> Сельское хозяйство, страница 2 > Кислотность почвы
Кислотность почвы
Кислотность почвы, свойство почвы, обусловленное наличием в ней определенной концентрации водородных ионов (атомов водорода, несущих электрический заряд). В водном растворе молекулы кислот подвергаются распаду на 2 части (ионы), противоположные по своим электрическим свойствам: водородный ион (Н+) с положительным зарядом и соответствующий кислотный радикал (хим. формула которого определяется хим. формулой кислоты) — ион с отрицательным зарядом. Молекулы солей в водном растворе также подвергаются распаду на аналогичные ионы. Один из них несет положительный заряд и является металлом, замещающим водород в кислоте, из которой образовалась соль; второй ион—кислотный радикал с отрицательным зарядом. Подобно этому молекулы воды расщепляются на ионы с прямо противоположными электрическими зарядами (Н+) и (ОН”). Явление распада молекул с образованием ионов носит название диссоциации; ионы с положительным зарядом называются катионами, с отрицательным—анионами. В водном растворе солей и кислот в результате диссоциации образуются свободные ионы и вследствие взаимодействия между ними—связывание одних другими. Степень диссоциации в частности зависит от темп-ры раствора. Степень кислотности раствора определяется концентрацией водородных ионов.
Так как степень диссоциации воды очень мала, то связывание водородного иона и уничтожение его как кислого начала будет наиболее прочно при связывании его в молекулу воды, что осуществляется соответствующим анионом воды (ОН”) (то есть Н++ОН”=Н2О). Концентрация водородных ионов раствора может быть выражена в граммах ионов на 1 л, например 0,0001 г Н, или 10“4 г Н; для удобства вместо такого обозначения концентрации ионов берут их показатель степени (логарифм) с обратным знаком и его обозначают символом pH:
Из этого ясно, что чем больше pH раствора, тем меньше последний содержит водородных ионов. В нейтральном растворе концентрация Н+ равна концентрации ОН”, и она исчисляется величиной в 10”7 г Н на 1 л. Это означает, что pH нейтрального раствора равняется 7,0. Величины рН=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 относятся к кислому интервалу; если pH раствора выше 7, то концентрация Н+ ниже концентрации ОН”, и реакция раствора щелочная, то есть величины рН=8, 9, 10 относятся к щелочному интервалу. Следовательно определение степени кислотности или щелочности раствора сводится к определению pH раствора. pH раствора возможно определить колориметрическим и электрометрии методами; наиболее прост первый: в его основе лежит свойство особых реактивов (индикаторы) изменять свою окраску в связи с изменением концентрации водородных ионов в растворе. Для каждого индикатора существует определенная характерная для него зона pH, в пределах которой он изменяет окраску. Поэтому можно определить pH раствора, сравнивая его окраску с окраской серии стандартных растворов, имеющих уже известную нам pH, к которым прибавлен тот же индикатор.
В почве водородные ионы распределяются среди двух фаз почвы—жидкой (почвенный раствор) и твердой. Концентрация водородных ионов в почвенном растворе обусловливает актуальную кислотность почвы. При взбалтывании почвы с определенным количеством воды извлекаются полностью диссоциированные водородные ионы почвенного раствора и только в очень небольшой части — водородные ионы твердой фазы, поэтому pH водной вытяжки из почвы характеризует актуальную кислотность почвы. Однако другая часть имеющихся в почве водородных ионов удерживается почвенными коллоидами в состоянии физико-химического поглощения (смотрите Поглотительная способность почвы) и обусловливает потенциальную кислотность почвы. При взаимодействии растворов нейтральных солей (например хлористый калий) с почвой катионы (ионы металлов, например К+) нейтральной соли раствора обмениваются с поглощенным водородом, вытесняют его в раствор, вследствие чего последний подкисляется. Потенциальная кислотность почвы, обнаруженная при внесении нейтральной соли и являющаяся источником актуальной кислотности, называется обменной кислотностью почвы. Однако нейтральные соли не в состоянии выявить всю потенциальную кислотность. Более благоприятные условия для ее выявления создаются при замене нейтральных солей щелочными солями (соли сильного основания и слабой кислоты). Выявленная таким методом кислотность называется гидролитической.
