Почвенные коллоиды, их строение, свойства и состав

Почва является сложной полидисперсной системой, состоящей из частиц различной величины. Наиболее дисперсная часть ее, представленная частицами диаметром от 0,02 до 0,0001 нм, называется почвенными коллоидами. Их количество в почве различно  от 1-2 до 30-40% к массе почвы. Образуются они путем диспергации (раздробления) более крупных частиц или конденсации многих молекул в агрегаты молекул.

Строение и свойства коллоидов. Коллоиды  двухфазные системы и состоят из дисперсной фазы (массы коллоидных частиц) и дисперсионной среды (почвенный раствор). Характерными особенностями почвенных коллоидов являются очень большая суммарная и удельная поверхность и наличие двойного электрического слоя ионов на границе раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой.

В почве основная масса коллоидов является ацидоидами, содержит в диффузном слое катионы, способные к обменным реакциям. Присутствуют также амфолитоиды, меняющие знак заряда в зависимости от величины рН. По отношению к жидкой фазе коллоиды делятся на гидрофильные и гидрофобные. Гидрофильными называются коллоиды, способные поглощать молекулы воды, которые образуют на их поверхности многослойную пленку (гидратация коллоида).

Наличие электрического заряда обусловливает электрокинетические свойства, главнейшими из которых являются коагуляция и пептизация коллоидной системы. Коллоиды могут находиться в двух состояниях: золя (коллоидного раствора) и геля (коллоидного осадка).

Коагуляция  переход коллоида из состояния золя в состояние геля. При этом коллоиды теряют заряд и происходит слипание их в агрегаты. Коагуляция вызывается действием электролитов, ионы которых несут противоположный знак заряда. Особым видом коагуляции является тиксотропия  явление, при котором масса геля не отделяется от дисперсионной среды, а образует студень, способный возвращаться в состояние золя при механическом воздействии.

Пептизация  переход из состояния геля в золь. Она вызывается восстановлением и повышением дзета-потенциала коллоидной системы. Пептизация почвенных коллоидов происходит при удалении избытка электролита и действием ионов ОН^-, которые увеличивают заряд ацидоидов, при насыщении почвы высокогидратированными катионами.

Электрокинетические свойства коллоидов обусловливают их способность к аккумуляции и передвижению в пределах почвенного профиля, а следовательно, к их участию в формировании аккумулятивных, элювиальных и иллювиальных горизонтов почвы.

Огромное значение имеют адсорбционные свойства коллоидов  способность поглощать катионы, анионы и целые молекулы находящихся з почвенном растворе веществ. Различают ионную и молекулярную сорбцию. Ионная сорбция носит обменный характер и заключается в обменной реакции между катионами диффузного слоя мицеллы и окружающего ее раствора. Молекулярная сорбция  поглощение (фиксация) на поверхности мицеллы молекул каких-либо соединений (например, молекул воды).

Состав почвенных коллоидов. Валовой химический состав почвенных коллоидов отличается повышенным содержанием гумуса и полуторных окислов и пониженным количеством кремнезема.

Различают три группы коллоидов в почве: минеральные, органические и органо-минеральные.

Минеральные коллоиды представлены глинистыми минералами, коллоидными формами кремнезема и полуторных окислов.

Органические коллоиды представлены в почве прежде всего гумусовыми кислотами и их солями (гуматами, фульватами, алюмо- и железогумусовыми соединениями). Все они типичные ацидоиды.

Органоминеральные коллоиды широко распространены в верхних горизонтах всех почв. Они представляют собой комплекс переменного состава из высокодисперсных минералов и гумусовых веществ, покрытых пленками гумусовых кислот, гуматов, фульватов алюмо- и железогумусовых солей.