Ох, друзья, сколько мы уже забыли знаем про почву!
Мы знаем, что в ней есть минеральные частицы, и от их величины почвы варьируют от песчаных до глинистых. Мы знаем, что в ней есть органический материал, и это задел для будущего плодородия. Мы знаем, что в ней есть великий и непонятный гумус, который вдыхает жизнь в союз минеральной и рганической составляющих почвы. И ещё мы знаем, что в ней есть вода в разных формах, почвенная влага.
И вот теперь мы, собрав все знания в кучу, сами себе ответим на волнующий нас практический вопрос - как изменить почву под свои надобности. Например - раскислить почву, или, наоборот, сделать более кислой для голубики и гортензий.
Вспомним заодно и про рН. Если мы хотим раскислить почву, мы повышаем рН. рН повышается, кислотность понижается. Если мы хотим сделать почву более кислой - то мы понижаем рН. рН понижается, кислотность растёт.
Ну, в путь!
Почвенная карта
Исходя из процесса почвообразования, который, в целом, определяется природной зоной, мы понимаем, что типы почв занимают огромные-преогромные пространства. Конечно, рельеф - всякие реки и горы - тоже вносят свою роль и формируют интразональные почвы, не типичные для своей зоны, а типичные для положения в рельефе. Пойменные почвы, почвы речных долин, например. В целом картина примерно такая.
Возьмём, например, подзолистые почвы (4). Вот они идут-идут от севера, где много воды и почвы тундрово-глеевые (2), и тут раз! и превращаются в дерново-подзолистые (5). На карте мы видим чёткие границы. Но в жизни-то граница будет совсем не такой. Как переход от леса к степи тянется на десятки и сотни километров, где лес и степь как будто борются друг с другом, то один одержит верх, то другой. Так и почвы - накапливают одни признаки и теряют другие, пока, наконец, не станут уже точно, скажем, дерново-подзолистыми, серыми лесными или вообще чернозёмом.
На этой, крупномасштабной карте, мы видим широкие мазки цвета. Если взять более подробную карту, мы увидим настоящую мозаику. Вот, например, почвы Алтайского края. Чего тут только нет! От глеев и солончаков до чернозёмов.И всё чередуется, как в калейдоскопе!
А в горных регионах и того краше.
И всё равно чёткая на карте граница в жизни будет тоже совсем не чёткой.
Границы не на замке
Почему границы в почвах такие зыбкие? Потому что почвы объединены почвенным раствором - водой, которая туда-сюда внутри тела почвы снуёт. Она это делает как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. А внизу ещё и подстилающие породы со всякими горизонтами, куда вмываются соли из верхних слоёв, и там тоже почвенный раствор. А когда сверху вода попадает, то она с этими нижними слоями тоже перемешивается, а когда подсыхает, то капилляры почвы раствор снизу тянут вверх. и вещества туда-сюда гуляют. А ещё и гуминовая система почвы имеет буферные свойства. Это значит, что она какие-то вещества в себя прячет, а какие-то - выдаёт. И поддерживает относительное постоянство химических и физических свойств. В том числе и кислотности. Сама по себе кислая или щелочная вода такой силой и устойчивостью не обладает.
In vitro и in vivo
Ин витро -это значит, в стекле. То есть в лабораторной посуде. Да хоть в стакане! В стакане это всё очень просто. Налили в воду уксуса - стало кисло. Налили щёлочи - всё зашипело, и стало нейтрально, или вообще, "щёлочно".
А если in vivo, что значит, в жизни? В нашем случае - в почве. Там, конечно, всё сложнее. Налили под гортензию уксуса, и что?
Тут надо вспомнить ещё вот что. Что у кислоты есть отделяемый протон. И чем он лучше отделяется, тем их больше будет, и тем сильнее будет кислота. Но кроме протона же есть и другая часть. Анион, отрицательно заряженный остаток. У неорганических кислот он неорганический, небольшой. У соляной кислоты, например, кроме протона есть ион хлора, а у серной - сульфат-ион.
Ну и щёлочи точно также! В едком натре, щелочь такая, есть гидроксил и ион натрия. В водном растворе аммиака есть ион аммония и гидроксил. А в гашёная известь - это ни что иное как гидроксид кальция. Если положить его в воду, то сверху будет прозрачная и очень щелочная известковая вода. А не растворившийся белый осадок, если его взболтать, называют известковым молочком. Мы такой штукой в древности дома белили)). В общем, в воде он тоже распадается на ион кальция и два гидроксила.
А теперь - давайте, похимичим!
Возьмём соляную кислоту и едкий натр - в растворах. И что будет?
Ой, они зашипят, как два кота! Но после того, как успокоятся, то у нас будет нейтральный раствор! Если мы правильно подберём объемы, и у нас всё прореагирует до конца. Протонов будет столько же, сколько и гидроксилов, а это получится простая вода!