— Кислотность почвы оказывает значительное влияние на условия плодородия почвы: сильно кислые почвы (рН<4,5) неблагоприятны для жизнедеятельности бактерий, переводящих азот органических соединений в усвояемые формы (аммиак, селитра), а также для азотобактера и клубеньковых бактерий. Высокая кислотность почвы угнетает развитие корневой системы раст. и ухудшает условия поступления элементов пищи в раст. Для различных раст. наиболее благоприятны узкие пределы К. п., выраженные в pH: для картофеля pH=5,2—6,2; для сахарной свеклы pH=7,0— 7,5; для клевера, люцерны и капусты pH выше 7,0; для овса pH=5,0—6,0. Правда, эти пределы имеют лишь относительное значение, так как наилучшее pH для развития раст. сильно зависит от состава почвенного раствора. Так например вредное влияние высокой концентрации водородных ионов (pH=4,5) на развитие клевера можно частично устранить увеличением в почвенном растворе концентрации кальция, хотя бы кальций вносился в виде нейтральной соли, не изменяющей реакции почвы. Отчасти этим объясняют положительные результаты гипсования клевера на сравнительно кислых почвах.
| Концентрация водородных ионов | ||
| В 0,01 г | Н | на 1 л, или 10~2 г н, соответствует pH=2 |
| » 0,001 г | Н | » 1 » » 10_3 г Н » рН=3 |
| » 0,0 0001 г | Н | » 1 » » 10“s г Н » рН=5 |
| » 0, 00 00 00 0 0 0001 | г И | » 1 » » 10“7 г Н » рН=7 |
Наличие в поглощающем комплексе (твердой фазе почвы) большого количества водородного иона и бедность этой твердой фазы ионом кальция ухудшает физ. свойства почвы и создают неблагоприятные условия для удержания элементов пищи раст. в почве и усвоения их раст. Различные почвенные типы и разности (чернозем, северный чернозем, лесо-степные, дерновоподзолистые и болотные почвы) имеют различную кислотность почвы. Так, имеющиеся в черноземе большие количества кальция и магния при деградации чернозема частично замещаются водородным ионом; в лесо-степных почвах уже произошла замена значительной части поглощенного кальция водородным ионом, вследствие чего эти почвы уже имеют более кислый характер. Дерново-подзолистые почвы сев. части СССР относительно бедны поглощенными основаниями и содержат всегда в почвенном растворе в поглощенном состоянии водородный ион. Неблагоприятные свойства кислых почв для развития целого ряда культур: бобовых (клевер), силосных (подсолнух) и ряда овощных могут быть уничтожены путем известкования этих почв.
— Определение кислотности почвы необходимо для решения вопросов известкования почв. Применение калийных, в особенности фосфатных,удобрений должно производиться с непременным учетом кислотности почвы, так например эффективность фосфоритной муки находится в непосредственной связи со степенью кислотности почвы (на кислых почвах эта мука дает хороший эффект).
Советское правительство в целях рационального использования удобрений для повышения урожайности организует при совхозах и МТС агрохимлаборатории. Комплексное почвенноагрохимическое обследование почв, в особенности сев. нечерноземной полосы, требует непременного учета кислотности почвы. Овладение техникой учета кислотности почвы широким активом колхозов и совхозов через агрохимлаборатории—одна из задач освоения техники рационального применения удобрений. И. Дикусар.
Лит.: Аскинази О., К учету кислотности почв, М., 1927, [дана лит-ра]; Гедройц К., Химический анализ почвы, 3 изд., М,—Л., 1 932, [дана лит-ра]; Кап-пен Г., Почвенная кислотность, М., 1 934; Парамонова В., Определение кислотности почвы по способу Труога, Л., 1929; Ремезов Н., Колориметрическое определение pH при почвенных исследованиях, Москва—. Ленинград, 1930.