Тема 8

Физико-химические свойства почв

8.1Определение суммы обменных оснований

иемкости катионного обмена

Емкость обмена и состав обменных оснований связаны с важнейшими свойствами коллоидной фракции почвы. Емкость обмена характеризует общую способность почвы к поглощению оснований в обменной форме на поверхности почвенных коллоидов. Эта способность определяется величиной коллоидной фракции (частиц менее 1 микрона) и ее составом (соотношение органических и минеральных коллоидов, содержание кремнекислоты, полуторных окислов и др.). Высокое плодородие почвы обычно связано с повышенной обменной способностью.

Исследования академика К.К. Гедройца показали, что многие важнейшие свойства плодородия почвы и состояние основных почвообразовательных процессов тесно связаны с составом обменных оснований. Питание растений аммонием, кадмием, кальцием, магнием и др. осуществляется главным образом за счет содержания этих оснований в обменной форме в коллоидной фракции почвы. Кроме того, с составом обменных оснований непосредственно связаны главные физические свойства почвы, так как многими исследованиями показано отрицательное действие на эти свойства щелочных обменных оснований и положительное действие обменного кальция. Хорошо известна также связь с составом обменных оснований главных почвообразовательных процессов, а именно: солонцового почвообразования с обменным натрием, подзолистого почвообразования с обменным водородом и др. К.К. Гедройц состав обменных оснований положил в основу своей генетической классификации почв, что подтверждает большое значение определения их при многих почвенных исследованиях.

В разных почвах величина обменной способности тесно связана с содержанием органического вещества. Самой низкой емкостью обмена, около 6–10 м/экв на 100 г почвы, характеризуются наиболее

83

обедненные гумусом сероземы. Вместе с увеличением органического вещества повышается емкость обмена.

Под емкостью катионного обмена понимают общее количе-

ство катионов одного рода, удерживаемых почвой в обменном состоянии при стандартных условиях и способных к обмену на катионы взаимодействующего с почвой раствора.

Величина ЕКО определяется числом отрицательных зарядов, приходящихся на единицу массы или поверхности почвенного поглощающего комплекса. Выражают ее в миллиграмм-эквивален-

тах на 100 г почвы.

Величина ЕКО зависит от ряда факторов: 1) грануломе-

трического состава почвы; 2) минералогического состава почвы; 3) содержания и состава органического вещества; 4) рН раствора; 5) природы и концентрации катиона раствора, используемого для определения ЕКО.

В литературе описано большое количество методов определения ЕКО в различных почвах. Методы характеризуются различным сочетанием предварительной обработки, рН раствора, вида катиона, вида соли, вида растворителя, процедур насыщения и извлечения, способов конечного определения ионов.

Методы суммирования. Обменные катионы могут быть вытеснены из ППК любым катионом раствора, взятым в избытке, и определены количественно. Их сумма может рассматриваться как эквивалент ЕКО.

Методы, основанные на определении количества адсорбированного (обменно-поглощенного) катиона-индекса. Методы,

входящие в эту группу, характеризуются двумя основными стадиями: а) насыщением ППК одним катионом (катионом-индексом); б) определение количества адсорбированного катиона-индекса. Существует большое разнообразие сочетания этих стадий.

Определение емкости катионного обмена по методу Боб- ко-Аскинази в модификации Алешина. Метод предназначен для определения ЕКО любых почв при рН 6,5. Для засоленных, карбонатных и гипсоносных почв предполагается предварительное удаление легко- и труднорастворимых солей, что приводит к потере некоторой части ЕКО.

84

Почву насыщают барием с помощью буферного раствора хлорида бария с рН 6,5. В почвах, содержащих легкорастворимые соли, карбонаты и гипс, их разрушают раствором соляной кислоты до операции насыщения почвы барием и продукты разрушения удаляют водой. Вытеснение обменного бария проводят по принципу «исчерпывающего обмена» раствором серной кислоты. ЕКО при рН 6,5 рассчитывают по снижению общей кислотности вытесняющего раствора.

Методика работы

Ход работы различается для почв, не содержащих легкорастворимые соли, карбонаты и гипс (п. 1), и для почв, содержащих эти компоненты (п. 2).

