Теоретичні відомості

Поглинальною здатністю грунту називається здатність поглинати і утримувати різні речовини при контакті із зовнішнім середовищем (іони – з розчинів, молекули водяних парів і газів – з повітря ).

У явищі поглинання провідну роль відіграють колоїдні частинки, оскільки вони мають найбільш розвинену питому поверхню порівняно з іншими грунтовими елементарними частинками. На поверхні колоїдних частинок, завдяки наявності на ній вільної енергї, відбуваються різноманітні фізичні і хімічні явища, що виявляються в поглинальній здатності грунту.

Поглинальна здатність грунту в цілому залежить від ступеня дисперсності – чим більше в грунті високодисперсних частинок (мулу, глини, колоїдів, гумусу), тим більша їх поглинальна здатність.

Явища поглинання в грунті мають велике значення для:

• формування властивостей грунту. Завдяки поглинальній здатності в грунті затримуються різні іони, які значною мірою зумовлюють його механічні, фізико-хімічні, водно-фізичні властивості;

• формування поживного режиму грунту, тому що явища поглинання активно впливають на концентрацію грунтових розчинів. Таким чином, рослини частково оберігаються від надмірно високої концентрації грунтових розчинів.

За допомогою явища поглинання в грунті закріплюються добрива, які в наступному використовують культурні рослини

У відповідності з ученням К.К. Гедройца, розрізняють такі види поглинання:

1. Механічне – грунт затримує частинки, діаметр яких більший, ніж діаметр пор грунту . Цей вид поглинання базується на пористості грунту, залежить від гранулометричного складу, структурності, капілярності грунту.

Прикладом може бути поглинання мулистих частинок, що фільтруються через грунт із зрошуваною водою, а також тіл мікроорганізмів. Широко використовується людиною для очищення води, для кольматації стінок зрошувальних каналів.

2. Фізичне – поглинання грунтом цілих молекул речовин. Причина фізичного поглинання – сили притягання на поверхні твердого тіла, тому чим дисперсніший грунт, тим більша його поглинальна здатність. Вона відіграє важливу роль у поглинанні грунтом водяної пари, газів – NH₃, CO₂, O₂, N₂ (сорбовані молекули не входять до складу твердих частинок, а лише концентруються біля її поверхні).

3. Хімічне поглинання грунтом іонів завдяки утворенню високо розчинних хімічних сполук і випадання їх в осад. Наприклад:

CaCl₂ + Na₂SO₄ = 2NaCl + CaSO₄

ГПКСа²⁺ + NaH₂PO₄ –– ГПКNa⁺ + Ca(H₂PO₄)₂ + CaHPO₄ + Сa₃(PO₄)₂

ГПК - грунтовий поглинальний комплекс.

Цей вид поглинання відіграє важливу роль у формуванні поживного режиму грунту, особливо в закріпленні внесених у грунт фосфорних добрив.

4. Біологічне поглинання – засвоєння рослинами і мікроорганізмами з грунту елементів живленя. Після їх відмираня накопичені елементи частково затримуються у грунті. Таким чином, грунт поступово збагачується такими елементами, як вуглець, азот, фосфор та інші. Біологічне поглинання запобігає вратам цих речовин шляхом вимивання.

5. Фізико-хімічне (обмінне) поглинання – відбувається за допомогою так званого грунтового поглинального комплексу (ГПК). Суть поглинання: обмін катіонів дифузного шару колоїдних міцел, що входять до складу ГПК, з катіонами зовнішнього середовища:

ГПКСа²⁺ + 2NaCl  ГПК2Na⁺ + CaCl₂

При обмінному поглинанні грунтом поглинаються переважно катіони. Це закономірно, оскільки заряд колоїдних часток у більшості грунтів у цілому негативний, а в катіонів – позитивний.

Обмінне поглинання катіонів проходить в еквівалентній кількості, тобто з ГПК у розчин переходить кількість катіонів, еквівалентна кількості катіонів, поглинутих з розчином. Енергія входженя різних катіонів в ГПК, як і здатність їх обмінюватись на інші катіони, залежить від їх валентності. Одновалентні катіони (Na⁺ K⁺)поглинаються і утримуються в грунтах слабше двовалентних, а ті слабше тривалентних.

Обмінне поглинання відіграє велику роль у формуванні властивостей грунту, а в практиці – в хімічній меліорації грунтів (вапнування, гіпсування тощо).