Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв, страница 2

Особенно­стями почвы как химической системы является гетерогенность,6полихимизм, дисперсность, неоднородность, изменение и дина­мика свойств, буферность и др. В качестве особенности почвыкак объекта производства, влияющей на специфику анализа, мож­но рассматривать необходимость оптимизации свойств почвы.Полихимизм почв. В почвах один и тот же химический эле­мент может входить в состав разнообразных соединений: легко­растворимых солей, сложных алюмосиликатов, органоминеральных веществ.

Эти компоненты обладают разными свойствами, откоторых, в частности, зависит способность химического элемен­та переходить из твердых фаз почвы в жидкую, мигрировать впрофиле почвы и в ландшафте, потребляться растениями и т.п.Поэтому в химическом анализе почв определяют не только об­щее содержание химических элементов, но и показатели, харак­теризующие состав и содержание индивидуальных химическихсоединений или групп соединений, обладающих близкими свой­ствами. Эти показатели позволяют диагностировать почвенныепроцессы, исследовать трансформацию химического элемента впроцессе почвообразования, при внесении удобрений и техно­генном загрязнении, оценивать плодородие и мелиоративныеособенности почв.Гетерогенность почв. В составе почвы выделяют твердую,жидкую, газовую фазы.

К.К. Гедройц еще в 1906 г. писал, что дляопределения состояния почвенной системы необходимо изучатьее твердые фазы и приступить к систематическому изучениюжидкой фазы в зависимости, в частности, от парциального дав­ления С0 2 в почвенном воздухе. В настоящее время при исследо­вании химического состояния почвы и отдельных ее компонен­тов определяют показатели, характеризующие не только почву вцелом, но и ее отдельные фазы. Более того, разработаны матема­тические модели, позволяющие, например, оценить взаимосвязьуровней парциального давления диоксида углерода в почвенномвоздухе, рН, карбонатной щелочности и концентрации кальция впочвенном растворе.Полидисперсность почв. Твердые фазы почвы состоят из час­тиц разного размера от крупинок песка до коллоидных частицдиаметром в несколько микрометров.

Они неодинаковы по со­ставу и обладают разными свойствами. При специальных иссле­дованиях генезиса почв определяют показатели химического со­става и других свойств отдельных гранулометрических фракций.С дисперсностью почв в какой-то мере связана их способ­ность к ионному обмену, которая в свою очередь характеризуетсяспецифическим набором показателей — емкостью катионного ианионного обмена, составом обменных катионов и пр. От уров­ней этих показателей зависят многие химические и физическиесвойства почв.7Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойствапочв.

В состав почв входят компоненты, проявляющие свойствакислот и оснований, окислителей и восстановителей. При реше­нии разнообразных теоретических и прикладных проблем почво­ведения, агрохимии, мелиорации определяют показатели, харак­теризующие кислотность и щелочность почв, их окислительновосстановительное состояние.Неоднородность, вариабельность, динамика, буферность хими­ческих свойств почв. Свойства почв неодинаковы даже в пределаходного и того же генетического горизонта.

При исследованиипроцессов формирования почвенного профиля оценивают хими­ческие свойства отдельных элементов организации почвенноймассы (кутан, педов и пр.).Свойства почв варьируют в пространстве, изменяются во вре­мени и в то же время почвы обладают способностью противосто­ять изменению своих свойств, т.

е. проявляют буферность. Разра­ботаны показатели и способы характеристики вариабельности,динамики, буферности свойств почв.Изменение свойств почв. В почвах непрерывно протекают раз­нообразные процессы, которые приводят к изменению химичес­ких свойств почв. Практическое применение находят показате­ли, характеризующие направление, степень выраженности, ско­рости протекающих в почвах процессов; исследуются динамикаизменения свойств почв и их режимы.

Могут изменяться хими­ческие свойства даже изолированных почвенных проб при ихвысушивании, растирании, просто при хранении. Многочислен­ными исследованиями показано, что высушивание почвенныхпроб влияет на результаты определения рН, гидролитическойкислотности, подвижных соединений азота, фосфора, калия ипр. В качестве примера рассмотрим результаты определения ка­лия, переходящего в 1 М СН3СООЫН4-вытяжку из не получав­шего калийных удобрений сильновыщелоченного чернозема.Анализировались почвенные пробы с естественной влажностьюи высушенные до воздушно-сухого состояния. Приведенные втабл.

