Поглотительная способность почв

Химическая поглотительная способность почв – образование нерастворимых или малорастворимых солей в почвенных растворах. Часто такая способность почв проявляется в карбонатном горизонте при образовании кальцита – СаСО₃. При внесении в почву фосфорных удобрений, например суперфосфата Са(Н₂РО₄)₂, возможно образование нерастворимых солей железа FePO₄ или кальция Са₃(РО₄)₂.

Катионообменная способность почв.

Реакцию обмена в общем виде можно представить уравнением:

ППК(М₁ⁿ⁺) + n M₂^m+= ППК(М₂^m+) + m M₁ⁿ⁺,

где М₁ⁿ⁺ и M₂^m+ - обменные катионы; ППК – почвенно – поглощающий комплекс. Наиболее часто в реакциях обмена участвуют катионы: Ca²⁺, Mg²⁺,

K⁺, Na⁺, H⁺, Al³⁺.

Емкость катионного обмена (ЕКО) - одна из важнейших характеристик почвенно–поглощающего комплекса (ППК).

Стандартная ЕКО – общее количество катионов одного рода, удерживаемых почвой при стандартных условиях и способных к обмену на катионы взаимодействующего с почвой раствора. При определении стандартной ЕКО почву насыщают ионами Ва²⁺ из буферного раствора с рН 6,5. После насыщения емкость определяют по количеству поглощенного почвой Ва²⁺ и выражают в смоль(р⁺)/кг (сантимолях положительных зарядов в 1 кг почвы).

Реальную, или эффективную, ЕКО определяют при обработке почвы не буферными растворами солей. О реальной емкости катионного обмена можно судить по сумме обменных катионов.

Дифференциальную ЕКО характеризует приращение емкости катионного обмена с увеличением рН равновесного раствора: ∆ЕКО/∆рН. Для определения дифференциального ЕКО почву насыщают катионами одного рода из буферных растворов с различными значениями рН (например, 6,5 и 8,2), а затем рассчитывают или общее приращение ЕКО, или ее приращение на единицу рН.

Влияние рН на ЕКО особенно заметно для органической части почв, поскольку в нейтральной и кислой средах в реакциях обмена будет участвовать только водород карбоксильных групп, а в щелочной среде становится подвижным и водород фенольных ОН – групп.

Поглощающая способность почв определяется илистой фракцией почв.

Структурные элементы почв с размерами более 0,2 – 0,5 мм практически лишены способности к катионному обмену.

Почвы можно разделить на две группы: почвы, насыщенные основаниями (не содержат Н⁺ и Al³⁺), и почвы, не насыщенные основаниями (содержат Н⁺ и Al³⁺).

Степень насыщения почв основаниями определяется по формуле:

V = (S / ЕКО)∙ 100%,

где V – степень насыщения почв основаниями в % от ЕКО; S – сумма концентраций обменных оснований (сумма концентраций катионов Са²⁺, Mg ²⁺, Na⁺, K⁺); ЕКО – стандартная емкость катионного обмена.

Почвы обладают различной способностью селективно поглощать катионы одного рода в ущерб катионам другого рода. Коэффициент селективности катионного обмена К, количественно характеризующий это явление, может быть определен по формуле: К = (M_i a_i^Zi) / (M_j a_j^Zj),

Где M_i и Mj - концентрации обменных катионов i –го и j – го видов в ППК; Z_i и Z_j – их заряды; a_i и a_j активности соответствующих катионов в равновесном растворе. Предпочтительнее связываются катионы с более высоким зарядом, а при равных зарядах – катионы с большей атомной массой.

В качестве одной из характеристик природных и сточных вод, применяемых для орошения, принято использовать показатель адсорбируемости натрия (в англоязычном варианте - sodium absoption ratio - SAR), который позволяет оценить опасность засоления и осолонцевания почв:

SAR = 1,41 [Na⁺] / ([Ca²⁺] + [Mg²⁺])^1/2,

где [Na⁺], [Сa²⁺], [Mg²⁺] – концентрация соответствующих катионов в воде (н)