Тема: Поглотительная способность почвы

Цель занятия: Изучить виды и факторы формирования поглотительной способности почвы, получить представление о почвенном поглощающем комплексе, освоить методику количественного определения суммы поглощенных оснований почвы.

Поглотительной способностью почвы называют способность почвы поглощать из водной или воздушной среды вещества в ионном, молекулярном, коллоидном виде или в виде суспензий, а также живые микроорганизмы. Эта способность почвы обусловлена протекающими в ней разнообразными процессами сорбционной и несорбционной природы. Совокупность минеральных, органических и органоминеральных частиц твердой фазы почвы, обладающих поглотительной способностью, носит название почвенного поглощающего комплекса (ППК). Основную часть ППК составляют почвенные коллоиды. По К.К. Гедройцу, выделяют 5 видов поглотительной способности почвы: механическую, физическую, физико-химическую, химическую и биологическую.

М е х а н и ч е с к а я п о г л о т и т е л ь н а я с п о с о б н о с т ь – это свойство почвы, как всякого пористого тела, задерживать в своей толще твердые частицы крупнее, чем система пор. Это могут быть взвешенные в поверхностных водах частицы глины и песка, детрит и т. п. Механическая поглотительная способность зависит от гранулометрического состава почвы, ее пористости, сложения. Благодаря механической поглотительной способности почвы и грунтов обеспечивается чистота грунтовых вод, происходит заиление каналов.

Ф и з и ч е с к а я (м о л е к у л я р н о - с о р б ц и о н н а я) п о г л о т и т е л ь н а я с п о с о б н о с т ь представляет изменение концентрации молекул растворенного вещества на поверхности твердых частиц почвы. Это свойство почвы обусловливается притяжением отдельных молекул к поверхности твердых почвенных частиц в результате проявления так называемой поверхностной энергии. Интенсивность проявления поверхностной энергии зависит от величины поверхности почвенных частиц и, следовательно, обязана присутствию в почве тонкодисперсных частиц. Эти частицы могут притягивать молекулы газов (водяной пар>NH3>CO2>O2>N2), молекулы жидких веществ. В частности, наличие пленочной влаги вокруг почвенных частиц обусловлено поверхностными силами. Наконец, в результате поверхностной энергии почвенными частицами поглощаются недиссоциированные на ионы молекулы веществ, находящихся в виде молекулярного раствора.

Ф и з и к о - х и м и ч е с к а я (и о н н о - с о р б ц и о н н а я) п о г л о т и т е л ь н а я с п о с о б н о с т ь заключается в способности почвы сорбировать ионы в результате обменных и необменных процессов. Наиболее важную роль в ионном почвенном обмене играют катионы. Общая схема катионного обмена в почве выглядит следующим образом:

Са²⁺ →

(ППК)Mg²⁺ + 5KCl (ППК)5К + CaCl2 + MgCl2 + HCl

H⁺ ←

Физико-химическое поглощение имеет ряд закономерностей.

1) Обменно поглощаются преимущественно катионы, так как поглощающий комплекс заряжен в основном отрицательно.

2) Обмен катионов происходит в строго эквивалентном количестве.

3) Энергия обменного поглощения различных катионов зависит от валентности, а при одной и той же валентности - от атомной массы.

4) Интенсивность поглощения зависит от концентрации раствора, а при одинаковой концентрации - от количества раствора.

5) Поглощение и закрепление катионов зависит не только от характера ионов, но и от свойств самой почвы.

Разные типы почв отличаются величиной емкости поглощения и имеют определенный состав поглощенных катионов. Величина емкости поглощения почв определяется минеральным составом высокодисперсной части пород, на которых сформированы эти почвы, и содержанием в них гумуса. Как правило, глинистые тяжелые почвы имеют большую емкость поглощения, чем песчаные. Состав поглощенных катионов влияет на ряд важных свойств почвы. Скорость всасывания воды, прочность структуры почв и некоторые другие показатели последовательно уменьшаются при преобладании кальция, магния, калия и натрия. Оценочной характеристикой содержания в ППК катионов служит показатель суммы поглощенных оснований (S), который выражается в ммоль/100 г почвы. Группировка почв по этому показателю приведена в табл. 12.

Таблица 12