Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку с кислотой может взаимодействовать любое ве-
201
щество, способное присоединять протон, то общую щелочность можно рассматривать как меру дефицита протонов по отношению к условно принятому его нулевому уровню. При этом акцепторами протонов считаются основания с константами диссоциации Кь равными или превышающими 10-95 (рКь = 9,5). Согласно последним данным (Л. А. Воробьева, С. П. Замана, 1984) щелочность почв может быть обусловлена следующими анионами:
S (рКь=1,4); Р03-/рК=2,0); H3SiO\ (рК=4,1);
Н2ВО-3(рКь=4,8); Al(H2O)2 (ОН4)~(рКь =5,9);
HPO 4(pKb=6,8); HS (pKb = 7,0); НСО 3(рКь=7,6), анионы различных органических кислот, рКь которых равны или меньше 9,5. Свойствами оснований с рКь</=9,5 обладают анионы кислот, константы диссоциации которых Ка равны или меньше 10-45.
Соответственно, определяемая в почвах общая щелочность всегда является комплексной, отличается большим разнообразием существующих в почвах химических соединений и протекающих в ней химических реакций. Для суждения о ее природе всегда необходимы детальные исследования. В частности, надежные данные о природе щелочности почвы могут быть получены на основании потенциометрического метода с получением кривых титрования.
Различают актуальную (активную) и потенциальную щелочность почвы.
Актуальная щелочность обусловлена наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей, при диссоциации которых образуется в значительных количествах гидроксильный ион. При характеристике актуальной щелочности природных вод и почвенных растворов различают общую щелочность, щелочность от нормальных карбонатов и щелочность от гидрокарбонатов. Эти виды щелочности различаются по граничным значениям рН. Щелочность почвы определяется путем титрования водной вытяжки или почвенного раствора кислотой в присутствии различных индикаторов и выражается в миллиграм-экви-валентах на 100 г почвы. Общая щелочность определяется титрованием по индикатору метиловому оранжевому. Кроме общего содержания гидролитически щелочных солей на общую щелочность будут влиять и анионы — основания. Щелочность от нормальных карбонатов является результатом обменных реакций почв, содержащих поглощенный натрий. Она появляется также в результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий, восстанавливающих в анаэробных условиях и в присутствии органического вещества сернокислые соли натрия с образованием соды. Определяется щелочность от нормальных карбонатов титрованием в присутствии фенолфталеина. При этом на результаты анализа будет влиять и наличие анионов-оснований с ярко выраженными основными свойствами: сульфид- и фосфат-ионов, анионов кремниевой и борной кислот; а также гидроксоком-
202
плексов некоторых металлов, например А1(Н20)2(ОН) 4 : А1(Н20)2(ОН)-4 + Н20<->А1(Н20)3(0Н)-3 + ОН-
Потенциальная щелочность проявляется у почв, содержащих поглощенный натрий. При взаимодействии почвы с углекислотой поглощенный натрий в почвенном поглощающем комплексе замещается водородом и появляется сода, которая подщелачивает раствор: [ППК2-]2^+ + Н2С03<->[ППК2-]2Н++^2С03.
Сильнощелочная реакция неблагоприятна для большинства растений. Высокая щелочность обусловливает низкое плодородие многих почв, неблагоприятные физические и химические их свойства. При рН около 9—10 почвы отличаются большой вязкостью, липкостью, водонепроницаемостью во влажном состоянии, значительной твердостью, цементированностью и бесструк-турностью в сухом состоянии.
Для химической мелиорации щелочных содово-засоленных почв необходимы замещение обменного натрия на кальций и нейтрализация свободной соды:
[ППК2-]2Na + + CaS04=[ППК2-]Ca2 + + Na2S04 Na2C03 + CaS04 = CaC03 +Na2S04 Na2C03 + H2S04 = Na2S04 + H20 + C02
Химическая мелиорация щелочных почв производится путем внесения гипса, нитратов кальция или материалов, содержащих гипс, серную кислоту, сульфат железа, пиритовые огарки или серу. Сера, окисляясь до серной кислоты, взаимодействует с карбонатом кальция почв, образуя сернокислый кальций, который действует на соду и поглощенный натрий. Мелиорация злостных содовых солончаков производится методом кислования серной кислотой с последующими промывками при искусственном дренаже.
10.4. Буферность почвы
Буферностью называется способность почвы противостоять изменению ее актуальной реакции под воздействием различных факторов.
Различают буферность почв против кислотных и буферность против щелочных агентов. Буферные свойства почв связаны с поглощением и вытеснением ионов, с процессами перехода соединений в молекулярные или ионные формы, с нейтрализацией и выпадением в осадок образующихся в почве соединений. Бу-ферность почвы определяется свойствами ее твердой фазы, главным образом почвенных коллоидов. Кислота или щелочь, появляющиеся в почвенном растворе, вступают во взаимодействие с почвенными коллоидами, что ослабляет сдвиг реакции.
При взаимодействии почвы с кислотой происходит реакция
203
обмена между обменными катионами и водородным ионом кислоты, в результате чего водородный ион оказывается связанным с твердой фазой почвы, а в растворе появляются катионы:
