Состав и свойства обменных катионов и анионов в почвах

Состав обменных катионов зависит от типа почвообразования, свойств материнской породы, иногда от состава грунтовых вод, если они залегают близко к поверхности. Состав обменных катионов почв в определенной степени можно регулировать с помощью средств химизации в направлении повышения почвенного плодородия.

Состав обменных катионов некоторых почв следующий.

Подзолистая почва – ППК [Са²⁺, Mg²⁺, H⁺, Al³⁺, K⁺, NH₄⁺, Fe³⁺].

Дерново-подзолистая почва – ППК [Са²⁺, Mg²⁺, H⁺, Al³⁺, K⁺, NH₄⁺].

Серая лесная почва – ППК [Са²⁺, Mg²⁺, H⁺, Al³⁺, K⁺, NH₄⁺].

Чернозем оподзоленный и чернозем выщелоченный – ППК [Са²⁺, Mg²⁺, H⁺, K⁺, NH₄⁺].

Чернозем обыкновенный – ППК [Са²⁺, Mg²⁺,K⁺, NH₄⁺].

Чернозем южный, каштановая почва, солонец, серозем – ППК [Са²⁺, Mg²⁺, K⁺, NH₄⁺, Na⁺].

Краснозем – ППК [Са²⁺, Mg²⁺, H⁺, Al³⁺, K⁺, NH₄⁺].

Свойства катионов.Наилучшие условия для питания растений создаются при преобладании в составе обменных катионов Са²⁺ и Mg²⁺. Если в почве присутствуют эти катионы, то почвы мало набухают, образуется нейтральная или слабощелочная реакция среды, уменьшается необратимая коагуляция коллоидов, повышается доступность влаги для растений, образуется хорошая водопрочная структура.

Н⁺ – способствует гидролизу и разрушению минеральных веществ, обусловливает кислотность почвы, подавляет биологическую активность, токсичен для растений.

Al³⁺ – подкисляет почвенный раствор (вследствие гидролиза солей алюминия).

AlCl₃ + 3H₂O = Al(OH)₃ + 3HCl

В повышенных концентрациях, порядка 3-7 мг/100 г почвы ион алюминия токсичен для многих растений.

Na⁺ – подщелачивает почвенный раствор, иногда до рН более 9,0. Катион обусловливает плохую структуру, при нем возрастает недоступность для растений влаги, усиливается пластичность, прилипаемость, твердость, усадка, затрудняется капиллярное перемещение влаги и обработка почв. Если в почве немного обменного натрия, то он выполняет роль стимулятора роста растений, а если его количество превышает 10% от емкости катионного обмена, то он вредит растениям.

К⁺, NH₄⁺ – необходимые для питания растений катионы.

Свойства анионов.Степень поглощения анионов зависит от природы аниона (валентности), состава коллоидов и реакции среды. Чем выше валентность, тем выше степень поглощения. По степени поглощения ряд анионов располагается следующим образом – Cl^-= NO₃^-<SO₄^2-<PO₄^3-. Поглощаются анионы биологическим, химическим, обменным и механическим путем.

Cl^- – почти не поглощается, не образует легкорастворимых солей, угнетает растения, легко вымывается из почвы. Вымывание иона хлора из почвы это положительное явление. Хлорсодержащие удобрения, например калий хлористый (KCl), лучше вносить осенью. За осенне-весенний период анион Cl^- вымоется из почвы, а катион K⁺ останется в ППК и будет доступен растениям.

NO₃^- – поглощается мало и только биологически, необходим для питания растений, не образует легкорастворимых солей, легко вымывается из почвы. Вымывание нитрат-иона из почвы явление отрицательное, приводящее к обеднению почвы азотом и загрязнению водоемов и грунтовых вод. Поэтому нитратсодержащие удобрения, чтобы исключить потери NO₃^-, необходимо вносить в почву перед посевом или в виде подкормок непосредственно под растение.

SO₄^2- – поглощается в основном химическим путем и обменно. При химическом поглощении образуются нерастворимые соли. Сульфат-ион необходим для питания растений, особенно для бобовых культур.

PO₄^3- – поглощается биологически, химически и обменно. При химическом поглощении образуются нерастворимые фосфаты кальция, магния, алюминия, железа. Фосфат-ион необходим для питания растений.