Насыщенными основаниями. Почвы, содержащие в ппк обменные катионы, обладающие кислотными свойствами, называют почвами, не насыщенными основаниями.

    При оценке катионообменных свойств почв, кроме ЕКО, суммы обменных катионов и суммы обменных оснований, определяют состав и содержание обменных катионов.

Показатели катионообменных свойств используют при характеристике

степени выраженности некоторых почвенных процессов. Например, степень солонцеватости почв оценивают по доле (%) обменного натрия от ЕКО или суммы обменных оснований,

Таблица 21 стр 237

Набор показателей катионообменных свойств почв приведен

в табл. 21.

                       3.1.  Приемы оценки катионообменных свойств

    При определении величин показателей, характеризующих катионообменные свойства, навеску почвы обрабатывают растворами солей.

    В результате обменные катионы вытесняются из ППК, а их место занимает катион соли.

   Приоднократной обработкой навески почвы раствором, содержащим катион-вытеснитель, невозможно удалить из ППК все обменные катионы. Часть их останется в ППК в соответствии с соотношением катионов, которое установится в жидкой фазе суспензии.

    С каждой последующей обработкой концентрация вытесняемых обменных катионов в жидкой фазе суспензии будет уменьшаться, что приведет в конечном итоге к практически полному вытеснению обменных катионов из ППК.

    В связи с тем, что однократной обработкой почвы раствором катиона-вытеснителя нельзя вытеснить из почвы всего количества обменных катионов, почву, как правило, обрабатывают раствором, содержащим катион-вытеснитель, многократно до полного вытеснения обменных катионов из почвенного поглощающего комплекса.

    Установлено, что с увеличением концентрации катиона-вытеснителя

количество вытесненных из почвы обменных катионов возрастает, но не беспредельно. Начиная с концентрации катиона-вытеснителя, равной 1 моль(+)/л, дальнейшее ее повышение не приводит к увеличению количества вытесненных из почвы обменных катионов.

Поэтому в практической работе для вытеснения обменных катионов из ППК не используют растворы с концентрацией эквивалентов катиона-вытеснителя, превышающей 1 моль(+)/л.

    Увеличение объема раствора катиона-вытеснителя, воздействующего

на одну и ту же массу почвы, увеличивает количество вытесненных обменных катионов, но рост количества вытесненных обменных катионов идет медленнее, чем увеличение объема раствора катиона-вытеснителя.

                      3.2. Методы оценки емкости катионного обмена

    Определение ЕКО проводят, обрабатывая навеску почвы буферным раствором с заданным значением рН. В России стандартную емкость катионного обмена принято определять при рН 6,5. В то же время во многих странах ее определяют при рН 8,2-8,3 или 7,0.

    Определение ЕКО проводят в два этапа.

      На первом этапе, многократно обрабатывая навеску почвы раствором соли, вытесняют обменные катионы и насыщают ППК почвы катионом-вытеснителем.

    На втором этапе проводят определение поглощенного почвой катиона-вытеснителя, по количеству которого получают представление о величине ЕКО.

    1 этап Разработано большое число методов определения стандартной емкости катионного обмена, в которых используются разнообразные комбинации приемов насыщения почвы катионом-вытеснителем, удаления его избытка, количественного определения адсорбированного почвой катиона- вытеснителя. Для вытеснения обменных катионов из ППК, насыщения его катионом-вытеснителем и определения ЕКО используют разнообразные по составу растворы.

В качестве катионов-вытеснителей чаще других используют

NH⁴⁺, Na⁺, К⁺, Li⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺.

Концентрация эквивалентов катионов-вытеснителей в растворах варьирует от 0,01 до 1 моль(+)/л.

    Вытеснение обменных катионов и насыщение ППК катионом-вытеснителем осуществляют многократной обработкой навески почвы раствором, содержащим катион-вытеснитель.

             2 этап. Количественное определение катиона-вытеснителя

Используют два подхода к определению сорбированного почвой катиона-вытеснителя.

         Один из них заключается в определении катиона-вытеснителя без его предварительного вытеснения из ППК.

