Почвенный поглощающий комплекс
Почвенный поглощающий комплекс
Строение почвенно-поглощающего комплекса (по Н.И. Горбунову, 1974):
А — минеральная коллоидная частица; Б — органическая коллоидная частица
Можно сказать в шутку, что агрономы изучают NPK, а почвоведы – ППК: почвенный поглощающий комплекс. Суть в том, что каждый питательный элемент (фосфор, железо, кальций, марганец и др.) в почве может быть либо связан в прочное химическое соединение, либо входить в состав «мягких» органо-минеральных коллоидов, или почвенно-поглощающего комплекса (ППК).
Под ППК в агрономическом смысле понимают способность почвы удерживать от вымывания дождями доступное для растений питание, доступные корням ионы.
Они как бы «плавают» в геле (в клее) почвенных коллоидов, так что дождевая вода их снести не может, а вот корневые волоски с участием почвенных грибов и бактерий спокойно ими пользуются.
Задача растениевода – как можно больше полезного вещества удобрений и самой почвы переводить в ППК – почвенный поглощающий комплекс. Это делается с помощью набора приемов по улучшению почвы.
Типична ситуация с фосфором, железом, марганцем. Эти три элемента «любят» находиться в почвах связанными в прочные соединения, неподатливые для корней растений.
Однако с помощью разных добавок, удобрений, даже внесения особых бактерий, мобилизующих фосфор, можно получить в составе ППК значительно большее количество данных элементов, чем было.
Естественно, почва сразу станет питательней и это вскоре отразится на общих урожаях по всему участку, так как плодовые тоже очень отзывчивы на эту работу.
«Конкретно, что нужно делать, что вносить?» – справедливо захочет узнать читатель, который опасается дальше столкнуться с непонятной ему теорией.
Надо усилить сам ППК комплекс, затем ежегодно насыщать его элементами питания.
1. Надо вносить глины, если их не хватает. В глине много ила, мелких частиц.
Вообще, почвенный поглощающий комплекс (ППК) тем сильнее, чем мельче частицы почвы. В любой почве самое ценное – это та муть, которая повиснет в воде и долго не будет оседать на дно после взмучивания в стеклянной банке: хорошо видно, как сразу на дно упадет песок, затем крупная часть глины.
Все это полезно только для структуры почвы, но никак не влияет на ее питательность. А вот ил, муть, взвешенная в воде часть – среди нее много коллоидных или около коллоидных частиц разных глин и органики, она способна сорбировать ионы и образовывать сложные органо-минеральные комплексы.
К слову, песчаная, супесчаная почва тоже дает муть при размешивании в воде, в ней всегда есть доля глины, но ее там меньше, чем в любой суглинистой почве.
У нас принято не любить песок за его «пустоту» и не любить глины за их «тяжелость» – в обоих случаях это несправедливо. Если подойти с пониманием, то и с тем и с другим работа будет очень благодарной.
Таким образом, желательно, чтобы ваша почва содержала не менее 20–40 % глины, тогда в ней заключено потенциальное плодородие.
Почвы Средней полосы состоят из смеси разных глин, поэтому они химически богаты по составу. В них входят измельченные эрозией до глинистых частиц минералы: слюда, монтмориллонит, вермикулит, хлорит и др.
Для улучшения торфяника или сильно супесчаной поч вы подойдет глина либо верхнего плодородного слоя какой-либо суглинистой почвы, либо глубинная глина из строительного котлована, лишь бы она была экологически чистой (благодаря своему свойству сорбировать глины прочно впитывают различные загрязнения, поэтому лучше воздержаться от приобретения глинистого грунта неизвестного происхождения).
2. Надо вносить органические удобрения.
Если глина дает минеральный ил, то компост, навоз и пр. дают органический ил. Вместе это уже будет органо-минеральный комплекс. Да, коллоидная часть почвы – это не только минеральные коллоиды, но еще и гумус.
