Почвенный поглощающий комплекс
Понятие о почвенном поглощающем комплексе было введено в почвоведение К.К. Гедройцем. Он установил, что почвы содержат некоторое количество катионов, нерастворимых в дистиллированной воде, но легко переходящих в раствор при обработке определенной навески почвы раствором нейтральной соли (NH4C1, NaCl, ВаС12 и т. д.). При этом часть катионов нейтральной соли поглощается почвой, а взамен поглощенной части в растворе появляются в эквивалентном количестве другие катионы, а в ряде случаев — водородный ион. Свойством поглощения катионов из растворов обладают предколлоидная (0,001—0,0001 мм) и особенно коллоидная (<0,0001 мм) фракции.
Вся масса присутствующих в данной почве органических и минеральных коллоидов вместе с поглощенными ими ионами называется почвенным поглощающим комплексом, который в свою очередь состоит из двух частей: адсорбентов-коллоидов и адсорбируемых веществ — различных катионов и анионов.
В состав адсорбентов-коллоидов входят, как уже было ранее показано, минеральные, органические и органоминеральные вещества. Из минеральных почвенных коллоидов можно назвать следующие.
1. Группа глинистых минералов (монтмориллонит, бейделлит, каолинит, галлуазит, аллофаны и др.). Это отрицательно заряженные коллоиды. В состоянии золя они бесцветны, а в виде геля дают белые и светло-серые осадки. Наиболее гидрофилен из них монтмориллонит.
2. Гидрат оксида кремния Si02 • nН20 — также гидрофильный отрицательно заряженный коллоид. В состоянии золя он дает бесцветные, слабоопалесцирующие растворы, при переходе в гель образует белые студенистые осадки, по высыхании превращающиеся в тончайший белый порошок аморфного кремнезема (кремнеземистая присыпка).
3. Гидроксид марганца Мп203 • nН20 — отрицательно заряженный коллоид. В состоянии золя он имеет коричневато-бурый цвет. Гель его представляет темно-коричневый осадок, по высыхании превращающийся в темно-коричневые и иссиня-черные конкреции и пленки.
4. Гидроксиды железа Fe(OH)3 • nН20. Это коллоид, обладающий амфолитоидностью. В кислой среде он заряжен положительно, в щелочной — отрицательно. Изоэлектрическая точка лежит около рН 7,0. В состоянии золя он имеет красновато-коричневый цвет. При выпадении в гель дает ржаво-красный осадок, по высыхании превращающийся в темно-бурые и темно-коричневые конкреции.
5. Гидроксиды алюминия А1(ОН)3 • nН20. Так же как и гидрат оксида железа, он представляет амфолитоид. Изоэлектрическая точка наступает при рН 7,0—8,0. В чистом виде дает бесцветный золь и белый хлопьевидный осадок. В природе в чистом виде обычно не встречается и образует растворы и осадки совместно с гидратами оксида железа.
В состав органических почвенных коллоидов входят:
1) коллоиды гумусовых веществ и прежде всего гуминовой кислоты; заряжены отрицательно, гидрофильны, в состоянии золя имеют темный красновато-коричневый цвет, в состоянии геля дают темно-коричневые, чернеющие при высыхании осадки.
2) тела некоторых очень мелких бактерий, обладающих свойством физико-химического поглощения и обмена; у белковых тел в зависимости от реакции среды заряд может быть отрицательным или положительным.
В почвах присутствуют также многочисленные комплексные минеральные и органоминеральные соединения коллоидной природы. Комплексный характер коллоидных веществ в почвах объясняется тем обстоятельством, что большинство коллоидов в почвах находится в скоагулированном состоянии. Они образуют клей между более крупными частицами почвы. При коагуляции весьма обычно совместное осаждение двух или нескольких веществ и образование коагелей. Весьма обычны кремне-глиноземные и кремне-железистые коагели, железисто-марганцевые, гумусово-железисто-марганцевые, гумусово-глиноземные и ряд других. Соотношение компонентов в коагелях варьирует в широких пределах, отчего меняются и свойства последних.
Другая составная часть поглощающего комплекса — это поглощенные коллоидами, способные к обменным реакциям катионы или анионы. Обзор почвенных коллоидов показывает, что большинство из них несет отрицательный заряд и поэтому способно поглощать и обменивать преимущественно катионы.
Лишь в условиях нейтральной и кислой сред некоторые коллоиды приобретают положительный заряд и почва обнаруживает способность к поглощению анионов, что особенно заметно при обильном содержании гидроксидов железа и алюминия, как это наблюдается в красноземах и ферраллитных почвах.
Количество поглощенных катионов изменяется в зависимости от общего содержания коллоидов, соотношения между органическими минеральными коллоидами и от реакции среды.
Можно привести следующие величины емкости обмена глинистых минералов (мг-экв на 100 г) (табл. 9.3).
Органические коллоиды обладают значительно большей поглотительной способностью, чем минеральные. Так, чистый коллоид гуминовой кислоты может поглотить 350—450 мг-экв, а фульвокислоты — 600—700 мг-экв оснований на 100 г почвы. По данным К.К. Гейдройца, в черноземе, содержащем 10 % гумуса, около 50 % емкости обмена обусловлено органической частью. В почве коллоиды составляют лишь часть ее массы (максимум до 20—25 %), гумусовые вещества исчисляются единицами процентов. Поэтому количество оснований, способных к поглощению и обмену в почвах, значительно ниже, чем в чистых коллоидах.
Таблица 9.3
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1927;