Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Как правило,под ППИ в агрономической практике понимают количество извести, которое необходимо внести в почву для получения максимального экономического эффекта при выращивании конкретной культуры на конкретной почве. ППИ зависит от многих факторов — от выращиваемой культуры, свойств почвы иизвесткующих материалов, применяемой агротехники. Вследствиетого, что ППИ зависит от многих факторов, она надежно можетбыть определена в полевом опыте. Но этот способ при массовыхопределениях непригоден. Поэтому ППИ оценивают в лабораторных условиях и часто основываются на показателях кислотности почв.
В частности, разработаны группировки почв по ППИ взависимости от величин рНКа- Однако рН солевой суспензиифактическую ППИ характеризует весьма приблизительно, так каквлияние почвенной кислотности на растения проявляется в зависимости от свойств почвы, ее гранулометрического состава, содержания гумуса и пр. Учесть все факторы, по-видимому, невозможно. Тем не менее разработаны группировки почв по ППИ взависимости от рНксь степени насыщенности почвы основаниями, их гранулометрического состава.ППИ оценивают по величине потенциальной кислотности,как обменной, так и гидролитической (рН-зависимой).
Наиболееопасной для культурных растений является обменная кислотность,так как она, во-первых, связана с наиболее сильными кислотными компонентами и, во-вторых, она может проявиться в почве223при увеличении концентрации солей в почвенном растворе, например при внесении удобрений.Известкование по величине обменной кислотности имеетцелью уменьшить подвижность токсичных элементов, главнымобразом алюминия. Однако величина рН при этом остается науровне приблизительно 5,5 единиц, в этих условиях высока подвижность марганца, токсичного в высоких концентрациях длярастений.
В России оценка ППИ по обменной кислотности практикуется не часто. Этот способ оценки ППИ применяют главным образом к тропическим почвам, в которых обменная кислотность на 90% обусловлена алюминием.Значительно чаще определение ППИ основывают на показателях гидролитической (рН-зависимой) кислотности. С этойцелью используют как традиционные методы оценки рН-зависимой кислотности, так и специальные приемы: инкубацию почвыс известью, потенциометрическое титрование почвенных суспензий основаниями, уравновешивание с буферными растворами.В России расчет доз извести, или ППИ, проводят по величине гидролитической (рН-зависимой) кислотности, определяемойс помощью 1 М раствора CH3COONa, в США и странах Европы —- с помощью раствора ВаС12—ТЭА.
Зная гидролитическуюкислотность, или количество миллимолей эквивалентов кислотных компонентов в 100 г почвы, мощность известкуемого слоя всантиметрах, плотность его сложения в граммах на сантиметр вкубе, рассчитывают ППИ по уравнению:„„„ йН г 10 8 Ар50ППИ т/га = 1 0 0 . 1 0 б . 1 0 з >где Нг — гидролитическая кислотность, ммоль(+)/Ю0г почвы;h — мощность слоя, см; р — плотность сложения почвы, г/см3 ;50 — молярная масса эквивалента карбоната кальция (1/2СаС0 3 ),г/моль, 50/1000 — г/ммоль.9.5.
Щелочность почв. Способы оценкиЩелочность почв традиционно связывают с анионами слабых минеральных (S2~, РО^, С032", HSi03", H2B03", HS", НРО^,HCOJ) и относительно более сильных, главным образом органических, кислот. Эти анионы проявляют свойства акцепторов протонов или оснований; при взаимодействии с водой они принимают от нее протон и в растворе появляется гидроксид-ион. Уравнения и константы равновесия реакций приведены в табл. 18.Константы основности свидетельствуют, что степень возможного влияния анионов на рН увеличивается от анионов органических кислот и гидрокарбонат-ионов к сульфид-ионам по мере роста224Таблица18Уравнения и константы равновесия реакцийУравнения реакции2S * + Н 2 0 5 = * HS* + ОН*рКь1,10РО^* + Н 2 0 * = * HPOj- + ОН*1.65СО§' + Н 2 0 * = * НСОз + ОН'3,67HSiOg + Н 2 0 * = t H2Si03 + ОН*4,29Н2ВОз + Н 2 0 * = * Н3В03 + ОН*4,80А1(Н20)2(ОН); + Н 2 0 5 = * А1(Н20)3(ОН)5 + ОН*5,90HS* + Н 2 0 * = * H2S + ОН*6.80НРО**+ н2о • = * Н2РО; + он*6.98нсо3 + н2о * = * н2со3 + он*7,64RCOO* + Н 2 0 * = * RCOOH + ОН*—констант основности.
Как уже отмечалось, в слабозасоленныхпочвах акцептором протонов может быть содержащий обменныйнатрий почвенный поглощающий комплекс, который взаимодействует с водой подобно соли слабой кислоты.Все приведенные в таблице компоненты взаимодействуют скислотой при титровании по метиловому оранжевому и включаются в величину общей щелочности. При титровании по фенолфталеину с кислотой взаимодействуют лишь те основания, рКькоторых меньше 6.9.5.1.
