Анионы  хлора в большом количестве встречаются  в засоленных почвах в форме таких  солей, как хлористый натрий, хлористый  магний, хлористый кальций.

     Нитраты встречаются в наибольшем количестве, за исключением редких случаев нитратного засоления почв. Широко распространенным азотным удобрением является азотнокислый алюминий Al(NO₃)₃. В этом удобрении азот находится в форме анионов (NO^-₃) и катионов (Al⁺³). Катионы алюминия хорошо поглощаются почвой и легко вымываются из нее естественными осадками и поливной водой. Нитриты в почвах в больших количествах не обнаружены, так как они с помощью микроорганизмов быстро переходят в нитраты (Н. И. Горбунов, 1967, Ф. Фюр и Е. Бремнер, 1964). Допускают возможность фиксации нитритного азота органической частью болотных и минеральных почв.

     К третьей группе анионов следует  отнести анионы, занимающие по поглощению среднее положение между рассмотренными выше двумя группами. Сюда относятся анионы серной кислоты SO^-2₄, отчасти угольной кислоты СО^-2₃ и кремнекислоты SO^-2₃. Эти анионы в одних условиях поглощаются хорошо, в других плохо, поэтому приведенное выше деление анионов на три группы условно.

     Анионы  серной кислоты поглощаются почвенными коллоидами в небольших количествах. Естественные почвы поглощают очень мало этих анионов, а в ряде случаев анионы поглощаются отрицательно, то есть, меньше чем растворитель. Лишь при большом содержании в почве кальция и низкой влажности в ней может образоваться сернокислый кальций, который выпадает в осадок. Другие соли серной кислоты - сернокислые магний, калий, натрий - растворяются сравнительно хорошо, поэтому в случае сернокислого засоления почвы избыток этих солей можно удалить промывкой. Только гипс имеет небольшую растворимость (2 гр. на 1 л воды), но он не вреден растениям и применяется в качестве средства мелиорации солонцеватых почв.

     Анионы  угольной кислоты (СО^-2₃) образуют с кальцием труднорастворимые карбонаты или углекислую известь СаСОз. Эта соль в большинстве случаев имеет положительное значение для свойств почвы. Переход почвы в более растворимую двууглекислую известь Са(НСО₃)₂ в значительной мере зависит от углекислоты почвенного воздуха и температуры (таблица 8).

     

     Таблица 8

Растворимость углекислоты кальция в зависимости  от СО₂ в воздухе: 

      Углекислый  натрий (сода) и углекислый калий  являются вредными солями, так как в растворе имеют щелочную реакцию, которая вызывает разрушение структуры почвы и угнетает развитие растений. Засоленные содой почвы трудно поддаются освоению, так как промывание их ведет к диспергированию, уменьшению водопроницаемости, внедрению натрия в поглощающий комплекс. Некоторые ученые считают, что анионы угольной кислоты являются дополнительным источником питания растений, однако это мнение не общепринятое (Н. И. Горбунов, 1967).

 

4.2. Ёмкость поглощения анионов

     Размеры поглощения анионов обусловлены  составом коллоидов, их строением и степенью дисперсности. Адсорбционная способность глинистых минералов по соотношению к фосфат - иону зависит от процентного содержания несиликатных окислов железа и алюминия (R₂O₃), а также от величины отношения SiO₂:R₂O₃. Для потверждения сказанного экспериментальные данные таблицы № 9:

     Таблица 9

Поглощение  фосфора глинистыми минералами и  несиликатными полуторными окислами (Н. И. Горбунов, 1967):

 
 

     Из  приведенных данных видно, что 100 г гидроокиси железа и алюминия в атмосферном состоянии поглощают фосфат - ионов больше, чем глинистые минералы. Однако если учесть, что в природных почвах не силикатных R₂O₃ мало (обычно меньше 1%), а глинистых минералов много (в среднесуглинистых почвах 15 - 20%), что становится очевидным, что главным фактом поглощения Р₂О₅ почвами являются глинистые минералы, а не полуторные окислы. Еще более убедительным становится этот вывод, если принять во внимание, то что в почве часть полуторных окислов окристаллизовано, поэтому поглощение ими Р₂О₅ резко уменьшиться.

