Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

растворенных или коллоидно-растворимых соединений. Коллоид­ но-растворимые вещества представлены золями кремнекислоты и полутораоксидов железа и алюминия, органическими и органоминеральными соединениями. По данным К. К. Гедройца, коллои­ ды составляют от 1/10 до 1/4 от общего количества веществ, на­ ходящихся в почвенном растворе.

К важнейшим катионам почвенного раствора относятся

в виде комплексных органоминеральных соединений, где органи­ ческая часть комплексов представлена гумусовыми и низкомоле­ кулярными органическими кислотами, полифенолами и другими органическими веществами.

Концентрация почвенных растворов невелика и в разных типах почв колеблется от десятков миллиграммов до нескольких граммов вещества на литр раствора. Только в засоленных почвах содер­ жание растворенных веществ может достигать десятков и даже сотен граммов на литр.

Наличие в почвенном растворе свободных кислот и оснований, кислых и основных солей определяют одно из важнейших для жизнедеятельности растений и процессов почвообразования его свойство — актуальную реакцию почвенного раствора. Реакция почвенного раствора определяется активностью свободных водо­ родных (Н+ ) и гидроксильных ионов (ОН- ) и измеряется рН – отрицательным логарифмом активности водородных ионов. рН почвенного раствора разных типов почв колеблется от 2,5 (кислые сульфатные почвы) до 8—9 и выше (карбонатные и засо­ ленные почвы), достигая максимума в щелочных солонцах и содовых солончаках (10—11).

Наиболее низкими концентрациями и кислой реакцией ха­ рактеризуются почвенные растворы подзолистых и болотных почв таежной зоны (табл. 26). Концентрация их составляет несколько десятков миллиграммов на 1 л раствора при рН от 5 до 6. Содер­ жание основных катионов и анионов измеряется единицами или десятками мг/л. Примерно такие же количества главных компо­ нентов почвенного раствора характерны и для сильно выщело­ ченных почв влажных тропиков и субтропиков. Содержание орга­ нического углерода в почвенных растворах таежной зоны дости­ гает нескольких десятков миллиграммов на 1 л; под хвойными ле­ сами это растворенное органическое вещество в основном пред­ ставлено фульвокислотами. С глубиной количество органического вещества в жидкой фазе почвы постепенно уменьшается, что говорит о закреплении мигрирующих воднорастворимых веществ в почвенном профиле. Вместе с органическим веществом мигри­ рует и железо (в двух- и трехвалентной форме). Железоорганические комплексы присутствуют в почвенных растворах в широ-

155

Т а б л и ц а 27. Содержание различных форм железа в почвенном растворе сильноподзолистой почвы под ельником Московской области

(И. С. Кауричев, Е. М. Ноздрунова, 1964): у—весной, х — осенью

ком диапазоне рН. В почвенных растворах примерно 80—95% железа прочно связано в органоминеральные комплексы. Это хорошо иллюстрируется данными табл. 27, где показано, что и весной, и осенью в почвенных растворах подзолистой почвы явно доминирует железо, связанное с органическим веществом.

В степных почвах (черноземах, солонцах и др.) концентрация почвенных растворов существенно выше, чeм в подзолистых и болотных почвах (не десятки, а сотни миллиграммов 1—3 г/л). В связи с более высокой биологической активностью этих почв в них существенно повышается содержание гидрокарбонатного иона, реакция становится нейтральной или слабощелочной. Более высокое поступление химических элементов с высокозоль­ ным опадом травянистых степных растений обеспечивает повы­ шение концентрации и других катионов и анионов (кальция, маг­ ния, хлора, сульфат-иона). В солодях и особенно в солонцах резко возрастает количество иона натрия, появляется ион СО32—, что обеспечивает в солонцах, в частности, щелочную реакцию почвенных растворов. Максимальное содержание солей (до де­ сятков и сотен граммов на 1л) наблюдается в почвенных раство­ рах солончаков. Концентрация солей в почвенных растворах солончаков в несколько раз превышает их содержание в морской воде.