Причем гумус является очень активной частью коллоидов. Чем больше гумуса в почве, тем сильнее ее ППК. А гумус можно и нужно создавать, увеличивать его долю в почве, внося любую органику как удобрение.
Год за годом компост или вкопанная трава повышают долю гумуса, и это означает, что он не только сам по себе питает растения, но и является частью мощного ППК.
Отметьте, что при сопревании трава и листва распадаются до коллоидов: скоро влажный компост из травы начинает «мазаться», или пачкаться – это и есть драгоценная коллоидная часть.
А вы говорите, грязь…
Нет, это золото. Для сравнения. В черноземе удельная поверхность почвенных частиц вдвое больше, чем в дерново-подзолистой почве (в пахотном слое).
Говоря проще, в черноземе больше коллоидных частиц, так как в нем больше гумуса и еще он менее промыт дождями (в почвах Средней полосы из верхнего слоя вымыто много самого мелкого илистого материала на глубину).
Это означает, что чернозем не только уже питательнее, но и потенциально более готов к работе по его улучшению. В нем сильнее ППК. Отдача на черноземе от внесенных удобрений будет быстрее и заметнее.
А дерново-подзолистую почву придется долго выдводить на тот же уровень плодородия, но все-таки это можно сделать. А дальше на урожай уже будет влиять количества тепла и солнца и там и там, но урожайность все-таки окажется в пользу чернозема при равном плодородии из-за солнца.
3. Надо вносить кальцийсодержащие удобрения (улучшающие добавки).
Известняковая мука, известь-пушонка, доломитовая, фосфоритная, костная мука, мел, зола – это все, помимо устранения почвенной кислотности, обогащения ее элементами питания, еще и повышает плодородие почвы со стороны усиления ППК.
Кальций здорово создает те самые крупные «мягкие» конгломераты, которые способны удерживать питательные ионы от вымывания. Кальций – лучший структурообразователь почвы, он превращает ее в комки, делает рыхлой и воздухопроницаемой.
Вывод
Тот садовод, который кроме поверхностных знаний о «глине» имеет представление о почвенно-поглощающем комплексе ППК, вольнее себя чувствует с удобрениями. Если большинство растениеводов Средней полосы убеждено, что у них каждой весной все питательные вещества смываются в унитаз и нужно геройски снова насыщать ими «бедную землю» (либо плюнуть на это, ничего не вносить и горевать, сетовать на бесплодность своей «глины», своего «песка»), то грамотный садовод преспокойно повышает емкость своего ППК органикой и кальцием, а если надо, то и добавками глины. И на этом фоне безбоязненно вносит основную часть удобрений с осени, создавая у себя плодородие, сопоставимое с черноземным.
Мнение почвоведа
Просто знать о почвенно-поглощающем комплексе (ППК) недостаточно. Даже ученый, который в основном только сидит в лаборатории и знает свойства почвенных коллоидов в основном из учебников химии, плохо понимает его действие на разные удобрения, равно как и плохо понимает усиление ППК от нужных удобрений.
Он практически не осведомлен о том, насколько выходит из строя ППК от избыточного увлажнения при долгих дождях. Вообще комплекс ППК лучше всего проявляет себя на толстой суглинистой почве с толстым гумусовым слоем.
Такой, как мощная дерново-подзолистая или темно-серая лесная почва, не говоря уже о черноземе. Это когда у тебя не менее 30 см глубины темного цвета с емким ППК, органо-глинистым, который ты к тому же насытил известняком и перегноем.
Вот с такой почвой приятно работать, она все держит. Например, ты туалетное ведро вылил осенью – оно все было поймано, и потом у тебя на этом месте огромные кочаны народились или огромный подсолнечник.
Вот это ППК! Это тебе не лабораторные эксперименты с навеской почвы. Надо сказать в заключение и о том, что легче всего выводит из строя работу комплекса: это натрий.
Ион натрия забивает собой все «вакансии» в ППК, так что другие полезные для наших растений ионы остаются без крепления и вымываются талой водой.
