Глава 9 ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ И ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ
Почвенная масса слагается твердыми частицами разного размера. Наименьший диаметр частиц имеет илистая фракция (< 0,001 мм), а в ее пределах — коллоидная фракция (<0,0001 мм). Твердые вещества в состоянии столь сильной дисперсии имеют большую удельную поверхность. Удельная поверхность — это суммарная площадь поверхности почвенных частиц, отнесенная к единице почвенной массы (см2/г) или к единице объема (см2/см3).
Произведенные различными методами расчеты удельной поверхности почв и слагающих их гранулометрических фракций показали, что по мере уменьшения размеров частиц их удельная поверхность увеличивается на несколько порядков: от десятков и первых сотен квадратных сантиметров на граммы в песчаных и крупнопылеватых фракциях до десятков квадратных метров на граммы во фракциях тонкой пыли, сотен квадратных метров на граммы в илистой фракции и квадратных километров на грамм в коллоидной фракции (табл. 9.1). Если имеются данные гранулометрического анализа почвы и известна доля участия каждой фракции в сложе-
Таб л и ца 9.1
Удельная поверхность легкоглинистой почвы (по Н.А. Качинскому)
Диаметр частиц, мм | Удельная поверхность, см2/г | Содержание фракции в почве, % | Удельная поверхность фракции в почве, мг/г | Доля участия фракций в суммарной удельной поверхности, % |
1-0,25 | 37,0 | 5,0 | 1,8 | 0,002 |
0,25-0,05 | 1,5 ×102 | 10,0 | 15,0 | 0,008 |
0,05-0,01 | 7,6 ×102 | 20,0 | 1,5×102 | 0,07 |
0,01-0,005 | 3,1 ×103 | 10,0 | 3 ×102 | 0,12 |
0,005-0,001 | 7,6 103 | 15,0 | 1,1 ×103 | 0,06 |
0,001-0,0005 | 3,1 × 104 | 15,0 | 4,6× 105 | 1,8 |
0,0005 -0,0001 | 7,6 ×104 | 10,0 | 7,6 ×103 | 2,9 |
0,0001-0,00001 | 4,4 ×105 | 10,0 | 4,4 ×104 | 15,8 |
0,00001-0,000001 | 4,4×106 | 5,0 | 2,2 ×105 | 78,7 |
почвенной массы, можно подсчитать, как это сделано в табл. 9.1, Н долю участия отдельных фракций в удельной поверхности почвенной твердой фазы в целом. Содержание 15 % коллоидной фракции < 0,0001 мм определяет 94,5 % удельной поверхности данной почвы. На долю фракции ила (0,001—0,0001 мм), составляющую 25 % почвенной массы, приходится лишь 4,7 % ее удельной поверхности. Доля участия пылеватых и песчаных фракций в суммарной удельной поверхности не превышает 1 %, хотя содержание их составляет 65 % массы почвы. Таким образом, удельная поверхность почвы именно вследствие присутствия илистой и коллоидной фракций очень велика.
Состав и строение почвенных коллоидов
В состав почвенных коллоидов входят минеральные, органоминеральные и органические вещества.
Часть минеральных коллоидов находится в кристаллическом состоянии — это ранее рассмотренные глинистые минералы: каолинит, галлуазит, гидрослюда, иллит, вермикулит, монтмориллонит и др. В коллоидной фракции обнаруживаются и некоторые раздробленные до коллоидального состояния первичные минералы, чаще всего кварц.
Другая часть минеральных коллоидов — это аморфные вещества. К ним относятся: аллофаны, свежеосажденные гидроксиды алюминия, железа, марганца, гидраты кремнезема и их комплексные осадки — коагели.
Органическая часть почвенных коллоидов — это гумусовые вещества, в том числе и органо-минеральные комплексы, а также клетки наиболее мелких бактерий, диаметр которых лежит в пределах коллоидной фракции.
В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды, составляющие 85—90 % их общей массы.
Почвенные коллоиды, как и всякое вещество в сильно раздробленном состоянии, обладают запасом поверхностной энергии, которая реализуется в различных реакциях, происходящих на поверхности коллоидных частиц при соприкосновении их с почвенной влагой и воздухом.
Коллоиды обладают сорбционной способностью, на их поверхности сорбируются газовые частицы, молекулы воды и различные находящиеся в почвенном растворе вещества — целые молекулы и отдельные ионы. В системе почвенный раствор—поверхность коллоида устанавливается динамическое равновесие. Изменение концентрации раствора и состава растворенных веществ, температуру давления вызывает нарушение равновесия, в результате чего между поверхностью частицы и раствором происходят обменные реакции одни поглощенные вещества замещаются другими. Присутствие коллоидов обусловливает поглотительную и обменную способность почв.
Различают два вида поглощения (адсорбции), связанные с присутствием в почве коллоидных веществ, — это физическая и физико-химическая адсорбция.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1320;