Но стоп! У нас же были ещё ионы хлора и натрия. Верно, лни как плавали в воде, так и плавают. А это - обычная поваренная соль. То есть у нас будет не простая вода, а... раствор поваренной соли. Ведь она у нас что? Хлорид натрия.
Представляете? Смешали два химических раствора, а получили рассол? Ну да) Практически все соли натрия, как и все соли хлора, растворимы в воде, так что никаких осадков у нас не будет выпадать. Ну это так, к слову.
То есть, мы легко можем в стакане сделать какую угодно кислотность, и поддерживать её сколь угодно долго.
Но в почве всё сложнее. Потому что мы же помним, что почва - сложная биохимическая система, со всем её гумусом, минеральной и органической составляющей и объединяющим всё это почвенным раствором. И вот смотрите, что там с кислотностью. Кислотность там тоже не простая!
Актуальная кислотность почвы
Обычная кислотность почвенного раствора - это актуальная кислотность. Самая простая! То количество протонов и гидроксилов, которое плавает в почвенной жиже. И которое можно померить лакмусовой бумажкой.
А знаете же, чем ещё можно мерить кислотность? Буквально подручными средствами? Смородиной, например)) Там же антоцианы, помните? В кислой среде они красные, в щелочной - синие. А в нейтральной, кажется, зелёные. Надо попробовать.
Обычно мешают почву с дистиллированной водой, отстаивают получившуюся взвесь и измеряют эту кислотность. В общем, это честная кислотность, как будто в стакане с раствором кислоты. Или щёлочи.
Потенциальная кислотность почвы
Кроме актуальной кислотности, у почвы есть ещё потенциальная. Она связана с минеральными и органическими веществами почвы, и с той самой гуминовой системой. Потенциальная кислотность бывает обменная и гидролитическая. Они работают разными веществами, но делают примерно одно и о же. И это, знаете ли, настоящее шулерство, я вам скажу! Вот смотрите.
Вот на руках у них (в почвенном растворе), скажем, плавают пять условных объёмов протонов. Это активная кислотность. И мы хотим их нейтрализовать. Наливаем пять объёмов какой-нибудь щёлочи. Всё прошипело, пробурлило и успокоилось. И вроде бы должна получиться нейтральная среда. Ан нет! Начинаем измерять - она снова кислая. Потому что у этих хитрецов полные карманы этих протонов позапрятаны! Представляете? Мы актуальную кислотность в этом месте нейтрализовали, все протоны гидроксилами уравновесили, а они ещё столько же из своих рукавов и карманов понакидали! Ну и хитрюги! Ну и обманщики!
Вот эти скрытые запасы и есть потенциальная кислотность.
Ну и как тут жить, в таких условиях? Вот у нас почва, скажем, слабо кислая. Мы льём щёлочи - она все равно слабо кислая. А потому что наши шулеры на нашу щёлочь вытащили протонов, и снова всё закислили. Ну ладно, решили мы, посадим тогда голубику. Ей надо покислее! И налили кислоты. Ну, так же проще? Кислую-то кислее сделать? Измеряем - а она опять слабокислая! А потому что наши шулеры на нашу кислоту вытащили из рукавов своих гидрокислов, и погасили лишнюю кислотность. И опять у нас слабокислая почва! АААААА!!! Что делать, что делать??? Да как так-то? Шулеры!!!
Эта потенциальная кислотность обеспечивает буферные свойства почвы. Это способность поддерживать рН на каком-то характерном для данных почв уровне. Буферность почвы не даёт двигать рН в существенных пределах! Мы погасили актуальную кислотность - или щёлочность - а они снова вытащили из запасов, и всё вернули к тому же уровню. В общем, просто растворимой кислотой или щелочью потенциальную кислотность не победить. Но есть, есть хитрый способ!
Обменная кислотность
Обменная кислотность - это часть потенциальной кислотности. Она основана на работе чётеньких пацанчиков - ионов алюминия, и протонов - их мелких шестёрок. Ионы алюминия есть во всех почвах. И не просто плавают, а связаны с гумусовыми веществами. Вот смотрите. Мы нейтрализовали кислотность, получилась нейтральная соль. Ну, хлорид натрия. А почвенная система такая забрала натрий, остался хлор. И она такая - о, ионы хлора! Это же от кислоты остаток. Ну нате вам протоны! И протоны подсунула. И у нас в растворе опять соляная кислота плавает!
Почва натрий связала, а алюминий, который у неё до этого времени связанный сидел, отдала в раствор. И этот алюминий хотел хлор связать, но не стал с ним возиться. Потому что алюминий любит гидроксилы. Он себе воду нашел и от неё гидроксилы оторвал, облепился ими и доволен. А протоны-то остались! И вот они с хлором опять в растворе плавают. И вот, снова кислая среда.