Так, если вы взмутите глину в растворе поваренной соли, то весь ил забьется натрием и выйдет из строя, перестанет работать как накопитель удобрений.
Немного натрия, необходимого для питания растений, в почве полезно, немного натрия забирается из ППК корнями наших растений и земля очищается, но по факту выходит, что садовый участок получает его слишком много с моющими средствами, стиральным порошком и поваренной солью.
Почвы, насыщенные натрием, теряют структуру и «заплывают», превращаются в «пластилин». Второй по вредности вид соединений, которые разрушают ППК, это закисные соединения, образующиеся в почве при избыточном увлажнении, в условиях болота.
Если вы неумело распланировали свои посадки и где-нибудь на вашем участке имеются «блюдца», в которых скапливается вода после каждого дождя, то там может быть плохая почва.
Мы все ближе и ближе подходим к основам питания растений. Осталось немного: знать, чем наполнять ППК. Разных возможностей грамотно удобрить почву у нас много, и одна лучше другой, а самое же лучшее – это комбинировать удобрения. И при этом знать, когда что вносить, разумеется.
Источник
Почвенно-поглощающий комплекс (ППК)
Материальным носителем обменной способности почв является почвенный поглощающий комплекс (ППК) — совокупность минеральных, органических и органо-минеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способных к обменным реакциям.
Поглотительной способностью обладала коллоидные частицы (0,001—0,200 мкм) и в меньшей степени предколлоидная фракция (0,2—1,0 мкм). Основным механизмом обменной поглотительной способности почв является процесс сорбции. Природа и состав ППК связаны с типом почвообразования.
Строение почвенно-поглощающего комплекса (по Н.И. Горбунову, 1974): А — минеральная коллоидная частица; Б — органическая коллоидная частица
Общее количество поглощенных (обменных) катионов называется емкостью поглощения, или емкостью катионного обмена (ЕКО). Она зависит от содержания в почве илистой фракции, природы ППК и реакции среды.
Группировка почв по емкости катионного обмена
Емкость катионного обмена больше в почвах тяжелого гранулометрического состава, чем в легких. Органические коллоиды обладают более высокой ЕКО, чем минеральные. Минеральные коллоиды в почвах, содержащих монтмориллонит, характеризуются большим ЕКО, чем в почвах с преобладанием каолинита и гидрослюд.
В обменной форме находятся многие макро — и микроэлементы минерального питания растений. Наиболее важны для диагностики процессов почвообразования и плодородия почв обменные катионы почвенного поглощающего комплекса: Са 2+ , Mg 2+ , Na + , Н + , Аl 3+ .
Обменные катионы выполняют в почве следующие экологические функции:
Са 2+ — присутствует во всех почвах, но в разных количествах и соотношениях с другими катионами, оптимальное содержание — 80—90% ЕКО (чернозёмы), способствует оструктуриванию, гумусообразованию, кислотно-основной буферности, способен к ионе обменному поглощению корнями растений;
Мg 2+ — всегда сопровождает Са 2+ (типичное соотношение концентраций Са 2+ и Мg 2+ составляет 5:1, в этом случае действие Mg 2+ аналогично действию Са 2+ ), при увеличении доли в ППК вызывав повышение щелочности, присутствуя в ППК поддерживает солонцеватость почв и приводит в отдельных случаях к образовании особых почв — магниевых солонцов;
К + — играет важную роль в питании растений;
Аl 3+ — участвует в формировании потенциальной кислотности почв, играет важную роль в перераспределении веществ в почвенном профиле, способствует образованию труднодоступных фосфатов алюминия, при концентрации в растворе более 2 мг/л токсичен для растений, физиологически токсичен;
NH 4+ — единственная возможная аккумуляция доступного растениям азота, легко используется корневыми системами растений не накапливается в количествах, превышающих 3 % ЕКО;
Н + — источник почвенной кислотности, присутствует всегда бескарбонатных почвах, при pH от 6,5 до 7,2 присутствует в ПП в количествах менее 5 % ЕКО, при более высоком содержании начинают проявляться кислотные свойства почв, тем в большей степени, чем выше доля Н + в ППК, максимум кислотности достигается, когда доля водорода в ППК превышает 40—50 %, почва при этом становится кислой и сильнокислой (pH 3—5);
Na + — в количествах менее 3 % ЕКО является важным условием оптимального функционирования биоценозов, обеспечивает дисперсность коллоидов, подвижность гумусовых веществ и пополнение почвенных растворов биологически необходимыми компонентами, активный пептизатор коллоидов при концентрации в почвенном растворе ниже порога коагуляции — при этом коллоидный системы переходят в состояние золя, почва приобретает признаю солонцеватости, в растворах появляются щелочные соли, pH может достигать 9,5—10,0, образуются особые почвы — солонцы;
Fe 3+ — интенсивный коагулятор коллоидов, как и алюминий, во влажных тропических почвах, участвует в образовании труднорастворимых соединений, органо-минеральных комплексов, в реакциях окисления-восстановления, является причиной заохривания почв, ожелезненные почвы малопластичны, не набухают, склонны к образованию латеритов.
