Д.С. Орлов - Химия почв (1114534), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Потребляя фосфор, растенияуменьшают его концентрацию в почвенном растворе. Уменьшение концентрации происходит и при промывании почв дождевыми осадками.Поэтому характеристика фосфатного состояния почв будет неполной,если не оценить способность почвы поддерживать концентрацию фосфатов в почвенном растворе на постоянном уровне. Эта способностьзависит от фактора емкости, т. е. запаса растворимых фосфатов в твердых фазах почвы, и от кинетических параметров — скорости растворения фосфорсодержащих минералов почвы.Способность почвы поддерживать концентрацию фосфатов на постоянном уровне С. М.
Драчев еще в 1928 г. назвал фосфатной буферной способностью почв.В 1964 г. П. Бекетт и Р. Уайт ввели понятие потенциальной буферной способности почв по отношению к фосфатам ПБС Р (Potentialbuffering capacity of a soil for phosphate—PBC). Величину ПБС Р находят обычно одновременно с фосфатным потенциалом.Способ нахождения ПБС Р заключается в следующем. Нескольконавесок почвы заливают растворами 0,01 М СаСЬ, содержащими различные количества Са(Н 2 Р04)г. Суспензии взбалтывают и через определенное время фильтруют.
В фильтрате определяют концентрациюН 2 Р04 _ и рН. Если добавляемый к почве раствор СаС12 вовсе не содержал фосфатов, то концентрация Н2РС>4_ в фильтрате показываетрастворимость почвенных фосфатов; это позволяет рассчитать величину— АР, т. е. количество фосфора, вытесненного из почвы 0,01 М раствором СаС12.Если же в исходном растворе концентрация фосфатов была велика, то при соприкосновении с почвой часть НгРСч - перейдет в твердыефазы почвы (сорбция или образование труднорастворимых соединений). Количество поглощенного почвой фосфора + А Р можно рассчитать по изменению концентрации Н2РО4"- в растворе до и после еговзаимодействия с почвой.По результатам анализов строят график в координатах ±ЛР —я(рис.
63). Этот график, в зависимости от свойств почвы иее сельскохозяйственного использования, может быть различным: прямолинейным или криволинейным, но во всех случаях он позволяет найти три важнейшие характеристики фосфатного состояния почв. Вопервых, это общее количество лабильных фосфатов, способных перейтив 0,01 М раствор СаС12; это количество фосфатов обозначают символом Q и находят по величине отрезка, отсекаемого прямой на оси ординат. Это фактор емкости. Во-вторых, находят величину 1е, или активность Н2Р04"", в точке пересечения графика с осью абсцисс. Вели302•чина 1е может быть выражена в виде я н р о - или в форме фосфатного потенциала. Особенность этого показателя заключается в том, чтораствор с а н р о _ = ^ в м о ж н о рассматривать как равновесный по отношению к почвенным фосфатам.
Из такого раствора почва не поглощает фосфат-ионы, но и фосфаты почвы в такой раствор не переходят.Это позволяет считать, что нативный почвенный раствор характеризуется той же величиной а н р о — , или фосфатного потенциала. Рассмотренный прием нахождения U, или фактора интенсивности, имеети более общее значение, поскольку путем подбора растворов, составкоторых не меняется после взаимодействия с почвой, можно определить истинный состав почвенных растворов без их выделения из почвы.В-третьих, по зависимости ± Д Р — а Н р о - н а х ° Д я т потенциальную буферную способность почв по отношению к фосфору:ррП Б С = № , и л и П Б С = ( - ^ dlЕсли зависимостьj 1±ДР—\анр0—Д///,-•/,прямолинейна, то обе формулыдают одинаковое значение, равное отношению Q/Ie (рис. 63).
При криволинейной зависимости величина буферности зависит от # нр0 — Вравновесном растворе и характери+4Рзует почву только при одном значении фактора интенсивности / или в0еограниченном интервале от 1\ до 1%Смысл потенциальной буфернойспособности ПБС Р заключается в слеHh P0ru^дующем: если часть фосфора из почвенного растворабудет удаленавследствие его потребления растениями или по иным причинам, то твер~№±*J224дые фазы почвы восполнят эту поте-Рис. 63.
Определение потенци-рю; это отражается величиной — АР.При внесении фосфора извне, напри-почв п0гт-г гiгальной буферной способностиотношению к фосфатам пометоду Бекеттамер с удобрениями, твердые фазыпочвы частично или полностью поглотят этот избыток; это отражается величиной +АР. Чем больше отношение ±ДР//, или Q//, тем более активны твердые фазы в регулировании состава почвенного раствора. Чем выше Y\hCv = dQldI, тем выше•буферность почвы, тем более постоянна активность фосфат-ионов впочвенном растворе.Соединения серыСера в почвах представлена как органическими, так и неорганическими соединениями.
Соотношение их зависит от типа почвы и отглубины залегания исследуемого генетического горизонта. Встречаетсяв почвах и элементарная сера; она может быть продуктом трансформации серусодержащих соединений или унаследована от материнскойпороды.В верхних горизонтах незаселенных почв содержание серы колеблется от 0,01—0,02% до 0,2—0,4%- Наименьшая концентрация и запасы серы свойственны малогумусным песчаным и супесчаным почвам.Наибольшее содержание и запасы характерны для торфянистых почв303и торфяников (табл.
75). В верхних гумусовых горизонтах на долю»органических соединений приходится до 70—80% всех запасов серы.Доля минеральных соединений серы нарастает по мере уменьшения запасов гумуса, повышения минерализации почвенно-грунтовых вод и накопления в почвах карбонатов и гипса.Первая, важнейшая, группа соединений серы — производные оксидов.
