Агрофак

ПОМОЩНИК АГРОНОМА

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Почвоведение Свойства почв Состояние поглощающего комплекса в почвах

Состояние поглощающего комплекса в почвах

Дадим определения нескольким константам, позволяющим судить о поглощающем комплексе почв.

Общая емкость обмена (Т) — максимальное количество металлических катионов, которое почва может удержать.

Сумма обменных катионов (S) представляет собой общее количество реально удерживаемых почвой металлических катионов: Са++, Mg++, К+, Na+. Количество обменных ионов Н+ в поглощающем комплексе соответствует разности Т — S.

Степень насыщенности металлическими катионами (V) поглощающего комплекса выражается отношением

Для удобства сравнения этих констант пользуются понятием эквивалентов (молекулярные веса, деленные на валентность). Практически емкость обмена выражается миллиэквивалентами (мэкв) на 100 г почвы независимо от состава катионов; это могут быть миллиэквиваленты водорода (Н+ = 1 мг), кальция (Са++ = 20 мг), калия (К+ = 39 мг) и т. д.

Извлечение металлических обменных катионов может производиться электродиализом при напряжении 100 в. Почву помещают между двух мембран, и катионы проникают через одну из них к катоду.

Методы определения характеристик поглощающего комплекса. В 1925 г. Гиссинк впервые измерил Т путем смешивания определенного объема почвы с определенным количеством баритовой воды все возрастающей концентрации. Смесь встряхивалась, и барий, остававшийся в растворе, подвергали титрованию; выше какой-то концентрации, соответствующей величине Т, весь барий фиксировался почвой; ниже этой величины количество титруемого бария возрастало в соответствии с его начальной концентрацией.

Современные методы заключаются в насыщении поглощающего комплекса путем обмена при промывании данного объема почвы нормальным раствором соли с достаточной буферностью, например ацетатом аммония, при pH = 7.

Для почвы, насыщенной Са, уравнение реакции будет следующим:

Почва Са+++ ацетат NH4 Почва NH4 +ацетат Са.

Удаление ацетата кальция в процессе промывания позволяет сместить равновесие вправо, так что почва насыщается ионами NH4; их можно выявить путем отгонки, и получить таким образом величину Т. Металлические обменные катионы окажутся в фильтрате, где их нетрудно определить как вместе, так и по отдельности. Титрованием можно также определить в фильтрате ионы Н+.

Емкость обмена Т . не поддается точному измерению, так как она меняется в зависимости от выбранного для насыщения катиона, концентраций, pH обменного раствора (при pH = 8,2 емкость выше, чем при pH = 7). Если используется щелочноземельный катион (Ва или Са) вместо одновалентного иона вроде NH4+, то величина Т оказывается завышенной. Т играет большую роль при сравнении разных почв, однако следует всегда точно оговаривать методику измерения. Ацетат аммония, очень удобный для определения суммы обменных катионов, менее пригоден при изучении емкости (дает заниженные величины) и неприемлем в случае сильно гумусированных горизонтов. Для последних предпочитают хлористый барий или хлористый кальций с pH = 7 и с добавлением триэтанол амина.

Недавние исследования Лёфебвра подтвердили эти данные: величины емкости, полученные промыванием ацетатом кальция, выше, чем при использовании ацетата аммония. Емкость по методу Гиссинка, полученная путем насыщения почвы известковой или баритовой водой, оказывается почти вдвое выше, чем при промывке раствором соли с определенным pH. Метод Гиссинка дает явно завышенные результаты, тоже не соответствующие нормальной емкости.

Другим методом определения величины Т является измерение S и Н+ титрованием в фильтрате после промывки почвы ацетатом аммония или кальция. Т = S + Н+, однако титрование ионов Н+ 0,1 н. NaOH в таком забуференном растворе затруднительно и недостаточно точно.

Необходимо заметить, что для некоторых кислых минеральных почв величина Г, измеренная при строгом соблюдении pH = 7, оказывается значительно выше, чем при определении емкости в менее буферном растворе в кислой среде (например, 1 н. СаС12). Разница, достигающая 1/3 Т, особенно велика у минеральных почв. Глины с алюминием ведут себя как амфотерные соединения, теряющие заряд около изоэлектрической точки. Мы увидим, что в большинстве кислых минеральных почв обменная кислотность обусловлена не столько ионами Н+, сколько ионами Al+++.

Различные почвенные элементы, обладающие поглотительной способностью, имеют разную емкость обмена; у гумусовых соединений она в 4—5 раз больше, чем у глин; среди последних монтмориллониты значительно активнее каолинитов. Емкость поглощения гумусовых кислот возрастает параллельно степени их полимеризации.

Примерный расчет емкости поглощения дает следующие величины:

В принципе существенной емкостью обладают только коллоидные элементы, глина и гумус. Однако некоторые сложные минералы, находящиеся в различных, вплоть до конечных, стадиях выветривания с размерами частичек в пределах градации пыли и песка, могут обмениваться ионами и даже высвобождать металлические катионы, так как их зерна становятся пористыми; это так называемые поликристаллические агрегаты, изучавшиеся Мак-Элисом и Митчеллом в разрушающихся кристаллических породах.

У хорошо гумусированных рендзин общая емкость составляет 40—50 мэкв на 100 г почвы, у бурых лесных почв на суглинистой породе она около 20 мэкв (Гаагский лес).

Степень насыщенности почв, характеризующихся присутствием активного кальция (рендзины), всегда близка к полной (в отношении кальция). Почвы, лишенные активного кальция, могут иметь различную степень насыщенности; черноземы, некоторые бурые рендзины насыщены на 80—90%, бурые лесные почвы, напротив, являются частично ненасыщенными (30—60%); степень насыщенности подзолов всегда низка и не превышает 20%, обычно приближаясь к 10%. Рис. 32 дает представление о состоянии поглощающего комплекса в трех типах почв.

Многие авторы классифицировали почвы мира по характеру и степени насыщенности их поглощающего комплекса.

Вот одна из таких классификаций.

Почвы с почти насыщенным комплексом:

Са++ или Mg++ — рендзины, черноземы;

Na+ — солончаки, солонцы.

Почвы с ненасыщенным комплексом:

С частичным разрушением поглощающего комплекса в верхних горизонтах (низкая емкость обмена) — подзолы; с почти полным разрушением поглощающего комплекса (очень низкая емкость обмена) — ферраллитные панцири или коры.

 

Кто на сайте

Сейчас 157 гостей онлайн