Кислотность почвы: как определить pH
Кислотность почвы — это pH почвенного раствора: ниже 7 — почва кислая, около 7 — нейтральная, выше 7 — щелочная. Большинство огородных культур лучше растёт на слабокислой и нейтральной почве с pH 6–7. Проверить кислотность почвы в домашних условиях можно за 15 минут: смешать почву с дистиллированной водой, дать отстояться и опустить в вытяжку лакмусовую или универсальную индикаторную бумагу. Кислую почву раскисляют известью, мелом или доломитовой мукой, щелочную подкисляют торфом или серой.
Что такое pH: кислая, нейтральная и щелочная почва
В любом водном растворе есть ионы водорода H⁺ и гидроксид-ионы OH⁻. Водородный показатель pH показывает, сколько в растворе ионов H⁺. Шкала pH идёт от 0 до 14: у чистой воды pH 7 — ионов H⁺ и OH⁻ в ней поровну. Чем меньше pH, тем больше ионов водорода и тем кислее раствор. Шаг шкалы — в десять раз: при pH 5 ионов H⁺ в 10 раз больше, чем при pH 6, и в 100 раз больше, чем при pH 7. Поэтому разница «всего в единицу» для растения существенна.
| pH водной вытяжки | Почва | Что это значит |
|---|---|---|
| ниже 4,5 | сильнокислая | хорошо растут только кислотолюбивые растения: голубика, клюква, вереск |
| 4,5–5,5 | кислая | большинству овощей нужно известкование |
| 5,5–6,5 | слабокислая | подходит картофелю, землянике, многим цветам |
| 6,5–7,5 | нейтральная | оптимальна для большинства культур |
| выше 7,5 | щелочная | растениям трудно усваивать железо, марганец и фосфор |
Границы в разных справочниках немного отличаются. Агрохимические лаборатории чаще измеряют pH солевой вытяжки (с раствором KCl) — он обычно ниже, чем у водной. Дома и в школе работают с водной вытяжкой.
Почему почва становится кислой? Дожди вымывают из неё кальций и магний, корни и микроорганизмы выделяют углекислый газ и органические кислоты, подкисляют её и аммонийные удобрения. В кислой среде переходят в раствор ядовитые для корней соединения алюминия и марганца, а фосфаты связываются в нерастворимые соли. Щелочные почвы встречаются в засушливых районах и там, где много карбоната кальция CaCO₃ или соды Na₂CO₃.
Как определить кислотность почвы в домашних условиях
Самый надёжный домашний способ — индикаторная бумага и водная вытяжка. Понадобятся образец почвы, дистиллированная вода (водопроводная часто слабощелочная и искажает результат), чистый стакан, ложка и полоски лакмусовой или универсальной индикаторной бумаги.
- Возьмите почву с глубины 10–20 см, где находятся корни. Для участка лучше смешать несколько проб из разных мест.
- Уберите камешки, корни и крупные комки, слегка подсушите почву.
- Положите в стакан 1 часть почвы, налейте 2–3 части дистиллированной воды и тщательно перемешайте.
- Оставьте на 10–15 минут, иногда помешивая, затем дайте частицам осесть. Если есть фильтровальная бумага или кофейный фильтр, процедите вытяжку.
- Опустите полоску индикаторной бумаги в прозрачный слой жидкости на 2–3 секунды, не касаясь осадка.
- Сравните цвет с эталонной шкалой на упаковке и запишите pH.
Кислотность почвы лакмусовой бумагой определяют так же, но лакмус даёт только три ответа: покраснела бумага — почва кислая, посинела — щелочная, осталась фиолетовой — близка к нейтральной. Универсальная индикаторная бумага точнее: её шкала показывает pH с точностью примерно до единицы. Ещё точнее электронный pH-метр, но его нужно калибровать.
Есть и грубые признаки. На кислых почвах хорошо растут хвощ, щавель малый, мхи. Если почва «вскипает» от капли столового уксуса, в ней есть карбонаты и она нейтральная или щелочная: 2CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + CO₂↑ + H₂O. Отсутствие пузырьков ещё не доказывает, что почва кислая.
Индикатор кислотности почвы: какой выбрать
Почвенные вытяжки обычно имеют pH от 4 до 8, и в этом интервале:
- универсальный индикатор — лучший выбор: его цвет меняется от красного (pH 1–3) через оранжевый и жёлтый к зелёному (около 7), синему и фиолетовому в щелочной среде;
- лакмус работает, но различает только «кислая — нейтральная — щелочная»: он краснеет при pH ниже 5 и синеет выше 8;
- метилоранж в почвенном интервале почти всегда жёлтый: он краснеет только в сильнокислой среде (pH ниже 3,1), поэтому для почвы бесполезен;
- фенолфталеин бесцветен в кислой и нейтральной среде и малиновый при pH выше 8–9. Он выдаст только сильнощелочную, например содовую, почву.
Подробнее о цветах и переходах — на странице «Кислотно-основные индикаторы».
| Индикатор | Кислая среда (pH < 7) | Нейтральная (pH = 7) | Щелочная (pH > 7) |
|---|---|---|---|
| Лакмус | красный | фиолетовый | синий |
| Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | малиновый |
| Метиловый оранжевый | розовый | оранжевый | жёлтый |
| Универсальный индикатор | красный (pH 1–3), оранжевый (4–6) | жёлто-зелёный (pH 7) | сине-зелёный (8–10), фиолетовый (11–14) |
Все четыре индикатора есть в виртуальной лаборатории: капните его в раствор и посмотрите цвет.
