Кислотність ґрунту (рН)

Кислотність ґрунту - здатність ґрунту виявляти властивості кислот.

Наявність іонів водню (Н-іонів) у ґрунтовому розчині, а також обмінних іонів водню та алюмінію у ґрунтовому поглинаючому комплексі при неповній нейтралізації надає ґрунту кислу реакцію.

Ґрунтовий поглинаючий комплекс

Поверхня частинок глини та органічна речовина несуть негативний заряд і можуть притягувати до себе позитивні іони (катіони) водню, (H + ), кальцію (Ca 2+ ), магнію (Mg 2+ ), калію (K + ), натрію (Na + ) та ін. Сума колоїдних частинок ґрунту, що визначають її здатність утримувати поживні речовини, називається ґрунтовим поглинаючим комплексом.

Кальцій, магній, калій та натрій можуть витісняти іони водню, знижуючи кислотність. Тому лужними можуть бути не тільки ґрунти, де багато вапна (кальція), а й засолені ґрунти, що мають надлишок натрію.

Кислотність більшості ґрунтів обумовлена ​​зосередженням катіонів на поверхні дрібних частинок глини. Саме на поверхні цих дрібних частинок ґрунту утримуються поживні елементи і від розміру сумарної поверхні цих частинок залежать властивості ґрунту та його родючість.

Що таке pH

Визначення реакції грунту належить до найпоширеніших аналізів. Реакція середовища (рН) залежить від вмісту іонів водню (Н + ) і є показником кислотності або лужності ґрунту. Цей показник залежить в основному від іонного обміну з мінеральними та органічними колоїдами та наявності карбонатів кальцію, натрію, калію та інших катіонів. Реакція середовища ґрунту варіюється від 5,0 (сильнокисла) – 7,0 (нейтральна) – до 9,0 (сильнолужна).З підвищенням рН зростає можливість утворення нерозчинних гідроксидів та карбонатів.

Кислотність грунтів обумовлена ​​багатьма факторами, одним із яких є дисоціація функціональних груп гумусу, а іншим – мікробіологічне розкладання органічної речовини. Іншими джерелами кислотності ґрунтів служать глинисто-силікатні мінерали та гідроксиди заліза та алюмінію. Інтенсивність підкислення ґрунтів певною мірою залежить від рівноваги між іонами водню та алюмінію.

При сильному підкисленні ґрунтів знижується життєдіяльність багатьох мікроорганізмів. Кислотність виражається в одиницях від 0 до 14: рН = - lg [H + ] Значення pH 7.0 означає нейтральну реакцію, вище – лужну, нижче – кислу. Зменшення pH на одиницю означає збільшення кислотності ґрунту в 10 разів.

Утворення іонів водню іонів (H + ) відбувається при розчиненні в ґрунтовій воді вуглекислого газу (CO₂) та утворення вугільної кислоти. Вуглекислий газ виділяється корінням живих рослин при диханні, а також при розпаді органічних речовин (або органічних добрив).

Іони водню можуть витісняти в ґрунтовий розчин мінеральні катіони. Більш того, іони кальцію, магнію, калію та натрію знаходяться в постійному русі між ґрунтовими частинками, ґрунтовим розчином і корінням рослин.Наповнення кальцію, магнію, калію та натрію відбувається за рахунок розпаду мінеральних ґрунтових частинок та внесення органічних та мінеральних добрив. Високий рівень катіонного обміну характерний для глинистих та органічних ґрунтів, низький – для піщаних. Відповідно, піщані ґрунти частіше бувають кислими, ніж лужними. І навпаки: глинисті ґрунти частіше бувають лужними, ніж кислими.

Застереження

При внесенні великої кількості одного катіону інші можуть бути витіснені в ґрунтовий розчин і вимиті в глибокі шари ґрунту. Це може бути при внесенні великої кількості незбалансованого мінерального добрива. Особливо це небезпечно на легких піщаних ґрунтах, тому дози мінеральних добрив там знижують, розбиваючи кілька внесків.

Від чого залежить кислотність ґрунту?

Загалом, кислі ґрунти характерні для районів, де кількість опадів досить висока. Дощ та сніг підвищують кількість вологи у ґрунті та концентрація кальцію та магнію у ґрунтовому розчині знижується. Іони кальцію і магнію з частинок ґрунту переходять у ґрунтовий розчин і, зрештою, вимиваються із ґрунту. Їхнє місце на частках ґрунту займають іони водню H + , ґрунт підкислюється і потрібно повторне внесення вапна.

Але що ж у природних умовах підвищує кислотність ґрунту і робить його більш кислим? У місцях, де кількість опадів перевищує 500 мм/рік, відбуваються значні щорічні втрати кальцію через вимивання. Приблизно така ж кількість кальцію виноситься із ґрунту з високим урожаєм.У разі лужних та сильнолужних ґрунтів (рН > 8,0) часто виникає питання: Як знизити рівень рН ґрунту? Або як знизити лужність ґрунту? Внесення мінеральних добрив, наприклад, сульфату амонію або елементарної сірки, також може підкислювати ґрунт.

Вуглекислий газ, розчинений у ґрунтовій воді, є потужним розчинником сполук кальцію, переводячи, зокрема, нерозчинний карбонат кальцію CaCO₃ розчинний бікарбонат кальцію Ca(HCO)₃)₂. При зростанні активності ґрунтових мікроорганізмів у ґрунт виділяється багато вуглекислого газу, що веде до втрат кальцію через вимивання його із ґрунту у вигляді бікарбонату.

Чому важлива кислотність ґрунту

Надмірно високий (вище 9,0) або низький (нижче 5,0) рівень кислотності ґрунту токсичний для коріння рослин. У межах цих значень pH визначає поведінку окремих поживних речовин, осадження їх або перетворення на недоступні рослинам форми. У кислих грунтах залізо, алюміній і марганець перебувають у формах доступних рослинам, які концентрація досягає токсичного рівня. При цьому утруднюється надходження до рослин фосфору, калію, сірки, кальцію, магнію, молібдену.

На кислому ґрунті може спостерігатися загибель рослин без зовнішніх причин (загибель від морозу, розвиток хвороб та шкідників). Навпаки, у лужних ґрунтах залізо, марганець, фосфор, мідь, цинк і бір стають менш доступними рослинам через утворення нерозчинних гідроксидів. Оптимальним вважається pH ~ 6,5 (слабокислий – близький до нейтрального рівня рН), коли більшість основних поживних речовин будуть доступні рослинам.

Як говорилося вище, pH ~ 6,5 буде сприятливим середовищем для розвитку корисних ґрунтових мікроорганізмів, що збагачують ґрунт азотом.Хоча окремі види рослин пристосувалися до існування в кислому або навпаки в лужному середовищі, проте більшість рослин добре розвиваються при нейтральній або слабокислій реакції ґрунту (pH 6.0-7.0).

Оптимальні значення рН ґрунту для основних сільськогосподарських культур