Поиск

Почвенные растворы
28.10.2015

Почвенные растворы можно определить как жидкую фазу почв, включающую растворенные соли, органо-минеральные, органические соединения, газы и тончайшие коллоидные золи. Жидкая фаза почвы и растворенные в ней вещества находятся в непрерывном взаимодействии с твердой и газообразной фазами почвы, с корневыми системами растений, макро- и микроорганизмами, населяющими почву. Она также непрерывно меняется под действием факторов географической среды, смены метеорологических условий и сезонов года. Содержание влаги в почвах колеблется в широких пределах — от десятков процентов, когда почвенная вода занимает практически всю скважность почвы, до единиц или долей процентов, когда почвенная влага в виде адсорбированной парообразной воды занимает лишь ничтожный объем почвы.
Парообразная сорбированная вода не обладает способностью растворять соли и газы, поэтому следует считать, что влага почвенных растворов представлена всеми формами рыхло и относительно прочно связанной и свободной воды, способной растворять электролиты и газы, а также удерживать вещества в коллоидном состоянии.
Таким образом, содержание почвенных растворов в почвах, пересыщенных водой, может максимально составлять 20—40% и минимально лишь несколько процентов сверх максимальной гигроскопичности.
Выделение почвенных растворов из почвы тем проще и легче осуществимо, чем выше влажность, т. е. чем больше содержится в почвенных горизонтах свободной и рыхло связанной воды. Свободная гравитационная вода может быть выделена из почвы очень легко, практически без применения большого давления или отсасывания. Для выделения воды из крупных капилляров почвы достаточно давление в 20—50 кГ/см2. Для выделения воды из тонких капилляров и пор требуется уже применение высоких давлений, тем больших, чем меньше содержится капиллярной воды в почве, чем тяжелее механический состав последней и чем более гидрофильны ее коллоидные фракции. Для выделения почвенного раствора при влажности, соответствующей максимальной молекулярной влагоемкости («пленочная вода»), требуется уже давление 500—1000 кГ/см2.
Если применить особенно высокое давление, 7000—10 000 кГ/см2, то можно выделить почвенную влагу, близкую к максимальной гигроскопической. Это свидетельствует о том, что границы, установленные для различных форм влажности и для фракций почвенных растворов, являются условными и сдвигаются в зависимости от давления, применяемого для их выделения.
Почвенные растворы могут быть выделены из почв также методами, основанными на вытеснении почвенной влаги такими жидкостями, как спирт. Спиртовой метод выделения почвенных растворов был предложен в 1907 г. русским ученым В.П. Ищерековым. В настоящее время спиртовой метод выделения почвенных растворов применяется в модификации Н.А. Комаровой. При этом почва смешивается с очищенным кварцевым песком, что позволяет выделить почвенный раствор практически при всех интервалах влажности.
При выделении почвенных растворов с помощью высоких давлений или при вытеснении их из почвы спиртом происходят изменения в химическом составе почвенных растворов и сорбированных ионов. Поэтому не следует забывать, что состав искусственно выделенных растворов отличается от истинного почвенного раствора. В то же время почвенные растворы несравненно лучше характеризуют концентрацию и состав циркулирующих в почве жидкостей, чем водная вытяжка. Водная вытяжка вызывает еще более глубокие изменения в почве в момент экстрагирования, переводя в разбавленный раствор компоненты, находящиеся в твердой фазе, и вызывая обменные реакции между этими веществами и поглощающим комплексом почвы.
Одним из способов получения наиболее разбавленной фракции почвенных растворов является метод лизиметров. Лизиметры — это специально оборудованные сосуды или воронки, которые закладываются в определенные горизонты почвы с целью улавливания свободной гравитационной влаги, циркулирующей в почвенной толще. Метод лизиметров удобен для изучения почвенных растворов, представленных гравитационными водами. Ценные данные о почвенных растворах глубоких горизонтов почвы можно получить, изучая грунтовые и дренажные воды. Однако лизиметрические, дренажные и грунтовые воды дают представление лишь о составе наиболее подвижных форм воды. Для изучения почвенных растворов при низких влажностях приходится пользоваться спиртовым методом, суперцентрифугой или прессом с давлением порядка сотен атмосфер.