ПОЧВА лесники ответы / Vopros_49

ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ. ПОЧВЕННЫЙ РАСТВОР И ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

Газообразная и жидкая фазы почвы вследствие присущей им подвижности обладают наибольшей изменчивостью. Твердая фаза в целом значительно более инертна, главным образом вследствие того, что входящие в ее состав соединения большей частью нерастворимы в воде. Однако некоторая доля твердой фазы способна принимать участие во многих быстро протекающих процессах благодаря присущей ей большой удельной поверхности, которая, в свою очередь, зависит от размера частиц. Эту долю твердой фазы выделим из общей массы почвы под общим наименованием почвенного коллоидного комплекса. В этот комплекс по своим физико-химическим свойствам должны быть включены и микроорганизмы.

Почвенный коллоидный комплекс, почвенный раствор и почвенный воздух являются самыми изменчивыми компонентами почвы, которые, с одной стороны, оказывают наибольшее влияние на условия произ­растания растений, а с другой — в наибольшей степени сами испыты­вают влияние последних.

ПОЧВЕННЫЙ КОЛЛОИДНЫЙ КОМПЛЕКС

Поглотительная способность почв

Создание и развитие учения о почвенных коллоидах, составляю­щего один из важнейших разделов почвоведения, связано с именем выдающегося советского ученого акад. К. К. Гедройца. Он начал свои исследования с разработки вопроса о так называемой поглоти­тельной способности почв. Это явление, открытое еще в середине прош­лого века, заключается, по словам акад. Гедройца, в том, что почва обладает способностью «задерживать те или другие вещества, приходя­щие в соприкосновение с ее твердой фазой через циркулирующие в ней воды».

118

Акад. К. К. Гедройц (1872—1932)

К. К. Гедройц предложил различать несколько видов по­глотительной способности поч­вы: механическую, физическую, физико-химическую (обменную), химическую и биологическую.

Механической поглотитель­ной способностью Гедройц назы­вал свойство почвы задерживать в своих порах частицы, взму­ченные в фильтрующейся через почву воде, если эти частицы больше некоторой величины.

Физическая поглотительная способность почвы — ее свойство поглощать из раствора целые молекулы растворенных в поч­венной влаге электролитов, а также основные продукты гид­ролитического расщепления со­лей слабых кислот и сильных оснований. Физически могут по­глощаться и коллоиды вслед­ствие их коагуляции.

Физико-химическая, или об­менная, поглотительная способ­ность почв заключается в том, что почва «способна обменивать некоторую часть содержащихся в ее твердой фазе катионов на эквивалентное количество катионов, находящихся в соприкасаю­щемся с нею растворе ... Поглощаемый из раствора при этом катион или катионы, если в растворе их несколько, в том или другом количестве исчезают из раствора, а в раствор переходит из твердой фазы почвы эквивалентное количество другого или других катионов».

Химическая поглотительная способность почв, по Гедройцу, заключается в том, что те анионы растворенных солей, которые дают с катионами, находящимися в почвенном растворе, нерастворимые или мало растворимые соли, будут выпадать из раствора в виде соот­ветствующих солей. К этому добавим, что химическое поглощение может происходить и в тех случаях, когда анион, находящийся в Растворе, дает нерастворимое соединение с ионами, находящимися на поверхности твердых почвенных частиц. Например, в растворе находится ион фосфорной кислоты РОГ, он может поглотиться почвой ^в Результате образования нерастворимого фосфата железа или алюми­ния с теми ионами железа или- алюминия, которые входят в состав Поверхностного слоя почвенных частиц. Фосфатный ион при этом Скрепляется на поверхности частиц. Ионы калия и магния могут поглощаться необменно, внедряясь, по-видимому, в кристаллическую Решетку глинных минералов. Биологическая поглотительная способность почв связана с нали­чием в них микроорганизмов и корней живых растений. «Те и другие, — говорит Гедройц, — в процессах жизнедеятельности поглощают' из почвенного раствора различные вещества». К этому следует добавить, что корни растений, а может быть и микроорганизмы могут поглощать различные ионы не только из почвенного раствора, но и из твер­дой фазы почвы. Весьма важной отличительной чертой биологиче­ской поглотительной способности является ее избирательность. Микро­организмы и корни растений усваивают различные ионы не в тех соотношениях, в которых последние находятся в почвах, а в иных, определяемых биологическими особенностями организмов.