1. 2,5 г воздушно-сухой почвы помещают в химический стакан вместимостью 50 мл, заливают 25–30 мл буферного раствора 0,1 Н ВаСl2 рН 6,5 и тщательно перемешивают. Полученную суспензию переносят на воронку с фильтром («синяя лента»), тщательно смывая остатки почвы из стакана на фильтр буферным раствором хлорида бария. Насыщение почвы барием продолжают, приливая к навеске почвы на фильтре буферный раствор хлорида бария порциями по 10–15 мл. Каждую последующую порцию раствора приливают после того, как полностью отфильтруется предыдущая. Для полного вытеснения катионов из взятой навески почвы и насыщения ее барием необходимо собрать 250–300 мл фильтрата.

По окончании насыщения барием пробу почвы на фильтре промывают дистиллированной водой от избытка насыщающего раствора до отрицательной качественной реакции на хлориды (с нитратом серебра) и оставляют на воздухе на ночь.

Подсушенный фильтр с почвой переносят в колбу вместимостью 250 мл, добавляют в нее из бюретки 100 мл титрованного раствора 0,05 Н Н2SО4, взбалтывают содержимое 5 минут и фильтруют (фильтр «синяя лента»).

Отбирают пробу фильтрата 20 мл, переносят ее в коническую колбу вместимостью 100 мл и титруют 0,1 Н раствором NaOH в присутствии двух капель фенолфталеина до слабо-розовой окраски (рН 8,3).

Параллельно проводят контрольное титрование 20 мл исходного раствора 0,05 Н Н2SO.

85

2. Перед насыщением почвы барием необходимо удалить из почвы карбонаты, гипс и легкорастворимые соли. Для этого навеску почвы 2,5 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, обрабатывают ее несколько раз раствором 0,05 Н HCl, сливая отстой на фильтр, до отрицательно качественной реакции на кальций (с оксалатом аммония) в фильтрате. Если почва содержит большое количество карбонатов и гипса, навеску вначале обрабатывают 2–3 раза 0,2 Н раствором HCl, а затем 0,05 Н раствором HCl.

После удаления карбонатов и гипса к навеске добавляют 20–30 мл буферного раствора хлорида бария и полученную суспензию полностью переносят на фильтр. Все последующие операции проводят аналогично п. 1.

Вначале рассчитывают количество мг-экв кислоты (эквивалентное ЕКО) в объеме аликвоты для титрования. При этом учитывают результаты контрольного титрования исходного раствора серной кислоты, вычитая из него количество мл щелочи, израсходованное на титрование пробы. Затем проводят пересчет на общий объем (100 мл 0,05 Н раствора Н2SO4) и на 100 г почвы. Для пересчета результатов анализа на сухую почву полученные результаты умножают на коэффициент пересчета на сухую почву. Результаты расчетов оформляют в виде таблицы 33.

Таблица 33 – Результаты определения ЕКО методом Бобко-Аскизази в модификации Алешина

86

Обменными или «поглощенными» называются катионы, которые входят в состав почвенного поглощающего комплекса и могут быть заменены катионами другого рода при взаимодействии с нейтральными растворами солей.

Содержание обменных катионов принято выражать в милли- грамм-эквивалентах на 100 граммов почвы (мг-экв/100 г) или в % от емкости катионного обмена (или суммы обменных оснований).

Методы определения обменных катионов основаны на их вытеснении из почвы растворами солей. Для вытеснения обменных катионов разные авторы предлагают использовать растворы NH4Cl, NH4Ac (CH3COONH4), NaCl, Na2CO3, BaCl2 и др. Более концентриру-

емый экстрагирующий раствор полнее и быстрее извлекает обменные катионы. Как правило, используют 1,0 М растворы солей.

Исследованиесоставаобменныхкатионоввзасоленных,карбонатных и гипсоносных почвах связано с определенными трудностями, обусловленными присутствием в этих почвах водорастворимых солей, карбонатов и гипса, так как они могут растворяться в применяемых реактивах – вытеснителях и искажать результаты.

