Катионообменная способность почв:

30 апреля 2019 г.
Статьи Агротехнологии Катионообменная способность почв:
почв

физико-химические свойства, которые так важно знать


Практически все аграрии, которые активно развиваются и берут пример с зарубежных коллег, уже давно используют агрохимический анализ почв как инструмент успешного сельхозпроизводства. Не секрет, что зная основные показатели плодородия почвы намного проще подобрать методы ее обработки, подходящие культуры, а иногда и сорта, нормы и тип минеральных удобрений, а также период их внесения. От некоторых параметров почвы зависят также нормы пестицидов (почвенных гербицидов и др.), поэтому о важности обследования почв не стоит много говорить.

Параллельно с развитием сельхозпроизводства активно развиваются и компании, которые предоставляют фермеру услуги консалтинга. На рынке предлагается спутниковый мониторинг, автоматический отбор образцов почв, их агрохимический анализ в разных странах, рекомендации по питанию растений и многое другое, что поможет действовать в нужное время и в нужном направлении, обеспечивая высокий урожай качественной продукции.

Кроме основных показателей плодородия почвы, таких как: гранулометрический состав, кислотность, содержание органического вещества, азота, фосфора, калия и микроэлементов, аграриям часто предлагают «проверить» почвы на такие малоизвестные параметры, как, например, катионообменная способность. Что значит этот термин, насколько он важен в производстве?

Материальным носителем катионообменной способности почв является почвенный поглощающий комплекс (ППК), который представляет собой совокупность минеральных, органических и органоминеральных коллоидных компонентов твердой фазы почвы, наделенных ионообменной способностью.

По К.К. Гедройцу катионы, содержащиеся в ГВК и способные к обменным реакциям с катионами почвенного раствора, называются поглощенными или обменными. К обменным катионам почвы относятся: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, H+, Al3+ и др.

Реакция обмена между поглощенными катионами и катионами почвенного раствора происходит по схеме:

почвы

От состава обменных катионов зависит ряд агрономически важных свойств почвы: пептизированность и агрегатность, характер и степень закрепления органического вещества твердой фазой, образование органоминеральных соединений, кислотно-щелочной и другие виды буферности, устойчивость почв к действию кислых осадков и другие.

Обменные катионы являются источником питательных веществ для растений. Почвы, насыщенные кальцием, имеют реакцию, близкую к нейтральной, повышенную буферную способность против подкисления, их коллоиды образуют устойчивые непептизированные в воде гели, способствуют образованию агрономически ценной водоупорной структуры. Они приобретают хорошие водно-физические, физико-механические и технологические свойства, легко поддаются обработке.

В почвах, где в составе обменных катионов много обменного натрия, отмечается щелочная реакция, тонкодисперсные коллоиды не образовывают агрономически ценных водоупорных агрегатов, увеличивается склонность к набуханию и прилипанию, ухудшаются водные свойства. Такие почвы во влажном состоянии образуют почвенную корку и очень плотные, почти непроницаемы для воздуха глыбы, трудно обрабатываются. Почвы, содержащие большое количество обменных водорода и алюминия, имеют кислую реакцию, содержат мало органического вещества, преимущественно слабо- или бесструктурные, плохо обеспечены элементами питания.

почв

Каждой почве свойственны определенные обменные катионы. Например, среди обменных катионов черноземов и каштановых почв преобладают Ca2+ и Mg2+; дерново-подзолистых – Н+ и Al3+; солонцах – Na+; болотных – Fe3+. В каждом из упомянутых грунтовых отличий наряду с основными содержатся и другие катионы. Например, в черноземах – К+, Na+, Н+; дерново-подзолистых почвах – Ca2+, Mg2+; солонцах – Ca2+, Mg2+ и другие.

Важным показателем почвенно-поглощающего комплекса и почвы в целом является емкость катионного обмена, которая характеризуется общей суммой поглощенных катионов, способных к обменным реакциям. Этот показатель отражает размер поглощающей способности почвы. Измеряется в мг-экв на 100 г почвы.

В почвах величина ЕКО колеблется в зависимости от типа почвы, ее минералогического и гранулометрического состава, наличия органического вещества, реакции среды и других факторов. Для подавляющего большинства почв величина ЕКО возрастает при повышении рН почвенной среды. В разных почвах величина ЕКО меняется в широких пределах – от 1-10 мг-экв в дерново-подзолистых песчаных почвах до 50-60 мг-экв в черноземах тяжелосуглинистых и глинистых, а в торфяных горизонтах болотных почв величина ее достигает 100-200 мг-экв на 100 г почвы.

Очень важным является соотношение в ППК между обменными катионами Н+ и Al3+ и Ca2+, Mg2+, К+, Na+. Первые характеризуют потенциальную кислотность почвы, а вторые – сумму поглощенных оснований.

Группировка почв по сумме поглощенных оснований

Сумма поглощенных основанийСодержание обменных

Ca2+, Mg2+, К+, Na+,

мг­экв на 100 г

очень низкая

низкая

средняя

повышенная

высокая

очень высокая

<5,0

5,1­10,0

10,1­15,0

15,1­20,0

20,1­30,0

>30,0

Итак, размер ЕКО зависит от гранулометрического, минералогического состава почвы, содержания в нем органического вещества, реакции среды.

Емкость катионного обмена веществ в почве изменяется в очень широких пределах в зависимости от типа почвы и даже генетического горизонта. В гумусных слоях почвы ЕКО в большей степени связана с органическими веществами. Емкость органической части почвы в 10-30 раз выше ЕКО минеральной части. С емкостью катионного обмена связана устойчивость почв к антропогенному воздействию химического загрязнения.

Исходя из вышесказанного, емкость катионного обмена – важный параметр почвенного плодородия, который очень важно измерять. При этом, следует помнить, что существенную разницу на одном поле, где не представлены разные типы почв мы, скорее всего, не увидим.

Виктория Олейник,
канд.с.-х.наук