Влияние реакции на величину емкости поглощения связано с поведением амфолитоидов и активацией +Г-ионов многоосновных кислот. В кислой среде амфолитоиды ведут себя как базоиды и тем самым снижают поглотительную способность почвенного поглощающего комплекса по отношению к катионам. В щелочной среде (рН 8-9) активируются водородные ионы фенолгидроксильных групп гуминовых кислот.

     Установлено, что емкость поглощения увеличивается  в результате окультуривания почв.

     Состав  и соотношение поглощенных оснований оказывают существенное влияние на агрономические свойства почв и урожай растений. Для различных культур, развивающихся на разных почвах, характерны свои оптимальные соотношения катионов в почвенном поглощающем комплексе.  Избыточное содержание поглощенных водорода, алюминия и натрия вызывает неблагоприятные изменения в реакции почвенного раствора. Избыток поглощенного магния увеличивает общую щелочность почвенного раствора, что приводит к снижению подвижности азота и фосфора в почве. В сероземах для развития проса наилучшим соотношением кальция и магния является 79%:21% (П. Н. Беседин, 1964). Общее количество обменных оснований, так же как и величина емкости поглощения, оказывает непосредственное влияние на урожай сельскохозяйственных культур. Это влияние наиболее сильно сказывается на легких почвах. Значительное содержание поглощенного натрия угнетает культурные растения. Вместе с тем небольшое количество обменного натрия стимулирует развитие сахарной свеклы, повышает устойчивость пшеницы к полеганию и заболеванию ржавчиной (Н. И. Горбунов, 1967).

     Поглощенные катионы влияют на различные свойства почв. По степени влияния их можно расположить в следующем порядке:

Дисперсность Na>K>Mg>Ca>Al

Максимальная  гигроскопичность то же

Максимальная  молекулярная влагоемкость то же

Скорость всасывания воды Na<K<Mg<Ca<Al

Высота поднятия воды Na>K>Mg>Ca>Al

Сжатие при  высушивании то же

Скорость фильтрации воды Na<K<Mg<Ca<Al

Пластичность Na>K>Mg>Ca>Al

Связность то же

Набухание Na>K>Mg>Ca>Al

Липкость то же

Прочность структуры Na<K<Mg<Ca<Al

Теплота смачивания то же

Реакция суспензии (рН) Na>K>Mg>Ca>Al

Электрокинетический потенциал----------------------------------------- то же

Диссоциация коллоидов – такая же

     Почвы, насыщенные кальцием и магнием, отличаются агрономически ценной водопрочной структурой. Солонцовые почвы, содержащие 20-30% обменного натрия от емкости поглощения, имеют неблагоприятную в агрономическом отношении столбчатую и глыбистую структуру.

     Липкость  почв, в которых более 20% поглощенного натрия, в 3-4 раза выше, чем почв, насыщенных кальцием и магнием. Связность почв (их сопротивление обработке) особенно велика у солонцовых почв (Н. И. Горбунов, 1967).

     Почти во всех районах Пермского края встречаются  дерново-бурые почвы, приуроченные к выходам на поверхность продуктов выветривания коренных пермских пород.

     Дерново - бурые и коричнево - бурые почвы имеют довольно высокий запас валовых форм элементов питания, но слабо обеспечены подвижными формами, особенно фосфором, который в этих почвах находится в труднорастворимой форме (табл. 5).

     Так же эти почвы характеризуются  низкой обеспеченностью доступных  форм фосфора и калия (Л. А. Протасова, Л. П. Савенко, 1991). 
 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 5

     Агрохимические  показатели Дерново – бурых и коричнево – бурых почв

 

4. Поглощение почвами анионов

      Поглощение  анионов обуславливается рядом  факторов, прежде всего особенностями  самих анионов, составом почвенных коллоидов, их электрическим потенциалом и реакцией среды. Из анионов хорошо поглощаются такие, которые образуют с катионами нерастворимые или мало растворимые соединения, например анионы фосфорной, кремневой, угольной и других кислот. По мнению некоторых исследователей, анионы фосфорной и кремневой кислоты могут поглощаться благодаря обмену их на гидроксильные анионы ОН^-, которые входят в состав кристаллической решетки минералов, однако такое мнение не доказано (Н. И. Горбунов, 1967). Нитраты и хлориды не образуют труднорастворимых солей и поэтому в почвах не закрепляются в результате химического поглощения. Сульфат-ион поглощается почвами в небольшом количестве.