Влияние водорастворимых солей на определение обменных катионов исключают двумя способами: 1) расчетным – внесением поправки на содержание водорастворимых солей (методы Гедройца, Шолленберга); 2) экспериментальным – предварительным удалением (отмыванием) водорастворимых солей с помощью водно-спирто- вых растворов (методы Годлина, Пфеффра, Таккера).

По исключению влияния гипса и карбонатов все методы подразделяются на 4 группы:

1.Методы применимы только к карбонатным незасоленным

почвам, дают достаточно грубые результаты и в настоящее время представляют интерес в основном с исторической точки зрения. Это методы Шмука и Хиссинка, основанные на допущении, что раство-

рение СаСО3 осуществляется пропорционально объему профильтровавшегося раствора; метод Тюрина, основанный на вытеснении обменных оснований раствором NaCl и учете растворившегося карбоната кальция по щелочности фильтрата (невозможно определение обменных оснований в почвах, содержащих MgCO3) и др.

2.Методы с использованием для вытеснения обменных катионов щелочных растворов. В щелочных растворах легче снизить

87

растворимость карбонатов, однако обменные Са и Мg, вытесняемые враствор,могутосаждатьсяввидекарбонатовприостаточновысокой концентрации СО32–. Кроме того, использование для вытеснения растворов Na2CO3 и NaOAc затрудняет определение обменного натрия.

За рубежом для определения обменных оснований в карбонатных почвах используют метод Мелиха (вытеснитель – забуференный 0,1 М раствор BaCl2). Однако при применении этого метода происходит сильное загрязнение анализируемого раствора ионом бария, который мешает трилонометрическому определению ионов Са2+

иМg2+.

3.Методы, позволяющие определить только обменный кальций (метод Геринга).

4.Методы, основанные на использовании спиртовых растворов. Применение спиртовых растворов связано с более низкой растворимостью карбонатов и гипса в них по сравнению с аналогичными водными растворами (методы Пфеффера, Таккера и др.).

Внастоящеевремяотсутствуетуниверсальныйметодопределения состава обменных катионов в нейтральных и щелочных почвах. Но зная некоторые свойства почв и области применения методов, можно выбрать метод, наиболее подходящий в каждом конкретном случае. Если исследуется совокупность различных по свойствам почв, для которых имеют преимущества различные методы, следует выбирать по возможности один метод, в наибольшей степени удовлетворяющий всей совокупности.

Определение поглощенных кальция и магния комплексо-

нометри-ческим методом. Метод основан на способности трилона Б вытеснять Са2+ и Мg2+ из их окрашенных комплексов с металлоиндикаторами, образуя с этими катионами бесцветные, хорошорастворимые, труднодиссоциирующие комплексные соединения. В точке эквивалентности происходит изменение окраски за счет высвобождающегося свободного индикатора. Реакция идет в щелочных условиях при строго определенных значениях рН.

Методика работы

1. Устранение мешающего действия ионов Cu2+, Mn2+,Al3+, Fe3+. В две конические колбы на 250 мл помещают аликвоту фильтрата 25–50 мл (в зависимости от засоленности почвенного горизонта).

88

Прибавляют в каждую колбу несколько крупинок диэтилдитиокарбамата натрия и солянокислого гидроксиламина. Разбавляют дистиллированной водой примерно до 100 мл.

2. Наведение рН.

Вколбу, где будет определяться суммарное содержание Са2+

иМg2+, добавляют 5–10 мл буферного раствора (NH4Cl + NH4OH) с тем, чтобы довести рН до 10,0. В другой колбе, где будет определяться содержание Са2+, необходимо создать рН > 12,5 с помощью 10–15 мл 10 %-го раствора NаОН.

3. Окрашивание растворов.

Вколбу, предназначенную для определения содержания Са2+, вносят на кончике шпателя металлоиндикатор мурексид, в результате чего раствор окрашивается в малиново-розовый цвет. В другую колбу вносят таким же образом металлоиндикатор хромоген черный. При этом раствор приобретает лилово-красную окраску.

4. Титрование.

Титруют окрашенные растворы 0,02 Н раствором трилона Б до изменения окрасок от малиново-розовой до сиреневой и от лиловокрасной до сине-голубой.

