Кислотность почв. Общие представления

Одним из главных факторов, ограничивающих развитие земледелия, является кислая реакция почв. Огромные площади, занятые подзолами, подзолистыми и бурыми, болотно-подзолистыми, дерново-подзолистыми почвами, сегодня нуждаются в окультуривании и, прежде всего, в устранении высокой кислотности. Весь процесс окультуривания кислых почв начинается с устранения опасной для растений реакции. Без нейтрализации кислой реакции почв с помощью извести, доломита, мергеля, других мелиорантов улучшить условия земледелия, повысить урожайность в Нечерноземье невозможно.

Поддержание реакции почв на оптимальном уровне — одно из главных условий культурного земледелия.

Реакция почв определяется соотношением свободных ионов Н⁺ (водорода) и ОН (гидроксил-иона). Для количественной характеристики реакции почв используют значения показателя pH (пэ аш почвы). pH — символ отрицательного логарифма концентрации ионов водорода, pH = 7 соответствует нейтральной реакции, pH меньше 7 — кислой и pH больше 7 — щелочной.

Наиболее кислую реакцию имеют верховые болотные почвы и подзолы (неокультуренные). Кислой реакцией почвенного раствора характеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы (pH 4-6). Нейтральной реакцией обладают многие дерново-глеевые, выщелоченные, дерново-карбонатные почвы (pH 6-7). Нейтральная реакция часто свойственна почвам центральной и притеррасной пойм. Слабощелочная реакция (pH 7-8,2) наблюдается у дерновокарбонатных, а также у низинных торфяных почв, если они заболочены жесткими волами.

Наиболее благоприятна для земледелия слабокислая, нейтральная или слабощелочная среда; кислая, сильнокислая или сильнощелочная среды отрицательно влияют на развитие основных культур. Необходимо, однако, отметить, что эта общая оценка верна, но недостаточна. Каждая культура предъявляет свои требования к реакции почвы.

Различают два вида кислотности почв — актуальную и потенциальную.

Актуальная кислотность — это кислотность, обусловленная находящимися в растворе кислыми солями, органическими и минеральными кислотами. Актуальную кислотность характеризуют величины pH, которые определяют в водной вытяжке из почвы. Методы достаточно просты. Определения pH могут быть выполнены в почвенно-агрохимической лаборатории, в полевых условиях с использованием универсальных индикаторов, полевых рН-метров и др.

Однако сведения об актуальной кислотности не исчерпывают информацию о почвенной кислотности. В почве происходит сложное взаимодействие твердой и жидкой фаз. Тонкая глинистая фракция почв образована коллоидами и рядом минералов, которые обладают способностью к обмену ионов между жидкой и твердой фазами. Ту часть твердой фазы, которая обладает способностью к обмену ионами, называют почвенным поглощающим комплексом, сокращенно ППК.

В почвах, наряду с ионами водорода в растворе (актуальная кислотность), присутствуют и ионы водорода, связанные с почвенным поглощающим комплексом. Этот водород может легко вытесняться в раствор, например, ионами калия. Поэтому реальная кислотность почв при внесении, в частности, калийных удобрений, окажется выше, чем актуальная кислотность, установленная в водной вытяжке. В растворе в этом случае появляются дополнительные ионы водорода, не учтенные при определении актуальной кислотности. Это положение можно пояснить следующей схемой:

Из реакции следует, что взаимодействие раствора нейтральной соли хлористого калия с почвой приводит к образованию "соляной кислоты.

Кроме того, калий может вытеснить из почвенного поглощающего комплекса ионы алюминия:

Хлористый алюминий — соль сильной кислоты и слабого основания — в почвенном растворе подвергается гидролизу; в растворе также появляется соляная кислота:

Поэтому почвенная кислотность характеризуется не только актуальной кислотностью, но и потенциальной.

Потенциальная кислотность отражает кислотность, обусловленную не только кислыми веществами, растворенными в жидкой фазе солевой суспензии, но и ионами водорода и алюминия, вытесненными в раствор из ППК ионами калия. Актуальную кислотность обозначают символом pH Н20 (кислотность водной вытяжки), потенциальную — pH КС1 (кислотность солевой, калий-хлор вытяжки). В гумусовых горизонтах кислотность обусловлена преимущественно водородом. В минеральных слоях почвенного профиля — алюминием. При решении практических задач обычно используют значение потенциальной кислотности. Потенциальная кислотность практически всегда имеет меньшие значения pH, чем актуальная.

По степени кислотности и щелочности рекомендована следующая группировка почв (табл. 45).