Как да се определи киселинността в почвите

ФЕДЕРАЛЕН ДЪРЖАВЕН БЮДЖЕТ ОБРАЗОВАТЕЛЕН

ИНСТИТУЦИЯ ЗА ВИСШЕ ОБРАЗОВАНИЕ

"ОМСКИ ДЪРЖАВЕН АГРАРЕН УНИВЕРСИТЕТ

Тях. P.A. СТОЛИПИНА "

ФАКУЛТЕТ ПО АГРОХИМИЯ, ИЗСЛЕДВАНЕ НА ПОЧВАТА, ЕКОЛОГИЯ, ПРИРОДНО РАЗВИТИЕ И УПОТРЕБА НА ВОДА

Катедра по агрохимия и почвознание

ЕП в посока 35.03.03 - Агрохимия и наука за почвите

ЕСЕ

по дисциплината "Инструментални методи за изследване в агрохимията"

по темата за:"МЕТОДИ ЗА АНАЛИЗ НА ЕКОТОКСИКАНТИТЕ В ПОЧВИТЕ И РАСТЕНИЯТА"

Резюме по темата:

„Методи, използвани при анализа на почвените компоненти: действителна киселинност, потенциал, хидролитична, реакция на околната среда“.

Завършен: студент 202 група

Проверено от: Трубина Н.К.

1. Киселинност на почвата

1.1 Океа от кисели почви

1.2 Как да се определи киселинността в почвите

2. Видове киселинност

3. Методи за определяне на киселинността на почвата

4. Лабораторен метод за определяне на свойствата на почвата (определяне на pH)

Киселинност на почвата

Киселинност на почвата - способността на почвата да проявява свойствата на киселини.

Наличието на водородни йони (Н-йони) в почвения разтвор, както и на сменяеми водородни и алуминиеви йони в поглъщащия почвата комплекс, с непълна неутрализация, дава на почвата кисела реакция.

Реакцията на почвата се характеризира с рН стойност, което е отрицателният логаритъм на активността на водородните йони. С увеличаване на концентрацията на Н +, стойността на рН намалява, а когато концентрацията на Н + -йони намалява, стойността на рН се увеличава.

Киселинност на почвата - способността на почвите да неутрализират алкални компоненти, да подкисляват вода и разтвори на неутрални соли.

Подкисляване на почвата - промяна в киселинно-алкалните свойства на почвата, причинени от естествения почвообразуващ процес, приемането на замърсители, въвеждането на физиологично кисели торове и други видове антропогенно въздействие.

Проявата на свойствата на киселините, които влизат, образуват се и се превръщат в почвата, зависи от киселинността на почвата и следователно от това зависи развитието на самите растения и ефектът върху плодородието на почвата. Киселинността влияе върху структурата на почвата (размера и силата на почвените частици), внасяните органични и минерални торове, почвената микрофлора, образуването на хуминови киселини, разлагането и синтеза на минерали. На кисели почви много агрохимични показатели се променят в неблагоприятна посока. В резултат на загубата на калций структурата на почвата се нарушава, условията за развитие на полезни бактерии, предимно тези, които натрупват минерален азот в почвата, се влошават. Хранителните вещества, главно фосфорът, стават несмилаеми. В кисела почва разтворимият алуминий, желязо, манган се натрупват в увеличени количества, което има вредно въздействие върху растенията и микроорганизмите. С повишена киселинност доставката на азот, калий, калций, магнезий към растенията намалява.

Според степента на киселинност почвите се разделят на:

При рН 7 реакцията на почвения разтвор е неутрална, тоест концентрацията на водородни йони (Н +) и хидроксиди (ОН-) е еднаква. Ако в почвата преобладават йони H +, то тя е кисела и ако в нея има повече OH- йони, тя е алкална.

Реакцията на околната среда на различни почви варира в широки граници. Кисела и силно кисела реакция на околната среда е характерна за червени почви, жълти почви, подзолисти и торфено-подзолисти почви, торф от надигнати блата. Силно алкална реакция на околната среда се наблюдава в мулти-натриеви солонци и содени солни блата, неутрални - черноземи, тъмносиви горски и тъмно кестенови почви.