Исходяиз количестватрилонаБ, пошедшегонатитрование Са2+

иСа2++Мg2+, и нормальности трилона Б определяют количество мгэкв. кальция и магния в титруемом объеме. Затем вычисляют количество мг-экв Са2+ и Мg2+ во всем объеме фильтрата и в 100 г почвы. Пересчитывают эти значения на сухую почву. Полученные данные оформляются в виде таблицы (табл. 34).

Таблица 34 – Результаты определения поглощенных кальция и магния комплексонометрическим методом

89

8.2Определение кислотности, щелочности

ибуферности почв

Актуальная кислотность – активная концентрация ионов водорода в почвенном растворе или в водной вытяжке. Определяется потенциометрически в водной вытяжке и характеризуется величи-

ной рНвод.

Группировка почв по рНвод:

Обменная (потенциальная) кислотность – количество ионов водорода и алюминия, находящихся в почвенном поглощающем комплексе и способных к обмену.

При взаимодействии с почвой нейтральных солей (KCl), в результате вытеснения водорода из почвенного поглощающего комплекса (ППК) образуется свободная кислота:

[ППК]Н + КCl = [ППК]K + HCl.

При наличии в почве обменных ионов алюминия они тоже вытесняются катионами взаимодействующей соли (в нашем примере КCl) с образованием хлористого алюминия:

K

[ППК]Al + 3KCl = [ППК]K +AlCl3. K

При гидролизе хлористого алюминия также образуется свободная кислота:

90

AlCl3 + H2O =Al(OH)3 + 3HCl.

Определяется потенциометрически в солевой вытяжке (KСl) из почв и характеризуется величиной рНКСl.

В величину обменной кислотности входит и актуальная кислотность. То есть обменная кислотность всегда больше актуальной, и рН солевой вытяжки всегда ниже, чем рН водной.

В зависимости от рНКСl различают следующие группы почв по подкислению:

На реакцию почвы влияют общая направленность почвообразовательного процесса, химический и минералогический состав почвы, содержание и состав органического вещества, состав обменных катионов, наличие или отсутствие солей, жизнедеятельность живых организмов, состав почвенного воздуха и влажность почвы.

Реакция почвенного раствора оказывает на растения прямое и косвенное влияние.

Прямое влияние повышенного содержания ионов водорода в почвенном растворе в зоне ризосферы связано со снижением поступления в растения всех наиболее важных катионов и анионов (Са, K, Мg, РО3–) и увеличением поглощения из почвенного раствора токсичных катионов (Al, Mn) и активизации гидролитических ферментов в корневой системе.

Косвенное влияние связано с изменением подвижности ряда элементов в почвенном растворе: в щелочной среде снижается подвижность бора, цинка, меди, алюминия, марганца, возрастает – молибдена и фосфатов.

Методика работы

1. Для анализа берут воздушно-сухие образцы почвы, растертые и просеянные через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

91

2.К навеске почвы приливают такой объем дистиллированной воды или 0,1 н. раствор КСl, чтобы отношение почва: раствор соста-

вило 1:2,5.

3.Суспензию взбалтывают 5 мин. стеклянной палочкой.

4.Затем измерения рН с помощью стеклянного электрода на рН-метре можно провести непосредственно в суспензии, помещенной в стеклянный стакан на 50 мл (после 15–20 мин отстаивания). Отсчет величины рН почвенного раствора производится по шкале рН-метра.

Величины рН солевой вытяжки позволяют разделить почвы по степени нуждаемости их в извести на следующие группы:

Понижение кислотности почвы при известковании до рН (KС1) 5,6–5,8 создает благоприятную реакцию среды для сельскохозяйственных культур.

О степени солонцеватости почв судят по количеству поглощенного натрия, содержащегося в почвенном поглощающем комплексе. Для этого количество поглощенного натрия выражают в относительных единицах – процентах от емкости поглощения, то есть находят, какую часть ее занимает натрий.

Степень солонцеватости определяют по классификации И.Н. Антипова-Каратаева:

содержание поглощенного натрия меньше 5 % емкости поглощения – почва не солонцеватая, гипсованию не подвергается;

5–10 % – слабосолонцеватая, гипсуются в последнюю очередь; 10–20 % – солонцеватая, гипсуются во вторую очередь; больше 20 % – солонец, гипсуются в первую очередь.

