Почвенная кислотность. Кислотно-основная буферность почв. Соединения алюминия в твердой фазе почвы и в почвенном растворе. Учебное пособие по некоторым главам курса химии почв.

В учебном пособии рассматриваются естественные и антропогенные факторы подкисления почв, проблемы актуальной и потенциальной почвенной кислотности, понятие кислотно-основной буферности почв, общие сведения о химии и геохимии алюминия, основные группы соединений алюминия в составе твердой фазы почвы и почвенного раствора.

Указана основная необходимая литература.

Кислыми называют почвы, если они имеют значение рН водной вытяжки, измеренное в стандартных условиях, ниже 7. В соответствии с этим определением к кислым почвам относятся почти все почвы гу-мидных областей и некоторые выщелоченные от карбонатов почвы аридных территорий. Натерритории России общая площадь, занятая кислыми почвами, исчисляется десятками миллионов гектар и включает большую часть почв тундровой, таежной и лесостепной зон, бурые лесные почвы, выщелоченные и оподзоленные черноземы, солоди и некоторые другие почвы.Кислая реакция почв — один из основных факторов, препятствующих получению высоких урожаев большинства сельскохозяйственных культур. Очень немногие культуры (напримар, чайный куст, некоторые овощные культуры) хорошо развиваются в условиях кислой реакции среды. Большая же часть сельскохозяйственных культур, в том числе пшеница, овес, кукуруза, сахарная свекла, подсолнечник, люцерна, многолетние травы и другие, а также плодовые деревья и кустарники, дают наиболее высокие урожаи в условиях слабокислой или нейтральной реакции среды, т. е. в интервале значений рН от 6 до 7.Неблагоприятное влияние среды на растения осуществляется различными путями. Сама по себе повышенная концентрация протонов в почвенных растворах приводит к резкому снижению поступления в растения элементов питания в катионной форме или даже к потере элементов питания, особенно калия, из корней растений.При низких значениях рН заметно снижается активность многих микроорганизмов, в результате чего замедляется разложение растительных остатков и освобождение из них азота, фосфора, серы и многих микроэлементов В условиях кислой реакции концентрация ряда химических элементов, прежде всего — AI и Мп, может достигать уровня, токсичного для многих растений. Повышенная концентрация А1 препятствует правильному развитию корневых систем, особенно в фазе проростков, угнетает реакцию фосфорилирования, снижает поступление в растения Са, Mg, К, Р, Fe, препятствует реакции репликации нуклеиновых кислот вследствие образования прочных комплексов АI с этими кислотами, снижает потребление воды рвстениями.Под влиянием высокой концентрации AI ухудшается качество растительной продукции — снижается содержание крахмала в картофеле, сахара в сахарной свекле, белка в бобовых культурах, подавляется образование хлорофилла. В целом в растительной продукции уменьшается содержание моносахаридов, сахарозы и суммы Сахаров, а также белковых форм азота. Негативное влияние AI на растения особенно сильно проявляется на первых стадиях их развития и при общем недостатке элементов питания.В условиях кислой реакции среды концентрация не только AI и Мп, но и других элементов в почвенном растворе может возрастать до токсичного для растений уровня, особенно втехногенно загрязненных почвах. Это относится, прежде всего, к тяжелым металлам (Си, Zn, Pb, Cd и др.) н радионуклидам (ll7Cs, wSr и др.)- Повышение концентрации этих компонентов в почвенном растворе приводит к вовлечению их в Значительных количествах в пищевые цепи со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.В условиях кислой реакции снижается емкость катионного обмена почв, ухудшаются некоторые водно-физические характеристики.Все сказанное показывает большую роль теоретических и прикладных исследований в области изучения почвенной кислотности, природа которой достаточно сложна и окончательно не раскрыта. Актуальность работ в этой области в настоящее время особенно велика, т. к. араал распространения кислых почв на планете имеет тенденцию к расширению, несмотря на широкие масштабы известкования почв. Эта тенденция объясняется совокупным влиянием ряда факторов, прежде всего — антропогенных, из которых наиболее важными являются ежегодное отчуждение с высокими урожаями большого количества оснований и кислотные атмосферные выпадения.