Алкалните почви също така инхибират дейността на микроорганизмите, влошават структурата и физическите свойства на почвата и хранителния режим на растенията. Достъпността на фосфор, калий, желязо, мед, бор, магнезий, цинк за растенията е значително намалена; филтрацията, капилярността, пропускливостта, подуването на почвата се влошават. Елиминирайте излишната алкалност чрез измазване.

Оценка на киселинни почви.

Киселите почви са основният компонент на почвената покривка в бореалната (студено-умерена) зона, влажните тропици и субтропиците. Киселите почви се образуват в условията на воден режим на излугване, който насърчава премахването на алкални и алкалоземни основи от почвата и насищането на почвопоглъщащия комплекс (PPC) с водород.

Почви с кисела реакция на околната среда заемат значителни площи в Русия. Напоследък се наблюдава подкисляване на обработваемите почви, т.е. делът на слабокиселите почви намалява и площта, заета от умерено и силно киселинни почви, се увеличава. Основната причина за това е рязкото намаляване на обема на мелиоративните работи (варовик). Киселинността на почвата постепенно се развива в резултат на излужването на калций от атмосферните валежи. Също така се случва, когато се прилагат физиологично кисели торове без последващо варовиране.

Как да се определи киселинността в почвите

За да се елиминира излишната киселинност, почвата се варови. Калцият, снабден с вар, неутрализира киселинността на почвата. За да се определи правилно дозата вар, е необходимо да се знае стойността на рН, механичния състав на почвата и чувствителността на отделните култури към киселинност.

Основният варов тор е смлян варовик, който съдържа 100% чист калциев карбонат (CaCO3). В допълнение към смлян варовик, за варовиране се използват:

гасена вар (пух)
доменна шлака
дефекация (отпадъци от захарната промишленост)
всички видове растителна пепел

Варовикът се извършва през есента или пролетта на всеки 6-8 години. Ако се приложи непълна доза, варуването се повтаря след 3-4 години. При систематичната употреба на органични торове може да се избегне повторно варуване

Необходимо условие за повишаване на ефективността на варовирането е добрият контакт на частиците варов материал с почвата. За целта варовикът се разпределя равномерно по повърхността на почвата, изкопава се до дълбочината на обработваемия слой и се смесва старателно.

Прилагането на продукти с ефективни микроорганизми нормализира състава на почвата. Ако редовно използвате ЕМ заедно със зелено торене, след четири години цялата почва на мястото ще има нормална реакция. Сидерата: бобови растения, лупина, ръж, фацелия, фия, овес. Те обогатяват почвата с азот и микроелементи.

Киселинността на почвата се повишава от въглеродната киселина, която се образува по време на разтварянето на въглеродния диоксид; хуминовата и фулвокиселината се появяват, когато остатъците от иглолистна и мъхова растителност се разлагат. В резултат на жизнената активност на гъбичките и бактериите, разлагането на растителната постеля, корените и насекомите, в почвата могат да присъстват свободни органични киселини като оцетна, оксалова, лимонена. А в някои случаи (с изветрянето на скали и минерали) се образуват и силни минерални киселини - солна, сярна. Повишават киселинността и прилагат физиологично кисели торове - амониев нитрат, калиев хлорид, амониев нитрат и други.

Видове киселинност

В зависимост от състоянието на водородните йони в почвата се разграничават действителната (активна) и потенциалната (латентна) киселинност, като последната се подразделя на обменна и хидролитична.

Локална киселинност. Представлява киселинността на почвения разтвор. В повечето случаи въглеродната киселина играе най-важната роля за формирането на действителната киселинност. В зависимост от термодинамичните условия и биологичната активност на почвата, тя поддържа pH на почвата в диапазона от 3,9 до 5,7. Режимът на въглероден диоксид в почвите е тясно свързан с ежедневно-сезонните ритми на времето и дейността на микроорганизмите.

Свободните минерални киселини: сярна, азотна и други, рядко присъстват в големи количества в почвите. В същото време активната активност на нитрифициращите микроорганизми допринася за появата за кратко време в почвения разтвор на азотни и азотни киселини, което причинява намаляване на рН с 0,5-2,0. Когато протеиновите съединения се разлагат под въздействието на микроорганизми, сярната киселина навлиза в почвения разтвор в малко количество.