Вот такая она, обменная кислотность! А по мне так гопницкая она, а никакая не обменная. Ну какой там обмен? Сплошное отжималово!
Есть примерно такой же механизм, которые поддерживает щёлочную реакцию среды. Ну, если почвы щелочные. Только они будут протоны у воды отрывать, а гидроксилы разбрасывать. Рисовать эти бандитские разборки мне уже не хочется. Прямо расстроилась я из-за их коварства.
Практические выводы
И что в итоге? А в итоге мы понимаем, что с кислотностью почвы манипулировать очень сложно. И напрямую это сделать нельзя. Нельзя налить под куст щелочи и нейтрализовать кислоту. Нельзя налить под куст кислоты и сделать кислой почву.
Вернее - можно! Если у нас не огромное почвенное тело, связанное почвенным раствором с шулерской гуминовой системой, а горшок. Изолированный контейнер. Вот в нём мы можем легко создавать хоть щелочную среду, хоть кислую, хоть нейтральную. Потому что никакого особого почвенного тела там нет. А ещё проще, когда и почвы там нет. Есть минеральная часть для удержания воды и дренажа, есть органическая для структуры - а всё остальное мы наливаем с поливочной водой. И вот тут особенно важно качество этой поливочной воды. Потому что никто буферить её не может.
Контейнеры
Там мы выращиваем комнатные растения и рассаду. Плюс здесь - в полном и лёгком контроле. Над влажностью, над кислотностью, над минеральным питанием, и даже над патогенами. Из этой системы вообще можно почву убрать! Тут один канал был, там товарищ и петунии, и томаты, и даже арбузы выращивает просто в воде!
А вы такие - как??? Корни же сгниют! Не-а. Я вам про это потом расскажу.
В жизни же постоянное контейнерное содержание растений - та ещё задачка. Она требует постоянного каждодневного участия.
У меня горшки с большими дренажными отверстиями стоят на почве, или даже прикопаны как следует. И получается, что они как бы часть почвы, а не контейнеры. Хотя бы не надо поливать пять раз на дню.
Высокие грядки
У Анны в Тёплой Якутии - контейнеры на максималках. Её высокие грядки полностью отделены от таёжно-мерзлотных материнских почв. В них создаётся тёпленькое и уютненькое гнёзнышко для растений. А с привозной почвой можно вообще устроить растениям рай.
У меня, в Новосибирской области, нет необходимости делать так. Мои высокие грядки сообщаются с почвенным телом, что позволяет им не пересыхать.
Высота грядки - 34 см. От почвенного тела, вернее - от роющихся в нём грызунов, они изолирована только прочной полимерной сеткой внизу. Сверху обязательно грядка мульчируется - хоть толстым слоем травы, хоть, как в моём экзотическом случае, старой керамической плиткой. В этой грядке - только почва и некоторое количество внесенных под осеннюю перекопку обработанных опилок. Весной вношу минеральное удобрение по инструкции. Вынос минералов с урожаем происходит всегда, его надо компенсировать. Здесь у меня растут корнеплоды, спасаются от водяной полёвки.
А есть у меня ещё и другие грядки. Я так весь огород делала. Ставлю грядку прямо на целину, застилаю дно картоном, на него - опилок слой, а потом всю органику из огорода и сада.
Ботву, ветки, кабачки - ну, вы понимаете. Всё притоптать, постепенно оно осядет, уплотнится и уже стане помещаться в грядке)) потом сверху насыпать немного земли. Обычно так делаю с осени. За зиму органика отчасти перепревает, червяки её активно перемешивают - и грядка готова.
В такой грядке у меня растут огурцы, кабачки, перцы и баклажаны.
Там тепло, хороший дренаж, много органики. К осени в грядке получается хороший перегной. Он хорошо усаживается, так что можно добавить ещё органики - или почвы, и посадить чеснок, капусту или лук. А можно вытащить его в цветник, а из цветника и огорода заново навалить ботвы.
Эти грядки всё-таки интегрированы в почву, и общие свойства там близкие. А у меня тяжелый суглинок. Но за счет "положения в рельефе" - приподнятые над горизонтом почвы - они быстрее просыхают весной, не переувлажняются даже в ливни. В них теплее, что для нашей природной зоны самое то. Правда, и у нас бывает жара, и для этого нужна мульча и капельный полив. И вот тебе огород с минимальным вмешательством. Сорняков там почти нет, посадил - собрал урожай. Всё.
К своему стыду, я не знаю, какая у меня почва. Кислая, нет. Без понятия. Но, судя по растениям, ничего экстремального у меня нет. Я не раскисляю, не подкисляю ничего. Пока не было необходимости.
