В практике сельского хозяйства основным показателем обеспеченности растений калием в настоящий время принято считать содержание в почве обменного калия. Однако растворы нейтральных солей и слабых кислот, используемые для определения обменного калия, по составу далеки от того почвенного раствора, в который переходит калий почвенного поглощающего комплекса в результате обменных реакций в почве.
Правильная характеристика калийного режима почвы должна включать не только количественное определение содержания подвижных соединений калия в почве, но и отражать степень его доступности растениям.
В последние 30 лет за рубежом начали развиваться представления о новом способе оценки обеспеченности почвы доступным калием и разработаны методы, позволяющие производить такую оценку. Эта оценка основана на физико-химической взаимосвязи между ионами калия и кальция в системе «почва почвенный раствор» и выражается через термодинамический потенциал калия, или так называемый калийный потенциал почвы.
Калийный потенциал не является показателем абсолютного содержания калия в почве в той или иной форме. Он характеризует способность катионов калия почвенного поглощающего комплекса переходить из твердой фазы почвы в почвенный раствор, т. е. дает им некоторую качественную оценку.
В отличие от воднорастворимого, обменного, необменного и других форм калия почвы, которые Вудруфф, Ульрих и Бекетт называют «факторами емкости», калийный потенциал рассматривается ими как «фактор интенсивности» почвенного калия.
Переход калия из почвенного поглощающего комплекса в почвенный раствор, откуда он непосредственно поступает в растения, зависит не только от содержания катионов калия в твердой фазе почвы, но и от содержания в ней других катионов, которые могут влиять на этот переход и которые поэтому необходимо учитывать при определении калийного потенциала. К числу таких катионов относится доминирующий катион поглощающего комплекса большинства почв Ca2+ и сопутствующий ему Mg2+, на долю которых приходится до 90% обменной емкости поглощающего комплекса почвы. Однако при высокой насыщенности твердой фазы почвы катионами алюминия и натрия содержание этих элементов также необходимо принимать во внимание при определении калийного потенциала.
Согласно гипотезе о том, что в почве устанавливается динамическое равновесие между любой парой катионов поглощающего комплекса и почвенного раствора, реакцию обмена между кальцием поглощающего комплекса почвы и калием почвенного раствора можно представить следующим образом:

где Kp+ и Caр2+ — катионы калия и кальция почвенного раствора; Kп+ и Caп2+ — катионы калия и кальция поглощающего комплекса почвы.
Интенсивность поступления элементов питания из твердой фазы почвы в почвенный раствор в результате обменной реакции зависит от энергии реакции обмена. Расчет энергии любой реакции обмена при постоянной температуре, равной 25° С, и постоянном давлении, равном атмосферному, дает возможность охарактеризовать эту реакцию с помощью изобарно-изотермического потенциала Zi, который сокращенно называется изобарным потенциалом или свободной энергией.
Определить абсолютную величину свободной энергии вещества нельзя, но подсчитать ее изменение ΔZi для любой равновесной обратимой реакции, в которой участвует это вещество, можно.
Изменение свободной энергии в обменной реакции (1) и будет калийным потенциалом почвы, который выражается уравнением

где ΔZ° — изменение свободной энергии в реакции обмена между калием и кальцием в системе «почва ⇔ почвенный раствор» в стандартных условиях; R — газовая постоянная, равная 1,987 кал/град; T — температура в градусах Кельвина (273 + 25°); рК — отрицательный логарифм активности ионов калия в почвенном растворе; рСа — отрицательный логарифм активности ионов кальция в почвенном растворе.
Подставив значения R и T в уравнение (2), получим:

Исходя из того, что катионы Ca2+ и Mg2+ поглощающего комплекса почвы обладают сходными обменными свойствами, предлагается выражать калийный потенциал не через отношение аК+/√aСа2+, а через отношение аК+/√aСа2+ + Mg2+, т. е. рассматривать сумму активностей ионов Ca2+ и Mg2+ как активность ионов одного вида.
Поэтому формулу калийного потенциала более правильно записать следующим образом:

