9.3. Ємкість вбирання та її значення

Загальну кількість всіх катіонів, увібраних грунто- вими колоїдами, називають ємкістю вбирання, або ємкістю катіон- ного обміну (ЄКО). Це поняття ввів К. К. Гедройц. Цю величину виражають у міліграм-еквівалентах на 100 г грунту, вона зале- жить від механічного складу грунту, мінералогічного складу тон- кодисперсної частини і вмісту гумусних речовин.

Грунти з високим вмістом тонкодисперсних часток (глинисті), природно, мають більшу ємкість вбирання порівняно з піщаними, які мають низьку питому поверхню.

Серед глинистих мінералів найбільшу ємкість вбирання ма- ють мінерали групи монтморилоніту, найменшу — мінерали групи каолініту. Гідрослюди займають проміжне положення (табл. 8).

Таким чином, найбільшу ємкість вбирання мають глинисті грун-

Таблиця 8. Ємкість вбирання мінеральних і органічних колоїдів грунту

Глинисті мінерали і гумусні сполуки

Ємкість вбирання, мг-екв/100 г грунту

Глинисті мінерали групи каолініту (за М. І. Горбуно- вим, 1963) Глинисті мінерали групи монтморилоніту (за Шахтна- белем, 1952) Гідрослюди (за М. І. Горбуновим, 1963) Гумінові кислоти і їхні солі (за М. М. Кононовою, 1963): — підзолистих грунтів — чорноземних грунтів

3—20 60—150 20—50 350 400—500

ти, у складі яких багато тонкодисперсних часток монтморилонітів і гумусних речовин. Прикладом таких грунтів є чорноземи, які сформувалися на лесах і лесовидних суглинках в умовах помірно- континентального клімату.

Ємкість вбирання, поряд з іншими факторами, зумовлює рівень родючості грунту. Чим вища ємкість вбирання, тип вища родю- чість грунту. Це пояснюється тим, що увібрані катіони доступні для живлення рослин. У процесі мінерального живлення відбува- ється обмін протонів водню (Н⁺), які виділяють кореневі волоски у складі органічних кислот, на катіони дифузного шару колоїдної міцели (див. рис. 4). Отже, чим більше грунт (ГВК) увібрав катіо- нів, тим більше в ньому поживних речовин. З табл. 9 видно, що най- більшу ємкість вбирання мають високородючі типи грунтів — чор- ноземи, сірі лісові і каштанові.

Важливе значення у формуванні фізичних властивостей і родю- чості грунтів має склад увібраних катіонів (табл. 9).

Наявність в грунтах великої кількості двовалентних катіонів Са²⁺ і Mg²⁺ зумовлює коагуляцію грунтових колоїдів, яка лежить в основі формування структурних агрегатів. Структурні грунти, як відомо, мають оптимальні повітряний, водний і поживний режими. Колоїди, насичені одновалентними катіонами Na⁺, К⁺, протона- ми водню (Н⁺), у грунті перебувають у стані золю. Ці елементи

Таблиця 9. Склад увібраних катіонів та ємкість вбирання основних типів грунтів

Тип грунту

Характерні увібрані катіони

Ємкість вбирання, мг-екв на 100 г грунту

Дерново-підзолисті Сірі лісові Чорноземи Каштанові Сіро-бурі Червоноземи

Са, H>Mg Ca>Mg>H Ca>Mg Ca>Mg>Na Ca>Mg, Na, К H>Mg>Ca

10—30 20—40 40—60 15—30 10—20 10—18

спричинюють процес пептизації. Внаслідок заміни їх на дво- і три- валентні відбувається коагуляція. При вапнуванні (внесення СаСО₃) і гіпсуванні (внесення CaS0₄) грунтів Са²⁺ витісняє з ГВК увібрані Н⁺, K⁺, Na⁺ і зумовлює перехід золю в гель. В ре- зультаті, крім нейтралізації кислої або лужної реакції, поліпшу- ється структурний стан грунту, підвищується його родючість. Цей приклад показує, що склад увібраних катіонів можна регулювати за допомогою засобів хімізації у напрямі підвищення родючості грунтів.

Загальну кількість всіх обмінних катіонів, крім Н⁺ і Аl³⁺, на- зивають сумою обмінних катіонів. Залежно від наявності у складі ГВК іонів водню і алюмінію грунти поділяють на насичені (Í⁺ і А1³⁺ не містять) і ненасичені основами. Ступінь насиченості ГВК основами виражають у % (від 0 до 100). Чим вищий ступінь наси- ченості грунту основами, тим вища його родючість. Насиченими на території України є чорноземні і каштанові грунти, ненасичени- ми — дерново-підзолисті і сірі лісові.