Но если я заведу гортензии или, скажем, голубику - то это надо будет сделать обязательно.
Как всё-таки поменять кислотность?
Для профессионального ведения сельского хозяйства -это когда трактора, агрономы, гербициды-пестициды и тонны других химических средств - есть специальные вещества для изменения рН почвы. Это растворы азотной кислоты и едкой щелочи. Но, друзья, в таком интенсивном сельском хозяйстве почва уже просто субстрат, там ничего живого нет. Это не для наших участков! К себе бы я такое точно не понесла. Потому что 10 литров азотной кислоты - это очень опасно. Да и щелочи - тоже. Ну их. Вот, почитайте тут.
А для наших целей?
Как подкислить почву
Но пусть, например, почва слабощелочная. А мы собрались посадить голубику. Мы уже понимаем, что налить под куст кислоты - это дело на полчаса эффекта. И это ещё если минеральной кислоты! А если органической - то её бактерии захавают в шесть секунд, и там и получаса не будет. Поэтому подкисление уксусом или лимонкой - это примерно как закидать злую собаку котлетами. Дело бессмысленное.
И тут мы можем дать кислые соли! Помните же? Например, сульфаты. Сульфаты получаются из серной кислоты. И даже если у нас не кислота, а сульфат, например, калия, то сульфат-ион останется в почве. И почвенные шулеры, не разобравшись, выдадут ему протонов из потайных карманов. И будет среда кислее! Потом, конечно, разберутся и порастащут эти сульфаты, и снова всё защелочится. Но на некоторое время хватит. В этом смысл "кислых" удобрений.
Ещё лучше работает просто коллоидная сера. Она делает то же самое, потихоньку превращаясь в сульфат микроорганизмами.
Можно ещё в поливную воду просто лить серную кислоту. Всегда или через раз. Она в аккумуляторах наших автомобилей, эта кислота. И в автомагазинах. Ещё можно ортофосфорную. А это восстановитель ржавчины - для автомобилей или для пайки. Её надо что-то типа 20 мл на 10 литров (осторожно только!!!). Посмотрите подробнее у Иды (Цветочная няша). Она пишет с точки зрения агронома, с граммами и литрами. Я-то вам общие слова рассказываю.
Таким поливом мы не решим проблему полностью, но дадим каждый раз растению и протонов, и сульфат-ионов (кислота же серная) или фосфатов (если фосфорная, они с кислотностью работают так же), которые некоторое время будут обманывать почву, сохраняя её кислой. Но как только эти поливы прекратятся, так всё снова вернётся.
Как подщелочить почву
А есть растения, которые нуждаются в щелочной почве. А щелочную почву в почве у нас делают, конечно, гидроксилы. Если активную кислотность вспомонить. Но больше тут работают ионы кальция. Потому что гидроксилы растащат и всё, а на ионы кальция они будут выдавать из заначки гидроксилы, и будет сохраняться щелочность какое-то время. Гашеная известь - это гидроксид кальция. А негашеная - оксид кальция. В гидроксид она превращается при растворении в воде. Но опять же - известью надо не припудрить растению носик, а насыпать по полкилограмма на квадратный метр. И это поможет на какое-то время сдвинуть кислотность почвы в щелочную сторону. Подробнее смотрите опять же у Иды (Цветочная няша):
У Иды (Цветочная няша) снова вышла прекрасная статья как раз про манипуляции с кислотностью почвы. Здесь - про раскисление.
Тут ещё лучше. Кальций плохо растворим, и он задерживатся в почве дольше, чем просто раствор щелочей.
А есть растения-кальцефилы. Они не просто щелочную почву требуют, они требуют именно кальций. Таковы большинство алипийцев, которые среди камней растут. Но не среди гранитов и базальтов, а среди известняков, которые, по сути, известь. Там не только высокий рН, там ещё и кальция очень много. И если мы таких альпийцев будем выращивать в песке и гранитной крошке, то они долго не протянут.
Вот, например, очень симпатичный папоротничек костенец постенный, облигатный кальцефил. В известняке растёт, а в базальте - не растёт. Мало там ему кальция. А на известняках - в самый раз.
Ну, и я так понимаю, осталось нам рассказать, как растения вообще реагируют на эти все дела. И почему они где-то растут, а где-то нет. Ох, это опять так много! И как-то надо вам это понятно и более-менее интересно рассказать. Но на то вы и с БиоЛламой, чтобы сложное стало интересным. Так что теперь мы из почвоведения пойдем снова в физиологию растений. Может быть. Когда-нибудь.
Напоминаю, что научно-популярные публикации с кривыми картинками собраны здесь: Всё про науку
Ваша Лл.