*112708*

География и геология / 8. Почвоведение

Д.б.н., профессор Околелова А.А¹., аспирант Касьянова А. С².

¹ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный технический университет, Россия

²ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный аграрный университет, Россия

Обменная поглотительная способность различных типов почв

Различные виды поглотительной способности почвы – важнейшие функции‚ в значительной степени определяющие почвенное плодородие. Физико-химическая или обменная поглотительная способность – это свойство почвы поглощать и обменивать ионы‚ находящиеся на поверхности коллоидных частиц‚ глинистых минералов или связанных в функциональных группах гумусовых веществ на эквивалентное количество ионов раствора‚ взаимодействующего с твердой фазой почвы. В обменном состоянии в почвах обычно находятся Са²⁺‚Mg²⁺‚ К⁺‚ Na⁺. Качественный состав и количество обменных катионов существенно влияют на свойства почвы: реакцию среды‚ степень солонцеватости‚ структуру почв [1].

С целью изучения содержания поглощенных катионов нами были отобраны образцы зональных и засоленных почв: черноземы оподзоленный и южный, лугово-каштановая и светло-каштановая почвы, солонец и солончак. Подробная характеристика объектов, морфологическое описание профиля почв, особенности отбора почв изложены нами ранее [3, 4]. В почвенных образцах определение обменных катионов проводили согласно ГОСТу 26487-85(86).

Анализ содержания поглощенных катионов в почве позволил выявить следующие закономерности (табл. 1). Максимальная доля поглощенных катионов в солончаке – 34,02 мг-экв./100 г, минимальная (5,75) – в лугово-каштановой почве. В засоленных почвах сумма поглощенных катионов (солонец – 30,30 мг-экв./100 г, солончак – 34,02 мг-экв./100 г) соответствует их доли в чернозёме оподзоленном (31,60 мг-экв./100 г), что можно объяснить практически одинаковой величиной pH, которая составляет 7,9 и 7,8, соответственно. В. Ф. Вальков (2007) объясняет это высокими значениями pH, которые способствует увеличению доли поглощенных катионов в почвах.

Таблица 1 – Содержание поглощенных катионов, мг-экв/100 г почвы

Тип почвы	Горизонт, глубина, см	Сумма погло-щен-ных катио-нов	Поглощенные катионы
			Ca^+2	Mg^+2	Na^+	Ca Mg	Na/ ЕКО, %
Чернозем оподзоленный тяжелосуглинистый	А, 0-10	31,60	25,75	5,65	0,20	4,55	0,63
Чернозём южный среднесуглинистый	А, 0,3-30	28,35	23,10	4,50	0,75	5,13	2,64
Лугово-каштановая супесчаная	А, 0,5-14	5,75	4,55	0,85	0,35	5,35	6,08
Светло-каштановая тяжелосуглинистая (пашня)	Апах, 0-20	23,87	17,50	5,95	0,42	2,94	1,76
Светло-каштановая легкосуглинистая (целина)	А, 0,5-20	22,50	17,65	4,45	0,40	3,96	1,77
Солонец Среднесуглинистый	А, 0-20	30,30	24,50	4,10	1,70	5,97	5,61
Солончак среднесуглинистый	А, 0-20	34,02	25,52	6,35	2,15	4,02	6,32

По поглотительной способности почв В. Ф. Вальковым с соавторами (2006) предложена следующая градация (табл. 2).

Таблица 2 – Градация поглотительной способности почв

ЕКО, мг-экв/100 г почвы	Характеристика	Примечание
3-5	Крайне низкая	Сильно элювиальные горизонты подзолов
5-10	Очень низкая	Пески, песчаные и супесчаные почвы
10-15	Низкая	Почвы легкого суглинистого состава
15-25	Средняя	В почвах с промывным водным режимом и невысоким содержанием гумуса
25-35	Выше средней	Гумусовые горизонты сухостепных и полупустынных почв
35-45	Высокая	Чернозёмы
45-60	Очень высокая	Среднегумусовые и тучные чернозёмы, гумусово-аккумулятивные горизонты
≥ 60	Крайне высокая	Отдельные компоненты почвенной массы: гумусовые вещества, смектитовые минералы, вермикулит

Из данных таблицы 2 следует, что поглотительная способность исследуемых почв изменяется от категории «очень низкая» (лугово-каштановая почва) и «средняя» (светло-каштановая почва) до «выше средней» (чернозем оподзоленный, солонец, солончак).

