Поглатительная способность почвы

- компенсирующие катионы. (Н.И. Горбунов) 
 
 

    Коллоидная  мицелла состоит из ядра, слоя потенциалопределяющих  ионов, неподвижного и диффузного слоя компенсирующих ионов. Ионы диффузного слоя способны обмениваться с ионами интрамицеллярного (почвенного) раствора, обуславливая физико-химическую поглотительную способность. Коллоидная мицелла электронейтральна, но поскольку основная масса принадлежит грануле, заряд последней рассматривается как заряд всего коллоида. В почве преобладают коллоиды, несущие отрицательный заряд и диссоциирующие в раствор Н-ионы.

      Такие коллоиды обладают кислотными  свойствами и называются ацидоидами. К ним относятся гумусовые  кислоты, глинистые минералы, кремнекислота.  В почве в небольшом количестве  присутствуют коллоиды, обладающие  основными свойствами и диссоциирующие  в раствор ОН-ионы, называющиеся  базоидами и коллоиды с переменным  зарядом называются - амфолитоиды.  К последним относятся гидрооксиды  железа и алюминия, протеины, у  которых заряд зависит от реакции  почвенного раствора. В кислой  среде они ведут себя как  базоиды, а в щелочной –  как ацидоиды.Обладая в силу  высокой дисперсности огромной  поверхностью, гели могут поглощать  из раствора ионы различных  химических элементов, не образуя  при этом с ними химических  соединений. Катионы раствора, поглощаясь коллоидными частицами, вытесняют ранее поглощенные катионы. В процессе поглощения имеет место своеобразный физико-химический обиен химических элементов.  
 
 

    Подобную  реакцию можно изобразить следующим  образом (рис. 2).

     CaCl₂

     MgCl₂

                              + nNH₄Cl                                         + NaCl

                                                                                         (n-16)NH₄Cl

     Рис. 2. Схематическое изображение  обменной сорбционной реакции

            -Са²⁺,       - Mg²⁺,      -  Na⁺,         - NH⁴⁺  (Н.И. Горбунов) 
 

Коллоидная  частица условно изображена в  виде круга, на поверхности которого расположены катионы кальция, магния, натрия, способные к обмену.  При воздействии на частицу раствором хлорида аммония можно вытеснить шесть катионов кальция, один катион магния и два катиона натрия из  диффузного слоя мицеллы. Так как катионы кальция и магния двухвалентны, то место каждого из этих катионов должны занять два одновалентных катиона аммония.

Катион  натрия одновалентен и соответственно замещается одним катионом аммония. Всего для полного замещения  потребуется (6×2)+(2×1)+(1×2) = 16 катионов аммония. Одновременно в растворе уменьшается содержание хлорида аммония на 16 молекул, но появится шесть молекул хлорида кальция, одна – хлорида магния и две – хлорида натрия. Состав поглощенных оснований в почвах:  Ca, Mg, K, Na, NH₄, H, Al. 

Чем выше валентность поглощенного катиона, тем прочнее эти ионы связываются  с потенциалопределяющими ионами и  тем сильнее они нейтрализуют заряд коллоидной частицы. Уменьшение заряда сопровождается менее энергичным отталкиванием частиц друг от друга, что приводит к слипанию и коагуляции.

Следовательно, поглощение коллоидными частицами  одновалентных катионов способствует образованию золей, а поглощение двух- и трехвалентных катионов приводит к образованию гелей. Физическое состояние почв в значительной степени  зависит от состава поглощенных  оснований.

По возрастанию  прочности сорбционных связей и  коагулирующей способности распространенные катионы были расположены К.К. Гедройцем  в следующий ряд:

Na ⁺    < NH₄    < K⁺< H⁺< Mg²⁺< Ca²⁺<Ва²⁺ < Al³⁺  < Fe³⁺

Почвы, насыщенные двух и трехвалентными катионами, обладают устойчивым поглощающим комплексом. Коллоиды находятся в них в  виде водоустойчивого геля, способного склеивать более крупные почвенные  частицы. Обычно такие почвы обладают хорошей структурой.

Почвы, насыщенные одновалентными катионами, особенно Na⁺, легко подвергаются диспергирующему действию воды, их коллоиды при увлажнении переходят в золь.

 Благодаря различиям в степени гидратации ионов и коллоидов можно составить ряд почв, насыщенных различными катионами и отличающихся по степени набухания:

Н – 5% от  V                      Mg – 9,3 %                                  Na – 26,8 %

Ca, Ba – 7,7 %                    K  - 15,5 %                                 Gi    - 50,0 %

Почвы, насыщенные Na, при увлажнении набухают, заплывают, делаются воздухо- и водонепроницаемыми; при высушивании и резком уменьшении объема они разбиваются вертикальными  трещинами на отдельные блоки. Этого  не наблюдается если почвы насыщены Са, Mg и, тем более,  Fe, Al. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выводы

Поглотительная  способность относится к одному из существенных свойств почвы, так  как она участвует в процессах  почвообразования и развития плодородия. Поглотительная способность регулирует питательный режим почвы, обуславливая накопление многих элементов питания  растений и микроорганизмов, она  же регулирует реакцию почву, степень  ее буферности, водно-физические свойства. Не менее существенное значение поглотительной способности почв в развитие частичных  почвообразовательных процессов. Так, интенсивность накопления продуктов  почвообразования и формирование гумусово-аккумулятивных горизонтов в значительной степени  обусловлено поглотительной способностью почвы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Библиографический список

1. Почвоведение/И.С. Кауричев, Л.Н. Александрова, П 65 Н.П. Павлов и др.; Под ред. И.С. Кауричева. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1982. – 496 с., ил. – (Учебники и учеб. Пособие для высших с.-х. учеб.заведений).
2. А.Х. Газизуллин. Почвоведение. Общее учение о почве: учеб.пособие. – М.: ГОУ ВПО МГУТ, 2007. – 484с.
3. В.П. Коптева. Поглотительная способность почвы. – М.: 1974.- 32с.
4. К.К. Гедройц. Учение о поглотительной способности почв. Изд. 4-е, Сельхозгиз. – М.: 1933. – 78с.
5. Докучаев В.В. Сочинения, т. I-VII. АН СССР. М.-Л., 1949-1951,
6. Качинский Н.А. Почва, ее свойства и жизнь. М., 1975.
7. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977.
8. Ливеровский Ю.А. Почвы СССР. М., 1974.
9. Почвенно-географическое районирование СССР. М., 1962.
10. Почвоведение, под ред. Кауричева И.С. и Гречина И.П. М., 1975.
11. Розанов Б. Г. Генетическая морфология почв. М., 1975.
12. Качинсаий Н.А. Физика почв, ч. 1 и 2. – М.: Высшая школа, 1965.
13. Роде А.А. Система методов исследования в почвоведении. – Новосибирск, Наука, 1971.
14. Гедройц К.К. Избранные сочинения, т I–III. –М.: Сельхозгиз, 1955.
15. Крупеников И.А. История почвоведения. – М.: Наука, 1981.
16. Ромезов Н.П. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. – М.: Сельхозгиз, 1957.
17. Чухров Ф.В. Коллоиды в земной коре. – М.: АН СССР, 1955.
18. Виленский Д.Г. География почв. – М.: Советская наука, 1961.
19. Розов Н.Н. и Строганова М.Н. Почвенный покров мира. – М.: МГУ, 1979.
20. Роде А.А. Система методов исследования в почвоведении. – Новосибирск, Наука, 1971.
21. Глинка К.Д. Почвоведение, - М.: Сельхозгиз, 1935.