Познавательно-нормативная информация об агрономически важных свойствах почв

Физико-химические свойства почв относятся к основным свойствам, которые оказывают определяющее влияние на рост и развитие растений.

Согласно ДСТУ 4362:2004, который нормирует показатели плодородия почв земельных участков сельскохозяйственного назначения, физико-химические свойства включают следующие показатели: реакция почвенного раствора, состав поглощённых катионов. Состав поглощённых катионов определяет реакцию почвенного раствора, оказывает непосредственное влияние на формирование соотношения гуминовых и фульвокислот в процессах гумусообразования, влияет на жизнедеятельность почвенной микробиоты, коагуляцию и пептизацию коллоидов, водно-физические свойства. Чрезвычайно важно влияние этого показателя на подвижность, а следовательно, доступность для корневых систем растений элементов минерального питания, проявление процессов антагонизма и синергизма ионов.

В практическом применении наибольшее внимание уделяется показателю реакции почвенного раствора как одному из важных факторов влияния на рост и развитие растений, в том числе и в связи с доступностью элементов питания корневым системам растений. Различают следующие виды почвенной кислотности: актуальную (активную) и потенциальную (скрытую), которая проявляется при определённых условиях. В свою очередь потенциальную кислотность делят на обменную и гидролитическую по типу экстрагирующего раствора для вытеснения ионов водорода в раствор (рис. 1).

Актуальная кислотность определяется при обработке навески почвы дистиллированной водой и обусловлена наличием и растворением в воде СО₂ с образованием угольной кислоты Н₂СО₃. Однако угольная кислота - нестойкое соединение, и в почве она нейтрализуется поглощёнными катионами. При взаимодействии этой кислоты с соединениями кальция или натрия образуется бикарбонат кальция Са(НСО₃)₂ или карбонат натрия Na₂CO₃ либо бикарбонат натрия NaHCO_3. При их гидролизе образуются сильные щёлочи Са(ОН)₂ или NaОH, которые подщелачивают почвенный раствор. На почвах с преобладанием в поглощающем комплексе кальция и магния кислотность почвы находится в пределах 7,0–8,0. На почвах с преобладанием в почвенно-поглощающем комплексе кальция и органических кислот - 5,0–7,0. Особенно сильно подщелачивает бикарбонат натрия. Преобладание в почвенно-поглощающем комплексе натрия ведёт к образованию сильного основания, и поэтому такие почвы имеют щелочную реакцию.

Таким образом, актуальная кислотность почвы создаётся угольной кислотой Н₂СО_3, водорастворимыми органическими кислотами и гидролитически кислыми солями.

Потенциальная кислотность связана с наличием ионов водорода и алюминия в поглощённом состоянии. При обработке навески почвы раствором нейтральной соли КСl водород и частично алюминий переходят в раствор и подкисляют его. Это главный показатель, по которому оценивают кислотность почвы. Согласно ДСТУ группировка по нему уровня кислотности и щёлочности почв приведена в таблице.

Таблица 1. Группировка почв по степени кислотности и щёлочности

Гидролитическая кислотность

При обработке навески почвы раствором гидролитически щелочной соли уксуснокислого натрия CH₃COONa происходит полное вытеснение водорода и алюминия. Таким образом, этот показатель объединяет в себе и актуальную, и потенциальную кислотность. Он выражается не в единицах рН, а в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. Показатель гидролитической кислотности (Нг) является базовым для расчёта потребности в известковых материалах при проведении химической мелиорации кислых почв. Простейшая формула выглядит так: доза извести = Нг × 1,5.

Содержание и состав катионов

Для почв с повышенным уровнем кислотности (рН ниже 6,0) в составе поглощённых катионов преобладают водород и алюминий.

Для нейтральных и слабощелочных (рН 6,0 – 7,5) в почвенно-поглощающем комплексе преобладают катионы кальция и магния.

Катионный состав щелочных почв может быть представлен как одно-, так и двухвалентными катионами - как правило, все они относятся к засолённым. В отличие от кислых почв, свойственных в первую очередь определённым природно-климатическим зонам, щелочные (засолённые) почвы относятся к так называемым интразональным, поскольку в природе встречаются практически во всех природно-климатических зонах отдельными массивами. Часть из них связана с хозяйственной деятельностью человека (вторичное засоление).

К засолённым почвам относятся солончаки, солонцы, солонцеватые почвы и солоди. Они встречаются почти во всех почвенно-климатических зонах и потому относятся к интразональным почвам. Различают следующие разности солонцеватых почв: солончаковатые, солонцеватые и осолоделые. Солончаками называют почвы, в которых по всему профилю и особенно в верхних горизонтах накапливаются легкорастворимые соли. Среди солей в солончаках наиболее распространены СаСО₃, Са(НСО₃)₂, Na₂SO₄, NaHCO₃, CaSO₄, MgSO₄, NaCl, Na₂CO_3, а также в небольшом количестве СаСl₂, MgCl₂, MgCO₃ и др. Часто встречаются районы, в которых в зависимости от условий (рельеф, почвообразующие породы) накапливаются различные соли, но в каждой разности засолённых почв преобладают один-два вида солей. Если в солончаках больше карбонатов натрия, их называют содовыми, при наличии карбонатов кальция — лугово-карбонатными солончаками и т. п. От растворимости солей в значительной степени зависит и их накопление в почве. Наиболее растворимы в воде хлориды, меньше — сульфаты и меньше всего — карбонаты кальция и магния. Соли, которые засоляют почвы, могут быть разнообразными, но больше всего среди них хлоридов (NaCl, MgCl₂), сернокислых солей (Na₂SO₄, CaSO₄), карбонатов (Na₂СО₃, MgCO₃, CaCO₃) и гидрокарбонатов (NaHCO₃, MgHCO₃).

На солончаках растения сильно угнетаются и гибнут вследствие высокого осмотического давления почвенного раствора, которое превышает давление клеточного сока. При этом уменьшается поступление воды в растение, увеличивается транспирация, а также нарушаются процессы ассимиляции, дыхания. В Украине наиболее распространены слабосолончаковатые почвы с содержанием солей до 0,2%, на которых выращивают почти все сельскохозяйственные культуры. Есть также и среднесолончаковатые, с содержанием солей от 0,2 до 0,4%, на которых культуры растут значительно хуже по сравнению со слабосолончаковатыми.