Поглощение анионов почвой.
Поглощение почвой анионов обусловлено радом факторов:
особенностями анионов, которые по способности к поглощению располагаются в ряд Cl ¯= NO3¯< SO22¯< PO43¯< OH¯;
составом почвенных коллоидов, при этом, чем больше в почве глинистых минералов и коллоидов с базоидными свойствами, тем больше анионов может быть поглощено;
электрическим потенциалом и реакцией среды, которая обуславливает изменение потенциала. При этом подкисление среды способствует поглощению анионов, подщелачивание ослабляет этот процесс.
В природе поглощение анионов проявляется в нескольких формах – механическое, химическое, физико-химическое и биологическое.
Механическое поглощение и последующее осаждение анионов происходит в результате механического захвата при коагуляции коллоидов.
Химическое осаждение имеет большое значение в поглощении фосфат-ионов, которые закрепляются в почвах в форме фосфатов Ca и Mg. В почвах с близкой к нейтральной реакцией среды образование труднорастворимых основных фосфатов кальция происходит в результате реакции обмена с катионами кальция, которые находятся в диффузном слое почвенных коллоидов. Данная реакция можно записать следующей схемой:
+
2CaHPO4
В кислых почвах поглощение фосфатов происходит в результате взаимодействия с ионами железа, алюминия и марганца. При этом химическое осаждение фосфатов происходит по следующим схемам:
Al(OH)3 + H3PO4 → Al PO4 + 3H2O
2AlPO4
Физико-химическое поглощение фосфатов происходит в природных условий, когда в адсорбции фосфатов принимают участие амфотерные почвенные коллоиды и глинистые минералы. Амфотерные коллоиды отличаются большой способностью к поглощению фосфатов в связи с наличием значительной поверхности по сравнению с кристаллическими формами гидроокислов железа и алюминия. Глинистые минералы поглощают фосфат-ионы благодаря наличию в кристаллической решетке гидроксил-ионов, способных к реакции обмена.
Биологическое поглощение анионов связано с жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов. Растения своей корневой системой извлекают из глубоких горизонтов почвы и подстилающей ее породы различные элемент и обогащают ими верхний слой почвы, откладывают их в виде живых и мертвых растительных остатков.
Микроорганизмы почвы (бактерии, грибы и др.) не только перехватывают растворимые элементы, которые являются питательной средой для растений при их передвижении в почве с верхних горизонтов в нижние, но и извлекают из горных пород фосфорную кислоту, калий, связывают азот и из этих материалов строят белок своего тела, аккумулируя эти элементы в верхних слоях почвы.
Закрепление растениями и микроорганизмами элементов питания и защита их от вымывания и потери является сущностью биологического поглощения.
Размеры поглощения анионов зависят от состава коллоидов, их строения и степени дисперсности, при этом главная роль в поглощении фосфат-ионов принадлежит глинистым минералам. На поглощение анионов почвенными коллоидами большое влияние оказывает также изменение реакции среды.
Для анионов, как и для катионов, можно вычислить емкость поглощения. Емкость поглощения анионов – это суммарное количество способных к обмену поглощенных анионов. Выражается в миллиэквивалентах на 100 г почвы. Выраженное в процентах отношение количества содержащихся в почве обменных анионов к емкости поглощения анионов показывает степень насыщенности почвы анионами и рассчитывается по формуле:
