Поглотительная способность почв. Состав обменных катионов оказывает большое влияние на свойства почвы, ее агрегатный состав и условия произрастания р

Состав обменных катионов оказывает большое влияние на свойства почвы, ее агрегатный состав и условия произрастания растений. Как показали исследования К.К. Гедройца, состав обменных катионов определяет реакцию и тип коагуляции коллоидов почвы, ее физические свойства и направление процесса структурообразования.

Необменная фиксация (поглощение катионов) происходит в почве постепенно, и часть обменных катионов переходит в необменную форму, т.е. не вытесняется в раствор при действии нейтральных солей. Наиболее интенсивно фиксируются ионы K⁺ и NH⁴⁺. Считается, что основной причиной фиксации является защемление катионов в межплоскостных пространствах кристаллической решетки глинистых минералов с расширяющимся типом (монтмориллонит, вермикулит) при высушивании почвы. Гумусовые вещества также способствуют необменному поглощению катионов, в частности, у высокогумусных черноземов оно сильнее, чем у малогумусных дерново-подзолистых почв.

При химическом поглощении катионы переходят в твердую фазу почвы в результате реакций солеобразования, при которых образуются нерастворимые в воде соединения. К таким катионам относятся Ca²⁺, Al³⁺, 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, например: [ППК^–]Ca²⁺ + + Na₂SO₄ ® [ППК^–]2Na⁺ + CaSO₄¯.

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 (K⁺, , Ca²⁺, Fe³⁺), необходимые для построения своих тканей.

Поглощение анионов. Поглощение анионов обусловливается особенностями самих анионов, составом почвенных коллоидов, их электрическим потенциалом и реакцией среды. Нитраты и хлориды не образуют труднорастворимых солей и поэтому в результате химического поглощения в почвах не закрепляются. Сульфат-ион поглощается почвами в небольшом количестве. Широко распространено поглощение фосфатов.

Чем больше в почве глинистых минералов и коллоидов с базоидными свойствами, тем больше анионов она способна поглотить. Реакция среды меняет электрический потенциал коллоидов: подкисление способствует большему поглощению анионов, подщелачивание – наоборот. В частности, черноземы с реакцией, близкой к нейтральной, поглощают меньше анионов, чем кислые подзолистые почвы.

В природе наблюдается химическое, физико-химическое и биологическое поглощение анионов, а также их осаждение при коагуляции коллоидов.

Химическое осаждение является важнейшим в поглощении фосфат-ионов, которые закрепляются в почвах в форме высокоосновных фосфатов кальция и магния. Труднорастворимые фосфаты кальция образуются при рН = 7 в результате обмена с Ca²⁺, находящимся в диффузном слое почвенных коллоидов:

[ППК]Ca²⁺ + Ca(H₂PO₄)₂ ® [ППК]2H^– + 2CaHPO₄¯.

В кислых почвах фосфаты поглощаются при взаимодействии с ионами Fe, Al, Mn:

Al(OH)₃ + H₃PO₄ ® AlPO₄¯ + 3H₂O.

Органические коллоиды в поглощении анионов играют меньшую роль, чем минеральные, а более гумусированные почвы адсорбируют фосфат-ионы слабее, чем малогумусные.