Емкость поглощения исостав поглощенных катионов различных типов почв. Степень насыщенности почв основаниями, вычисление использования этого показателя.

Максимальное содержание обменно-поглошенных катионов в почве называют емкостью катионного обмена (ЕКО) или емкостью поглощения; она выражается в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. ЕКО возрастает с увеличением в почве органического веще­ства, дисперсности гранулометрического состава от песчаных, су­песчаных к суглинистым и глинистым (особенно с увеличением доли коллоидной и предколлоидной фракций) и с возрастанием минералов монтмориллонитовой группы. ЕКО органического вещества твердой фазы почвы в 10—30 раз выше минеральной части этой фазы, и при содержании гумуса 5—6% на его долю приходится более 50% общей емкости катионного обмена. ЕКО разных почв сильно колеблется — от 5—10мгэкв/100г в легких дерново-подзолистых разностях до 20—70мгэкв/100 г и черноземах. Мри подкислении почвы и увеличении содержания амфотерных колло­идов (амфолитоидов) в ней ЕКО снижается.

Разные почвы наряду с ЕКО различаются и по составу поглощенных катионов. Все почвы в обменно-поглощенном состоянии содержат кальций и магний, причем в выщелоченных, обыкновенных и мощных черноземах доля этих катионов достигает 80— 90 %, и небольшое количество катионов водорода и алюминия. В южных черноземах, каштановых почвах и сероземах в ЕКО преобладают кальций и магний, имеется немного натрия и нет водоро­да. В солонцах и солончаках в обменно-поглошенном состоянии наряду с кальцием и магнием много натрия. В красноземах, жел­тоземах, подзолистых и дерново-подзолистых почвах в составе по мощенных катионов наряду с кальцием и магнием много или очень много (до 50 % ЕКО и более) алюминия, водорода и железа. Катионы калия и аммония в небольших количествах в обменно-поглощенном состоянии встречаются во всех почвах. Следует подчеркнуть, что в почве имеются практически все необходимые рас­тениям катионы, но содержание их очень мало.

ЕКО и состав поглощенных катионов играют огромную, если не решающую, роль в питании растений и превращении удобре­ний, определяют реакцию и буферные свойства твердой и жидкой фаз ее, а также катионо-анионный состав и концентрацию почвенного раствора и, следовательно, обусловливают выбор вида,дозы, формы, срока и способа внесения удобрений и мелиорантов при возделываемых культур на каждой конкретной почве. Чем выше ЕКО почвы, тем экономически выгоднее и экологически безопаснее разовое (запасное, периодическое) внесение больших доз удобрений и мелиорантов под культуры. Чем ниже ЕКО, тем острее необходимость дробного внесения небольших доз удобре­нии и мелиорантов под те же культуры.

Состав и количество поглощенных катионов влияют на дис­персность ППК и,следовательно, на свойства почвы, питание раст-й и трансформацию удобрений и мелиорантов. Катионы осаждают (коагулируют) отрицательно заряженные коллоиды по­чвы, причем с увеличением валентности и атомной массы более niepi ично в следующей последовательности:

Li⁺ <NH| <Na⁺<K⁺ «Mg²⁺ <Ca²⁺ <H⁺<<A1³⁺ <Fe³⁺.

При подкислении почвы коагулирующее действие катионов усиливается, при подщелачивании — ослабевает, а одновалентные катионы в щелочной среде не вызывают коагуляции коллоидов..

Преобладающий в составе поглощенных катион кальция при взаимодействии с удобрениями переходит в раствор, осаждает в нем органические и минеральные коллоиды, т.е. накапливает и сохраняет их в твердой фазе, что способствует увеличению ЕКО.

Содержание в ППК одновалентных щелочных катионов калия,и особенно натрия, более 3—5 % ЕКО и увеличение количества их сильно диспергируют коллоидную и предколлоидную фракции, резко ухудшают свойства щелочных почв и, следовательно, пита­ние растений. При взаимодействии с удобрениями, мелиорантами и солями почвенного раствора поглощенный натрий переходит в раствор образуя гидролитически щелочные соли, отрицательно влияющие (из-за щелочности) на рост и развитие многих расте­ний.

Соотношения и состав обменно-поглощенных катионов раз­ных почв сравнительно легко регулируются удобрениями и осо­бенно мелиорантами. На кислых почвах катионы водорода, алю­миния, железа и марганца вытесняются из ППК внесением извес­тковых, а на щелочных — катионы натрия — внесением гипсосо-держащих материалов. Во всех случаях отрицательно влияющие на культуры катионы в ППК замещаются кальцием, что и позво­ляет считать кальций стражем почвенного плодородия.

Чем выше ЕКО почвы, тем большее количество и разнообразие необходимых растениям катионов. Она способна сохранить от вымывания и, следовательно, обеспечить лучшие условия питания, роста и развития растений как без удоб­рений, так и при внесении любых (вплоть до максимальных) ко­личеств их любого качества. Устойчивость почв к антропогенным воздействиям, в частности к химическому загрязнению, возраста­ет с повышением их емкости поглощения.

Реакция почвенного раствора наряду с величинами обменной и гидролитической кислотности (Н_г) зависит от емкости поглоще­ния (Т) и степени насыщенности почвы основаниями (v). Если сумму поглощенных катионов Са²⁺, Mg²⁺, К⁺, Na⁺, NH4 и других оснваний (s) сложить с катионами Н⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Мп²⁺, обусловливающими гидролитическую кислотность (Н_г), то можно определить (в мгэкв/100 г почвы) ЕКО (7) Т=S+Н_г. Сумму поглощен­ных оснований, выраженную в процентах от ЕКО (Т), называют степенью насыщенности почв основаниями: V=S/Т *100. Это второй важный показатель нуждаемости почв в известковании. Чем он ниже, тем выше нуждаемость и наоборот. При равной ЕКО в 1 очередь известкуем почву с большей Нг причем для нейтрализации необходимо больше извести.