Определение потенциальной буферной способности почв в отношении фосфора
Адсорбция фосфора на поверхности твердых фаз почвы является другим вероятным механизмом, который может определять концентрацию фосфора в растворе и отсюда фосфорное питание растений.
Практически при внесении фосфатов в почвы адсорбционная система насыщается фосфором, что может сопровождаться повышением концентрации фосфора в растворе до осаждения умеренно растворимого фосфорного соединения. Наоборот, если концентрация фосфора в растворе понижается, например в результате выноса фосфора урожаем растений, то умеренно растворимый фосфор твердых фаз почвы будет растворяться до тех пор, пока адсорбционный комплекс не станет насыщенным в такой мере, которая соответствует растворимости наименее устойчивого фосфорного соединения,, находящегося в системе.
В результате этих реакций почвы способны поддерживать свой фосфатный потенциал («интенсивность») на относительно постоянном уровне при увеличении или уменьшении в них общего запаса подвижных фосфатов.
Свойство почв поддерживать концентрацию фосфора на постоянном уровне С. М. Драчев назвал фосфатной буферной способностью почв. Для определения этой величины он предложил использовать соотношение показателей а/в, где а — количество P2O5 (мг на 1 кг почвы), извлекаемое из почвы водной вытяжкой при широком соотношении почва : вода (запас подвижных фосфатов); в — количество P2O5 (мг на 1 кг почвы), извлекаемое водной вытяжкой при узком отношении почва: вода («интенсивность»). В результате проведенных исследований им было установлено, что чем больше величина а/в, тем сильнее выражена способность почвы поддерживать концентрацию фосфора в растворе на постоянном уровне.
Аналогичным образом способность почвы противостоять изменению фосфатного потенциала Бекетт и Уайт назвали «потенциальной буферной» способностью почв в отношении фосфатов — PBCр.
где Q — общий запас подвижных фосфатов почвы (фактор «емкости»); I — равновесная активность H2PO4-, или равновесный фосфатный потенциал почв (фактор «интенсивности»). Отношение Q/I показывает, какое количество подвижных фосфатов должно перейти из их общего запаса в почвенный раствор или должно быть внесено в почву для изменения активности H2PO4- на единицу.
Аналитическими методами определить величину PBCр нельзя, но можно определить ее изменение в данных условиях опыта (± АР). Величина ± ΔP представляет собой количество подвижного фосфора, которое почва отдает (- ΔР) или поглощает (+ ΔР) к моменту установления равновесия между фосфатами твердых фаз почвы и раствора.
PBCр учитывает не только общее содержание подвижных фосфатов в почвах, но и степень их подвижности, зависящей от поглотительных свойств почвы (емкости поглощения фосфора и прочности его закрепления в твердых фазах), поэтому этот показатель более полно характеризует фосфатный режим почв, чем фосфатный потенциал.
Метод основан на определении сорбции и десорбции фосфатов, добавленных в слабосолевые почвенные вытяжки. Количество сорбированных или десорбированных фосфатов (± ΔР) определяется по разности между концентрацией фосфора в исходном растворе и концентрацией фосфора в равновесном растворе после взаимодействия с навеской почвы.
Ход анализа. Серию навесок почвы по 5 г заливают 50 мл раствора 0,01 M CaCl2, содержащего от 0 до 5*10в-4 P моль/л в виде монофосфата кальция. Смесь взбалтывают в течение часа при 25 + 1° С, фильтруют, в фильтрате определяют pH потенциометрически и фосфор колориметрически, а затем вычисляют активность иона H2PO4- по (20).
Вычисление PBCр. По изменению концентрации фосфора в растворах, после взаимодействия их с почвами, высчитывают количество сорбированных или десорбированных почвами фосфатов (+ ΔР, моль/г почвы). Откладывая на графике (рис. 5) по оси ординат найденные значения ΔР, а по оси абсцисс соответствующие им величины активности иона H2PO4 в молях/л, определенные в вытяжках, строят кривые, характеризующие фосфатную поглотительную способность почв. При невысоких концентрациях P2O5 в исходных растворах адсорбция фосфора почвами возрастает прямо пропорционально концентрациям. Пересечение прямых отрезков изотерм сорбции фосфатов с осью абсцисс дает значение равновесной активности фосфат-иона (I). Продолжив прямые до пересечения с осью ординат, определяют количество фосфатов (Q) в твердых фазах, находящееся в равновесии с раствором, по (39) определяют величину потенциальной буферной способности почв.
Пример вычисления PBCp приведен в табл. 14.