Часто, для облегчения расчетов, калийный потенциал выражают через отвлеченную величину, т. е. выражение (рК — 0,5 рСа) не умножают на —1364 кал.
Формула калийного потенциала выводится из закона действующих масс, уравнения изотермы полярной адсорбции Е. Н. Гапона и из химических потенциалов калия и кальция. Вывод формулы подробно изложен в работах Вудруффа и Ульриха.
По величине изменения свободной энергии химической реакции можно оценить реакцию с точки зрения ее интенсивности. Чем больше отрицательное значение величины ΔZ°, тем с большей энергией кальций почвы спонтанпо замещает калий почвенного раствора, переводя его в состояние, менее доступное растениям (в калий твердой фазы), тем интенсивнее протекает реакция (1) слева направо.
Калийный потенциал как индекс калийного режима почвы является величиной универсальной и применим ко всем видам почв. Этот показатель постоянен для данного вида почвы и до определенных пределов не зависит от ее влажности и концентрации почвенного раствора. Каждая почва имеет свое оптимальное значение калийного потенциала, соответствующее наиболее благоприятным условиям калийного питания растений.
Согласно градациям Вудруффа, изменение величины калийного потенциала от 2,5 до 2,9 (от -3500 до -4000 кал) свидетельствует о недостатке калия для нормального развития растений, изменение рК — 0,5 рСа от 1,8 до 2,2 (от -2500 до -3000 кал) соответствует оптимальным условиям калийного питания растений, потенциал около 1,5 (-2000 кал) и ниже свидетельствует об избытке калия («люкс-питание»).
В исследованиях отечественных авторов величины калийного потенциала, соответствующие недостатку, избытку и оптимальному содержанию калия в почве, отличаются от приведенных выше значений.
Ряд исследователей определяет калийный потенциал в однократной водной или слабосолевой (0,002—0,01 M раствор CaCl2) вытяжке. Предполагается, что активность ионов Ca2+ в таких растворах соответствует активности ионов Ca2+ в почвенном растворе, которая определяется растворимостью кальциевых солей почвы и переходом кальция из почвенного поглощающего комплекса в почвенный раствор. Концентрация используемых для определения калийного потенциала растворов хлористого кальция так мала, что она не влияет на физико-химические свойства почвы. Кроме того, слабые солевые вытяжки по сравнению с водными значительно облегчают отделение жидкой фазы почвы от твердой и позволяют заменить центрифугирование фильтрованием.
Однако водные вытяжки при узком отношении почвы к воде в большей степени имитируют почвенный раствор, чем слабые солевые вытяжки.

---

• Разложение силикатов плавиковой и серной кислотами
• Спекание почвы по Смиту
• Солянокислотный метод Антипова-Каратаева
• Извлечение калия по Гедройцу
• Определение калия в почве по методу Пчелкина
• Определение калия в почве по методу Магницкого и Малкова
• Определение калия в почве по методу Шахтшабеля
• Определение калия в почве по методу Эгнера - Рима
• Определение калия в почве по методу Ониани
• Определение калия в почве по методу Чирикова
• Определение калия в почве по методу Кирсанова
• Определение калия в почве по методу Мачигина
• Определение калия в почве по методу Масловой
• Определение общего количества обменного калия
• Определение калия в почве хлоркальциевой вытяжкой
• Определение калия в почве углекислотной вытяжкой (метод Сердобольского)
• Определение калия в почве водной вытяжкой
• Определение калия в растворах фотометрическим методом
• Определение калия в растворах тетрафенилборатным методом
• Определение калия в растворах кобальтнитритным методом
• Определение калия в растворах хлороплатинатным методом
• Методы определения калия в почве
• Метод Тинслея
• Модификация метода Хенса и Андерсона
• Метод Хенса и Андерсона
• Фосфолипиды (фосфатиды)
• Определение нуклеиновых кислот по методу Андерсона
• Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды)
• Метод Андерсона
• Инозитфосфаты (фитиновые кислоты, фосфоинозиты)