КИСЛОТНІСТЬ ҐРУНТУ (рН)

Грунтовий поглинаючий комплекс
Що таке pH
Застереження
Чому грунт підкисляється
Чому важлива кислотність грунту

ҐРУНТОВИЙ ПОГЛИНАЮЧИЙ КОМПЛЕКС

Поверхня частинок глини, мулу або органічної речовини несе негативний заряд і може притягувати до себе позитивні іони (катіони) водню (H⁺), кальцію (Ca₂⁺), магнію (Mg₂⁺), калію (K⁺), натрію (Na⁺) і ін. Сума найдрібніших колоїдних частинок грунту, що визначають її здатність утримувати поживні речовини (поглинальну здатність), називається грунтовим поглинаючим комплексом (катіонна ємність ґрунту). Ці найдрібніші частинки грунту діють як слабка кислота, обумовлюючи, кислу реакцію грунту (низький рівень рН грунту).

Навпаки, частинки грунту, які утримують кальцій, магній, калій і натрій обумовлюють лужну реакцію (високий рівень рН грунту). Кальцій, магній, калій і натрій витісняють іони водню, знижуючи кислотність. Тому лужними є не тільки грунти, де багато вапна (кальцію), але і засолені грунти, що мають надлишок натрію, хоча там і мало кальцію. Якщо грунт кислий, то це зовсім не означає, що нейтральні частинки грунту знаходяться в розчині слабкої кислоти.

Кислотність більшості грунтів обумовлена ​​зосередженням на поверхні дрібних (колоїдних) ґрунтових частинок (гумусу, глини). Саме на поверхні дрібних часток ґрунту утримуються поживні елементи і від розміру сумарної поверхні цих частинок залежать властивості грунту та його родючість.

ЩО ТАКЕ pH

Визначення реакції грунту відноситься до числа найбільш поширених аналізів.Реакція середовища (рН) залежить від змісту іонів водню (Н⁺) і служить показником кислотності або лужності грунту. Цей показник залежить, в основному, від іонного обміну з мінеральними та органічними колоїдами і наявності карбонатів кальцію, натрію, калію та інших катіонів. Реакція середовища грунту варіюється від 3.5 (сильнокисла) – 7 (нейтральна) – до 11 (сильнолужна). З підвищенням рН зростає ймовірність утворення нерозчинних гідроксидів і карбонатів.

При зниженні до мінімуму доступності токсичного металу рослинам, рН має підтримуватися близько 6.5. Кислотність грунтів обумовлена ​​багатьма факторами, одним з яких є дисоціація функціональних груп гумусу, а іншим – мікробіологічне розкладання органічної речовини. Рештою джерелами кислотності ґрунтів служать глинисто-силікатні мінерали і гідроксиди заліза і алюмінію. Інтенсивність підкислення грунтів в певній мірі залежить від рівноваги між іонами водню і алюмінію.

При сильному підкисленні грунтів з’являється розчинний алюміній, і знижується життєдіяльність багатьох мікроорганізмів. Кислотність виражається в термінах pH (десяткова ступінь) зворотної величини концентрації водневих іонів (H⁺), в одиницях від 0 до 14: рН = – lg [H⁺] Значення pH 7.0 означає нейтральну реакцію, вище – лужну, нижче – кислу. Зменшення pH на кожну одиницю означає збільшення кислотності грунту в 10 разів.

pH	Концентрація іонів водню	Реакція грунту	Звичайні речовини
3	10-3	Дуже сильна кислотність	Лимонний сік
4	10-4	Сильна кислотність	Апельсиновий сік
5	10-5	Помірна кислотність
6	10-6	Слабка кислотність	Молоко
7	10-7	Нейтральна	Дистильована вода
8	10-8	Слабка лужність	Морська вода
9	10-9	Помірна лужність	Мильний розчин
10	10-10	Сильна лужність
11	10-11	Дуже сильна лужність

Безперервне утворення водневих іонів H⁺ відбувається при розчиненні в грунтовій воді вуглекислого газу (CO₂), утворення вугільної кислоти. Вуглекислий газ виділяється корінням живих рослин при диханні, а також під час розпаду органічних речовин (органічних добрив).

Іони водню можуть витісняти в грунтовий розчин мінеральні катіони, більш того, іони кальцію, магнію, калію і натрію, знаходяться в постійному русі між грунтовими частинками, грунтовим розчином і корінням рослин. Заповнення кальцію, магнію, калію і натрію відбувається за рахунок розпаду мінеральних ґрунтових частинок і внесення органічних і мінеральних добрив. Високий рівень катіонного обміну характерний для глинистих і органічних грунтів, низький – для піщаних.

