Химический состав, концентрация и реакция почвенного раствора
Почвенный раствор — подвижная система, состав которой меняется по сезонам года, что связано с сезонными изменениями тепла и влаги, поступлением органических остатков и процессами их трансформации. Состав, реакция и концентрация почвенного раствора определяются всей совокупностью происходящих в почве процессами и характером поступления воды в те или иные горизонты почв, поэтому эти показатели отличаются непостоянством, динамичностью и разнообразием.
В почвенный раствор входят органические, минеральные и органоминеральные соединения как в состоянии истинных, так и коллоидных растворов.
Органические соединения представлены водорастворимыми солями органических кислот, фульвокислот (фульваты магния, кальция, в сильнокислых почвах — фульваты железа и алюминия, в щелочных — гума- ты натрия), аминокислотами, сахарами и др.
Из минеральных веществ обычны анионы HCOJ, NOJ, СО2-, СГ, SOj", НРО4; катионы Н+, Са2+, Mg2+, К+, Na+, NH4+, Al3+, Fe3+, Fe2+; микроэлементы; коллоидно-растворимые гидраты оксидов Si02, А1203, MnO, Fe203.
Органоминеральные соединения представлены железо- иалюмо- органическими комплексами и другими соединениями органических веществ кислой природы с поливалентными катионами. В незасоленных почвах в составе анионов до 90% приходится на долю HCOJ вместе с NO3. Количество НС03 зависит от интенсивности процессов окисления органических веществ и выделения С02 при дыхании, в карбонатных почвах концентрация НС03 постоянно сохраняется на высоком уровне благодаря растворению карбонатов. Количество N03 определяется интенсивностью протекания процесса нитрификации. Фосфат- ионы в больших количествах не накапливаются даже при внесении высоких доз фосфора. Почвы обладают буферной способностью по отношению к фосфатам, т.е. способностью восстанавливать концентрацию фосфат-ионов после ее изменения в процессе питания растений. Их содержание в большинстве случаев колеблется в интервале 1...2 мг/л.
Что касается количества и состава катионов, то соотношение между ними непостоянно. При поступлении в растения между ними имеют место антагонизм и синергизм, поэтому важны оптимальные соотношения между катионами не только в составе почвенного поглощающего комплекса, но и в почвенном растворе. Так, катионная активность дерново-подзолистой почвы в опытах БГСХА (отношение К: (Са + Mg)) в большинстве случаев для зерновых и льна-долгунца должна находиться в диапазоне 0,02...0,03.
Концентрация почвенного раствора обычно невелика: около 0,1... 0,3 г/л и редко достигает 1 г/л. Наиболее низкая концентрация в растворах подзолистых и болотных почв, выщелоченных почв влажных тропиков и субтропиков, в чернозёмах и солонцах достигает 1...3 г/л, в солончаках доходит до 300...400 г/л (В.А. Ковда). Между обшей концентрацией солей в растворах и соотношением отдельных ионов наблюдается такая зависимость: в слабоконцентрированных растворах преобладают двууглекислые соли кальция, а по мере повышения концентрации происходит накопление сернокислых и хлористых солей магния и натрия. Это связано с различной степенью растворимости солей: при увеличении концентрации в первую очередь выпадает осадок СаС03, затем гипс, в то время как хорошо растворимые сульфаты и хлориды магния и натрия относительно и абсолютно накапливаются.
Состав солей, соотношение между катионами и анионами определяют реакцию почвенного раствора (актуальную кислотность или актуальную щелочность, рНН2о) и осмотическое давление, от которого зависит поступление воды в растение. Если оно равно осмотическому давлению клеточного сока растений или выше его, то поступление воды в растения прекращается. Сосущая сила корней большинства растений не превышает 100... 120 МПа, при низких концентрациях почвенного раствора осмотическое давление составляет не больше 10 МПа. В сильно засоленных почвах оно может возрастать до 150...260 МПа (больше при хлоридном засолении, меньше — при сульфатном). Такие почвы, особенно с тяжелым гранулометрическим составом, нуждаются в химической мелиорации и промывке от солей. Большое значение в регулировании состава почвенного раствора имеют орошение и осушение, которые позволяют разбавить концентрированные растворы в первом случае и понизить концентрацию оксидных соединений железа и других токсичных элементов во втором.