Нормы гипса в связи с этим рассчитывают по так называемому активному натрию, то есть по его количеству свыше 10 % от емкости поглощения.

92

Методы определения натрия

1.Определение обменного натрия по ОСТ 4651-76 (пламеннофотометрически)

Принцип метода. Натрий извлекают из почвы 1 н. раствором ацетата аммония при соотношении почва : раствор = 1 : 20 с последующим определением натрия в почвенной вытяжке на пламенном фотометре.

2.Определение обменного натрия по методике АнтиповаКаратаева и Мамаевой

Определение обменного натрия в почве состоит из двух отдельных операций:

1) вытеснение обменного натрия из почвенного поглощающего комплекса;

2) количественное определение вытесненного натрия.

Для вытеснения обменного натрия почву обрабатывают насыщенным раствором гипса по методике, разработанной И.Н. Анти- повым-Каратаевым и Л.П. Мамаевой. По их данным, при использовании большого объема такого раствора происходит практически полное вытеснение обменного натрия из почвы.

3.Определение натрия в вытяжке объемным методом по Анти- пову-Каратаеву и Мамаевой

Принцип метода. Метод состоит в вытеснении обменного натрия титрованным раствором сернокислого кальция, при этом Са2+ вытесняет поглощенный натрий по схеме:

Na

[ППК] + Са2+ → [ППК]Ca + 2Na+. Na

По разности между содержанием кальция в исходном растворе и равновесном узнают количество Са2+, затраченное на вытеснение обменного натрия.

Метод не пригоден для почв, содержащих гипс и большое количество водорастворимых солей магния (свыше 10–15 мг·экв). При меньших количествах магниевых солей возможно внесение поправки.

Буферностью почвы принято называть ее способность противостоять изменению реакции: чем больше почва буферит, тем труднее сместить ее реакцию в кислую или щелочную сторону.

93

Буферность почвы в основном определяется свойствами ее твердых фаз и, главным образом, ее коллоидов. Появляющиеся в растворе кислота или щелочь тотчас же вступают во взаимодействие с почвенными коллоидами как наиболее активной частью твердой фазы почвы. В результате этого взаимодействия часть кислоты или щелочи исчезает из раствора, нейтрализуется и сдвиг реакции ослабляется.

Буферность почвы – очень существенная ее характеристика, которую необходимо принимать во внимание в ряде случаев, особенно в связи с применением минеральных удобрений и химических мелиорантов. Например, физиологически кислые соли, такие, как (NH)2SO4, могут значительно снизить рН малобуферных почв. Известь при несоответствующей буферности дозе слишком резко повышает рН малобуферных почв.

Буферность почвы зависит от ряда факторов:

1. Количество коллоидов (гранулометрический состав почвы). Чем больше коллоидов в почве, тем выше ее буферность при прочих равных условиях. Легкие песчаные почвы почти не обладают буферностью. В глинистых почвах буферность выражена сильнее. 2. Состав внутренней части (гранулы) почвенных коллоидов. Особенно отчетливо связь между составом гранул и буферностью почвы проявляется для аморфных гелей. При этом ацидоиды и базоиды обладают совершенно различными буферными свойствами. Коллоиды, содержащие больше Al2O3, чем SiO2, буферят почти исключительно в кислом интервале. Коллоиды с преобладанием

SiO2 буферят в щелочном интервале. 3. Состав обменных катионов.

Решающее влияние на характер почвенной буферности оказывает состав ионов компенсирующего слоя, то есть обменных катионов, так как в почве преобладают отрицательно заряженные коллоиды. Наличие большого количества катионов Са2+, Mg2+, Na+ и др. создает значительную буферность в кислую сторону. Почвы, имеющее Н+ иAl3+ на поверхности и способные поглощать щелочь, сильно буферят в щелочную сторону.

Черноземы, дерновые почвы, солонцы, содержащие на поверхности много «нейтральных» катионов (или оснований), очень стойки к подкислению. Подзолистые и красноземы, наоборот, легко подкисляются. Эти свойства необходимо учитывать при внесении химических мелиорантов (известь) и минеральных удобрений.

