Степень насыщенности основаниями и буферность почв

Степень насыщенности оснований (V) – сумма поглощенных оснований, выраженная в процентах от емкости катионного обмена (T).

Емкость катионного обмена равна сумме поглощенных катионов (S), таких как, Са²⁺, Мg²⁺, К⁺, NН₄⁺ и других, и катионов Н⁺, Аl³⁺, Fе³⁺, Мn²⁺, обусловливающих гидролитическую кислотность (Н), равна (в мг-экв/100 г почвы):

Т = S + Н.

Степень насыщенности оснований определяют по формуле:

Степень насыщенности почвы основаниями – показатель нуждаемости почв в известковании. Чем он ниже, тем выше необходимость внесения извести. Так, при одинаковых гидролитических кислотностях (Н) двух почв, например, 5 мг-экв/100 г почвы, но разных ЕКО (T), например, первой – 10 мг-экв/100 г, второй 20 мг-экв/100 г, степень насыщенности основаниями (V) в первом случае составит 50%, второй – 75%.

Таким образом, при равной величине гидролитической кислотности первая почва кислее, так как 50 % емкости катионного обмена приходится на подкисляющие катионы и она в большей степени нуждается в замене их на основания. При равных ЕКО в первую очередь в известковании будет нуждаться почва с большей величиной гидролитической кислотности.

Буферность почвы – способность противостоять изменению реакции среды. Буферность характеризуется величиной емкости катионного поглощения (T), составом поглощенных катионов и катионо-анионным составом почвенного раствора. Показатель используется для расчета оптимальных доз, форм, сроков и способов внесения удобрений и мелиорантов под сельскохозяйственные культуры. Чем выше значение ЕКО, тем выше буферность почвы.

Буферные свойства против кислотности возрастают с ростом насыщенности почв основаниями и с переходом от нейтральной к щелочной реакции среды. При появлении в почве ионов водорода, например, в результате нитрификации или физиологической кислотности NH₄NO₃, они обмениваются с катионами ППК, в результате образуется нейтральная соль и реакция раствора не меняется:

Буферные свойства против подщелачивания увеличиваются на нейтральных почвах с ростом гидролитической кислотности, с уменьшением степени насыщенности основаниями и с переходом от нейтральных к кислым почвам. При появлении в таких почвах гидроксид-ионов, например, Са(ОН)₂ в результате внесения физиологически щелочного Са(NO₃)₂, катион кальция вытесняется из ППК эквивалентное количество ионов водорода, в результате образуется вода и реакция раствора не меняется:

Под действием подкисляющих и подщелачивающих факторов реакция почвенного раствора может изменяться, однако скорость изменений в почвах с низкой ЕКО, таких как, песчаные, супесчаные подзолы, гораздо выше, чем в высокоемких, например, суглинистых черноземах.

Буферность почв проявляется также в устойчивости к временному изменению концентрации почвенного раствора, вызванному недостатком влаги, неравномерным или периодическим внесением удобрений и мелиорантов. Почвы с высокой буферностью, ЕКО и разнообразным составом поглощенных ионов легко удерживают в поглощенном состоянии максимально допустимые разовые дозы мелиорантов и удобрений без значительного повышения концентрации почвенного раствора.

Малобуферные, малоемкие почвы не могут без увеличения концентрации почвенного раствора и роста потерь элементов от вымывания удерживать большие разовые дозы мелиорантов и удобрений, поэтому на таких почвах удобрения вносят дробно.

Применение органических и минеральных удобрений в сочетании с периодическим внесением мелиорантов позволяет повысить ЕКО, регулировать состав поглощенных катионов, повысить буферность почв.

Буферная способность сильнее выражена в почвах, богатых органическим веществом. Очень низкой буферностью обладают дерново-подзолистые супесчаные и песчаные почвы, более высокой – суглинистые. В общем она наиболее высокая в чернозёмах, так как от других почв они отличаются высоким содержанием гумуса, насыщенностью основаниями при высокой емкости поглощения.

Буферность почв является одним из элементов почвенного плодородия. Это свойство необходимо учитывать при проведении химических мелиораций (известкования, гипсования), при выборе доз и сроков внесения удобрений. На почвах с низкой буферностью, отличающихся низкой емкостью поглощения, их надо вносить малыми дозами, так как может резко сдвинуться реакция, что вредно для растений.

Буферная способность дерново-подзолистых почв повышается после внесения извести, органических удобрений и при посеве бобовых культур. Комплекс этих мер нейтрализует почвенную кислотность, повышает емкость поглощения и насыщенность почв основаниями, в результате чего в почвах повышается биологическая активность, улучшаются их агрофизические свойства и питательный режим.

Чем больше общая емкость поглощения и степень насыщенности почвы основаниями, тем сильнее почва противостоит подкислению.

На почвах с низкой буферной способностью (песчаных, супесчаных, бедных гумусом) при внесении физиологически кислых удобрений возможны резкие сдвиги реакции в кислую сторону. На таких почвах вносят также меньшие дозы извести, чем на суглинистых, так как они слабо противостоят подщелачиванию. Это нужно учитывать при внесении минеральных удобрений и извести.