Грунтовий поглинаючий комплекс - сукупність мінеральних, органічних і органо-компонентів твердої фази грунту, що володіють ионообменной здатністю. При цьому не всі складові твердої фази грунтів мають обмінної здатністю. Прояв катіонообменной здатності грунтів залежить від мінералогічного складу, розмірів і хімічних особливостей ґрунтових частинок. В обмінних процесах практично не беруть участь такі мінерали, як кварц. Дуже слабо ці процеси проходять в гранулометричних фракціях більше 2 мкм. Основні процеси обміну катіонів відбуваються за участю мулистій фракції грунтів.
До складу грунтового яка поглинає комплексу також входять обмінні катіони і підстави. Обмінні катіони - це катіони, що входять до складу грунтового яка поглинає комплексу, які можуть бути заміщені іншими катіонами з ґрунтового розчину. Термін '' обмінні підстави '' включає тільки обмінні катіони: Ca2 +, Mg2 +, K +, Na +, в той час як до складу обмінних катіонів входять ще і H +, Al3 + і ін.
Найважливішою характеристикою ґрунтів є ємність катіонного обміну (ЕКО). Ємність катіонного обміну - загальна кількість катіонів одного роду, утримуваних грунтом в обмінному стані при стандартних умовах, і здатних до обміну на катіони взаємодіє з грунтом розчину.
Для характеристики грунту за даним показником в природних умовах виділяють три види ємності катіонного обміну: стандартна, реальна, диференціальна.
Стандартна ємність катіонного обміну визначається за допомогою буферних розчинів при постійному значенні рН. Для цього грунт насичують іонами Ва + з буферного розчину з рН 6,5. Ємність визначають за кількістю поглиненого грунтом Ва +. Реальна. або ефективна, ємність катіонного обміну визначають шляхом обробки грунту не буферними розчинами солей. Диференціальна ємність катіонного обміну характеризує приріст ємності катіонного обміну зі збільшенням Н рівноважного розчину: # 61508; ЕКО / # 61508; Н.
Одиниця зміни емкостікатіонного обміну, вживана в літературі з ґрунтознавства - міліграм-еквівалент на 100 г грунту. У Міжнародній системі одиниць (СІ) - сантімолі позитивних зарядів в 1 кг ґрунту. Чисельно ці одиниці збігаються. Щільність поверхневого заряду змінюється в досить широких межах: 1,2 - 3,2 мг-екв.м2. Зовнішня ємність катіонного обміну залежить від кількості негативних зарядів на одиницю маси або поверхні.
ЕКО в грунтах змінюється в дуже широких межах від 0 до 900 мг-екв / 100 г. Мінімальною ємністю поглинання володіє кварц, максимальної - гумінові кислоти. У гумусових і еллювіальних горизонтах суглинних дерновопідзолистих грунтів ЕКО коливається від 5 до 20 мг-екв / 100 г, в піщаних і супіщаних - 1-5 мг-екв / 100 г.
Вчення про поглинальної здатності грунтів розроблено російським ученим К. К. Гедройц (1872-1932). Розрізняють декілька видів поглинання: механічне, фізичне (молекулярне), хімічне, фізико-хімічні і біологічні.
Механічне поглинання - здатність грунту затримувати при фільтрації частки, які у зваженому стані, що перевищує по діаметру грунтові пори. Механічно затримуються також частки грунту, що потрапляють в тріщини, що утворюються на поверхні грунту. Чим більше в грунті тонких фракцій механічного складу, тим вище механічне поглинання.
Фізичне поглинання (або молекулярна адсорбція) засновано на здатності колоїдів грунту притягувати до поверхні і утримувати на ній молекули речовини (води, розчинів, газів, наприклад аміаку), не змінюючи їх властивостей.
Хімічне поглинання. Речовини, що входять до грунтовий розчин і тверду фазу грунту, вступають в хімічну взаємодію з розташованими в грунті солями з утворенням слаборозчинних або нерозчинних у воді сполук.
