26.Поглотительная способность почв. Роль к.К. Гедройца в развитии учения о поглотительной способности.

Накопление в почве элементов питания растений связано с поглотительной способностью почв. Академик К. К. Гедройц предложил под поглотительной способностью почвы понимать способность ее поглощать жидкости, газы, солевые растворы и удерживать твердые частички, а также живые микроорганизмы. Поглотительные процессы впочве обусловлены преимущественно тонкодисперсной частью почвы и особенно коллоидами. Содержаниеколлоидов в почве редко превышает 30 % почвенной массы, но влияние их на свойства почвы и уровеньплодородия исключительно велико. Поглотительная способность почв - это свойство почвы поглощать и удерживать твердые, жидкие и газообразные вещества.

Гедройц выделил 5 видов поглотительной способности почвы.

Механическая. Способность почвы как пористого тела механически удерживать твердые вещества из фильтрата через почву суспензий и коллоидных растворов. Задерживаются в почве частицы, размер которых больше диаметра пор почвы. Зависит от гранулометрического состава. Мех. поглотительная способность предотвращает от вымывания из почвы илистых и коллоидных частиц. Из пахотного слоя не вымывается плохо растворяющиеся в воде минеральные удобрения.

Физическая. Способность почвы удерживать на поверхности твердых частиц вещества за счет адсорбционных сил, которыми обладают частицы (она зависит от наличия этих частичек). Путем этой поглотительной способности в почве могут накапливаться H2O, газы и т.д. Значение невелико, т.к. количество Н2О и других веществ, поглощенной почвой, невелико. 

Химическая. Способность почвы накапливать труднорастворимые в воде соединения, образующиеся в результате химических реакций, протекающих в почвенном растворе и на границе твердой фазы. Играет большую роль в накоплении и закреплении в почве фосфора, кальция, железа и алюминия. Благодаря химическому поглощению накапливаются в почве фосфаты.

Биологическая. Способность почвы накапливать в результате деятельности растений и микроорганизмов элементов зольного питания и N. Биологическое поглощение избирательно, - растения и микроорганизмы усваивают элементы питания не пропорционально содержанию их в почве, а исходя из физиологической потребности. Большая роль в накоплении нитратов.

Обменная. Способность почвенных коллоидов обменивать катионы диффузного слоя на катионы почвенного раствора. Обмен катионов происходит по схеме: [почва] 2Ca + 4KCl = [почва]4K + 2CaCl2

Обменная поглотительная способность почв оказывает большое влияние на их питательный режим. Благодаря ей в почве удерживается от вымывания значительное количество катионов, вносимых в виде минеральных удобрений или освобождающихся из органических остатков и органических удобрений при разложении. Состав обменных катионов влияет на реакцию среды, структуру, деятельность микроорганизмов и в значительной степени влияет на ее водно-воздушный и питательный режимы.

27.Физическая и биологическая поглотительная способность.

Физическая поглотительная способность — это положительная или отрицательная адсорбция частицами почвы целых молекул растворенных веществ. Положительная физическая адсорбция почвой растворимых минеральных солей неизвестна. Отрицательная абсорбация наблюдается при взаимодействии почвы с растворами хлоридов и нитратов, что обусловливает высокую подвижность их в почве и возможность вымывания из ее верхнего слоя при повышенной влажности. Это имеет положительное значение для Сl^- иона (избыток которого вреден для некоторых растений), но для нитратов оно нежелательно.

Физическая поглотительная способность (аполярная адсорбция) означает изменение (увеличение или уменьшение) концентрации молекул растворенного вещества в пограничном слое раствора, окружающем почвенные коллоиды. Она зависит от количества коллоидов почвы (то есть от механического состава и гумусированности последней), а также от их качества (первичные и глинистые минералы, органические коллоиды). Аполярная адсорбция обусловливается свободной поверхностной энергией почвенных частиц. Почва и находящийся в ней раствор представляют собой дисперсную систему, в которой твердые частицы являются дисперсной фазой, а раствор — дисперсионной средой. На границе соприкосновения почвенных частиц с дисперсионной средой проявляется свободная поверхностная энергия, измеряемая произведением поверхностного натяжения раствора на суммарную величину поверхности частиц. Чем выше степень дисперсности почвенных частиц, тем больше величина их поверхностной энергии. По мере измельчения частиц резко возрастает их общая и удельная поверхность. Например, при раздроблении куба с длиной ребра 1 см до величины 0,1 ц суммарная поверхность возрастает от 6 см2 до 60 м2. В слое почвы мощностью 20 см

при содержании 10% коллоидных частиц суммарная поверхность почвенных частиц на площади 1 га составит 70 тыс. га. При такой большой поверхности величина поверхностной энергии будет значительной. По физическим законам всякая дисперсная система стремится уменьшить свою поверхностную энергию. Это возможно лишь за счет укрупнения дисперсной фазы или уменьшения поверхностного натяжения. По отношению к воде, имеющей при 0° поверхностное натяжение 75,2 дин/см,. растворенные вещества делятся на понижающие поверхностное натяжение и повышающие его. К последним относятся неорганические кислоты, основания, соли, а также органические соединения с большим количеством гидроксилов (например, сахара). Понижают поверхностное натяжение органические кислоты, спирты, алкалоиды и некоторые другие соединения. Вследствие стремления дисперсной системы к уменьшению поверхностной энергии происходит концентрация раствора органических кислот, спиртов, алкалоидов и др. на границе раздела дисперсной фазы и дисперсионной среды, то есть проявляется положительная адсорбция названных соединений. Особенностью физической адсорбции является поглощение почвой целых молекул. Вещества, повышающие поверхностное натяжение, вызывают отрицательную адсорбцию: на границе раздела дисперсионной фазы и среды проявляется более низкая концентрация по сравнению с остальным объемом раствора. К веществам, повышающим поверхностное натяжение, относятся хлориды и нитраты. Вследствие отрицательной физической адсорбции нитраты и хлориды легко выносятся из почвы с водой, передвигающейся по профилю. Вымывание хлоридов из почвенной толщи имеет положительное значение, так как избыток хлор-иона вреден для растений. Отрицательная адсорбция нитратов может вызвать нежелательное в агрономическом отношении явление — вынос за пределы корнеобитаемого слоя этих ценных питательных веществ.

Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов, которые избирательно поглощают из почвы необходимые элементы минерального питания, переводят их в органическую форму и предохраняют тем самым от выщелачивания. После отмирания корней, растительных остатков и тел микроорганизмов происходят их разложение и постепенная гумификация. Минерализация и последующее использование растениями ранее закрепленного в почве в органической форме азота, фосфора и серы протекают довольно медленными темпами. Интенсивность биологического поглощения зависит от аэрации, влажности и других свойств почвы, от количества и состава органического вещества, служащего источником пищи и энергетического материала для преобладающих в почве гетеротрофных микроорганизмов. Внесение в почву значительного количества бедного азотом органического вещества (соломы или соломистого навоза) вызывает быстрое размножение микроорганизмов, сопровождающееся интенсивным биологическим, закреплением минеральных форм азота, что приводит к ухудшению азотного питания растений и снижению урожая. В то же время биологическое поглощение способствует закреплению нитратного азота, который никаким другим путем в почве не удерживается и может вымываться, особенно на легких почвах в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия.