Значимость проблемы

Кислотно-основное равновесие почв и его экологическая роль

Протонная нагрузка

Кислотно-основной режим почв в значительной степени определяет их генезис, плодородие и экологические функции. рН почв колеблется от 2,5 до 11. Оптимальное для развития растений значение рН составляет для большинства сельскохозяйственных культур от 5,5 до 7,5. Однако, некоторые культуры требуют специфических значений рН (например, чай – около 4). Оптимальные значения рН для большинства агрономически ценных групп микроорганизмов также колеблется в пределах от 6 до 7. В зависимости от рН среды в значительной степени изменяется содержание гумуса и его подвижных форм, содержание подвижных и водорастворимых форм соединений элементов питания и токсикантов, их миграционная способность в почвенном профиле и в ландшафте. При кислой реакции среды значительно увеличивается растворимость соединений фосфора, поливалентных катионов, но в то же время тяжелых металлов. Подвижность органического вещества почв возрастает как в кислом, так и, особенно, в щелочном интервалах. Это является одной из причин большей доли фульвокислот, по сравнению с гуминовыми кислотами как в условиях кислой, так и щелочной среды. Как следствие фульватного характера гумуса, в этих условиях отмечается уменьшение содержания гумуса в почве и уменьшение емкости поглощения почв.

Для оценки кислотно-основного состояния почв определяют рН водной и солевой (КС1) суспензии, содержание в почве ионов водорода различной прочности связи с твердой фазой. При этом концентрация ионов Н⁺ в растворе характеризует фактор интенсивности и определяется константами кислотной диссоциации кислых функциональных групп (- lgKa = pKa). Этот показатель характеризуется актуальной кислотностью – рН(Н₂О). Количество ионов водорода в твердой фазе определяет фактор емкости и характеризует потенциальную кислотность, которая выражена в мг-экв Н⁺ на 100 г почв. Аналогично для щелочных почв выделяется актуальная и потенциальная щелочность.

Выделяются следующие природные факторы подкисления почв: кислые, бескарбонатные почвообразующие породы; корневое питание растений; разложение растительных остатков; выщелачивание оснований; природные, кислые выпадения. Среди антропогенных факторов подкисления выделяются следующие: изменение систем землепользования и агротехнологий, мелиоративные мероприятия, нерациональное применение удобрений (форм и доз), индустриальные и городские отходы и сточные воды, жидкие и твердые кислые атмосферные выпадения.

По данным агрохимслужбы России, на 1 января 1992 года из 14,1 млн. га обследованной в Центральном Нечерноземье пашни кислые почвы составляют 56%. В Центральном черноземном районе выявлены 5,2 млн. га кислых почв, что составляет 49,6% общей площади обследованных земель. Подкисление почв приводит к резкому снижению их биопродуктивности, к деградации самих почв и биоты водоемов, к увеличению загрязнения почв и вод водорастворимыми формами соединений тяжелых металлов.

Устойчивость почв к подкислению в значительной степени определяет их экологические и агрономические функции. Устойчивость обусловлена твердой, жидкой и, в меньшей степени, газообразной фазами почв; органическими, минеральными и органоминеральными компонентами, а также ферментативной и микробиологической активностью.

Дата добавления: 2014-01-06