Н+ и А13+, раствором нейтральной соли к ионам водорода почвенного раствора добавляется какое-то количество ионов Н+, вытесненных из ППК и образовавшихся в результате гидролитического распада А1С13. Следовательно, в кислых почвах pH солевого раствора всегда будет меньше pH водного.

Важную роль в раскрытии природы обменной кислотности сыграло установление способности самопроизвольного перехода (превращения) почв, насыщенных ионом Н+, в почвы, насыщенные А13+, т.е. осуществление самопроизвольной реакции

Гидролитическая кислотность. При обработке почвы раствором нейтральной соли вытесняются не все поглощенные ионы водорода. Более полное вытеснение ионов водорода и алюминия происходит при взаимодействии почвы с раствором гидролитически щелочной соли, например CH3COONa.

Это обусловлено связыванием водорода в слабодиссоциированную уксусную кислоту и большей степенью гидролиза солей алюминия с образованием А1(ОН)3 и ионов Н+. Гидролитическая кислотность, как правило, больше обменной и может рассматриваться как суммарная кислотность почвы, состоящая из актуальной и потенциальной кислотности. Выражается она в мг-экв. на 100 г почвы.

В некоторых случаях гидролитическая кислотность может быть меньше обменной. Это характерно для почв, богатых положительно заряженными коллоидами. В этом случае наблюдается поглощение ими анионов уксусной кислоты в обмен на ион ОН-, что уменьшает кислотность вытяжек.

По величине гидролитической кислотности находят дозу извести, необходимую для устранения кислотности, и рассчитывают степень насыщенности почвы основаниями.

Агрономическая оценка кислых почв и их мелиорация. Кислые почвы имеют широкое распространение во многих регионах земного шара. Они являются основным компонентом почвенного покрова в боре- альном (умеренно-холодном) поясе, влажных тропиках и субтропиках. Их формирование во многом обусловлено промывным типом водного режима, который способствует выносу из почвы щелочных и щелочноземельных оснований и насыщению ППК водородом.

В последнее время наблюдается увеличение доли кислых почв от площади пашни, т.е. снижается доля слабокислых почв и увеличиваются площади, занятые средне- и сильнокислыми почвами. Главная причина этого — резкое сокращение объемов мелиоративных работ (известкования).

Подкисление почв вызывает применение физиологически кислых удобрений, когда оно не сопровождается известкованием.

Реакция почвы играет важную роль в агрономической практике, поскольку многие сельскохозяйственные культуры предъявляют вполне определенные требования к реакции среды и довольно чутко реагируют на ее изменение.

В кислых почвах создаются неблагоприятные условия для роста и развития большинства сельскохозяйственных культур, что ведет к снижению их урожайности. Негативное влияние повышенной кислотности на растения обусловлено различными причинами.

Кислые почвы характеризуются недостатком Са2+ и отчасти Mg2+, элементов, необходимых для нормального развития растений. В то же время содержание А13+, Мп2+, Н+ часто достигает токсичных для сельскохозяйственных культур концентраций. Особенно велика негативная роль алюминия. Повышенное количество подвижного алюминия в почве приводит к нарушению у растений обмена веществ и отрицательно влияет на формирование генеративных органов.Токсичное действие алюминия сказывается в первую очередь на корневой системе растений. Накопление в корнях алюминия препятствует поглощению и передвижению в растении кальция и фосфора. Корни, испытывающие воздействие токсичных концентраций алюминия, утолщаются и укорачиваются, их рост замедляется, появляются отмершие участки. При содержании подвижного алюминия на уровне 8—10 мг/100 г почвы урожай таких культур, как кукуруза, ячмень, яровая пшеница, лен-долгунец, может погибнуть полностью. Близкие эффекты при низких значениях pH оказывает на растения и марганец.

Кислая среда угнетающе действует на микроорганизмы осуществляющие аммонификацию, нитрификацию и фиксацию азота из воздуха, поскольку оптимум pH для их развития находится в пределах 6,5—8,0. В результате этого ухудшается азотный режим почвы.

В кислых почвах складывается неблагоприятный фосфатный режим, что обусловлено связыванием фосфора соединениями железа и алюминия, в результате чего он переходит в труднодоступное для растений состояние.

При подкислении почв существенно возрастает растворимость и подвижность бора, меди, цинка, кобальта и других микроэлементов.

Избыточное количество их подвижных форм оказывает токсичное действие на растения. В то же время высокая кислотность снижает доступность растениям такого важного микроэлемента, как молибден.

В кислой среде ухудшаются условия гумусообразования, что ведет к преимущественному накоплению фульвокислот и низкомолекулярных органических соединений, менее ценных с агрономической точки зрения, чем гуминовые кислоты. Низкое содержание и неблагоприятный состав гумуса наряду с дефицитом кальция обусловливают неудовлетворительные физические свойства кислых почв. Они часто переуплотнены, плохо оструктурены, склонны к коркообра- зованию, что неблагоприятно отражается на их водно-воздушном режиме.

Эффективное использование сильнокислых и кислых почв возможно только после проведения химической мелиорации. Широко распространенным приемом повышения их плодородия служит известкование, устраняющее избыточную кислотность и способствующее насыщению ППК кальцием. При внесении в почву извести (СаС03) она реагирует с углекислотой почвенного раствора и переходит в гидрокарбонат кальция, который взаимодействует с почвой.