Поглотительная способность почвы. Поглощение катионов.
Твердая фаза почвы имеет свойство поглощать и удерживать различные вещества, находящиеся в жидком, газообразном, растворенном или взвешенном состоянии. Чем богаче почва коллоидами, тем сильнее выражена ее поглотительная способность.
Поглотительная способность почвы, свойство почвы задерживать в себе (сорбировать) различные вещества, соприкасающиеся с её твёрдой фазой.
Всю совокупность компонентов почвы, обусловливающих поглотительную способность почв, академик К. К. Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом (ППК).
Водный раствор, окружающий почвенные частицы, содержит значительное количество веществ, диссоциированных на ионы — катионы и анионы (катионы заряжены положительно, анионы — отрицательно). Например, в почвенном растворе могут находиться катионы Na+, К+, Mg2+, Са2+, Н+ и анионы CI-, S042-, Р043-, N032-. Почвенные коллоиды также имеют положительный (или отрицательный) заряд, поэтому частицы, заряженные отрицательно, а это почти вся основная часть минеральных и органических частиц, будут удерживать катионы, а заряженные положительно — анионы.
Вследствие того, что почвенные коллоиды несут в основном отрицательный заряд, в почвах происходит преимущественно поглощение катионов. Чем больше коллоидных частичек в почве, тем больше катионов они смогут удержать в поглощенном состоянии.
К. К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, физическую (адсорбционную), физико-химическую (обменную), химическую и биологическую.
Механическая поглотительная способность – это свойство почвы, как всякого пористого тела, задерживать в своей толще твердые частицы крупнее, чем система пор. Обусловлено механическими причинами и связано с передвижением механических частиц (не растворимых) сверху вниз по профилю, по почвенным порам с током воды. Поглощение происходит по типу фильтрации.Механическим поглощением объясняется сохранение и характер распределения в почве илистых частиц и вносимых нерастворимых удобрений (фосфоритной муки, извести). Благодаря механической поглотительной способности они не вымываются из верхнего слоя почвы.
Эта способность почвы зависит от механического состава, содержания гумуса и структурных свойств почвы. Чем больше в почве глинистых частиц, гумуса и чем мельче почвенные поры, тем лучшей механической поглотительной способностью она обладает. Механически могут задерживаться не только почвенные частицы, но и различные микроорганизмы.
Физическая поглотительная способность – это положительная или отрицательная адсорбция частицами почвы молекул различных веществ.
Адсорбция - явление поглощение газов и паров, а также растворенных веществ поверхностным слоем (пористых) тел (адсорбентов).
Химическое поглощение – связано с образованием нерастворимых или труднорастворимых в воде соединений в результате химических реакций между отдельными компонентами почвенного раствора. Чаще всего поглощается химически анионы фосфорной кислоты. Химическое поглощение отрицательно влияет на питание растений – связывает фосфор с нерастворимые или труднорастворимые соединения. Происходит перевод растворимой формы фосфорных удобрений в нерастворимые.
Физико-химическое поглощение (обменное) – обусловлено наличием в почве коллоидов. В этом случае поглощение сопровождается обменными реакциями между коллоидной мицеллой и почвенным раствором. Т.е. это обмен катионов в почвах протекающий с большой скоростью, для которых характерно эквивалентность и полная обратимость. Вытесняются ионы диффузного слоя, на их место встают ионы из почвенного раствора.
К+
Н+
К+
К+
ППК
ППК
Са2+
Na+
+ Н+Cl-
+ K+Cl-
Биологическая поглотительная способность растений и микроорганизмов брать из почвы различные химические элементы, необходимые им для роста и развития.
После отмирания элементы вновь возвращаются в почву и претерпевают биологическую трансформацию. Биологически поглощаются не все элементы, а только элементы биофилы (азот, фосфор, калий..).
БИОФИЛЫ – biophyle – (от био... и ...phileo - люблю) - химические элементы и вещества, способные аккумулироваться в живых организмах в гораздо большем количестве, чем в окружающей среде (цинк, кислород, фосфор и др.).
«+» - происходит закрепление элементов
«-« - микроорганизмы конкурируют с растениями.
Биологическое поглощение единственный способ закрепления нитратных форм азота.
Необходимо отметить еще необменное поглощение катионов почвой.
Некоторые катионы могут частично закрепляться почвами в необменной форме. К ним относятся К+, NН4+, и др. Необменная фиксация этих катионов связана с закреплением их в кристаллической решетке некоторых минералов, например, монтмориллонит, вермикулит. Необменная фиксация обусловлена проникновением катионов в межпакетное пространство кристаллической решетки этих минералов. При последующем сокращении межпакетного пространства катионы оказываются в замкнутых пространствах.
Качественное определение основных типов
поглотительной способности