Основы агрономии

Под поглотительной способностью почв следует понимать способность поглощать пары, газы, растворенные вещества, задерживать взмученные в почвенном растворе коллоидальные частицы минеральных и органических веществ, грубые суспензии и живые микроорганизмы.

Поглотительную способность почв обусловливают процессы адсорбции (поглощение вещества из газовой и жидкой сред поверхностным слоем твердого тела); абсорбции (поглощение веществ почвенным раствором); хемосорбции (поглощение веществ сорбентом в результате образования химической связи между молекулами сорбента и сорбируемого вещества); биологического поглощения веществ корнями растений и микроорганизмами и др.

В почве находятся грубые дисперсии минеральных, органических и органо-минеральных частиц с диаметром более 0,02 нм, образующие в почвенной воде суспензии; более мелкие частицы ^с диаметром 0,02—0,0001 нм — почвенные коллоиды и частицы менее 0,0001 нм, которые образуют молекулярные растворы (1 нанометр = 10~⁹ м). Дисперсные системы почвы, обладающие большой поверхностной энергией, электрокинетическими свой-етвами, обусловливают поглотительную способность почв.

Совокупность различных компонентов почвы, участвующих ^1! процессах поглощения, академик К. К. Гедройц назвал

почвенным поглощающим комплексом, сокращенно ППК. Он выделил б видов поглотительной способности почв: механическую, физическую, физико-химическую или обменную, химическую и биологическую.

7126 Евтефеев

Механическая поглотительная способность — это свойст почвы, как любого пористого тела, задерживать в своей тол| твердые частицы, взмученные в фильтрующейся воде, разме|| которых превышают размеры почвенных пор. Это свойство зав* сит от размеров и форм почвенных пор, обусловленных грануле метрическим и агрегатным составами, плотностью почвы. Песч! ные почвы обладают слабой механической поглотительной cit| собностью, а глинистые поглощают почти все частицы размере более 0,001 мм.

Физическая поглотительная способность — это свойство чай тиц твердой фазы почв поглощать молекулы газов и растворе1| ных в воде веществ. Это свойство называют молекулярной адсорбцией. Она обусловлена большой поверхностной энергие!| Вещества, молекулы которых поглощаются физически на по верхности соприкосновения двух фаз (твердой и жидкой, твер дой и газообразной), накапливаются на поверхности тверды] частиц почвы и понижают свободную энергию (поверхностне натяжение), называют поверхностно-активными. Эти веществ испытывают положительную физическую адсорбцию. К ним от носятся органические кислоты, спирты, водорастворимые высо] комолекулярные органические соединения, молекулы которыГ состоят из гидрофильной и гидрофобной частей.

Физически поглощаются почвой пары и газы из газообразЗ ной фазы. По энергии поглощения пары воды и газы располага! ются в следующий ряд:

Н₂0 > NH₃ > С0₂ > N0₂

> Н₂ = 0₂

Легко поглощаются твердой фазой почвы пары воды с выде| лением теплоты смачивания. Сухими участками твердой фазь почвы поглощаются газы. Наиболее высокой энергией поглоще-] ния обладает аммиак, что имеет большое значение в закрепле-^ нии в почве аммиачных форм азотных удобрений.

Вещества, повышающие поверхностную энергию, отталкива-1 ются от почвенных частиц, испытывают отрицательную физиче-J скую адсорбцию. К ним относятся неорганические кислоты,! соли, основания. Например, нитраты, хлориды почти не погло-1 щаются почвой и могут при промывном водном режиме вымы-| ваться из почвенного профиля. Это необходимо учитывать при! расчете норм и сроков внесения нитратных форм азотных удоб-J рений в конкретных условиях.

Почва хорошо поглощает дымные и газообразные отравляю-_ие вещества, что имеет природоохранное значение.

физико-химическая, или обменная, поглотительная способность, по определению К. К. Гедройца, — свойство почвы обменивать некоторую часть катионов, содержащихся в твердой фазе, _на эквивалентное количество катионов почвенного раствора.

Этот обмен происходит по схеме:

Са²⁺

[ППК]^_г. + 5КС1 [ППК]5К⁺ + СаС1₂ + MgCl₂ + НС1

Обменное поглощение катионов имеет следующие закономерности.

1. Обмен происходит в эквивалентных количествах по законам обменных химических реакций.

2. Поглощенный катион может быть вытеснен и замещен другим катионом почвенного раствора, имеющим большую энергию поглощения.

3. Энергия поглощения и вытеснения катионов зависит от их валентности, массы атома и радиуса иона. С увеличением валентности, т. е. силы атома катиона образовывать химические связи с другими атомами, возрастает энергия поглощения:

м⁺

< м²⁺ < м³⁺

Среди катионов с одинаковой валентностью энергия поглощения возрастает с увеличением массы атома. Энергия поглощения зависит от гидратированности катиона. Определен следующий ряд катионов по возрастанию энергии поглощения:

Li⁺ < Na⁺ < NH; < К⁺ < Mg²⁺ < Са²⁺ < Н⁺ < А1³⁺