23. Физико-химическая поглотительная способность почвы. Необменное поглощение катионов.

Физико-химическая ПСП (обменная)

Это способность коллоидных частиц поглощать ионы почвенного раствора в обмен на другие ионы, ранее находившиеся в поглощенном состоянии.

ППК – совокупность минеральных, органических и органоминеральных коллоидов. Минеральные коллоиды – глинистые минералы. Органические – гумусовые вещества. Органоминеральные – образуются при взаимодействии двух первых групп.

В ППК преобладают отрицательно заряженные коллоиды (ацедоиды), поэтому в большей степени выражено поглощение положительных ионов. Однако Al(OH)3 и Fe(OH)3 имеет положительный заряд (базоиды). В почве находятся и амфотерные коллоиды – амфоликоиды. Al(OH)3=H3AlO3.

Все обменно поглощенные ионы хорошо доступны для растений. Пример: реакция физико-химического поглощения:

Са 2К

ППК Са + 6KCl  ППК 2К + 2СaCl2+MgCl2

Mg 2К

Закономерности:

1. Реакции протекают в эквивалентных соотношениях и обратимы, при этом образуется подвижное равновесие между почвой и раствором. Изменение состава раствора при внесении удобрений, увлажнении и высыхании почвы, потребления и выделения веществ живыми организмами нарушает это равновесие и вызывает новые обменные реакции.

2. Количество катионов вытесненных из почвы при постоянной концентрации возрастает с увеличением V, а при постоянном V с повышением его концентрации.

3. Реакция обмена катионов протекает с большой скоростью, равновесие устанавливается в течение нескольких минут.

4. Чем больше атомная масса и заряд катиона, тем больше его энергия поглощения, т.е. чем сильнее поглощение, тем труднее вытесняется из ППК. Исключением является катион Н, энергия поглощения выше Са в 4 раза, а Nа в 17 раз.

В рамках физико-химической ПСП отмечается необменное поглощение катионов в межпакетных пространствах трехслойных глинистых минералов. Поглощаться таким образом могут многие катионы, но в наибольшей степени необменно сорбируются К и NH4.

Механизм: кристаллическая решетка трехслойных минералов при увлажнении расширяется, катионы проникают в межпакетное пространство, после подсыхания расстояние уменьшается и катионы оказываются закрытыми в гексогональных пустотах. Необменно поглощенный NH4 и К не участвуют в питании растений, поэтому вносить удобрения нужно в более глубокие слои почвы характеризующиеся постоянным режимом влажности. Попеременное увлажнение и высушивание усиливает необменное поглощение.

24. Ёмкость катионного обмена почв и состав поглощённых катионов.

Общее количество катионов которое почва способна удерживать в обменном состоянии называется емкостью поглощения или Еко, выражается в м-экв/100 г почвы. Еко – относительно стабильная величина для каждой конкретной почвы, зависящая от содержания в твердой фазе мелкодисперсных частиц. Еко закономерно возрастает с увеличением содержания в почве гумуса и утяжелением ГС. Соотношение глинистых минералов каолинитовой и монтмориллонитовой группы, поглотительная способность которых резко отличается. Например монтмориллонит обладает высокой емкостью поглощения 60-150 м-экв/100г, каолинит – небольшой 3-15 м-экв/100г.Относительно высокой емкостью поглощения характеризуются гумусовые вещества 300-350 м-экв/100г, поэтому не смотря на относительно не высокий вес органического вещества в твердой фазе 0,5-12% с увеличением содержания гумуса Еко резко возрастает. Еко зависит и от реакции почвы. С увеличение рН повышается отрицательный заряд амфолитоидов и следовательно поглотительная способность по отношению к катионам. Еко имеет большое значение для питания растений и применения удобрений. Чем выше значение Еко тем больше катионов, в т.ч. элементов питания, может удерживаться в почве. Емкость поглощения следуют учитывать и при выборе доз, сроков и способов внесения удобрений. Внесение высоких доз водно-растворимых удобрений на легких почвах приводит к их вымыванию. Тяжелые почвы характеризуются высокой Еко, поэтому удобрения из них практически не вымываются и хорошо сохраняются в течение длительного времени.