Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ПОКАЗАТЕЛИ КИСЛОТНОСТИ ПО ГЛУБИНЕ ПРОБ ПОЧВЫ (С.П. Семенова, магистрант (ЗОС-51))

Реакция почвенного раствора является важным свойством почвы. Отдельные растения требуют определенных интервалов реакции почвы для нормального развития; энергия жизнедеятельности микроорганизмов также значительно зависит от реакции почвы (в кислой среде преобладает грибная флора, а в слабощелочной - бактериальная). С реакцией почвенной среды связаны процессы почвообразования: разрушения и превращения минеральной и органической частей почвы (растворение, образование осадков, диссоциация, образование устойчивых органо-минеральных соединений, миграция и аккумуляция веществ в почвенном профиле). Реакция почвенного раствора является важным фактором плодородия почв [1].

Кислотность почв - способность почвы подкислять воду и растворы нейтральных солей. Она обусловлена находящимися в почвенном растворе органическими и минеральными кислотами, кислыми и гидролитически кислыми солями, а также обменными ионами Η+ и Αl3+.

Различают две формы кислотности: актуальную (реакция почвенного раствора) и потенциальную (реакцию твердой фазы почвы).

Актуальной кислотностью называют кислотность почвенного раствора. Ее значение зависит от количества органических и минеральных кислот в почвенном растворе. Активную кислотность выражают величиной водного рН (Н2О). Реакция почвенного раствора определяется концентрацией находящихся в нем ионов водорода (Н+) и гидроксила (ОН). При электрической диссоциации воды образуется равное количество ионов водорода и гидроксила. При этом концентрация ионов водорода в чистой воде, имеющей нейтральную реакцию, равна 10-7 г на л Н+. Если в воде растворена кислота, то количество ионов водорода в растворе увеличивается.

Но пользоваться величиной концентрации ионов водорода в г на л раствора на практике неудобно. Поэтому для упрощения обозначения концентрации ионов водорода ее выражают символом рН, представляющим собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода почвенного раствора. Так, при концентрации ионов водорода 10-3 г на л, рН будет равна 3; при 10-6 - 6; при 10-8 - 8 и т.д.

Потенциальная кислотность (кислотность твердой массы) обусловлена ионами Н+ и Аl3+, находящимися в поглощенном состоянии в почвенно-поглощающем комплексе. Потенциальную кислотность в зависимости от характера вытеснения Н+ и Аl3+ подразделяют на два вида: обменную и гидролитическую.

Обменная кислотность - кислотность почвенного раствора, образующая при вытеснении Н+ и Аl3+ раствором нейтральной соли (КСl).

В зависимости от обменной кислотности (рНКСl) различают: сильнокислые (рН меньше 4,5), среднекислые (рН 4,6 - 5,0), слабокислые (рН 5,1 - 5,5), близкие к нейтральным (рН 5,6 - 6,0), нейтральные (рН 6,0 - 7,0) и рН более 7 - щелочные почвы. По обменной кислотности рассчитывают дозы извести для нейтрализации кислотности почв.

Гидролитическая кислотность выражается в мг.-экв. на 100 г почвы. В кислых почвах обменная кислотность всегда меньше гидролитической, т.к. является ее частью.

Кислотность почвы является ее отрицательным свойством: угнетает рост и развитие культурных растений, жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, усиливает разрушение минеральной части почвы, вызывая процессы подзолообразования. Кроме того, катионы алюминия токсичны для растений. В целом кислотность снижает почвенное плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.

По данным [2] в таблице 1 приведены исходные данные для факторного анализа, причем вне зависимости от типа пробной площадки и горизонтов почвенного разреза.

Таблица 1

Кислотность почвы и грунта на глубине взятия проб

Глубина

рН

водный

рН

солевой

Гидролит.

кислотность

Глубина

рН

водный

рН

солевой

Гидролит.

кислотность

5-15

6.92

5.89

5.69

5-15

5.55

4.28

11.97

30-40

7.21

6.24

6.24

23-39

5.17

3.4

13.37

45-55

7.47

6.17

6.17

40-50

5.35

3.47

14.26

50-70

7.42

6.7

6.70

60-70

5.56

3.65

9.68

86-96

7.65

6.43

6.43

90-100

7.15

4.75

1.96

0-20

7.25

5.95

2.90

130-140

8.05

6.62

1.20

20-30

7.39

6.13

2.48

4-15

5.92

4.3

8.58

30-70

7.08

5.98

2.70

17-36

5.86

3.63

7.18

70-100

7.82

5.9

1.3

36-68

5.95

3.72

7.09

2-16

6.2

5.17

5.99

68-101

6.8

5.4

1.93

20-30

6.12

4.6

7.00

101-150

8.53

7.49

0.61

32-42

5.82

4.2

6.98

1-22

6

4.52

8.14

50-60

6.07

3.98

7.48

22-37

6.2

4.41

7.26

70-80

6.41

4.7

2.90

37-68

7.45

6.5

1.14

95-134

7.01

5.01

3.50

68-120

8.02

6.9

1.70

134-170

8.35

7.14

0.99

1-29

6.54

4.45

5.16

210-230

8.1

7.29

1.50

29-55

6.76

5.28

2.45

2-17

5.65

4.35

9.98

55-83

7.09

5.62

1.93

20-30

5.67

3.51

10.07

83-144

7.02

5.58

1.66

34-44

5.58

3.39

11.7

144-150

7.12

5.8

1.58

60-70

5.59

5.51

0.50

1-27

6.09

5.08

6.39

80-90

5.93

4.05

4.99

24-41

6.5

5.09

4.90

125-135

7.06

4.72

1.70

41-70

6.84

5.1

2.45

180-190

8.22

7.13

0.50

70-105

6.93

5.03

2.01

 

 

 

 

105-150

6.92

5.21

2.45

Нами ставилась задача выявления биотехнических закономерностей, которые позволили бы выразить солевую и гидролитическую кислотность через водную кислотность.

Для записи формул примем следующие условные обозначения:

pH - кислотность водная;

pHc - кислотность солевая;

pHг - кислотность гидролитическая.

Связь между первыми двумя факторами (рис. 1) определяется уравнением показательного закона

2.                 (1)

Отсюда следует, водная кислотность с коэффициентом корреляции 0,9189 вполне может заменить солевую кислотность. Поэтому параметр почвы pHc был исключен из факторного анализа.

2

Рис. 1. График сравнения рН водного (абсцисса) с рН солевым (ордината)

Гидролитическая кислотность (рис. 2) получает закон экспоненциальной гибели по формуле

6.                                   (2)

6

Рис. 2. График сравнения рН водного (абсцисса) с гидролитической кислотностью

Из-за непропорциональной факторной связи и меньшего значения коэффициента корреляции 0,8221 гидролитическая кислотность была оставлена для проведения факторного анализа свойств почвы.

Литература

  1. Захаров, К.К. Основы почвоведения и географии почв: Учебное пособие / К.К. Захаров. - Йошкар Ола: МарГТУ, 1999. - 342 с.
  2. Экология города Йошкар-Олы: научное издание / Мар.гос.ун-т; отв.ред. О.Л. Воскресенская. - Йошкар Ола, 2007. - 300 с.

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074