Киселинността на почвените разтвори може да се дължи на наличието на свободни органични киселини, включително хуминови киселини, както и на различни компоненти, проявяващи киселинни свойства. Сред последните са аквакомплексите от дву- и особено тривалентни катиони.

Растенията могат да служат и като източник на водородни йони, тъй като по време на живота си те консумират различни катиони и произвеждат еквивалентно количество H + йони в почвата.

Потенциална киселинност.Тази форма на киселинност е сложна. Неговите носители са сменяеми катиони H + и Al 3+. Потенциалната киселинност се проявява, когато почвата взаимодейства със солеви разтвори, когато солевият катион измества йоните H + и Al 3+ от абсорбираното от обмена състояние в почвения разтвор. Потенциалната киселинност дава представа за целия набор от компоненти с киселинни свойства в почвения разтвор и в твърдата фаза на почвата. Разделянето на потенциалната киселинност на обменна и хидролитична като цяло характеризира последователните етапи на отделяне на допълнителни количества протони, свързани с твърдата фаза на почвата в разтвора.

Заменяема киселинност се проявява при обработка на почвата с разтвор на неутрална сол, обикновено 1 N. KCl, докато има еквивалентен обмен на неутрални катиони на сол за катиони на водород и алуминий.

В резултат на обменните реакции се образува солта AlCl3, която след това се разлага хидролитично във водороден разтвор:

По този начин, след обработката на почвата, съдържаща H и Al в абсорбирано от обмена състояние с разтвор на неутрална сол, йони, изместени от PPC и образувани в резултат на хидролитичното разлагане на AlCl3, се добавят към водородните йони на почвен разтвор. Следователно в кисели почви рН на солевия разтвор винаги ще бъде по-ниско от рН на водния разтвор.

Важна роля за разкриването на същността на сменяемата киселинност изигра установяването на способността за спонтанен преход (трансформация) на почви, наситени с H-йон, в почви, наситени с Al, т.е. осъществяването на спонтанна реакция: H-почви Al- почви.

Н-почвите обаче са нестабилни и се трансформират в Al-почви, от които Al-йонът отново се измества от катиони на алкални и алкалоземни основи, постъпващи в почвения разтвор по време на разлагането на растителната постеля. Част от кристалната решетка на алумосиликатите е разрушена. Такива цикли на трансформация се повтарят периодично, което води до прогресивно разлагане на алумосиликатната част на почвата и проява на подзолистия процес.

По този начин AUC на киселите почви винаги съдържа малко количество сменяеми H и Al. По правило в ниско-хумусните хоризонти на кисели почви (подзолисти, дерново-подзолисти, сиви гори) сменяемата киселинност се дължи главно на сменяеми йони Al 3+, а не на H +. Напротив, в хумусните хоризонти сменяемият Н преобладава над сменяемия Al. Освен това, сменяемият Al може да липсва изобщо, т.е. сменяемата киселинност ще бъде напълно определена от Н-йони.

Хидролитична киселинност, обикновено по-заменяеми. По-пълно изместване на водородните йони и други киселинни йони се проявява, когато почвата взаимодейства с разтвор на хидролитично алкална сол, например CH3COONa:

В този случай по-пълният ход на реакцията се дължи на свързването на водорода със слабо дисоциираната оцетна киселина и по-високата степен на хидролиза на алуминиеви соли с образуването на Al (OH) 3 и йон Н. Разглежда се хидролитичната киселинност като общата киселинност на почвата, състояща се от действителна и потенциална киселинност, и се изразява в mg -eq/100 g почва. В някои случаи хидролитичната киселинност е по-малко от заменяема. Това е типично за почви, богати на положително заредени колоиди. В този случай се наблюдава абсорбцията на анионите на оцетната киселина с колоиди и тяхното заместване с OH йон, което намалява киселинността на почвените екстракти.

Стойността на хидролитичната киселинност се използва за намиране на дозата вар, необходима за премахване на киселинността и изчисляване на насищането на почвата с основи.