         Другой предусматривает вытеснение катиона-вытеснителя из ППК и его последующее количественное определение любым подходящим для этой цели методом.

      Определение катиона-вытеснителя может быть проведено прямым методом при анализе насыщенной им почвы. Например, американские почвоведы при определении стандартной емкости катионного обмена обрабатывают навеску почвы раствором ацетата аммония (рН 7), избыток NH4+  вымывают этанолом и проводят прямое количественное определение сорбированного почвой NH4+.

    В России широко используют варианты метода, предложенного

Е.В. Бобко и Д.Л. Аскинази. Вариант этого метода, разработанный Центральным институтом агрохимического обслуживания (ЦИНАО), утвержден в качестве ГОСТа.

    Разработаны методы для анализа некарбонатных и карбонатных гипссодержащих и засоленных почв.

    При определении ЕКО некарбонатных почв навеску обрабатывают

забуференным до рН 6,5 раствором, содержащим ВаС12 и Ва(СН3СОО)2     Обработку навески проводят до полного вытеснения из ППК обменных катионов и насыщения его Ва2+. Если анализируют кислые почвы, насыщение ППК барием проводят до тех пор, пока рН фильтрата не будет равен исходному значению — 6,5. Избыток насыщающего раствора, содержащего Ва2+, удаляют однократным промыванием водой.

    В том случае, если анализируют почвы, содержащие труднорастворимые карбонаты и гипс, их предварительно удаляют, обрабатывая навеску почвы 0,05 М раствором НСl до исчезновения реакции на кальций. При анализе почв с высоким содержанием карбонатов их предварительно разрушают раствором с более высокой концентрацией НС1. Концентрация НС1, рекомендуемая разными исследователями для разрушения карбонатов, варьирует от 0,2 до 1 моль/л.

    Определение суммы обменных оснований по Каппену-Гильковицу

    Для быстрой оценки суммы обменных оснований может быть использован метод Каппена—Гильковица. В этом случае навеску почвы взбалтывают со строго отмеренным объемом титрованного 0,1 н. раствора НС1, суспензию фильтруют, аликвоту фильтрата титруют 0,1 н. раствором NaOH. Сумму обменных оснований находят по разности между количеством Н+ в исходном растворе НС1 и количеством Н+, оставшемся в растворе после взаимодействия с почвой.

    Применение метода основано на допущениях, что при однократной

обработке почвы 0,1 М раствором соляной кислоты ионы Н+ вытесняют из ППК все обменные основания и не разрушаютППК.

    Метод не используют, когда необходима точная оценка суммы обменных оснований.

3.3. Методы определения состава обменных оснований

    Величина емкости катионного обмена не дает полного представления

о катионообменных свойствах почв. Свойства почв будут разными в зависимости от доли, которую составляет тот или иной обменный катион от ЕКО или от суммы обменных оснований.

    Поэтому значительно чаще, чем ЕКО, определяют состав обменных

оснований. Обменные катионы вытесняют из ППК растворами солей так же, как и при определении ЕКО. Чаще других используют хлориды и ацетаты. Концентрация солей в растворах, используемых для вытеснения обменных оснований, как правило, составляет 0,1—1 моль/л. Легкорастворимые соли, гипс, карбонаты мешают определению обменных оснований. Разработаны варианты методов для определения обменных оснований в незасоленных, засоленных, карбонатных и гипсосодержащих почвах.

    Методы определения обменных оснований в некарбонатных незасоленных почвах.

    При анализе некарбонатных незасоленных почв обменные основания вытесняют из ППК, обрабатывая навеску почвы растворами солей — хлоридов или ацетатов. Чаще других используют аммонийные соли, но применяют и растворы натриевых солей.

    В частности, для вытеснения обменных оснований раствор NH₄C1 рекомендуется использовать при анализе почв, насыщенных основаниями, а раствор ацетата аммония — для анализа любых почв, не содержащих легкорастворимых солей, карбонатов и гипса. Это связано с тем, что одним из продуктов взаимодействия не насыщенных основаниями почв с NH4C1 является кислота (НС1), которая способствует растворению почвенных компонентов и тем самым приводит к завышению результатов определения

обменных оснований:

Метод вытеснения обменных оснований раствором хлорида аммония был предложен К.К. Гедройцем, а метод их вытеснения раствором ацетата аммония — Шолленбергером.