Если для большинства почв характерен гидрокарбонатнокальциевый состав почвенных растворов (преобладание этих двух ионов), то в почвенных растворах засоленных почв преобла­ дающая доля принадлежит хлоридам и сульфатам магния и натрия.

Для характеристики степени и характера засоления почв ши­ роко применяется анализ водной вытяжки. Этот вид анализа дает возможность проводить массовые определения и в то же время позволяет выделять из почвы максимальные количества солей, находящихся в том числе и в виде осадка в твердой фазе почвы. Водная вытяжка (отношение воды к почве 5:1) раство-

157

Ca(HCO3)2

Са SO4

MgSO4

ряет все легкорастворимые соли, часть труднорастворимых солей и часть солей, образовавшихся в результате обмена катионов труднорастворимых солей с Na и Mg поглощающего комплекса (Н Г Минашина, 1970, 1978)

Весьма тщательные исследования соотношения солей, извле­ каемых водными вытяжками и находящихся в почвенных раст­ ворах, были проведены П. И. Шаврыгиным Рис. 27 позволяет наглядно судить о количестве и соотношении ионов в этих си­ стемах Из исследований вытекает, что общая сумма воднорастворимых веществ в водных вытяжках выше, чем в почвенных растворах, эти различия тем выше, чем меньше растворимость солей Так, например, содержание сульфата кальция в почвенных растворах не превышает 8—12% от его количества в водной вы­ тяжке, а содержание сульфата магния составляет уже 85-90% от его количества в водной вытяжке Различия в составе солей почвенных растворов и водных вытяжек больше всего относятся к кальциевым солям и в малой мере к хлорид-иону

Метод водных вытяжек, оставаясь основным для контроля

158

солевого состояния почв, одновременно позволяет также путем расчетов получить и данные по концентрации почвенных раство­ ров, характеризующие истинные условия существования расте­ ний в данной почве (Н. Г. Минашина, 1970). Расчет концентра­ ции солей по данным анализа водной вытяжки удобно произво­ дить относительно влажности почвы, соответствующей наимень­ шей влагоемкости (НВ). Н. Г. Минашиной предложена следу­ ющая формула расчета концентрации почвенного раствора по данным анализа водной вытяжки:

где С — концентрация суммы токсичных солей в почвенном раст­ воре; г/л; S — % токсичных солей на сухую почву по данным анализа водной вытяжки; V — НВ в процентах по массе за выче­ том гигроскопической воды (растворяющий соли объем).

Расчетные и истинные концентрации почвенного раствора для почв Мургабского оазиса Средней Азии, полученные Н. Г. Минашиной, оказались довольно близкими. Исключение составили почвы с высоким содержанием гипса, где расчетные концентра­ ции по водной вытяжке были выше, чем истинная концентрация почвенных растворов.

7.3. Динамика концентрации почвенного раствора

Тесная связь состава почвенных растворов с изменениями температуры и влажности почвы, интенсивностью деятельности микрофлоры и микрофауны почв, метаболизмом высших расте­ ний, процессами разложения органических остатков в почве оп­ ределяют четко выраженную его суточную и сезонную динамику.

Для большинства типов почв характерно постепенное, ино­ гда весьма значительное возрастание концентрации почвенных растворов, особенно в верхних горизонтах, от весны к лету. Это связано с концентрированием почвенной влаги за счет испарения и транспирации, увеличением интенсивности разложения органи­ ческих остатков в теплое время года. Эта общая закономерность нарушается в ряде случаев из-за своеобразия режимов отдель­ ных типов почв. Так, например, в тундровых мерзлотных почвах наиболее существенное возрастание концентрации почвенных растворов наблюдается в верхних горизонтах почв в конце зимы за счет криогенного подтягивания растворов из нижних горизон­ тов почвы к более холодному фронту. Таяние снега и летние дожди вызывают некоторое промывание почвы и разбавление растворов.

Степень динамичности состава почвенных растворов различ­ ных генетических горизонтов почв неодинакова. Содержание микроорганизмов, а следовательно, и интенсивность биохимиче­ ских процессов наиболее высоки в подстилке и гумусоаккумуля-

159