1 результаты показывают, что высушивание увеличиваетподвижность калия, оказывая наиболее сильное влияние на со­стояние калия в горизонтах, которые не подвергаются высушива­нию в реальных почвенных условиях.Высушивание почвенных проб из пахотного горизонта увеличи­ло содержание подвижного, переходящего в 1 М CH3COONH4-Bbiтяжку калия с 10,3 до 12,9 мг/100 г почвы. В то же время высуши­вание пробы из подпахотного горизонта (25—35 см) увеличилосодержание подвижного калия в 2 раза, а проб из горизонта, за­легающего на глубине 75-85 см — почти в 4 раза.8Таблица 1Результаты определения калия, извлекаемого1 М раствором CH3COONH4ГоризонтГлубина пробы, смАпах.АВС0-2025-3575-85К, мг/100 г почвывлажные пробы10,35,53,5воздушно-сухие пробы12,911,613,1Возможное изменение свойств почвенных проб необходимопринимать во внимание при оценке химического состояния ре­альных почв.Разнокачественностъ состава почв.

Разные типы и даже видыи разновидности почв могут иметь столь разные свойства, чтодля их химической характеристики используют не только разныеаналитические приемы, но и разные наборы показателей. На­пример, в подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесных по­чвах, как правило, определяют рН водных и солевых суспензий,обменную и гидролитическую кислотность, обменные основаниявытесняют из почв водными растворами солей. В то же времяпри анализе засоленных почв определяют рН только водных сус­пензий, а вместо показателей кислотности — общую, карбонат­ную и другие виды щелочности.

Обменные основания в засолен­ных почвах невозможно определить простым вытеснением их изпочвы водными растворами солей без использования специаль­ных аналитических приемов.Перечисленные особенности почв во многом обусловливаютпринципиальные основы методов исследования химического со­стояния почв, номенклатуру и классификацию показателей хи­мических свойств почв и химических почвенных процессов.1.3. Системы показателей химическогосостояния почвКак отмечалось в предыдущем разделе, для описания хими­ческих свойств почв и химических почвенных процессов ис­пользуются разнообразные показатели.

Набор используемых по­казателей химического состояния почв не является неизменным.По мере развития представлений о химии почв и расширениякруга решаемых задач набор их увеличивается. Так, в 1929—1930 гг. Н.П. Ремезов ввел в практику исследования почв опре­деление окислительно-восстановительного потенциала (ОВП)9как показателя окислительно-восстановительных свойств почв.А в конце семидесятых годов В.И. Савич обосновывает введениееще двух показателей — окислительно-восстановительной емко­сти и окислительно-восстановительной буферности почв.

Опас­ность подкисления почв, вызываемого техногенными кислымиосадками, привела к увеличению числа часто определяемых по­казателей кислотно-основных свойств почв.Ориентироваться в показателях, суметь выбрать тот из них,определение которого позволит наилучшим образом и с наимень­шими затратами решить поставленную задачу, бывает нелегко нетолько студенту. Трудность выбора усугубляется тем обстоятель­ством, что одна и та же проблема может быть решена с помощьюразных показателей и в то же время один какой-либо показательможет быть использован в разных целях.Чтобы почвоведы, агрохимики, мелиораторы могли ориен­тироваться в многообразии понятий, терминов, показателей, атакже для установления связей между ними, необходима их сис­тематизация.

Известно, что успехи и эффективность использова­ния достижений любой науки зависят от разработанности поня­тийно-терминологического аппарата и системы показателей, по­зволяющих согласованно оценивать свойства и трансформациюобъекта.Систематизация показателей может быть основана на разныхпринципах, и несомненно любая классификация в той или иноймере условна. Однако в тех случаях, когда в основе их разработкилежит системный подход, ориентирующий на раскрытие целост­ности или внутреннего единства системы, классификации явля­ются полезным средством для установления связей между поня­тиями или объектами, составляющими систему.В химии почв предложена общая система, объединяющая всепоказатели, с помощью которых характеризуют химические свой­ства почв и химические почвенные процессы.