Природа коллоидных свойств

Дисперсность вызывает появление у тела, которому она присуща, новых важных свойств. Эти свойства выражены тем сильнее, чем выше дисперсность тела, т. е. чем мельче частицы, из которых оно состоит.

Особенно резко новые свойства начинают проявляться при диа­метре частиц, равном примерно 0,0002 мм, хотя резкого предела в этом отношении установить нельзя. Частицы, имеющие поперечник меньше 0,0002 мм, принято называть коллоидными, а присущие им особые свойства, обусловленные малым размером — коллоидными свойствами.

Коллоидные частицы содержатся и в почвах. Однако многие коллоидные свойства почвенных частиц начинают отчетливо прояв­ляться и при несколько большем их размере. Примерной границей, начиная с которой коллоидные свойства почвенных частиц оказы­ваются выраженными уже более или менее отчетливо, можно считать 0,001 мм. Иначе говоря, коллоидными свойствами обладает вся илистая фракция. Поэтому в дальнейшем, там, где не будет особых оговорок, мы, упоминая о коллоидных свойствах почвы, будем иметь в виду совокупность всех почвенных частиц, обладающих этими свойствами. Так как эти частицы бывают разного размера, разного происхождения и разного химического состава, то их принято объединять в одну группу под общим названием коллоидного комплекса почвы.

120

Органо-минеральные коллоиды изучены пока довольно мало. Среди них встречаются соединения гумусовых веществ, чаще фульво-кислот с глиноземом и окисью железа. Другие гумусовые вещества, например гуминовая кислота, дают соединения с частицами глинистых минералов, образуя оболочки на их поверхности.

Из сказанного следует, что большая часть почвенных коллоидов представлена минералами, имеющими кристаллическое строение.

Заканчивая раздел о почвенных коллоидах, укажем, что погло­тительная способность почвы имеет большое агрономическое и лесовод-ственное значение. Благодаря этой способности питательные вещества предохраняются от вымывания из почвы. Поглощенные ионы являются доступной формой пищи для растений и микроорганизмов. Поглоти­тельная способность регулирует концентрацию почвенного раствора.

Почвенные коллоиды способны противостоять быстрому изменению реакции раствора. Это явление будет рассмотрено ниже.

Коллоидный комплекс можно улучшать на пашнях, в лесных питомниках, древесных школах, плантациях и на семенных участках обогащением почвы органическим веществом, путем внесения органи­ческих и минеральных удобрений, сидерацией, глинованием песчаных почв, в лесах—созданием смешанных насаждений и проведением мер ухода за насаждением и почвой.

ПОЧВЕННЫЙ РАСТВОР

Важнейший источник влаги в почве — атмосферные осадки. Дождевая вода, поступающая на поверхность почвы, не является вполне чистой. Проходя через атмосферу, она растворяет находящиеся в ней газы и некоторые другие вещества. Помимо обычных газов, входящих в состав атмосферы, т. е. азота, кислорода, углекислоты и благородных газов, дождевая вода может содержать аммиак и окислы азота, образующиеся в атмосфере при грозовых разрядах. Вблизи крупных городов дождевая вода всегда содержит сернистую кислоту," образующуюся при сгорании каменного угля в топках и выбрасываемую:] в атмосферу вместе с дымом. Вблизи морских побережий и соленых! озер дождь часто содержит хлористый натрий, попадающий в воздух в виде пыли, сдуваемой ветром с гребней волн и с прибрежных скал и камней, где он осаждается при испарении соленой воды.