94

Необходимо помнить, что помимо почвенных коллоидов, твердые фазы почвы могут содержать и некоторые другие факторы буферности: малорастворимые простые соли основного или кислого характера; эти соли более или менее легко взаимодействуют с растворами и ослабляют сдвиг реакции. Среди таких солей наибольшее значение имеют СаСО3 и МgСО3, присутствие которых не позволяет реакции сдвинуться в сторону кислой.

Для определения буферности почв чаще всего используется метод Аррениуса и его три модификации – Иенсена, Ремезова и Анти- пова-Каратаева, Фирсовой. В их основе лежит потенциометрическое определение рН почвенной суспензии при добавлении кислот и щелочей разных концентраций. Принципы различаются между собой в основном качественным и количественным составом используемых реактивов, временем и условиями взаимодействия их с почвой, базисной линией отсчета показателей. Оценка кислотно-основной буферности почв проводится при помощи различных показателей и характеристик на основе «кривой буферности».

Метод определения буферности по О. Аррениусу

Метод основан на способности почв противостоять изменению рН почвенной суспензии при действии возрастающих количеств 0,1 Н растворов НСl и Са(ОН)2. Эта величина сопротивляемости определяется с помощью расчета площади между кривой изменения рН почвенной суспензии и кривой буферности прокаленного песка, к которому приливаются такие же количества растворов кислоты и основания.

Методика работы

1.В ряд маленьких стаканчиков объемом 50 мл вносят по 10 г почвы; затем в часть стаканчиков приливают убывающее количество 0,1 н раствора НСl, а в другие – возрастающее количество 0,1 н рас-

твора Са(ОН)2. Объем жидкости доводится до 20 мл дистиллированной водой в каждом стаканчике. Таким образом получаем ряд, представленный в таблице 35.

2.Суспензию в стаканчиках хорошо перемешивают и оставляют стоять 1 час.

3.После отстаивания суспензию фильтруют и в фильтрате определяют рН потенциометрическим методом.

95

4.Проделывают те же операции, используя вместо почвы прокаленный песок.

5.Результаты определения заносят в таблицы (табл. 36, 37)

истроят по ним кривые буферности почвы и прокаленного песка (пример на рис. 4). Чем больше почва буферит, тем резче ее кривая буферности будет отставать от кривой буферности прокаленного песка.

Таблица 35 – Схема приготовления образцов для анализа

Таблица 36 – Результаты определения буферности

Таблица 37 – Результаты определения буферности прокаленного песка

96

Для выражения буферности определяют буферную площадь – площадь между кривой буферности для данной почвы и кривой для песка.Этаплощадьразбиваетсянадвечасти:длякислойищелочной области. Чем больше буферная площадь, тем большей буферностью характеризуетсяпочвапоотношениюкдействиюкислотыищелочи.

Задания

1.Дайте определение актуальной и обменной кислотности

почв.

2.Опишите методику определения актуальной и обменной кислотности почв.

3.В предложенных образцах определите показатели актуальной и обменной кислотности. Дайте оценку полученных значений.

Контрольные вопросы

1.Каким методом определяют актуальную и обменную кислотность почв? Через какие показатели они выражаются?

2.Что в почве влияет на ее реакцию? Как реакция почвенного раствора влияет на растения?

97

3.Какое значение обменной кислотности характеризует почву как щелочную? Через какой показатель определяют потребность почв в гипсовании?

4.Щелочность почв и чем она обусловлена?

5.Как относятся к реакции почвенного раствора сельскохозяйственные культуры?

6.Какие есть способы регулирования реакции среды в почвах?

8.3Агрономическая оценка физико-химических свойств почв. Обоснование необходимости химической мелиорации почвы

Для почв, ненасыщенных основаниями (подзолистые, серые лесные и др.), ЕКО рассчитывают, суммируя показатели гидролитической кислотности (Нг) и суммы обменных оснований (S).

где ЕКО – общее количество катионов, которое может удерживать почва в обменном состоянии. Величина ЕКО выражается количеством вещества эквивалентов обменных катионов в мг-экв/100 г почвы (ммоль (+)/100 г почвы в СИ).