От состава обменных катионов зависят физические и химические свойства почвы. Обменный Na + вызывает пептизацию коллоидов, образование корки на поверхности почвы, ухудшение водной проницаемости почвы. Обменный Са 2+ способствует образованию водопрочных агрегатов, с ним связана нейтральная реакция почвы.
Большое содержание в ППК обменных Н + и Аl 3+ обусловливает кислую реакцию почвы. На физико-химической поглотительной способности почв основаны некоторые виды мелиорации: известкование кислых почв, гипсование солонцов.
Важной характеристикой ППК является степень насыщенности основаниями — суммарное количество обменных катионов Са 2+ и Мg 2+ , выраженное в процентах от емкости поглощения. По степени насыщенности основаниями определяют потребность почвы в известковании:
Потребность почвы в известковании
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Элемент ппк способствующий нейтральной реакции почвы это
Глава 6. ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ
Большинство процессов, протекающих в почве, связаны с перераспределением веществ между твердой, жидкой и газообразной фазами, составляющими почву. Главным процессом взаимодействия между фазами является сорбция – поглощение твердой фазой газов, паров и растворенных веществ из жидкой фазы. Способность почвы поглощать различные веществ была известна давно, но только в начале XX века К.К.Гедройц разработал учение о поглотительной способности почв. Поглотительные процессы в почве обусловлены преимущественно ее тонкодисперсной частью и особенно коллоидами.
§1. Почвенные коллоиды, происхождение, строение и классификация
К почвенным коллоидам относятся частицы диаметром + ). К ним относятся глинистые минералы, гумусовые кислоты, органо-минеральные коллоиды, кремниевая кислота. Ацитоиды обладают способностью к поглощению и обмену катионов.
2) базоиды – коллоиды, несущие положительный заряд (в потенциалопределяющем слое катионы) и имеющие в диффузном слое анионы (ОН – ). К ним относятся гидраты окисей железа и алюминия. Базоиды способны к обмену анионов.
3) амфолитоиды – коллоиды, имеющие переменный знак, зависящий от реакции среды: в кислой – «+» заряд, в щелочной – «–» заряд. К ним относятся белковые органические вещества.
Большая часть почвенных коллоидов имеет отрицательный заряд, и, следовательно, способность почвы к поглощению и обмену катионов значительно больше, чем к анионам. Поэтому, говоря о поглотительной способности почв, имеют в виду именно поглощение катионов.
Поскольку почвенные частицы имеют заряд, они способны притягивать дипольные молекулы воды из окружающего раствора, образуя гидратные пленки. Толщина этой пленки зависит от величины заряда и состава поглощенных катионов. В связи с этим различают гидрофильные коллоиды (кремнекислота, глинистые минералы, органические коллоиды и коллоиды, насыщенные К, Na, Li), удерживающие многослойные пленки воды, и гидрофобные – слабогидратированные коллоиды (гидрооксид железа, коллоиды, насыщенные двух- и трехвалентными катионами). Гидрофильные коллоиды имеют сродство к воде, способны сильно набухать и оставаться устойчивыми в коллоидном растворе. Гидрофобные набухают незначительно, сворачиваются и выпадают в осадок.