Диоксид SO2 и триоксид SO3 серы легко растворяются в воде;Т а б л и ц а 75Содержание и запасы различных форм соединений серыв почвах СССР (по Айдиняну)Слой 0--20 смЗапасы, кг /гаслой 0 —20 смПочваСлабоподзолистая супесчанаяДерново-подзолистаяТорфяно-подзолисто-глееваяТорфяникТемно-серая леснаяЧернозем типичный мощныйАллювиальная луговаяКрасноземЖелтоземваловое содер органическаяжание, %S, % от валового0,0150,0280,2420,3560,0410,0580,0300,0500,03178,374,784,080,981,877,682,389,586,2всего40575625542848110715067801107706органической317566214523049081170641990608слой 0—100 смвсего94516204109929625115148140425652142раствор SO2 в воде частично дает сернистую кислоту H2SO3; триоксид— серную кислоту H2SO4.Сернистая кислота — двуосновная с константами ионизации Ki == 1,4-10-2 и /(2=6,2• Ю -8 ; соответственно она образует два ряда солей: средние — сульфиты, кислые — гидросульфиты.
Сернистая кислота, сульфиты и гидросульфиты достаточно сильные восстановители,,окисляются кислородом воздуха до серной кислоты или сульфатов и впочвах не накапливаются.Сульфиты и гидросульфиты, так же как и дитиониты (соли дитионистой кислоты — H2S2O4), широко используют в почвенном анализе.Так, дитионит натрия Na2S204 используется для извлечения из почвнесиликатных соединений железа по методу Мера—Джексона. Сульфиты употребляют для связывания растворенного кислорода при полярографическом определении некоторых микроэлементов, а также дляингибирования реакции окисления гумусовых кислот в процессе ихвыделения из почвы. В химическом анализе (например, при определении Мп) используют также персульфаты, соли пероксодисерной кислоты.ООII'IН—О—S—О—О—S—О—НII!1ООВ молекуле этой кислоты два атома кислорода связаны ковалентнойсвязью, образуя характерную для пероксидов цепочку.
Персульфаты;как и пероксиды, очень сильные окислители. Нормальный окислительный потенциал в реакции S2082--r-2e->-2S042- равен +2,0 В.Вторая группа соединений серы — это сероводородная кислотаH2S и ее соли. Сероводородная кислота относится к слабым кислотам;304константы ее ионизации равны: Ki = 1,0• Ю -7 и К2 = 2,5-10~13. При рН5—6 в водном растворе сероводородная кислота на 93—99% представлена частицами H2S и только на 1—7% формой HS~.
При рН 8 соотношение меняется в пользу H S - ; 85—88% растворенного сероводородапредставлено этой формой. При рН 10 в виде H2S находится только0,1—0,2% всего растворенного сероводорода.Сероводород широко применяется в аналитической практике, поскольку многие катионы образуют труднорастворимые сульфиды.В переувлажненных почвах сульфиды железа покрывают почвенныечастицы темными пленками; обычная форма — пирит FeS2. Растворимость некоторых природных сульфидов приведена в табл.
76.ТаблицаРастворимость некоторых природных сульфидов (по Щербина, 1972)СульфидMnSFeSFe 2 S 3«-CoSpCoSa-NiSp-NiSCuSРастворимость,моль/лПроизведениерастворимости3,7-10- 86,1-Ю- 10199,8- Ю128,4- Ю-144,5-Ю5,5-10-"1,4-Ю-141,8-10-»1,4-10-53,8-Ю- 191,0-Ю-834,0-Ю- 212,0- Ю- 253,1-Ю- 19ыо-246,3-Ю- 3676СульфидРастворимость,моль/лПроизведениерастворимостиCu2SZnS1,7-Ю-163,5-Ю- 12Ag2SCdSSnSHgSPbSBi2S33,4-Ю- 176,0- Ю- 151,0-Ю-146,3- Ю-273,3-10- 152,7-Ю- 152,5-Ю- 484,6-Ю- 24(сфалерит)1,6-Ю-497,9-Ю- 27281,0- Ю-534-Ю2,5- Ю-271,6- Ю- 72Окисление или восстановление соединений серы в почвах осуществляется химическим или биохимическим путями. Нормальные окислительные потенциалы некоторых неорганических серусодержащих пар„приведены в табл. 77.ТаблицаНормальные окислительные потенциалысерусодержащих системВысшая степеньокисленияS|SJ + 2H+S 2 0 3 +6H+2 S 0 3 22 - + 3 H 2 02S0 3 -+2H 2 0SO 4 2 -+H 2 OSCV-+8H+S0 4 2 ~+4H 2 0SO 4 2 -+IOH+S042-+4H20s2o82-Низшая степеньокисления+2e+ 2e+4e+ 4e+ 2e+2e~+ 6e+ 6e~+ 8e+8e+ 2e-s2H2Sf2 S | +23 H 2 0S 2 0 3 2- + 6 0 H S204 -+40HS032- + 20HSj+4H20S|+80HH 2 St+4H a OS2-+80H2S0 4 2 -77E, В—0,46+0,14+ 0,50—0,58—1,12—0,93+0,36—0,75+0,31—0,68+2,0В составе органических веществ сера образует прямые связи суглеродом С—S или взаимодействует через кислородные мостики потипу эфиров.К числу наиболее важных органических соединений серы с С—Sсвязями относятся аминокислоты (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
