Новости
01.12.2016


29.11.2016


29.11.2016


29.11.2016


28.11.2016


19.05.2015

Из всех трех родов солеобразных веществ кислоты являются наиболее вредными для растений (W. Maxwell, Kahlenberg и True, А. Набоких и др.). Такое особое положение, занимаемое кислотами, обусловливается содержанием в их водных растворах иона водорода. Этот ион из числа всех встречающихся в почвах является наиболее ядовитым для растений. Такой вывод логически вытекает из того соображения, что сильные кислоты и их соли в таких концентрациях, при которых первые сильно вредят растениям, целиком диссоциируют в водных растворах, на составляющие их ионы, а соответствующие соли, взятые в тех же концентрациях, оказываются для растений безвредными. Из исследований, произведенных в этой области К. Гедройцем, можно вывести следующие главнейшие заключения.
Прежде всего надо отметить, что на всех исследованных названным ученым кислотах (соляной, азотной, серной, ортофосфорной, уксусной, щавелевой и лимонной) у растения появлялись одинаковые признаки страдания, что является одним из лучших доказательств того, что главнейшую роль в ядовитости всех кислот играет именно водородный ион, а не анион кислоты. Одинаков оказывался и общий характер страдания у различных растений: у всех исследованных К. Гедройцем растений (горчицы, льна, ячменя, вики, овса, люцерны и клевера) страдание начиналось прежде всего с корней, которые теряли свою упругость; далее начинал завядать стебель, утончаясь постепенно от нижней части к верхней, что влекло за собою полное полегание растений.
Что касается сравнительной вредоносности для исследованных растений различных кислот, а также соотношения между ядовитостью для растений всех этих кислот и концентрацией водородного иона в их водных растворах, то следующая таблица, составленная К. Гедройцем, достаточно наглядно выясняет эти важные вопросы.