Почвенные коллоиды могут находиться в двух разных физических состояниях: 1) в состоянии коллоидного раствора, или золя; 2) в состоянии студенистого, аморфного или хлопьевидного осадка, или геля. Переход коллоидов из состояния золя в состояние геля называется коагуляцией, или слипанием (свертыванием) коллоидов. Причиной данного перехода является потеря гидратной оболочки и заряда в результате следующих процессов: замораживания, высушивания, действия электролитов, взаимной коагуляции и тиксотропии.
Коагуляция коллоидов происходит главным образом при их взаимодействии с электролитами (растворами солей, кислот и щелочей), которые в растворе распадаются на ионы с «+» или «–» зарядом. Коллоиды с «+» зарядом коагулируются анионами, с «–» зарядом – катионами. Коагулирующая способность катионов различна и зависит от их валентности и атомной массы. Одновалентные катионы коагулируют слабее двухвалентных, а двухвалентные – слабее трехвалентных.
По степени коагулирующей способности К.К.Гедройц расположил все катионы в следующем порядке:
Li + + + + 2 + + 2 + 2 + 3 + 3 +
Коагуляция может быть обратимой и необратимой, т.е. золь, перешедший в гель, снова может перейти в раствор либо его обратный переход затруднен или невозможен. Обратимая коагуляция вызывается одновалентными, необратимая – двух- и трехвалентными катионами. Под действием двух- и трехвалентных катионов почвенные частицы склеиваются в комочки, имеющие большую устойчивость и водопрочность, почва становится более структурной, улучшается ее физическое состояние.
Особым явлением представляется процесс тиксотропии коллоидов, чаще всего встречается в криогенных почвах и вызывает их плывунность. Коллоиды находятся в таких почвах в скоагулированном состоянии геля благодаря их своеобразной гексагональной ориентации. Гель не отделяется от дисперсной среды, а застудневает вместе с ней. Полученный гель может быть переведен в золь путем механического воздействия (встряхивания и др.), по прекращении которого с течением времени золь опять переходит в гель.
Пептизация – процесс, обратный коагуляции, когда коллоиды переходят из состояния геля в состояние золя. Пептизация коллоидов отрицательно воздействует на почвообразовательные процессы, поскольку обусловливает разрушение структуры и вымывание коллоидов из верхних горизонтов, что резко снижает их поглотительную способность, ухудшаются физические и химические свойства почвы.
§2. Виды поглотительной способности почв
Поглотительной способностью почв называют способность почвы поглощать твердые взвешенные частицы, целые молекулы веществ или их часть и удерживать их в себе. Носителем поглотительной способности почв является почвенный поглощающий комплекс (ППК) – вся совокупность почвенных компонентов, способных участвовать в процессах поглощения и обмена. Главную часть его составляют почвенные коллоиды.
К.К.Гедройц выделил пять видов поглотительной способности почв, каждый из которых играет определенную роль в почвообразовании и формировании свойств почвы: механическая, биологическая, химическая, физическая и физико-химическая, из которых две последние связаны с ППК.
Механическая поглотительная способность – способность почвы как всякого пористого тела задерживать взвешенные твердые частицы из фильтрующихся суспензий крупнее почвенных пор. Механическое поглощение напрямую зависит от гранулометрического состава и сложения почвы. Так, глинистые и суглинистые почвы способны поглощать даже тонкодисперсные частицы, а песчаные, имеющие крупнопористое сложение, взвешенные частицы поглощают значительно хуже. Механическая поглотительная способность возрастает с увеличением количества гумуса в почве. Благодаря ей, в почве удерживаются от выноса наиболее ценные с точки зрения плодородия элементы. Большое значение это имеет в областях с искусственным орошением или обильными осадками. Почва может также удерживать и частицы меньше диаметра пор благодаря наличию замкнутых и извилистых пор.