Фізико-хімічне поглинання. або обмінна адсорбція (обмінна поглинальна здатність). Вона заснована на здатності ґрунтових колоїдів поглинати з ґрунтового розчину і утримувати на поверхні катіони в обмін на інші катіони в ППК.
Енергія поглинання різних катіонів залежить від їх валентності і атомної маси: чим вища валентність, а в межах однієї валентності чим вище атомна маса, тим вище і енергія поглинання. Винятком є водень (Н). В порядку зростання енергії поглинання катіони розташовуються в наступній послідовності:
Na Кількість катіонів, яке здатна поглинути грунт, називається ємністю катіонного поглинання, або ємністю обміну і виражається в міліграм-еквівалентах (мг-екв.) На 100 г грунту. Величина ємності поглинання (Т) у різних грунтів неоднакова і залежить від наявності мінеральних і органічних колоїдів грунту. Так, у супіщаних грунтів вона становить всього 5-10 мг-екв. у суглинних малогумусних - 15-20, а у суглинних чорноземів - 40-50 мг-екв. і вище. Чим більше в ночвах глинистих частинок і гумусу, тим більше ємність поглинання. Дуже велике значення для родючості ґрунтів має і склад поглинених підстав. У ньому можуть бути кальцій, магній, по-водень, калій, натрію, амоній, залізо і алюміній. Двухвалентен-ні катіони (Са ^, Mg ^ +) добре коагулюють колоїди, сприяють 1от_ (х) 1) 1 ^ ом ^ 1ію_с11 ^ 'кту11ь1, створюють нр.йтря.цБную або близьку до неї реакцію грунту. В агрономічному відношенні це найбільш цінні катіони. Одновалентні катіони (К +, _Ма +) діспергір_уют_. цочведние колоїди, руйнують лочвр'нние. яг.рега_ц) і -.- а_с_німі і структуру, при великій кількості викликають лужну реакцію. Цілком Зайнятий водень руйнує грунтові коллоттТГи і під-Кісляй грунт. Підкисляючу дія може надавати на поч-ву II алюміній. Будучи витісненим:.; з поглиненого стану, він в грунтовому розчині переходить в з'єднання АlСlз, яке. Внаслідок взаємодії з водою утворює соляну киць-лоту. Залежно від наявності в поглиненому стані, з одного боку, водню (II) і алюмінію (Аl), а з іншого-дво-лентних катіонів (Са і Mg) розрізняють грунту, насичені. осно-ваниями і не насичені ними. До перших відносяться ночви, в по-глощающем комплексі яких; '.находятся тільки катіони каль-ція, магнію, калію і відсутній водень; до других - грунту, в поглинаючий комплекс яких поряд з іншими катіонами входять водень, алюміній. Насичені підставами чорноземи, каштанові грунти, сіроземи, а не насичені дерново-підзолисті ґрунти, червоноземи, болотні. Ґрунтами з високою насиченістю натрієм є солонці. Вони безструктурні, розпливаються від дощу, а при висиханні спливаются в щільну масу. Для характеристики агрохімічних властивостей ґрунту важливе значення має сума поглинених підстав (S). При її визначенні враховують кількість містяться в .поглощенном стані катіонів, (в дерново-підзолистих грунтах Са, Mg), за винятком водню. Етo кількість висловлюють також в міліграм-еквівалентах на 100 г грунту. У різних грунтів воно коливається від 2 до 50 мг-екв. і вище. Наприклад, на легких дерново-підзолистих грунтах S може бути всього 2-5 мг-екв. на легкосугліннстих- 5-10, на важких суглинках - 15-20, на лісостепових грунтах і чорноземах: від 20 до 50 мг-екв. Чим більше S, тим агрономически цінніше ночвах. Біологічне поглинання. Цей вид поглинання в грунті здійснюється життєдіяльністю рослин і мікроорганізмів. Однією з важливих особливостей біологічного поглинання є виборча здатність мікроорганізмів і рослин, що виявляється в тому, що вони беруть з грунту переважно ті речовини, які їм необхідні для побудови свого тіла, для життя.Схожі статті