Влияние на растения кислот

Из этих таблиц можно усмотреть, что сильные кислоты (соляная, азотная, серная) для всех растений оказывались более вредными, чем слабые. Из этих последних по ядовитости на первом месте надо поставить уксусную кислоту (в некоторых, впрочем, случаях с нею в этом отношении уравнивались фосфорная и щавелевая кислоты). Наименее ядовитой кислотой в отношении всех растений (особенно для ячменя) оказывалась лимонная.
Исходя из того соображения, что разница в действии различных кислот на одно и то же растение очень велика, К. Гедройц справедливо указывает, что судить о вредности той или другой степени кислотности почвенного раствора на основании определения общего количества свободных кислот, не имея представления о природе тех кислот, которые обусловливают эту кислотность, является рискованным.
Что касается соотношения между ядовитостью для растений различных кислот и степенью их электролитической диссоциации, или, другими словами, концентрацией водородных ионов в их водных растворах, то, как видно из таблицы, такой параллелизм хотя в общих чертах и наблюдается, но далеко не полный (укажем для легкости уяснения данного положения, что степень электролитической диссоциации кислот в 0,1 норм, растворе, т. е. количество диссоциированных молекул в процентах от общего их количества, выражается следующими величинами: для соляной кислоты — 90; для азотной — 90; для серной — 60; для щавелевой — 34; для ортофосфорной — 13; для уксусной—1,3). Так, слабые кислоты действуют значительно сильнее, чем можно было бы ожидать на основании степени их диссоциации (особенно выделяются уксусная кислота и щавелевая кислота, мало в некоторых случаях уступающие по своей ядовитости сильным кислотам). Автор объясняет это явление, во-первых, отчасти неодинаковым действием на растения различных анионов кислот, во-вторых, возможным влиянием на растения целой недиссоциированной молекулы и, наконец, в-третьих (и это главное), сильной адсорбцией уксусной и щавелевой кислот на поверхности корней и адсорбцией их коллоидальными веществами клеток растения (известно, что все органические кислоты и основания, особенно ароматические coeдинeния и высокомолекулярные вещества обладают сильной положительной адсорбцией), в результате каковых явлений концентрация упомянутых кислот в области раствора, непосредственно прикасающейся к корням, должна быть значительно выше, чем концентрация их, взятая для опытов. Усиливать ядовитые свойства этих кислот должна, кроме того, их адсорбция внутри растения коллоидальными веществами клеток, значительно превышающая адсорбцию других служивших для опытов кислот (лимонная кислота не показала аналогичных явлений в виду того, что все органические вещества, содержащие в молекуле большое количество гидроксилов — а упомянутая кислота относится именно к такому типу соединений — обладают или очень слабо выраженной положительной адсорбцией или даже отрицательной).
Многочисленные работы, посвященные за последнее время изучению реакции почвенных растворов, убеждают нас в том, что при отнесении той или иной почвы к категории «кислых» почв никак нельзя ограничиваться этим наименованием без одновременного указания на ту форму кислотности, которой данная почва обладает.
Напомним, что кислотность почвенного раствора может обусловливаться целым рядом причин.
Во-первых, наличием в почве свободных воднорастворимых подвижных кислот и их кислых солей.
Возможность существования таких почвенных разностей, которые обладают наличием свободных кислот и кислых солей (т. е. тех из них, которые дают в почвенном растворе истинные или молекулярные растворы), сильно в настоящее время ограничена, и «кислые» свойства многих почв получили, как нам известно, ныне иное толкование; однако по отношению к таким представителям, каковыми являются, например, торфяно-болотные почвы, едва ли можно отрицать неизбежность образования свободных кислот — как органических, так в некоторых случаях и неорганических (например, серной кислоты — в результате окисления пирита, FeS2, столь обычного для заболоченных почв спутника анаэробного процесса разложения органических веществ). Описываемый вид кислотности обнаруживается и определяется в вытяжке из почвы, получаемой путем обработки последней дестиллированной водой. Кроме водной вытяжки, может для этой цели служить, конечно, и почвенный раствор, получаемый тем или иным методом в «неизмененном» виде.
В такой вытяжке мы можем определить или потенциальную кислотность — путем обычного титрования вытяжки щелочами, или же актуальную кислотность, заключающуюся в определении концентрации водородных ионов и определяемую или электрометрическим путем или же колориметрически — помощью особых чувствительных индикаторов.
Как известно, концентрация водородных ионов выражается, по предложению Sorensen, символом pH («водородный показатель»). Символ этот представляет собою числовое значение показателя степени десяти с заменой отрицательного знака на положительный (если, например, мы имеем концентрацию, равную 0,000001 нормальной, то можем эту величину выразить как 10в-6; в данном случае pH будет равен, следовательно, 6). Вот почему убывающим числовым значениям этого символа соответствуют возрастающие концентрации его.
Значение этого вида кислотности в жизни культурных растений не требует, конечно, пояснений (растворяющее действие на твердую фазу почвы, возможность растворения вносимых в такую почву труднорастворимых удобрительных материалов, с другой стороны — отравляющее действие в известных концентрациях на растения и т. д.).
Во-вторых, кислотность почвенного раствора может обусловливаться и другой причиной, а именно наличием в почве ненасыщенных соединений, нерастворимых в воде, или, другими словами, наличием в ней водородного иона в поглощенном состоянии.
Напомним, что, согласно многочисленным исследованиям К. Гедройца, некоторые почвы могут содержать в своей коллоидальной — алюмосиликатной и гуматной — части («почвенном поглощающем комплексе») в поглощенном состоянии водородный ион. Хотя этот «поглощающий комплекс» и является нерастворимым в воде, тем не менее водородный ион способен на поверхности элементов этого поглощающего комплекса к энергичным реакциям обмена с любыми катионами тех солей, которые находятся в почвенном растворе.
В результате такой реакции в почвенном растворе начинает накопляться кислота анионов тех солей, с которыми имело место такое обменное разложение. Такие почвы названы К. Гедройцем «почвами, не насыщенными основаниями».
Таким образом, основным признаком ненасыщенности основаниями почв надо считать способность таких почв освобождать из нейтральных растворов солей кислоту. Если, например, такие почвы (дающие часто водные вытяжки совершенно не кислые и не изменяющие цвета синей лакмусовой бумажки) обработать нейтральными растворами CaCl2, NaCl и т. д., то можно наблюдать изменение нейтрального раствора в кислый — в силу отнятия от этих солей оснований Ca, Na и др. и отдачи взамен их в почвенный раствор водородных ионов — и, как следствие этого, образование в почве свободной хлористо-водородной кислоты (в данном примере) и т. д.
Что касается почв, насыщенных основаниями, то при обработке их нейтральными растворами тех или иных солей также, конечно, происходит поглощение оснований из последних, но с возвратом этому соляному раствору того же количества (в молекулярном отношении) других оснований, в результате чего почвенный раствор не меняет своей реакции, изменяя лишь свой состав.
Рассматриваемый вид кислотности почв («обменная кислотность») определяется многократной обработкой почвы нормальным раствором BaCl2 до тех пор, пока прошедший через почву раствор прекратит давать с метил-оранжем розовое окрашивание.
В фильтрате кислотность определяется обычным титрованием.
Особенный интерес имеет обменная кислотность в вопросах, связанных с удобрением почв, и в частности при рассмотрении известных фактов различного использования одних и тех же фосфоритов одним и тем же растением, на различных почвах.
В-третьих, наконец, мы можем различать в настоящее время и; так называемую гидролитическую кислотность почв. При сравнении методов определения кислотности почв помощью нейтральных солей, с одной стороны, и с другой — помощью применения щелочных солей (или гидролитически-щелочных) оказалось, что этот последний метод дает более высокие величины кислотности. Отсюда было сделано предположение, что почвы способны к дополнительному поглощению оснований из щелочных (и гидролитически-щелочных) солей, каковое поглощение идет, как то показали исследования, без обмена на поглощенные почвенные основания. Эти дополнительно поглощенные из щелочей основания способны в дальнейшем к эквивалентному обмену на основания нейтральных солей при сохранении повышенной общей емкости поглощения.
Определяется гидролитическая кислотность путем обработки почвы растворами солей с сильными основаниями и слабыми кислотами (уксуснокислым натрием, уксуснокислым кальцием и т. п.).
Природа гидролитической кислотности еще не в достаточной мере выяснена. Явление это, вероятно, чисто физического, адсорбционного характера. В опытах Б. Голубева и Л. Ивановой уголь, промытый соляной кислотой до полного удаления оснований и фосфорных кислот, обладал заметной гидролитической кислотностью и энергично разлагая CaCO3. Будучи вносим в питательные смеси вместе с фосфоритом, он способен был его разлагать и переводить его фосфор в более растворимую форму.
В вопросах, связанных с удобрением почв, рассматриваемый вид кислотности почв также играет существенную роль.