Биологическая поглотительная способность почвы обусловлена жизнедеятельностью растений и микроорганизмов почвы, которые поглощают из нее необходимые для жизни элементы и переводят их в органические соединения своего тела. В таком виде элементы питания не вымываются из почвы. Особенностью этого вида поглотительной способности является избирательность – растения и микроорганизмы поглощают необходимые им вещества строго в соответствии со своими потребностями. Благодаря этой избирательности почва систематически обогащается биологически ценными элементами, которые извлекаются из глубоких слоев, после отмирания живых организмов накапливаются в верхних горизонтах и используются следующими поколениями организмов. В естественных условиях почва чем старше, тем плодороднее. Однако избирательность может иметь и отрицательные последствия: при внесении удобрений в результате поглощения только некоторых ионов в почве возникают физиологическая кислотность и щелочность.
Особенно большое значение этот вид поглотительной способности имеет в отношении нитратов, так как они поглощаются и закрепляются только биологическим путем.
Химическая поглотительная способность – это способность почвы закреплять нерастворимые соединения, образующиеся в результате химических обменных реакций в почвенном растворе или при взаимодействии с твердой частью почвы. При взаимодействии с катионами кальция, алюминия, железа и других элементов растворимые в воде сульфаты, карбонаты, фосфаты образуют нерастворимые соединения. В таком виде вещества закрепляются и не вымываются из почвы:
Таким же образом могут закрепляться в почве и удобрения. Например, при внесении фосфатных удобрений (суперфосфат) в карбонатную почву он переходит в нерастворимый трифосфат кальция:
Физическая поглотительная способность – это способность почвы поглощать и удерживать в себе целые молекулы веществ на поверхности своих частиц. Она обусловлена силами молекулярного притяжения (из-за наличия свободной энергии у поверхностных молекул), за счет которых на поверхности коллоидных частиц адсорбируются вещества из раствора или газы, причем изменяется только концентрация веществ, но качественный состав не изменяется (поглощенное вещество не внедряется в твердую фазу почвы и не вступает в химическую реакцию, а накапливается на границе раздела фаз).
Способность адсорбции присуща всем телам природы. Чем сильнее степень раздробленности частиц, тем больше их общая поверхность, где сорбируются молекулы многих веществ.
Различают положительную и отрицательную адсорбцию. При нормальной (положительной) адсорбции к поверхности почвенных частиц притягиваются молекулы растворенного вещества, и концентрация раствора уменьшается. Таким путем поглощаются органические соединения, газы, щелочи, некоторые токсины. При отрицательной адсорбции на поверхности частиц закрепляются молекулы растворителя, и концентрация раствора увеличивается. Такому явлению подвержены неорганические кислоты и некоторые другие минеральные соединения. Так, нитраты почвой не поглощаются ни физическим, ни химическим путем, а только биологическим, поэтому вносить азотные удобрения необходимо только в период интенсивного роста растений, когда они наиболее нуждаются в азоте. Это предотвратит загрязнение водоемов нитратами.
Физико-химическая (обменная) поглотительная способность почв – это способность почвы поглощать из раствора различные катионы или анионы, отдавая в обмен эквивалентное количество ионов твердой фазы (из диффузного слоя мицеллы). Так как большинство почвенных коллоидов заряжены отрицательно, то и поглощаться будут из почвенного раствора в основном катионы, которые называются обменными. Эта поглотительная способность напрямую связана с ППК. В общем виде процесс обмена катионов можно представить следующим образом:
почва] Н + + КСl ↔почва] К + НСl.