Кислотность почвы для растений: таблица
Ориентировочные диапазоны pH водной вытяжки, при которых культуры растут лучше всего. У сортов бывают отличия.
| Культура | Предпочтительный pH | Почва |
|---|---|---|
| Голубика, брусника, клюква, рододендрон, вереск | 4,0–5,5 | кислая |
| Картофель | 5,0–6,0 | слабокислая |
| Земляника садовая (клубника) | 5,5–6,5 | слабокислая |
| Рожь, овёс | 5,0–7,0 | от слабокислой до нейтральной |
| Томат, огурец, морковь | 6,0–7,0 | слабокислая — нейтральная |
| Пшеница | 6,0–7,5 | нейтральная |
| Капуста, свёкла, лук, ячмень | 6,5–7,5 | нейтральная |
| Люцерна | 7,0–8,0 | нейтральная — слабощелочная |
Наглядный пример влияния pH — гортензия крупнолистная: на кислой почве её соцветия голубые, на нейтральной и щелочной — розовые. Голубой цвет появляется, когда растение поглощает ионы алюминия, а они растворимы только в кислой среде.
Как раскислить почву: известкование
Кислую почву исправляют известкованием — вносят вещества, которые связывают ионы водорода. Химически это реакция кислоты с карбонатом или основанием:
CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O
Ионы кальция занимают на почвенных частицах место вытесненного водорода и улучшают структуру почвы. В молекулярном виде ту же реакцию показывает модель с азотной кислотой: CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂↑ + H₂O.
| Раскислитель | Состав | Особенности |
|---|---|---|
| Мел, известняковая мука | CaCO₃ | действуют мягко и долго; чем мельче помол, тем быстрее |
| Доломитовая мука | CaCO₃·MgCO₃ | кроме кальция даёт магний, нужный для хлорофилла |
| Гашёная известь (пушонка) | Ca(OH)₂ | действует быстро и резко, легко «перещелочить» почву |
| Древесная зола | K₂CO₃ и соединения кальция | раскисляет и одновременно даёт калий |
Доломит реагирует с кислотами так же, как мел, но даёт два катиона: CaMg(CO₃)₂ + 4HCl → CaCl₂ + MgCl₂ + 2CO₂↑ + 2H₂O. Гашёная известь нейтрализует кислоту без выделения газа: Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O.
Как подкислить почву
Подкисление нужно кислотолюбивым растениям или на щелочных участках. Используют:
- верховой торф и хвойный опад — они сами кислые и постепенно отдают в почву органические кислоты;
- серу — молотую или коллоидную. Почвенные бактерии окисляют её до серной кислоты, поэтому действие развивается за несколько недель: 2S + 3O₂ + 2H₂O → 2H₂SO₄ суммарно, с участием бактерий;
- физиологически кислые удобрения, например сульфат аммония (NH₄)₂SO₄: растение поглощает аммоний, а в почве остаются сульфат-ионы и ионы водорода.
Растворы кислот (лимонной, уксусной) действуют быстро, но недолго, и их легко передозировать, поэтому их применяют только по инструкции. Засолённые содовые почвы исправляют гипсом — эта реакция описана на странице «Химия в сельском хозяйстве».
Опыт: определение кислотности в виртуальной лаборатории
Почвы в виртуальной лаборатории нет, но вытяжки разной кислотности легко смоделировать растворами в свободном режиме:
- Налейте в стакан воды и добавьте универсальный индикатор — это «нейтральная вытяжка», окраска зеленоватая.
- Во второй стакан — раствор хлорида аммония NH₄Cl с индикатором: окраска жёлто-оранжевая, pH около 5, как у кислой почвы. Заодно видно, почему аммонийные удобрения подкисляют почву.
- В третий — раствор соды Na₂CO₃ с индикатором: окраска синяя, pH около 10, как у содовой щелочной почвы.
- Повторите опыт с лакмусом, метилоранжем и фенолфталеином: какие из них различат все три «почвы»?
- Смоделируйте известкование: к уксусной кислоте с универсальным индикатором добавьте мрамор CaCO₃. Выделяется углекислый газ, кислота расходуется, окраска смещается к нейтральной.
Опыт с мрамором и горящей лучиной — в готовой работе «Углекислый газ». Настоящую почву исследуют на практической работе «Анализ почвы».
Проведите опыт онлайн
Эти опыты есть в виртуальной лаборатории: запустите прямо здесь или откройте на весь экран.
Нейтрализация
Щёлочь с фенолфталеином титруют кислотой, пока малиновая окраска не исчезнет.
Читайте также
Частые вопросы
Какая кислотность почвы нужна большинству растений?
Слабокислая или нейтральная, pH водной вытяжки примерно 6–7. Кислую почву с pH 4–5,5 любят голубика, брусника, клюква и рододендроны, а капуста, свёкла и люцерна на кислой почве растут плохо.
Как проверить кислотность почвы без приборов?
Индикаторной бумагой в водной вытяжке почвы. Красный цвет лакмуса — кислая почва, синий — щелочная, фиолетовый — близкая к нейтральной.
Чем раскислить почву?
Мелом, известняковой или доломитовой мукой, гашёной известью или древесной золой. Карбонаты и известь нейтрализуют почвенные кислоты. Количество берут по инструкции на упаковке или по анализу почвы, а с навозом и аммонийными удобрениями известь одновременно не вносят.
Как подкислить почву для голубики?
Верховым торфом, хвойным опадом, серой, которую бактерии окисляют до серной кислоты, или физиологически кислыми удобрениями вроде сульфата аммония. Растворы кислот действуют недолго и применяются только по инструкции.
Почему метилоранж не подходит для определения кислотности почвы?
Он меняет цвет при pH 3,1–4,4, а у почвенных вытяжек pH обычно 4–8, и метилоранж в них всегда жёлтый.