Виды поглотительной способности почвы и их характеристика

Почва обладает способностью поглощать и удерживать элементы минерального питания, газы, жидкости, твердые частицы, а также живые микроорганизмы. Эта способность почвы получила название поглотительной. Поглотительные процессы в почве обусловлены преимущественно ее тонкодисперсной частью и особенно коллоидами.

В начале XX века К.К.Гедройц разработал учение о поглотительной способности почв и выделил пять ее видов, каждый из которых играет определенную роль в почвообразовании и формировании свойств почвы.

Механическая поглотительная способность – свойство почвы как пористого тела, задерживать в своих порах частицы из фильтрующихся суспензий. Между механическими элементами и микроагрегатами имеются пространства, образующие сложную сеть пор и канальцев. Эти отверстия имеют различную форму и диаметр, искривления; каналы нередко прерываются и заканчиваются тупиками. Поэтому почвой задерживаются не только частицы крупнее диаметра пор, но и более мелкие по размеру.

Механическая поглотительная способность зависит от гранулометрического и агрегатного состава почвы, а также плотности сложения.

Почвенные суспензии с диаметром взмученных частиц более 0,001 мм полностью задерживаются глинистой почвой. Песчанистые и крупноагрегатные рыхлые почвы обнаруживают плохую механическую поглотительную способность. Благодаря механической поглотительной способности в мелких почвенных порах задерживаются отдельные микроорганизмы размером >0,00025 мм.

Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов, которые избирательно поглощают из почвы необходимые элементы минерального питания, переводят их в органическую форму и предохраняют тем самым от выщелачивания. Растения и микроорганизмы поглощают необходимые им вещества не в тех соотношениях в которых они находятся в почве, а строго в соответствии с их потребностями. После отмирания корней, растительных остатков и тел микроорганизмов происходят их разложение и постепенная гумификация. Минерализация и последующее использование растениями ранее закрепленного в почве в органической форме азота, фосфора и серы протекают довольно медленными темпами.

Интенсивность биологического поглощения зависит от аэрации, влажности и других свойств почвы, от количества и состава органического вещества, служащего источником пищи и энергетического материала для преобладающих в почве гетеротрофных микроорганизмов. Внесение в почву значительного количества бедного азотом органического вещества (соломы или соломистого навоза) вызывает быстрое размножение микроорганизмов, сопровождающееся интенсивным биологическим, закреплением минеральных форм азота, что приводит к ухудшению азотного питания растений и снижению урожая. В то же время биологическое поглощение способствует закреплению нитратного азота, который никаким другим путем в почве не удерживается и может вымываться.

Химическая поглотительная способность связана с образованием нерастворимых или мало растворимых в воде соединений. При взаимодействии с катионами кальция, алюминия, железа и др. растворимые в воде сульфаты, карбонаты, фосфаты образуют нерастворимые соединения. Такое поглощение получило название осадочного.

Особую роль химическое поглощение играет в превращении фосфора в почве. При внесении фосфорных удобрений — суперфосфата, содержащего фосфор в виде монокальцийфосфата Са(H₂PO₄)₂, аммофоса NH₄H₂PO₄ и др.- в почвах происходит интенсивное химическое связывание фосфора. В кислых почвах, содержащих много полуторных оксидов, химическое поглощение фосфора идет с образованием труднорастворимых фосфатов железа и алюминия. В почвах, насыщенных основаниями и содержащих бикарбонат кальция в почвенном растворе, химическое связывание фосфора происходит в результате образования слаборастворимых фосфатов кальция.

Химическое поглощение (фиксация) фосфора обусловливает слабую подвижность его в почве и снижает доступность растениям этого элемента из внесенных в почву легкорастворимых форм удобрений.

Физическая (адсорбционная) поглотительная способность связана с изменением концентрации веществ на поверхности почвенных частиц. Это адсорбция частицами почвы целых молекул растворенных веществ. Она наблюдается при взаимодействии почвы с растворами хлоридов и нитратов, что обусловливает высокую подвижность их в почве и возможность вымывания из ее верхнего слоя при повышенной влажности. За счет этого явления снижается концентрация Сl^- иона, избыток которого вреден для большинства растений. Таким же образом в почве снижается концентрация нитратов, что ведет к потере питательных веществ, содержащих азот. Физическое поглощение почвой ряда веществ способствует стабилизации свойств почвы, выполнению санитарных функций.

Физико-химическая, или обменная, поглотительная способностьимеет особенно важное значение при взаимодействии удобрений с почвой. Физико-химическое поглощение – это способность мелкодисперсных (от 0, 2 до 0, 001 мкм) коллоидных частиц почвы поглощать из раствора различные катионы. Поглощение одних катионов сопровождается вытеснением в раствор эквивалентного количества других, ранее связанных твердой фазой почвы. Фактически физико-химическое поглощение это обмен катионов в почвах, для которого характерна эквивалентность и обратимость.

Вся совокупность органических и минеральных коллоидных частиц почвы (представленных гумусовыми веществами, глинистыми минералами и гидроксидами железа и алюминия), участвующих в обменном поглощении катионов, была названа К.К.Гедройцем почвенным поглощающим комплексом (ППК).

Способность органических и минеральных коллоидных частиц к обменному поглощению катионов обусловлена тем, что большая часть их имеет отрицательные заряды.

В естественном состоянии почвы всегда содержат определенное количество поглощенных катионов (Са²⁺, Mg²⁺, Н⁺, Аl³⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺ и др.). Эти катионы могут обмениваться на другие катионы, находящиеся в растворе.

Обмен катионами между раствором и почвенным поглощающим комплексом происходит в строго эквивалентных количествах. Реакция обмена катионов протекает быстро. При внесении в почву легкорастворимых удобрений (КСl, NH₄Cl, NH₄NO₃ и др.) они сразу же вступают во взаимодействие с ППК, катионы их поглощаются в обмен на катионы, ранее находившиеся в поглощенном состоянии.

Общее количество всех поглощенные (обменных) катионов, которые могут быть вытеснены из почвы, называется емкостью катионного обмена (ЕКО) или емкостью поглощения.

Жидкая фаза почвы вместе с растворенными в ней веществами называется почвенным раствором. В нем содержаться органические кислоты и их соли, а также ряд солей минеральных кислот (нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты и др.).