К.К.Гедройц установил следующие законы обменной адсорбции:
● закон эквивалентности – процесс обмена катионов происходит в эквивалентных отношениях по законам химии;
● закон обратимости – реакция обмена катионов является обратимой, т.е. любой поглощенный катион при соответствующих условиях может снова перейти в раствор;
● закон концентрации – чем выше концентрация иона-вытеснителя в почвенном растворе, тем интенсивнее он будет поглощаться почвой и займет больший вес в составе поглощенных катионов (при постоянном объеме). В случае если концентрация раствора постоянна, количество катионов, вытесняемых из почвы в раствор, возрастает с увеличением объема последнего;
● закон скорости – реакции обменной адсорбции происходят быстро (равновесие устанавливается в течение нескольких минут);
● закон энергии – энергия адсорбционного поглощения почвой разных катионов неодинаковая и зависит от их валентности, а в пределах одной валентности – от атомной массы и ионного радиуса. Ряд энергии поглощения катионов в большинстве почв следующий (К.К.Гедройц):
Li + + + + 2 + + 2 + 2 + 3 + 3 + .
Поглощение анионов идет всегда в обмен на ОН-группы почвенных коллоидов и зависит от природы аниона, реакции среды и состава коллоидов. Обмен анионов происходит в том случае, если в почве есть «+» заряженные коллоиды (гидроксиды полуторных оксидов) или «+» заряженные участки отрицательных коллоидов (минералы группы каолинита, вещества белковой природы). Поэтому в тех почвах, где много базоидов (дерново-подзолистые, красноземы), при уменьшении рН почвы или увеличении в почве содержания Fe и Al обмен анионов возрастает. В почвах, имеющих нейтральную или щелочную реакцию, обмен анионов выражен очень слабо.
В почвенном растворе присутствуют две группы анионов, которые отличаются по характеру поглощения: 1) NO3 – , NO2 – , Cl – – в пределах возможных в почвах реакций не поглощаются почвой, так как легкорастворимы, закрепляются только биологическим путем; 2) SO4 2– , CO3 2– , PO4 3– – поглощаются химическим и физико-химическим путем. Особенно большое значение имеет поглощение фосфат-иона почвой, так как, с одной стороны, он становится недоступным для растений, с другой стороны, он извлекается из геологического круговорота и удерживается в почве. Поэтому фосфорные удобрения вносят в почву в гранулированном виде.
§3. Состав поглощенных катионов, емкость катионного обмена и степень насыщенности почв основаниями
Почвенный поглотительный комплекс всегда насыщен катионами, но их состав и количество неодинаковы в разных почвах. Важнейшей характеристикой ППК и почвы в целом является емкость катионного обмена (емкость поглощения) (ЕКО) – общее количество поглощенных катионов, находящихся в почве и способных к обмену. Выражается в мг·экв/100 г почвы и обозначается Т (Е), зависит от типа почвы, минералогического состава, гранулометрического состава, количества гумуса и реакции среды. Чем больше в почве глинистых минералов и гумуса, чем ближе к нейтральной реакция почвы, тем больше ЕКО. Песчаные малогумусные почвы имеют самую низкую емкость поглощения – 1 – 5, супесчаные – 7 – 8, суглинистые – 15 – 18, глинистые – 25 – 30 мг·экв/100 г. В гумусовых горизонтах ЕКО выше, чем в нижележащих горизонтах. В верхнем горизонте черноземов она достигает 50 – 60 мг·экв/100 г, так как здесь много гуминовых кислот, ЕКО которых в чистом виде – 350 – 400 мг·экв/100 г.
Емкость катионного обмена варьирует в широких пределах и ее величина в различных типах почв представлена в таблице 6.
Различные почвы существенно отличаются друг от друга по качественному составу поглощенных катионов, который обусловлен условиями почвообразования, водно-солевым режимом почв и хозяйственной деятельностью человека. В составе ППК находятся практически все катионы, необходимые для питания растений, но их доля от общего количества поглощенных катионов невелика – несколько процентов. Общее содержание всех обменных катионов, кроме Н + и Al 3+ , называют суммой обменных оснований (S). В зависимости от наличия поглощенного водорода и алюминия почвы подразделяют на насыщенные и ненасыщенные основаниями.
Емкость катионного обмена в различных типах почв
Источник