24. Обменные катионы почвы. Первичное и вторичное засоление почвы

Засоление почвы – процесс накопления растворимых солей, приводящий к образованию солончаковатых (глубинное засоление), солончаковых (поверхностное засоление) и содовозасоленных почв [58]. Засоление может быть первичным и вторичным

накопление солей в почвах происходит вследствие действия причин природного

(первичное засоление) и антропогенного характера (вторичное засоление). К природ-

ным факторам засоления относятся:

почвообразование на засоленных материнских породах (в первую очередь,

морских отложений, вышедших на дневную поверхность);

близкое залегание минерализованных грунтовых вод в условиях выпотного

водного режима почв (испарение превышает количество осадков);

аккумуляция солей растительностью;

эоловый перенос солей (импульверизация) с поверхности морей, соленых озер

и при дефляции (ветровой эрозии) засоленных почв.

Антропогенное засоление почв происходит, главным образом, при ведении оро-

шаемого земледелия. Соли в почву могут поступать как из минерализованных ороси-

тельных вод, так и из минерализованных грунтовых вод, при достижении их капилляр-

ной каймы поливными водами в условиях засушливого климата. Вторичное засоление

почв может быть связано с загрязнением почв сточными водами, отходами (промыш-

ленными, сельскохозяйственными, бытовыми), а также выпадением из атмосферы пы-

ли, выбрасываемой предприятиями. Городские почвы засоляются при использовании

хлорида натрия и хлорида кальция для борьбы с гололедом.

В ряде случаев антропогенное поступление солей в почву оказывает благоприят-

ное воздействие на свойства почвы, например, при известковании и гипсовании почв,

внесении минеральных удобрений.

25. Почвенная кислотность: активная, обменная, гидролитическая. Щелочность почв

Кислотность почв — это способность почвы подкислять почвенный раствор. Носителями кислотности могут быть почвенный раствор и почвенные коллоиды. Кислотность обусловливается наличием ионов водорода и алюминия в почвенном растворе и в поглощающем комплексе. В зависимости от места нахождения этих ионов она делится на два вида: актуальную (активную) и потенциальную (скрытую), которая, в свою очередь, подразделяется на обменную и гидролитическую.

Актуальная кислотность (активная) – кислотность почвенного раствора, суспензии или водной вытяжки почв, обусловленная наличием водорода, концентрация ионов Н+ растворе в г-экв (моль) на 1 литр, выраженная рН. Условия жизни оптимальны при рН от 2,5–3 до 10–10,5.

Обменная потенциальная кислотность – обусловлена наличием в почвенно-поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия, способных к замещению, проявляется при взаимодействии с почвой электронейтральных солей

 Гидролитическая потенциальная кислотность – обусловлена наличием в почвенно поглощающем комплексе ионов водорода, способных к замещению

Щелочность – способность почвы проявлять свойство оснований. Создается за счет солей слабых кислот, образующих при гидролизе слабо диссоциирующие молекулы

Актуальная щелочность обусловливает присутствие в почве карбонатов и бикарбонатов кальция, магния, натрия, которые увеличивают рН.

Потенциальная щелочность характерна для солонцеватых почв, содержащих обменный натрий

26. Органическое вещество почвы (специфические и неспецифические вещества гумуса) Органо-минеральные соединения почвы

В почву поступают органические остатки отмерших растений, продукты их микробиологической трансформации, останки животных. Отмершая почвенная фауна привносит 100–200 кг/га в год, в агроэкосистемах после зерновых – 2–3 т/га, после многолетних трав – 7–9 т. В тундре образуется 1–2 т/га сухого органического вещества, в тропиках – 30–35.

 Категории органических веществ

 1. Органические остатки – остатки, не потерявшие черты анатомического строения. На долю неразложившихся остатков приходится 5–19 % от общего содержания органических соединений в почве. 

2. Неспецифические органические соединения. Это вещества не почвенного происхождения, имеющие фито- , зоо- и микробоценотическую природу и поступающие в процессе почвообразования в виде  отмирающей биомассы и продуктов жизнедеятельности организмов. Они синтезируются живыми организмами и поступают в почву после их отмирания.

3. Гумус, специфические органические соединения – основная часть органических соединений, присущая только почвам. Содержание гумуса в почве колеблется от 1 до 10 %.

Гумус – смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных соединений, объединенных общностью происхождения, некоторыми свойствами и чертами строения, продукт длительной трансформации органических остатков, обеспечивает плодородие почв. Его впервые выделил из торфа и описал немецкий химик     Ф. Ахард в 1786 г.

Гумус содержит основные запасы питательных элементов для растений и микроорганизмов, в его состав входят многие физиологически активные вещества: ферменты, антибиотики, гуминовые кислоты. Он служит источником углерода и энергии для почвенных микроорганизмов, способствует формированию оптимальных водного, воздушного, теплового режимов, обеспечивает устойчивость почв к поллютантам. Лечебные грязи представляют собой комплекс гумусовых соединений

Все виды продуктов взаимодействия неспецифических веществ почвы или специфических гумусовых веществ с минеральными компонентами (катионами металлов, гидроксидами, неорганическими анионами, силикатами и т. д.) объединяют в понятие органоминеральных соединений. В соответствии с известной классификацией, разработанной Л. Н. Александровой, органоминеральные соединения почв делят на три группы: 1) гетерополярные соли; 2) комплексногетерополярные соли; 3) сорбционные комплексы.

Гетерополярные, или простые, соли гумусовых кислот образуются в ре-

зультате протекания реакций нейтрализации гумусовых кислот

Гуматы щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде и встречаются только в некоторых солонцах и содовых солончаках.

Гуматы кальция плохо растворимы в воде при любых встречающихся в почвах значениях рН и склонны к образованию на поверхности минеральных компонентов пленок, которые прочно удерживаются силами адгезии.

Гуматы магния растворяются лучше, чем гуматы кальция. Они могут переходить в раствор и мигрировать в пределах почвенного профиля.

Индивидуальные гуматы или фульваты различных металлов редко встречаются в почве. Чаще формируются более сложные органоминеральные производные, в которых катионы металлов входят в анионную часть молекулы.

В случае дополнительного вовлечения фенольных групп гумусовых кислот происходит образование хелатных комплексных соединений. Свободные карбоксильные и фенольные ОН-группы комплексных солей металлов гумусовых кислот могут вступать в дальнейшее взаимодействие с катионами металлов с образованием комплексно-гетерополярных солей

Гумусовые кислоты склонны образовывать комплексные соединения со всеми переходными металлами, находящимися в почве в виде микроэлементов или поступающими с антропогенными выбросами. По способности образовывать соединения с гумусовыми веществами различные катионы можно расположить в ряд

Положение металлов в этом ряду может меняться в зависимости от природы гумусовых кислот и рН среды.

Образование комплексных соединений и гетерополярных солей гумусовых кислот играет важную роль в процессах миграции и трансформации минеральных компонентов почвы. Эти процессы частично снижают опасность загрязнения почв, поскольку при достаточном количестве органических веществ в почве происходит связывание токсичных металлов.

Еще один вид органоминеральных соединений, образующихся в почве в процессе взаимодействия гумусовых веществ с кристаллическими или аморфными минералами почв, называют глино-гумусными, или сорбционными, ком-

плексами