Виды щелочности, методы определения и оценки

Щелочность почв традиционно связывают с анионами слабых

минеральных (S^2-, РО₄ ^3-, С0₃^2-. HSi0₃^-, H₂B0₃^2-, HS", НРО^2-, HCO₃^-) и относительно более сильных, главным образом органических, кислот. Эти анионы проявляют свойства акцепторов протонов или оснований; при взаимодействии с водой они принимают от нее протон и в растворе появляется гидроксид ион.

Константы основности свидетельствуют, что степень возможного влияния анионов на рН увеличивается от анионов органических кислот и гидрокарбонат-ионов к сульфид-ионам по мере роста констант основности. Как уже отмечалось, в слабозасоленных почвах акцептором протонов может быть содержащий обменный натрий почвенный поглощающий комплекс, который взаимодействует с водой подобно соли слабой кислоты.

Все приведенные в таблице компоненты взаимодействуют с кислотой при титровании по метиловому оранжевому и включаются в величину общей щелочности. При титровании по фенолфталеину с кислотой взаимодействуют лишь те основания, рКь которых меньше 6.

3.1. Актуальная щелочность и ее оценка

Активность ОН^--ионов в жидких фазах почв, или актуальную щелочность, оценивают, измеряя рН различных почвенных систем: почвенных растворов, насыщенных водой почвенных паст, водных почвенных суспензий (1:1; 1:2,5; 1:5; 1:10).

В России традиционно измеряют рН суспензий с соотношением почва-вода 1:2,5.

Однако при анализе засоленных почв методом водной вытяжки рН может быть измерен в суспензиях, приготовленных для получения водных вытяжек при соотношении почвы и воды 1:5 (ГОСТ 26423-85).

Во многих случаях при анализе разных систем одной и той же почвы получают разные значения рН. Разные значения получают при измерении рН паст и суспензий, при измерении рН паст и суспензий и фильтратов из паст и суспензий.

Изменение рН при фильтровании суспензий и получении водных вытяжек может быть связано не столько с влиянием суспензионного эффекта, сколько со смещением карбонатных равновесий.

Несмотря на то, что состав компонентов, обусловливающих щелочность почв, может иметь достаточно сложную структуру, основную роль в формировании и проявлении щелочности почв играют карбонатные ионы. Они присутствуют практически во всех почвах и за исключением почв, содержащих бораты и сульфиды, обусловливают их рН.

3.2. Общая щелочность и ее структура

Несмотря на то, что щелочность может быть обусловлена разными компонентами, проявляющими свойства оснований, традиционно считают, что она обусловлена СО₃^2- и HCO₃^- ионами.

В то же время результаты определения щелочности различных объектов показывают, что в некоторых случаях нельзя не учитывать, что щелочность связана не только с карбонатными ионами.

Соотношение рН и общей щелочности почв

Как уже отмечалось, общая щелочность может быть обусловлена карбонатами, органическими компонентами, боратами, сульфидами. В связи с тем что эти компоненты характеризуются различными константами основности (см. табл. 18) и соотношение их в разных почвах неодинаково, часто не наблюдается соответствия между величинами рН и общей щелочности. Высокому значению рН не всегда соответствует высокая общая щелочность и наоборот. Тем не менее, и по соотношению общей щелочности

и рН можно получить представление о природе щелочности почв.

Т а б л и ц а 2

Критерии разделения почв по составу компонентов, обусловливающих щелочность (по результатам анализа водных вытяжек

На основе результатов исследования природы щелочности почв и закономерностей изменения соотношения рН и карбонатной щелочности в карбонатных и карбонатно-кальциевых системах были разработаны ориентировочные критерии разделения почв по составу компонентов, обусловливающих щелочность (Воробьева, Панкова, 1995).

Эти критерии приведены в табл. 2. По этим критериям можно ориентировочно оценить, с какими компонентами связана щелочность исследуемых почв.

В перечень показателей, уровни которых позволяют получить представление о природе щелочности почв, введено соотношение общей щелочности и суммы миллимолей эквивалентов кальция и магния, извлекаемых из почв методом водной вытяжки.

Это соотношение широко используют для выделения той части общей щелочности, которая обусловлена Na₂C03 или NaHC0₃.

Принято считать, что разность между величинами общей щелочности и суммой кальция и магния показывает содержание карбонатных ионов, присутствующих в почвах в виде легкорастворимых солей — карбонатов и гидрокарбонатов натрия и калия.