53. Почвенный раствор. (Методы выделения почвенных растворов. Химический состав почвенных растворов и динамика концентрации почвенного раствора. Роль почвенных растворов)

Почвенный раствор – это жидкая фаза почвы, содержащая растворенные в ней минеральные, органические и органоминеральные вещества. Минеральные соединения представлены в основном истинными растворами солей, а органические вещества - преимущественно в коллоидном состоянии и частично в форме молекулярных растворов. Состав почвенного раствора определяет его осмотическое давление.

Осмотическое давление и реакция почвенного раствора

Осмотическое давление почвенного раствора колеблется от 1–3 до 10–20 атм и зависит от концентрации растворенных веществ. Для нормального поглощения растениями воды и питательных веществ необходимо, чтобы осмотическое давление почвенного раствора было ниже, чем в клеточном соке корней. Реакция почвенного раствора зависит от концентрации ионов водорода (Н+) и гидроксила (ОН-) и характеризуется величиной pH. Нейтральная реакция pH=7, кислая - pH<7, щелочная - pH>7. Реакция почвенного раствора влияет на развитие растений и микроорганизмов.

Буферность почвенного раствора

Буферность - способность почвы или ее раствора противостоять изменению реакции. Буферность почвенного раствора невелика по сравнению с буферностью почвы, что указывает на большую роль твердой фазы. Буферность обусловлена наличием буферных систем, например, H2CO3 + Ca(HCO3)2. Буферные системы обеспечивают стабильность pH при поступлении в раствор кислот или щелочей.

Методы выделения почвенных растворов

Существует несколько групп методов выделения почвенных растворов:

• Водные вытяжки: добавление избыточного количества воды к почве.

• Выделение раствора в неизменном виде: преодоление сил взаимодействия твердой и жидкой фаз.

• Лизиметрические методы: улавливание стекающих по почвенному профилю растворов с помощью лизиметров.

• Непосредственное исследование: измерение ионного состава непосредственно в почве с помощью потенциометров и иономеров.

Химический состав почвенных растворов

Органические вещества в почвенном растворе представлены водорастворимыми гумусовыми кислотами, а также веществами разложения растительных остатков (сахара, органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.). Количество органических веществ зависит от соотношения процессов минерализации и синтеза. Растворимость веществ увеличивается с повышением температуры. Состав почвенных растворов тесно связан с температурой, влажностью, деятельностью микроорганизмов и растений, что обуславливает его динамику.

Динамика концентрации почвенного раствора

Для большинства почв характерно постепенное увеличение концентрации почвенных растворов от весны к лету, особенно в верхних горизонтах. Это связано с испарением влаги и усилением разложения органики. В тундровых почвах наибольшее возрастание концентрации наблюдается в конце зимы из-за криогенного подтягивания растворов. Состав верхних горизонтов наиболее динамичен из-за высокой биологической активности и колебаний температуры и влажности.

Роль почвенных растворов

Трансформационная роль: Почвенные растворы участвуют во всех процессах химического и биологического превращения веществ, обеспечивают выветривание минералов. Транспортная роль: Растворы перемещают продукты растворения, выщелачивания, обмена и гидролиза, формируют состав гравитационного стока. Информационная роль: Состав почвенных растворов отражает процессы, протекающие в почве в конкретных биогеоценозах. Жизнеобеспечивающая роль: Почвенный раствор обеспечивает растения и микроорганизмы водой и питательными веществами, выполняет защитно-регуляторную функцию.