ЗАСТЕРЕЖЕННЯ

При внесенні великої кількості одного катіону, інші можуть бути витіснені в грунтовий розчин, і вимиті в глибокі шари грунту. Це може відбуватися при внесенні великої кількості незбалансованого мінерального добрива. Особливо це небезпечно на легких піщаних ґрунтах, де мала кількість найдрібніших (колоїдних) частинок, тому дози мінеральних добрив там знижують, розбиваючи на кілька внесень.

ЧОМУ ҐРУНТ ПІДКИСЛЯЄТЬСЯ

Загалом, кислі грунти характерні для районів, де кількість опадів досить висока. Дощ і сніг підвищують кількість вологи в грунті, і концентрація кальцію і магнію в ґрунтовому розчині знижується. Іони кальцію і магнію з частинок грунту переходять в грунтовий розчин і, в кінцевому рахунку, вимиваються з грунту. Їх місце на частинках грунту займають іони водню H⁺, грунт подкисляется і потрібно повторне внесення вапна.

Там, де кількість опадів перевищує 500 мм/рік, відбуваються значні щорічні втрати кальцію через вимивання. Приблизно така ж кількість кальцію виноситься з грунту з високим урожаєм. Внесення мінеральних добрив, наприклад сірчанокислого амонію або використання сірки теж може окисліться грунт.

Вуглекислий газ, розчинений в грунтової воді, є потужним розчинником сполук кальцію, переводячи, зокрема нерозчинний карбонат кальцію CaCО₃ в розчинний бікарбонат кальцію Ca(HCO₂)₂. При зростанні активності ґрунтових мікроорганізмів в грунт виділяється багато вуглекислого газу, що веде до втрат кальцію через вимивання його з грунту у вигляді бікарбонату.

ЧОМУ ВАЖЛИВА КИСЛОТНІСТЬ ҐРУНТУ

Надмірно високий (вище 9) або низький (нижче 4) рівень кислотності грунту токсичний для коренів рослин. В межах цих значень pH визначає поведінку окремих поживних речовин, осадження їх або перетворення в недоступні рослинам форми. В кислих грунтах (pH 4.0-5.5) залізо, алюміній і марганець знаходяться в формах доступних рослинам, а їх концентрація досягає токсичного рівня. При цьому затрудняється надходження в рослини фосфору, калію, сірки, кальцію, магнію, молібдену.

На кислому грунті може спостерігатися загибель рослин без зовнішніх причин (загибель від морозу, розвиток хвороб і шкідників). Навпаки, в лужних грунтах (pH 7.5-8.5) залізо, марганець, фосфор, мідь, цинк, бор і більшість мікроелементів стають менш доступними рослинам через утворення нерозчинних гідроксидів. Оптимальним вважається pH = 6.5 (слабкокисла реакція грунту), при якій більшість основних поживних речовин  доступні  рослинам, тобто знаходяться в грунтовому розчині.

Така грунтова реакція сприятлива для розвитку корисних грунтових мікроорганізмів, що збагачують грунт азотом. Хоча окремі види рослин пристосувалися до існування в кислому або, навпаки, в лужному середовищі, однак більшість рослин добре розвиваються при нейтральній або слабокислій реакції грунту (діапазон pH 6.0-7.0).

Оптимальні значення рН грунту для основних сільськогосподарських культур

Рослина	Оптимальне значення рН	Рослина	Оптимальне значення рН
Овес	5.0-7.7	Картопля	5.0-5.5
Жито озиме	5.5-7.5	Цукровий буряк	7.0-7.5
Пшениця ярова	6.0-7.5	Люцерна	7.0-8.0
Пшениця озима	6.3-7.6	Конюшина	6.0-7.0
Ячмінь	6.8-7.5	Капуста	6.7-7.4
Кукурудза	6.0-7.0	Столовий буряк	6.8-7.5
Просо	5.5-7.5	Томати	6.3-6.7
Гречка	4.7-7.5	Редис	5.5 та вище
Горох	6.0-7.0	Морква	5.5-7.0
Соя	6.5-7.1	Огірок	6.0-7.9
Гірчиця	Близько 7.0	Салат	6.0-7.0
Льон	5.9-6.5
Соняшник	6.0-6.8
Конопля	7.1-7.4