35. Ппк. Закономерности поглощения катионов и анионов.

Почвенным поглощающим комплексом (ППК), по К. К. Гедройцу, называется вся сумма органических и минеральных коллоидов почвы вместе с поглощенными ими ионами. Из минеральных почвенных отрицательно заряженных коллоидов в ППК входят группа глинистыхминералов (монтмориллонит, бейделлит, каолинит, галлуазит и др.), гидроксиды кремния, марганца. Гидроксиды железа и алюминия относятся к амфолитоидам: в кислой среде они заряжены положительно, а в щелочной — отрицательно.

Органические почвенные коллоиды представлены гумусовыми веществами. Они имеют отрицательный заряд. Кроме того, в ППК входят бактериальные клетки, а также различные комплексные органо-минеральные соединения коллоидной природы.

ППК в различных почвах зависит от их гранулометрического и минералогического составов, от содержания гумуса, то есть от общего содержания коллоидов.

Емкость катионного обмена (емкость поглощения по К. К. Гедройцу) — это максимальное количество обменных катионов, которое может удержать почва в обменно-поглощенном состоянии, выраженное в мг · экв/100 г почвы. Песчаные почвы имеют самую низкую емкость катионного обмена — 1...5 мг • экв/100 г почвы, супесчаные — 7...8, суглинистые — до 15...18, глинистые — 25...30 мг· экв/100 г почвы и выше.

Емкость катионного обмена в гумусовых горизонтах, как правило, выше, чем в материнской породе. Так, в верхнем горизонте чернозема она достигает 50...60 мг • экв/100 г почвы.

В состав поглощенных катионов входят катионы кальция, магния, водорода, калия, натрия, аммония, железа и алюминия. Энергия поглощения катионов зависит от валентности. Сильнее поглощаются двухвалентные катионы (Са²⁺, Mg²⁺), слабее — одновалентные (Na⁺, NH₄, К⁺). Ион водорода составляет исключение, его энергия поглощения во много раз превосходит энергию поглощения даже двухвалентных катионов. Поглощение катионов почвой сильно зависит от их концентрации в почвенном растворе. Катионы с большей концентрацией в растворе сильнее вытесняют из ППК другие катионы.

Степень поглощения анионов почвой зависит от природы аниона, состава коллоидов и реакции среды. При химическом поглощении анионы фосфорной кислоты взаимодействуют с кальцием, алюминием и железом. Образующиеся нерастворимые фосфаты кальция, алюминия и железа накапливаются в почве в виде осадков. Физико-химическое поглощение анионапроисходит при взаимодействии его с диффузным слоем полуторных оксидов и потенциалопределяющим слоем отрицательно заряженных коллоидов. При этом повышается емкость обмена и усиливается поглощение катионов. В кислой среде активность полуторных оксидов повышается, поэтому усиливается поглощение аниона фосфорной кислоты.

Поглощение фосфат-иона почвами имеет отрицательное и положительное значения. С одной стороны, анион поглощенный обменным путем, со временем теряет активность к обмену, а образовавшиеся при химическом поглощении труднорастворимые осадки также малодоступны для растений. С другой стороны, фосфатный ион при всех видах поглощения извлекается из большого геологического круговорота и удерживается в почве. Для более эффективного использования фосфорных удобрений их вносят в почву в гранулированном виде, в результате чего анион фосфорной кислоты может потребляться корнями растений более длительный период. Порошковые формы фосфорных удобрений быстро переходят в недоступные для растений соединения.

35. Физическая и физико-химическая поглотительная способности почв, их значение в плодородии и использовании удобрений.

Физическое поглощение, или молекулярная адсорбция – это изменение концентрации молекул различных веществ у поверхности почвенных частичек. Связана с деятельностью сил поверхностного натяжения на поверхности коллоидной частички и слабо удерживает химические элементы или соединения. Обусловлена их свободной поверхностной энергией – последняя возрастает с увеличением площади общей поверхности мелких частичек то есть, чем они мельче, тем большая удельная поверхность и энергия поглощения вещества. Путем физического поглощения в почве могут накапливаться napы воды, газы – аммиак, кислород, углекислый газ и др. Почвеннымичастичками также могут адсорбироваться молекулы твердых веществ, находящихся в состоянии молекулярных растворов. Например, при прохождении сквозь почву навозной жижи, из нее поглощаются молекулы органических соединений в результате их притяжения поверхностью мелких частичек. Физико-химическое поглощение, или обменная адсорбция, связана со способностью почвенных коллоидов обменивать катионы диффузного слоя на катионы почвенного раствора. Сочетает в себе физическую и химическую сорбцию (связь) с коллоидами.  Совокупность нерастворимых в воде мелкодисперсных компонентов почвы, способных к процессам поглощения, обмену ионов, называютпочвенным поглощающим комплексом (ППК). Основную часть ППК составляют коллоиды.

Плодородие почв, эффективность применения удобрений во многом зависит от способности их поглощать твердые, жидкие и газообразные вещества.

Физическая поглотительная способность считается положительной, когда молекулы растворенного вещества притягиваются частицами почвы сильнее, чем молекулы воды, и отрицательной, если сильнее притягиваются молекулы воды. Положительное физическое поглощение аммиака почвой происходит при внесении безводного аммиака и аммиачной воды, отрицательное — нитратов (натриевой и кальциевых селитр и др.), хлоридов (хлористого калия и др.). Это обусловливает их высокую подвижность и передвижение с почвенной влагой. В связи с этим нитратные минеральные удобрения следует вносить незадолго до посева или использовать для подкормки, а содержащие много хлора для культур, чувствительных к хлору (картофель, лен, гречиха и др.), — с осени, чтобы к посеву произошло хотя бы частичное вымываение хлора. Обменная или физико-химическая поглотительная способность — это способность мелкодисперсных коллоидных частиц почвы (от 0,2 до 0,001 мкм), несущих главным образом отрицательный заряд, поглощать различные катионы из раствора.