Агроекологічні основи хімічних меліорацій кислих ґрунтів

Реакція ґрунту відіграє важливу роль у розвитку рос­лин і ґрунтових мікроорганізмів, впливає на швидкість і напрямок перебігу у ньому хіміч­них і біохімічних процесів, рівень засвоєння рослинами елементів живлення.

Реакція ґрунтового розчину залежить від співвідношення у ньому іонів водню Н⁺ та гідроксилу ОН^-. Концентрацію іонів Н⁺ виражають величиною рН:

рН = -lg [Н⁺]

Залеж­но від рН усі ґрунти поділяють на:

сильнокислі – рН=3…4; кислі – рН=4…5,5;

слабо кислі – рН=5,5…6,5; нейтральні – рН=6,5…7,5;

лужні – рН=7,5-8; сильно лужні – рН=8…9.

Кисла реакція властива дерново-підзолистим і болотним ґрунтам, нейтральна -чорноземам, лужна - каштановим ґрунтам, сіроземам та солонцям.

Кислотність ґрунту - це властивість, зумовлена наявністю іонів Н⁺ у ґрунтово­му розчині та обмінних іонів Fе²⁺, АІ³⁺ і Мn²⁺ у ґрунтовому вбирному комплексі.

Розрізняють два види кислотності ґрунту: актуальну і потенціальну.

Актуальна кислотність зумовлюється наявністю в ґрунтовому розчині органічних кислот та гідролітично кислих солей алюмінію і заліза. Кислоти в грунтовому розчині з’являються внаслідок виділень кореневих систем рослин (слабкі органічні кислоти), внаслі­док розщеплення вугільної кислоти (Н₂С0₃ → Н⁺+НС0₃^-). Гідролітично кислі солі алюмінію і заліза здатні утворювати сильну кислоту внаслідок перебігу реакції гідролізу:

АІСІ₃ + Н₂О → АlОНСІ₂ + НСІ.

Проте підкислення ґрунтового розчину за наведеною схемою має місце в ґрунтах, не насичених основами. У тих, вбирний комплекс яких насичений катіонами Са²⁺, Мg²⁺, К⁺ тощо, актуальної кислотності не виявлено.

Актуальну кислотність можна визначити вимірюванням рН водної витяжки ґрунту.

Потенціальна кислотність зумовлюється наявністю іонів Н⁺ та АІ³⁺, увібраних ґрунтовим вбирним комплексом. Потенціальна кислотність завжди більша за актуаль­ну, бо вона складається з кислотності ґрунтового розчину і кислотності, що утворюєть­ся за рахунок увібраних ґрунтом іонів Н⁺, Мg²⁺, АІ³⁺. Це прихована, або зв'язана щодо ґрунтового розчину, кислотність, яка виявляється внаслідок перебігу обмінної реакції між ґрунтовим вбирним комплексом і ґрунтовим розчином.

Залежно від методу визначення, потенціальна кислотність поділяється на обмінну і гідролітичну.

Обмінна кислотність зумовлюється наявністю іонів Н⁺ і АІ³⁺, які витісняє з ґрунто­вого вбирного комплексу нейтральна сіль сильної основи і сильної кислоти (наприклад КCl). Це має мі­сце при внесенні хлориду калію на кислих ґрунтах:

[ГВК] Н⁺ + КСІ → [ГВК] К⁺ + НСІ (у розчині).

Обмінна кислотність ґрунту визначається у КСІ-витяжці за допомогою рН-метра. Залежить вона як від кількості обмінних іонів Н⁺, і від наявності у ґрунтовому вбирному комплексі обмінних іонів АІ³⁺, який, гідролітично розщеплюючись, підкислює ґрунт:

K⁺

[ГВК] АІ³⁺ + ЗКСІ → [ГКВ]K⁺+ АІСІ₃ ;

К⁺

АІСІ₃ + Н₂O → АІОНСІ₂ + НСІ.

Обмінна кислотність може помітно збільшуватися на фоні добрив, особливо у разі застосування їх у значних дозах. ЇЇ підвищення за рахунок внесення мінеральних доб­рив значно погіршує умови росту й розвитку рослин, чутливих до кислотності ґрунту.

Гідролітична кислотність - це та кислотність, яка виявляється при обробці ґрун­ту гідролітично лужними солями. При використанні нейтральної солі іони Н⁺ не повніс­тю переходять у розчин. Частина їх залишається у ґрунтовому вбирному комплексі і може бути переведена у розчин тільки при обробці ґрунту розчином гідролітично луж­ної солі (наприклад, СН₃СООNa). Отже, кислотність СН₃СООNa-витяжки складати­меться з гідролітичної, обмінної та актуальної. Тому вона є найбільшою.

Оскільки величина гідролітичної кислотності є найбільша і може виявлятися в умовах найбільших навантажень на грунт, то саме її використовують в розрахунках норм вапна для нейтралізації кислотності грунту.

Внесення вапна, насамперед, усуває обмінну і значно знижує гідролітичну кислот­ність ґрунту. Цей факт а також облік балансу кальцію і магнію та кількості застосовуваних гідролітично кислих добрив (див. табл.15.6.) і визначає необхід­ність повторного або підтримуючого вапнування.

Таблиця 15.6.