Поглощение почвой катионов

Поглощение почвой катионов осуществляется путем

обменной ионной сорбции, необменной фиксации, химического и биологического поглощения.

Обменная сорбция— способность катионов диффузного слоя почвенных коллоидов обмениваться на эквивалентное количество катионов соприкасающегося с ними раствора.

Существенное значение имеет минералогический и химический состав почвенных коллоидов. Катионы кальция сильнее поглощаются гуминовыми кислотами и монтмориллонитом, аммоний — мусковитом.

Емкость поглощения у разных почв и содержание гумуса

Необменное поглощение катионов (фиксация) происходит в почве постепенно и часть обменных катионов переходит в необменную форму (не вытесняется из почвы в раствор при действии нейтральных солей).

Наиболее интенсивно фиксируются ионы калия и аммония. Большинство исследователей считают, что основной причиной перехода катионов в необменное (фиксированное) состояние является защемление этих катионов в межплоскостных промежутках кристаллической решетки глинистых минералов с расширяющимся типом ее (монтмориллонит, вермикулит).

Химическое поглощение катионов. Катионы переходят в твердую фазу почвы в результате реакций солеобразования, при которых образуются нерастворимые в воде соединения. К таким катионам относятся Са²⁺, А1³+, Fe³+ и отчасти Mg²⁺.

При взаимодействии с растворимыми в воде сульфатами, карбонатами и фосфатами эти катионы образуют нерастворимые соединения и выпадают в осадок в твердой фазе почвы:

[ППК-] Са²+ + Na₂SO₄->[ППK-] 2Na+ +CaSO₄;

[ППК-] Са²+ + 2NaHCO₃-^[ППK-]2Na+ + Ca(HCO₃)₂.

Ca(HCO₃)2 — Н₂0- СаСО3 + СО₂.

А1(ОН)₃ + H₃PO₄-> AlPO₄ + ЗН₂О.

Биологическое поглощение катионов.

Некоторая часть катионов почвенного раствора поглощается в почве биологически вследствие усвоения их живыми организмами — растениями, микроорганизмами.

Биологическое поглощение носит избирательный характер, так как живые организмы поглощают в первую очередь катионы, необходимые для построения своих тканей.

К их числу относятся калий, аммоний, кальций, железо. Особенно велико значение этого вида поглощения для калия и аммония, которые физико-химически поглощаются слабо и не образуют в почве нерастворимых в воде соединений.

Поглощение анионов

Поглощение анионов почвами исследовано менее детально по сравнению с процессами поглощения катионов. Известно, что анионы поглощаются почвой в разной степени в зависимости от природы аниона, состава коллоидов и реакции среды.

Кислые почвы энергичнее поглощают анионы по сравнению с почвами, имеющими нейтральную или щелочную реакцию, в связи с повышенным содержанием подвижных форм полуторных окислов.

Основными видами поглощения анионов являются химическое и био-' логическое.

Широко распространенной реакцией при поглощении анионов следует признать солеобразование — реакцию взаимодействия растворимых солей, при которой образуется новая нерастворимая в воде соль, выпадающая в твердую фазу почвы. Таким путем поглощаются сульфаты, карбонаты и фосфаты.

Особенно велико значение реакций солеобразования для поглощения анионов фосфорной кислоты, которая образует с Са, А1 и Fe нерастворимые фосфаты.

Поглощение фосфатов почвой имеет положительное и отрицательное значение, так как приводит к накоплению фосфора в почве, но снижает степень его доступности растениям.

Общее содержание поглощенных катионов оснований(кроме Н⁺ и А1³⁺) называют суммой обменных оснований.

На их долю в черноземах приходится до 80—90%; в дерново-подзолистых почвах и красноземах иногда 50% и более от ЕКО приходится на ионы водорода и алюминия.

В солонцах и солончаках наряду с кальцием и магнием в поглощенном состоянии присутствует натрий.

Сумма обменных оснований (S), выраженная в процентах от общей емкости катионного обмена (ЕКО), называется степенью насыщенности основаниями (V), которую определяют по формуле

V = (%).

По этому показателю почвы делятся на насыщенные (V > 80%) и ненасыщенные ( V 50—70%) основаниями.

Наилучшие условия для растений создаются при V в пределах 80—90% от ЕКО. При этом, однако, важны уровни насыщения ППК отдельными обменными катионами, особенно кальцием, магнием и калием. Уровни определяются так же, как и степень насыщенности основаниями. Например, степень насыщенности кальцием определяется по формуле Са=Са/ЕКО*100%

Таблица 3

Емкость поглощения и ее структура в дерново-подзолистой

легкосуглинистой почве при разном содержании гумуса,

мэкв/100 г почвы (А.И. Горбылева)

4.Кислотность, щелочность, и буферность почвы

Таблица 4