Почвенный раствор

Определение "Почвенный раствор" в ЭБНБ

Находящаяся в почве влага представляет собой сложный раствор, состав и концентрация которого зависят от многих факторов.
Эта влага получила название почвенного раствора. Он служит основным источником обеспечения растений не только водой, но и элементами минерального питания.

Минеральные соединения в почвенном растворе представлены преимущественно катионами Н⁺, К⁺, Na⁺, NH₄⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe²⁺ и Al³⁺ и анионами НСO₃, СО₃, NO₃, Н₂РО₄. К органическим веществам почвенного раствора относятся гумусовые кислоты и их соли, органические кислоты, аминокислоты, сахара и спирты.

Состав веществ в почвенном растворе обусловливает его осмотическое давление, которое быстро возрастает с повышением концентрации растворенных соединений. Осмотическое давление почвенного раствора у различных почв неодинаково и колеблется от 1 - 3 до 10 - 20 атм. Нормальное потребление растениями влаги и питательных веществ происходит только при условии, когда осмотическое давление почвенного раствора ниже осмотического давления клеточного сока корневой системы возделываемых культур. У большинства культурных растений осмотическое давление клеточного сока находится в пределах 1 - 3 атм, а у некоторых достигает 5 - 8 атм. Если осмотическое давление почвенного раствора выше, чем в клеточном соке, то поступление воды и элементов питания в растение прекращается.

В зависимости от концентрации почвенного раствора почвы подразделяют на незаселенные и засоленные. Если концентрация почвенного раствора не превышает нескольких граммов на 1 л при содержании легкорастворимых солей менее 0,25 %, такие почвы относят к незасоленным.

В засоленных почвах концентрация почвенного раствора может достигать нескольких десятков граммов на 1 л и более. Из минеральных соединений в таких почвах преобладают хлориды и сульфаты Na, Са, Mg, а также соли Na₂CO₃ и NaHCO₃. Возделывание на этих почвах сельскохозяйственных культур невозможно без предварительного проведения специальных мелиоративных мероприятий.

Важное свойство почвенного раствора - его реакция. Она зависит от содержания в растворе свободных ионов водорода (Н⁺) и гидроксила (ОН^-). В свою очередь концентрация этих ионов зависит от содержания в растворе органических и минеральных кислот, оснований, кислых и основных солей, а также от степени диссоциации этих соединений.

Реакцию почвенного раствора принято характеризовать величиной рН, представляющей отрицательный логарифм концентрации водородных ионов. Если рН = 7, то реакция почвенного раствора нейтральная. Величина рН7 означает кислотность раствора, а рН >7 - щелочность.
Реакция почвенного раствора, характеризующая активную кислотность или щелочность, является важным свойством почвы, влияющим на развитие растений и микроорганизмов.

Так, если люпин развивается при рН 4 - 5, то кукуруза и пшеница при рН 6 - 7, а люцерна - при рН 7 - 8. В почвах с кислой реакцией стимулируется деятельность грибов, а с нейтральной и слабощелочной - бактерий.

Реакция раствора в различных почвах изменяется от сильнокислой (верховые болота, подзолистые почвы) до сильнощелочной (содовые солонцы). Многие почвы (черноземы, каштановые и др.) характеризуются реакцией, близкой к нейтральной.
Нормальное развитие растений и микроорганизмов зависит от устойчивости реакции почвенного раствора, отсутствия резких колебаний в сторону кислотности или щелочности.

Способность почвы или ее раствора противостоять изменению реакции называется буферностью. В разных почвах она неодинакова. Буферность раствора по сравнению с буферностью почвы обычно невелика, что указывает на большую роль твердой фазы.

Буферность почвенного раствора обусловлена наличием в нем буферных систем, представляющих собой смесь слабых кислот и их солей. Большое значение во многих почвах имеет система Н₂CO₃ + Са(НСО₃)₂. Буферные свойства этой и подобных систем проявляются в том, что слабые кислоты обладают очень низкой степенью диссоциации молекул, тогда как их соли сильно диссоциированы. Если в такую буферную систему поступает сильная кислота, например HCl, то введенные в раствор в большом количестве свободные водородные ионы, взаимодействуя с анионом НСО₃-, связываются в слабодиссоциированную угольную кислоту, и подкисления не происходит или оно незначительно.

Буферное действие оказывают и фосфаты почвенного раствора, если они находятся в нескольких степенях замещения (монофосфат и дифосфат). В сильнокислых почвах буферность проявляют органические кислоты и их кальциевые или аммонийные соли.

Буферность твердой фазы почвы определяется ее коллоидной частью и составом обменных оснований. При появлении в почвенном растворе кислот или щелочей они нейтрализуются в результате обменных реакций с почвенными коллоидами по схеме: количества и качества коллоидов. Чем больше емкость поглощения", тем сильнее буферность почвы. Поскольку емкость поглощения зависит от механического состава и гумусности, то наибольшей буферностью обладают почвы тяжелые, высокогумусные, а наименьшей - песчаные и малогумусные. Почвы, не насыщенные основаниями (подзолистые, красноземы), будут буферить в сторону щелочности, но сравнительно легко подкисляться. Почвы, насыщенные основаниями, буферят в сторону кислотности, но легче подщелачиваются. Это очень важно учитывать при разработке систем удобрения, применяя для кислых почв физиологически щелочные удобрения, а для нейтральных и щелочных почв - физиологически кислые.