Наибольшее обогащение почвы поглощенным кальцием отмечено в черноземе оподзоленном (до 26,00 мг-экв/100 г), солончаке (25,52) и солонце (24,50), минимальное – в лугово-каштановой почве (4,55). Высокая доля магния в солончаке (6,35 мг-экв/100 г), наименьшая – в лугово-каштановой почве (0,85).

Магний всегда сопутствует кальцию. Типичное соотношение поглощенных Са:Мg = 5:1. В этих количествах действие магния аналогично кальцию. Данному соотношению соответствует чернозём южный и лугово-каштановая почва. В солонце эта величина достигает 5,97. В ряду чернозём оподзоленный – солончак – светло-каштановая почва (целина и пашня) снижается от 4,55 до 2,94. В солонце эта величина достигает 5,97. Если катиона Мg больше, то повышается щелочность в связи с присутствием в почвенной среде бикарбонатов и карбонатов Мg. Поглощенный Мg поддерживает свойства солонцеватости почв [1].

Проведенные ранее исследования по определению степени карбонатности, содержания гипса и водорастворимых карбонатов [2] указанных типов почв позволяют сделать следующие выводы: чем выше степень карбонатности, тем ниже величина Ca:Mg. Так, у карбонатных светло-каштановых почв соотношение Ca:Mg изменяется в диапазоне 2,94-3,96, у бескарбонатного чернозема южного – 5,13, у выщелоченного чернозема оподзоленного – 4,55.

Максимальное содержание натрия выявлено в солонце и солончаке, соответственно 1,70 и 2,15 мг-экв/100 г. Минимальная доля поглощенного натрия отмечена в гумусовом горизонте чернозема оподзоленного (0,20). Оценку степени солонцеватости почв определяют по отношению поглощенного натрия к сумме катионов, согласно которому лугово-каштановая почва относится к слабосолонцеватой, остальные типы почв несолонцеваты. Обращает на себя внимание выявленная особенность: отношение обменного натрия к сумме поглощенных катионов в лугово-каштановой почве (6,08 %) соизмерима с его значением в солончаке (6,32 %), однако сумма поглощенных катионов в лугово-каштановой почве ниже в 6 раз, чем в солончаке. Минимальное соотношение поглощенного натрия выявлено в черноземе оподзоленном и составило 0,63 %.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что сумма поглощенных катионов в зональных почвах изменяется от 5,75 до 31,60 мг-экв./100 г в ряду почв: лугово-каштановая → светло-каштановая → чернозём южный → чернозём оподзоленный.

В засоленных почвах сумма поглощенных катионов (солонец – 30,30 мг-экв./100 г, солончак – 34,02 мг-экв./100 г) соответствует их доли в чернозёме оподзоленном (31,60 мг-экв./100 г), что можно объяснить практически одинаковой величиной pH.

В чернозёме южном и лугово-каштановой почве соотношение поглощенных Са:Мg = 5:1. Нами была выявлена зависимость: чем выше степень карбонатности, тем ниже величина Ca:Mg.

Литература

1. Вальков, В. Ф. Почвоведение [Текст]: учебник для вузов / В. Ф. Вальков, К. Ш. Казеев, С. И. Колесников. –Ростов-н/Д.: МарТ, 2006. – 496 с.

2. Иванова А.С. Особенности карбонатного профиля почв Волгограда [Текст] / А.С. Иванова // Материалы XVI Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 2009»: сб. науч. работ. – Москва: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009.

3. Околелова, А.А. Определение содержания водорастворимых ионов в почвах степной зоны экспресс-методом [Текст] / А.А. Околелова, А.С. Иванова // Материалы международной конференции с элементами научной школы «Экокультура и фитотехнологии улучшения жизни на Каспии»: сб. науч. работ. – Астрахань: Астраханский государственный институт, 2010. – С. 211-214.

4. Околелова А.А., Стяжин В.Н., Касьянова А.С. Оценка продуктивности почв с помощью регрессионного анализа. Фундаментальные исследования. 2012. № 3. С. 328-33.