                     Определение обменных оснований в карбонатных почвах

    При определении обменных оснований в карбонатных почвах предусматриваются приемы, позволяющие устранить или учесть влияние карбонатов кальция на результаты анализа.

        Предложено несколько вариантов методов определения, но ни один

из них не является безупречным.

    Высказывается мнение, что при анализе карбонатных почв следует ограничиваться определением емкости катионного обмена.

     Во-первых, потому что в этих почвах среди обменных оснований преобладает кальций и его количественное определение не столь важно,

     а во-вторых — отсутствуют надежные методы определения состава обменных оснований в карбонатных почвах.

               Определение обменного кальция в некарбонатных почвах выполняют по Шмуку (1928)

    В некарбонатных, незасоленных и не содержащих гипс  у нас используют метод определения обменных кальция и магния по Тюрину  (1927) в почвах, содержащих СаС03. Метод основан на вытеснении обменных оснований 1 М раствором NaCl и оценке количества кальция, перешедшего в фильтрат вследствие растворения карбоната кальция, по величине общей щелочности. Дальнейшее определение трилонометрически (комплексонометрический метод).

    При этом допускают, что общая щелочность обусловлена исключительно карбонатными ионами и эквивалентна количеству Са2+, перешедшему в фильтрат вследствие растворения СаС03. Метод не используют при анализе почв, содержащих карбонат магния.

    3.4.  Определение обменного натрия

При оценке свойств степных, сухостепных и полупустынных почв большое значение имеют сведения о содержании обменного натрия. По содержанию обменного натрия оценивают степень солонцеватости почв и рассчитывают дозы мелиорантов для мелиорации солонцовых почв и солонцов. Предложено несколько методов определения обменного натрия в почвах.

Метод Гедройца основан на вытеснении обменного натрия ионом Са2+. При проведении анализа к навеске почвы добавляют СаС03, дистиллированную воду и суспензию интенсивно перемешивают потоком диоксида углерода.

    Метод без соответствующих поправок неприменим к анализу почв, содержащих легкорастворимые соли и гипс.

Метод определения обменного натрия, предложенный И.Н. Антиповым-Каратаевым и Л.Я. Мамаевой (1955), также основан на вытеснении обменного натрия кальцием.

 

 

3.5.   Методы определения обменных оснований в засоленных почвах

    С особыми трудностями связано определение обменных оснований

в засоленных почвах. При обработке навески почвы раствором, содержащим катион-вытеснитель, из почвы извлекаются не только обменные основания, но и легкорастворимые соли, гипс и карбонаты. При анализе таких почв необходимо использовать приемы, позволяющие селективно оценить количество катионов, вытесненных из почвенного поглощающего комплекса. С этой целью используют 2 подхода:

     1) определяют общее количество катионов, извлеченных из навески почвы при ее обработке раствором катиона-вытеснителя, и вносят поправку на содержание легкорастворимых солей;

    2) перед обработкой навески почвы раствором катиона-вытеснителя из нее с помощью неводных растворителей удаляют легкорастворимые соли.

    В связи с тем, что в России легкорастворимые соли определяют методом водной вытяжки, по анализу которой некорректно вносить поправку в результаты определения обменных оснований в засоленных почвах, легкорастворимые соли предварительно удаляют.

    Соли нельзя удалять водой, так как при добавлении воды к засоленной почве получают раствор, катионы которого способны вытеснять обменные основания из ППК и тем самым способны привести к получению искаженных результатов. Легкорастворимые соли принято удалять с помощью органических растворителей.

    Наиболее широко используют водно-этанольные растворы, в частности 70%-ный (по объему) этиловый спирт. Спирт, кроме того, уменьшает растворимость СаСО3 и CaS04∙2H20.