Поглотительная способность и ее роль в генезисе и плодородии почв

Связь сорбционных процессов с генезисом почв весьма разнообразна. Почвенный поглощающий комплекс, его состав, свойства и характерные особенности частично наследуются от породы в зависимости от минералогического и механического состава последней, но в основном формируется в процессе почвообразования. Поверхности почвенных коллоидов характеризуются наличием специфических гумусовых и минерально-гумусовых соединений, являющихся продуктами почвообразования. Сорбционное закрепление гумуса играет роль не только в формировании специфических поверхностей почвенных частиц, но и в стабилизации самого гумуса, а также в образовании дифференцированного гумусового профиля различных почв.

Процессы поглощения играют существенную роль в дифференциации всех веществ по почвенному профилю. На это указывал один из основоположников учения о сорбционных процессах в почвах Е.Н. Гапон, который считал, что в профильной дифференциации вещества значительная роль принадлежит сорбционно-хроматографическим процессам разделения гумуса, ионов, органо-минеральных веществ. Различные механизмы сорбции играют значительную, до конца еще не выясненную роль в образовании иллювиальных горизонтов почв, с промывным режимом.

Сорбции принадлежит огромная роль в формировании свойств почвенных коллоидов, а также физических и физико-механических свойств почвы. Известно, что в результате сорбции органических веществ изменяется гидрофильность почвенных коллоидов. Изменение состава обменных катионов приводит к возрастанию пептизируемости коллоидов при увеличении в составе почвенного поглощающего комплекса доли ионов щелочных металлов или, наоборот, к их коагуляции при увеличении в составе почвенного поглощающего комплекса доли двух- и трехвалентных катионов. Состояние и свойства почвенных коллоидов, в свою очередь, влияют на агрегатообразование, порозность, плотность почвы, а также ее физико-механические свойства, такие как липкость, пластичность и др.

Сорбционные процессы играют важную роль в закреплении элементов минерального питания в корнеобитаемом слое почвы. Благодаря сорбции эти элементы активно не вымываются из почвенных горизонтов, а, наоборот, аккумулируются в них и используются растениями.

Таким образом, поглотительные процессы, оказывая влияние на аккумуляцию биофильных элементов и гумуса в почве, на формирование ее химических, физико-химических, физических и физико-механических свойств, играют исключительно важную роль в плодородии почвы.

В условиях интенсивного сельскохозяйственного использования почв роль сорбционных процессов и их регулирование возрастает, поскольку именно сорбционные процессы во многом определяют характер взаимодействия удобрений, химических мелиорантов, пестицидов с почвой и эффективность использования средств химизации в земледелии.

Плодородные почвы должны характеризоваться некоторыми средними значениями показателей, определяющих их сорбционные свойства. Почвы со слабо выраженными сорбционными свойствами будут без пользы терять значительную часть минеральных удобрений, пестицидов и других веществ, что может привести к загрязнению грунтовых вод, снижать эффективность средств химизации. Для увеличения поглотительной способности почв со слабо выраженными сорбционными свойствами применяют такие приемы, как глинование, обогащение почв органическим веществом путем применения органических удобрений, увеличения доли многолетних трав в севооборотах, использования сидератов[5].

Почвы с сильно выраженными сорбционными свойствами также характеризуются неблагоприятными условиями взаимодействия со средствами химизации. Благодаря полному и прочному закреплению снижается эффективность их действия. Снижения сорбционного закрепления веществ почвой можно достичь внесением больших количеств несорбирующего материала.

Важное значение для плодородия почв имеет состав обменных оснований, который определяет кислотность и щелочность почвы. В зависимости от pH почвенного раствора, водной или солевой вытяжки различают следующие уровни проявления кислотности или щелочности почв: сильнокислые (pH 4,5 – болотные, подзолистые, тропические), кислые (pH 4,6-5,0 – дерново-подзолистые, красноземы, тропические), слабокислые (pH 4,6-5,5 – дерново-подзолистые, подзолистые, красноземы, тропические), близкие к нейтральной (pH 5,6-6,0 – окультуренные дерново-подзолистые и красноземы, серые лесные), нейтральная (pH 6,1-7,1 – серые лесные, черноземы), слабощелочные (pH 7,2-7,5 – южные черноземы, каштановые, сероземы с признаками солонцеватости), щелочные (pH 7,6-8,5 – солонцы, солончаки), сильнощелочные (pH более 8,5 – содовые солонцы, солончаки).

Чтобы изменить состав обменных катионов, для устранения избыточной кислотности или щелочности почв, улучшения физического состояния почвы проводят химические мелиорации – известкование кислых почв и гипсование, а также кислование щелочных почв[6].

Дозу извести рассчитывают по гидролитической кислотности, т.е вносимая доза должна полностью нейтрализовать поглощенные водород и алюминий почвы.

При оценке дозы химического мелиоранта для щелочных засоленных почв используют различные подходы. Один из них предполагает, что доза мелиоранта должна обеспечивать замену поглощенного Na⁺ на Ca²⁺ и нейтрализацию избыточной щелочности[6]. Образующиеся растворимые соли натрия удаляют путем промывки почв.

Опыт химической мелиорации кислых и щелочных почв свидетельствует о высокой агрономической эффективности этих приемов.