Актуальная щелочность и ее оценкаАктивность ОНГ-ионов в жидких фазах почв, или актуальную щелочность, оценивают, измеряя рН различных почвенныхсистем: почвенных растворов, насыщенных водой почвенных паст,водных почвенных суспензий (1:1; 1:2,5; 1:5; 1:10). В Россиитрадиционно измеряют рН суспензий с соотношением почвавода 1:2,5. Однако при анализе засоленных почв методом воднойвытяжки рН может быть измерен в суспензиях, приготовленныхдля получения водных вытяжек при соотношении почвы и воды1:5 (ГОСТ 26423-85).Во многих случаях при анализе разных систем одной и той жепочвы получают разные значения рН.
Разные значения получаютпри измерении рН паст и суспензий, при измерении рН паст исуспензий и фильтратов из паст и суспензий. Изменение рН прифильтровании суспензий и получении водных вытяжек может бытьсвязано не столько с влиянием суспензионного эффекта, сколькосо смещением карбонатных равновесий.
Практически одинаковые2jiзначения рН суспензий и водных вытяжек получают лишь прианализе содовых солончаков и почв, содержащих бораты. Водные вытяжки из этих почв обладают достаточно высокой буферной способностью, обусловленной, например, присутствием ввытяжке слабой борной кислоты и борат-ионов.Несмотря на то, что состав компонентов, обусловливающихщелочность почв, может иметь достаточно сложную структуру,основную роль в формировании и проявлении щелочности почвиграют карбонатные ионы. Они присутствуют практически во всехпочвах и за исключением почв, содержащих бораты и сульфиды,обусловливают их рН.9.5.2.
Карбонатные и карбонатно-кальциевые равновесия,их влияние на уровни показателей щелочностиКарбонатные ионы присутствуют в почвах в виде легкорастворимых солей (Na 2 C0 3 , NaHC0 3 ) и в виде труднорастворимых соединений (СаС0 3 ). В соответствии с растворимостью соединений карбонатные ионы переходят из твердых фаз почвы впочвенный раствор, а в условиях проведения анализа — в жидкиефазы паст и суспензий.В растворах соотношение С0 3 ~ и HCOj-ионов зависит отпарциального давления диоксида углерода газовых фаз почвенных систем (Рсог) ~~ реальных почв, насыщенных водой почвенных паст и водных почвенных суспензий.
На рис. 22 показанысоотношения Р С02 , рН и карбонатной (COj~ + HCOj) щелочности в системах, содержащих легкорастворимые карбонаты натрияи труднорастворимый карбонат кальция, рассчитанные по математической программе LIBRA (Мироненко, Пачепский, Понизовский, 1981).Расчеты показывают, что в системах, содержащих карбонат игидрокарбонат натрия, при любом заданном Р С02 с увеличениемконцентрации карбонатных ионов наблюдается некоторый рострН (штрихпунктирные линии на рис.
22). При заданной концентрации карбонатных ионов к росту рН приводит уменьшение Р С02(пунктирная линия на рисунке). Например, при Р С02 газовой фазысистемы, равном 0,1 атм, и концентрации карбонатных ионов2,8 ммоль(—)/л (при такой карбонатной щелочности водной вытяжки содержание карбонатных ионов составляет 1,4 ммоль(-)/100 г почвы — уровень, принятый за неблагоприятный для растений) рН соответствует 6,2. При той же концентрации карбонатови уменьшении Р С02 до 0,003 атм рН увеличивается до 7,7, а приРсо2> равном 0,0003 атм, достигает 8,7.
Таким образом, расчетпоказывает, что уменьшение Р С02 может привести к заметномуувеличению рН растворов карбонатов натрия или других легко226атм—10" атм(2СОз ~ + НС03" + Н2С03) ммоль/лРис. 22. Соотношение Рсо2» рН, 2С032" + HCOj + Н0СО3 в карбонатно-натрисвых(а) и карбонатно-кальцисвых (6) системахрастворимых карбонатов. Парциальное давление С0 2 , соответствующее 0,1 атм, может быть реализовано в почвах при затоплении. Парциальное давление С0 2 , равное 0,003 атм, соответствуетсреднему значению в газовых фазах почв, а РСо2> равное 0,0003 атм,соответствует атмосферному.Изменение рН при изменении РСо2 связано со смещениемкарбонатных равновесий:2HCOJ ++ СО|" + С0 2 + Н 2 0.При уменьшении Р С 0 2 равновесие сдвигается в сторону образования СОз", что приводит к росту рН вследствие того, что СОз~является более сильным акцептором протонов или более сильным основанием, чем HCOj.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
