Поглотительная способность почвы

Твердая фаза почвы имеет свойство поглощать и удерживать различные вещества, находящиеся в жидком, газообразном, растворенном или взвешенном состоянии. Чем богаче почва коллоидами, тем сильнее выражена ее поглотительная способность.

Всю совокупность коллоидов, обусловливающих поглотительную способность почв, академик К. К. Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом (ППК). Он установил, что в явлениях поглощения принимают участие не все почвенные частицы, а главным образом те, диаметр которых 0,005 мм и меньше. К. К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, физическую (адсорбционную), физико-химическую (обменную), химическую и биологическую.

Механическая поглотительная способность обусловлена свойством почвы, как всякого пористого тела, задерживать в своих порах взмученные в воде частицы крупнее почвенных пор. Эта способность почвы зависит от механического состава, содержания гумуса и структурных свойств почвы. Чем больше в почве глинистых частиц, гумуса и чем мельче почвенные поры, тем лучшей механической поглотительной способностью она обладает. Механически могут задерживаться не только почвенные частицы, но и различные микроорганизмы. Механическое поглощение имеет большое значение в почвообразовании.

Почвенные коллоиды имеют большую суммарную и удельную поверхность частиц высокой степени дисперсности, которые обладают свободной поверхностной энергией. Последняя возрастает с увеличением площади суммарной поверхности мелкораздробленных частиц. Чем более они раздроблены, тем больше удельная поверхность (поверхность на единицу массы) вещества, тем больше и поверхностная энергия. Так, при последовательном десятикратном дроблении кубика в 1 см3 лишь до верхнего коллоидного предела (d = 0,l мкм) сумма поверхности вещества возрастает от 0,0006 до 60 м2, при нижнем пределе раздробления (d = 0,001 мкм) сумма поверхности достигает 6000 м2. Естественно, что поверхностная энергия вещества высокой степени дисперсности значительно увеличивается. Этим, в частности, и обеспечивается высокая активность почвенных коллоидов, поглотительная и обменная способность почв. Свойство почвы поглощать из раствора молекулы веществ называется физическим поглощением или молекулярной адсорбцией. Физическое поглощение обусловлено наличием на поверхности коллоидных частиц молекулярных сил притяжения, за счет которых коллоиды сорбируют вещества, находящиеся в воде в виде истинных или коллоидных растворов.

Почва поглощает не только молекулы вещества, но и ионы. Способность почвы обменивать некоторую часть ионов, находящихся на поверхности твердых частиц почвы, на эквивалентное количество ионов, находящихся в соприкасающемся с ними растворе, называется физико-химической или обменной адсорбцией. Последняя обусловлена наличием на поверхности коллоидных частиц электрического заряда (положительного или отрицательного).

Химическая поглотительная способность проявляется в том, что многие находящиеся в почвенном растворе вещества, соприкасаясь друг с другом или нерастворимой частью почвы, вступая в химические реакции, дают нерастворимые или труднорастворимые в воде соединения.

Так, если в почве соприкасаются растворимые соли К3РО4 и Са(NО3)г, то в результате обменной реакции из раствора выпадает нерастворимая в воде соль Са3(РО4)2:
2К3РО4 + 3Са (NО3) 2 = 6KNO3 + Са3 (РО4)2

Заключенная в трехкальциевом фосфате фосфорная кислота прочно удерживается в почве.

Биологическая поглотительная способность обусловлена жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов, которые усваивают из почвенного раствора и воздуха различные вещества и переводят их в органические соединения своего тела. Организмы извлекают из почвы не все элементы, а лишь те, которые имеют для них жизненно важное значение.

Благодаря биологическому поглощению в почве накапливаются азот и элементы зольной пищи. Академик В. Р. Вильямс отмечал, что соли азота, фосфора и калия не накапливаются в больших количествах в морской воде потому, что их поглощают многочисленные живые организмы.