Почвы, содержащие в составе ППК только основания (Ca2+, Mg2+, K+, Na+), называются насыщенными основаниями, а почвы, которые в ППК кроме оснований содержат катионы с выраженными кислотными свойствами (Н+ иAl3+), называют ненасыщенными.

Степенью насыщенности почв основаниями называется отношение суммы обменных оснований к емкости поглощения. Она показывает, какую часть всех поглощенных катионов составляют поглощенные основания. Степень насыщенности почв основаниями (V) вычисляют по формуле:

где S – сумма обменных оснований, мг-экв/100 г; Нг – гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г.

98

Степень насыщенности основаниями используется при определении нуждаемости почв в известковании. При V более 80 % почвы не нуждаются в известковании; при V менее 50 % – потребность высокая; в промежутке – средняя и слабая.

Дозу извести рассчитывают по гидролитической кислотности. Для этого необходимо знать массу пахотного слоя на 1 га. Для нейтрализации 1 кг обменного водорода требуется 50 кг СаСО3, поскольку молекулярная масса эквивалента карбоната кальция (1/2 СаСО3) равна 50.

Расчет проводят по формуле:

где Д – доза извести (т/га) СаСО3; Нг – гидролитическая кислотность (мг-экв/100 г почвы); h – мощность пахотного слоя, см;

dv – плотность почвы (г/см3);

50 – молекулярная масса эквивалента карбоната кальция (г/моль). Вычисление дозы извести можно упростить, приняв мощность слоя 20 см, а плотность 1,5 г/см3. Доза извести в т/га находится умно-

жением гидролитической кислотности на коэффициент 1,5.

Когда в качестве известкового удобрения пользуются гашеной известью – Са(ОН)2, дозу извести, вычисленную для СаСО3 умножают на 1,11; для расчета доз едкой извести (СаО) коэффициент равен 0,84.

Расчет норм гипса при химической мелиорации засоленных почв.

Замена обменного натрия на кальций является одним из самых эффективных приемов мелиорации солонцов и солонцеватых почв. В качестве универсального мелиоранта используют гипс (СаSO4∙2Н2О). Нормы гипса для мелиорации рассчитывают по уровням содержания обменного натрия, емкости катионного обмена и общей щелочности.

При расчете доз гипса принимают, что содержание обменного натрия менее 5 % от ЕКО и общая щелочность, не превышающая 0,7 моль (–)/100 г, не оказывают отрицательного влияния на свойства почв и развитие растений.

99

Для расчета нормы гипса при мелиорации солонцов и солонцеватых почв используют уравнение:

Доза гипса, m/га = 0,086 (Na – 0,05 ЕКО) + (Щобщ – 0,7)∙h∙dv, (40)

где 0,086 – молекулярная масса эквивалента гипса (1/2 СаSO4∙2Н2О) (г/моль);

Na – содержание обменного натрия (ммоль (+)100 г почвы); 0,05 ЕКО – количество натрия, которое составляет 5 % от ЕКО

(ммоль (+)/100 г почвы);

h – мощность мелиорируемого слоя (см); dv – плотность сложения почвы (г/см3);

Щобщ – общая щелочность (ммоль (–) /100 г почвы).

Таблица 38 – Показатели свойств пахотного слоя почв разного гранулометрического состава и разной степени окультуренности

100

Задания Задание 1. По данным, представленным в таблице 38, рассчи-

тать следующие показатели.

1.ЕКО (моль/100 г почвы).

2.Степень насыщенности почв основаниями (%).

3.Дозу извести (т/га).

4.Степень нуждаемости в известковании.

5.Определить название почвы по гранулометрическому составу.

6.Выбрать из всего перечня наиболее окультуренные почвы.

Задание 2. Найти дозу гипса по данным, представленным в таблице 39.

Таблица 39 – Показатели свойств пахотного слоя почв

Контрольные вопросы

1.Что такое емкость поглощения, ЕКО, сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями? Назовите ЕКО и состав обменных катионов в основных типах почв.

2.Какие приемы регулирования катионного состава почвенного поглощающего комплекса существуют?

3.Каково экологическое значение поглотительной способности почв?

101