Виды поглотительной способности почв

К.К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности – четыре абиотических вида: механическая, физическая, физико-химическая (обменная), химическая и пятый вид – биологическая поглотительная способность.

С физической точки зрения, ППК (почвенный поглощающий комплекс) представляет собой совокупность веществ в тонкодисперсном состоянии (коллоиды). В химическом отношении это нерастворимые в воде солеобразные алюмосиликатные, органические и органо-минеральные соединения.

Механическая поглотительная способность – это свойство почвы задерживать твердые частицы, взмученные в фильтрующейся воде, размеры которых превышают размеры почвенных пор. Поэтому почва способна механическим путем задерживать не только крупные взвешенные частицы, но также илистые и коллоидные. По мере заполнения каналов тонкодисперсными частицами механическая поглотительная способность возрастает.

Механическая поглотительная способность зависит от гранулометрического и агрегатного состава почвы, а также от плотности сложения. Плотные глинистые почвы практически полностью задерживают взмученные тонкодисперсные частицы. В легких по гранулометрическому составу и рыхлых почвах с крупными агрегатами низкая механическая поглотительная способность.

Явление механического поглощения используют для очистки питьевых и сточных вод путем их фильтрации через почву, для заиливания (кольматирования) дна и стенок каналов, водохранилищ в целях уменьшения потерь воды на фильтрацию.

Физическая поглотительная способность – это способность почвы изменять (увеличивать или уменьшать) концентрацию молекул различных веществ у поверхности соприкосновения тонкодисперсных частиц с почвенным раствором.

Явление физического поглощения связано с наличием свободной поверхностной энергии. Влажную почву можно рассматривать как дисперсную систему, у которой дисперсионная среда представлена почвенным раствором, а дисперсная фаза минеральными, органическими и органо-минеральными частицами. На границе раздела фаз имеется свободная поверхностная энергия, равная произведению поверхностного натяжения раствора и суммарной величины поверхности частиц. Чем выше степень дисперсности почвенных частиц, тем больше их поверхностная энергия вследствие увеличения общей удельной поверхности.

Химическая поглотительная способность – способность почвы удерживать некоторые ионы путем образования в результате химических реакций нерастворимые или труднорастворимые соединения, т.е. переводить анионы и катионы почвенного раствора в труднорастворимые соединения.

Из катионов, находящихся в почвах, чаще всего нерастворимые соединения образуют катионы Ca²⁺, Mg²⁺, Al³⁺, Fe³⁺, а среди анионов – CO₃^2-, PO₄^3-, SO₄^2-.

Так, при внесении фосфорных удобрений образующиеся малорастворимые соли осаждаются и переходят из почвенного раствора в твердую фазу почвы. Процессы такого типа называют химическим поглощением:

на черноземных почвах: Ca(HCO₃)₂ + Ca(H₂PO₄)₂ → CaHPO₄ + H₂CO₃ → Ca₃(PO₄)₂ ↓;

на почвах элювиального ряда: Al(OH)₃ + Ca(H₂PO₄)₂ → AlPO₄ +H₂O.

Образование осадков возможно и на поверхностности почвенных частиц при взаимодействии ионов, способных к взаимному осаждению. Такая сорбция получила название осадочной.

К химическому поглощению относится и комплексообразовательная сорбция. В этом случае за счет образования координационной связи происходит связывание поливалентных ионов почвенного раствора органическим веществом, сорбированным твердой фазой почвы.

Хемосорбция играет большую роль во взаимодействии гумусовых веществ с глинистыми минералами и в образовании сорбционного глиногумусового комплекса. При этом осуществляется и адгезионное взаимодействие минеральных и органических компонентов.

Химическая поглотительная способность – важнейший фактор аккумуляции в почвенном профиле органического вещества, анионов фосфорной кислоты, многих катионов, в том числе и микроэлементов. Благодаря ей почва способна предотвращать появление соды в почвенном растворе. В результате хемосорбции в почвах накапливаются гипс, карбонаты и другие соединения.