     Реакция среды изменяет электрический потенциал  коллоидов. Подкисление среды способствует большому поглощению анионов, подщелачивание наоборот. Черноземы, характеризующиеся реакцией, близкой к нейтральной, поглощают меньше анионов, чем кислые подзолистые и особенно красноземные почвы (таблица 6).

     Таблица 6

Поглощение  анионов - в мг-экв на 100 г почвы (И. Н. Антипов - Каратаев и

А. И. Рабинерсон, 1933): 
 

4.1. Особенности поглощения анионов

     Поглощение анионов в природных условиях проявляется в нескольких формах. Различают химическое, физико - химическое и биологическое поглощение анионов, а также осаждение их в результате механического захвата при коагуляции коллоидов (Н. И. Горбунов, 1967). Анионы часто встречающиеся в почвах и удобрениях, можно по поглощению их почвами разделить на три группы.

     К первой группе относятся анионы, которые  поглощаются сильно вследствие образования труднорастворимых осадков с катионами, встречающимися в поглощающем комплексе и почвенном растворе: кальцием, алюминием, железом или с гидратами полуторных окисей. К этой группе относятся анионы фосфорной кислоты. Из анионов фосфорной кислоты в почвенном растворе могут находиться РО^3-₄, НРО^-2₄, Н₂РО^-₄. Соотношение этих анионов меняется, как это видно из таблицы № 7, в зависимости от реакции среды. 

     Таблица 7

Соотношение ионов в водных растворах при различных значениях рН, %

(Н. И.  Горбунов, 1967): 

 

     Наиболее  растворимы кислые соли, например Са(Н₂PO₄)₂ * Н₂О и фосфаты натрия, аммония и калия, к менее растворимым солям относят двузамещенный фосфорнокислый кальций СаНРО₄*2Н₂О. Плохо растворяются трехзамещенный фосфорнокислый кальций Са₃(РО₄)₂, а также фосфаты алюминия и железа. Переход более растворимых форм фосфорных солей в менее растворимые (основные) следует считать одной из причин поглощения фосфатов. Благодаря образованию нерастворимых или малорастворимых солей, фосфор почти не вымывается водой в глубоколежащие горизонты.

     Наибольшим  поглощением фосфатов обладают красноземы, затем следуют подзолистые почвы и черноземы. Первые две почвы, особенно красноземы, содержат много свободных гидроокисей алюминия и железа. Они образуют нерастворимые соединения и обладают высокой способностью поглощать фосфаты. Сероземы и другие почвы, содержащие большое количество извести и гипса, также обладают высокой способностью поглощать фосфаты вследствие образования трехкальциевого фосфата.

     Для увеличения растворимости фосфатов готовят суперфосфат путем обработки фосфорита серной кислотой. Такая обработка переводит трехкальциевый фосфат в однокальциевый. Около 60% фосфора суперфосфата находится в растворимой форме.

     Значение  обменных катионов для связывания фосфатных  анионов очень велико. Известно, что почвы, содержащие натрий, поглощают анионы плохо, тогда как почвы, содержащие кальций, поглощают их хорошо.

     Среди агрохимиков и почвоведов широко распространено мнение о том, что главными поглотителями фосфатов являются гидроокиси железа и алюминия (в дерново – подзолистых почвах, красноземах и др.), а также кальций раствора, поглощающего комплекса и некоторых солей (углекислый кальций, гипс). Свежеосажденные фосфаты алюминия и железа могут частично усваиваться растениями, но по мере старения осадков происходит их кристаллизация, и они становятся нерастворимыми (Н. И. Горбунов, 1967).

     В ряде случаев фосфат – ионы поглощаются  глинистыми минералами, в частности монтмориллонитом, каолинитом, гидрослюдами (Горбунов Н.И., 1967). Более гумусированные почвы, содержащие много органического вещества (черноземы, дерново - карбонатные), адсорбируют фосфат - ионы слабее, чем малогумусовые.

     Ко  второй группе относятся анионы, которые  не поглощаются почвой или поглощаются  отрицательно, то есть, меньше, чем растворитель (вода). В эту же группу следует  отнести одновалентные анионы: хлор - ион Сl^-, нитраты NO^-₃, нитриты NO^-₂. Перечисленные анионы не поглощаются потому, что они не образуют нерастворимых солей с катионами почвенного раствора и не притягиваются почвенными коллоидами, так как имеют тот же знак заряда. Только при очень кислой реакции, редко встречающейся в природных почвах, можно наблюдать наибольшее поглощение одновалентных анионов. Очень кислая реакция способствует перезарядке коллоидов, они становятся заряженными положительно и притягивают анионы (Н. И. Горбунов, 1967).