     Из  глинистых минералов наибольшим поглощением обладает галлуазит, затем следует монтмориллонит и, наконец каолинит, так как поглощение Р₂О₅ глинистыми минералами обусловлено двумя причинами: дисперсностью материала и содержание в них алюминия (железа). Если же привести все минералы к одинаковой дисперсности путем дробления, то каолинит будет поглощать больше, чем монтмориллонит. Специально поставленные опыты полностью подтвердили сказанное и позволили сделать вывод, что одной из причин поглощения фосфат - ионов является связывание их с алюминием, который входит в состав октаэдрических минералов. Относительное содержание алюминия в каолините больше, чем в монтмориллоните (в первом минерале Al₂O₃ содержится около 45%, во втором - 20 - 25%), поэтому каолинит больше поглощает фосфора в сильно раздробленном состоянии. Дробление приводит к переходу алюминия на поверхность за счет разрушения кристаллов. Присутствие гумуса уменьшает поглощение фосфора глинистыми минералами, а удаление гумуса вызывает увеличение поглощения (Н. И. Горбунов, 1967).

     Изменение реакции среды оказывает большое  влияние на поглощение анионов почвенными коллоидами. Например, поглощение фосфат - иона в подзолистой почве увеличивается в 6 раз при подкислении раствора с рН 7,3 до 3,5 (С. Г. Рыдкий, 1935). В щелочной среде молекулы фосфорнокислой соли могут быть поглощены необменно: фосфор - ион адсорбируется в потенциалоопределяющем слое отрицательно заряженных аморфоидов, а связанный с ним катион становится в слой противоионов (С. Н. Иванов, 1962). При поглощении фосфат - иона в потенциалопределяющем слое увеличивается физико-химическое поглощение катионов. Установлено, что органические пленки, обволакивающие минеральные агрегаты, предохраняют почву от необменного поглощения фосфатов.

     Анионы  почвой поглощаются тем интенсивнее, чем интенсивнее концентрация раствора, воздействующего на почву.

     Прочность закрепления анионов и, прежде всего  фосфат - иона играет важную роль в агрономической практике. Наиболее прочно связаны с почвой фосфат - ионы, поглощенные в результате химического осаждения. Легче других обмениваются на другие фосфат ионы, адсорбированные физико – химическим путем.

 

5. Экологическое значение поглотительной способности почвы

 

     Поглотительная  способность почвы — одно из ее важнейших свойств, в значительной степени определяющее плодородие почвы и характер процессов почвообразования. Она обеспечивает и регулирует питательный режим почвы, способствует накоплению многих элементов минерального питания растений, регулирует реакцию почвы, ее водно-физические свойства.

     На  свойства почвы и условия произрастания  растений большое влияние оказывает состав обменных катионов. Так, у почв, насыщенных кальцием, реакция близка к нейтральной; коллоиды находятся в состоянии необратимых гелей и не подвергаются пептизации при избытке влаги; почвы хорошо оструктурены, обладают благоприятными физическими свойствами. Черноземы являются примером таких почв. Почвы, у которых в составе обменных катионов в значительном количестве ионы натрия, имеют щелочную реакцию, отрицательно влияющую на состояние коллоидов и рост растений. Насыщенные натрием коллоиды легко пептизируются; содержащие их почвы плохо оструктурены, имеют неблагоприятные водно-физические свойства: повышенную плотность, плохую водопроницаемость, слабую водоотдачу, низкую доступность почвенной влаги (солонцы, солонцеватые почвы).

     При наличии в почвенном поглощающем комплексе в составе обменных катионов значительного количества Н^- и AI⁺³ коллоиды легко разрушаются в результате кислотного гидролиза, почвы плохо оструктурены (Н. П. Ремезов, 1957).

 

Выводы

 

     Почвенные коллоиды обладают высокой поглотительной способностью, которая связана с рядом особенностей. Прежде всего следует отметить полидесперсность почвенных коллоидов: коллоиды имеют разнообразную форму и размеры.

     Вторая  особенность заключается в том, что они состоят из органических и минеральных веществ и продуктов их взаимодействия. Небольшая часть почвенных коллоидов имеет амфолитоидные свойства, т.е. коллоиды ведут себя как кислоты или как основания в зависимости от реакции среды могут поглощать либо катионы,  либо анионы.

     Значение  реакции почвы и почвенного раствора очень велико. Интенсивность микробиологической деятельности, растворение почвенных минералов, передвижение продуктов их распада, усвоение питательных веществ растениями, коагуляция и пептизация коллоидов, окислительно-восстановительные и другие физико-химические процессы в почве находятся в тесной связи с реакцией почвенного раствора. Ввиду большого значения реакции для плодородия почв почти каждое агрохимическое и почвенное исследование включает определение значения рН.

     Поведение коллоидов в значительной мере зависит от того, в каком количестве и соотношении встречаются на их поверхности перманентные (постоянные) и переменные (зависящие от рН) заряды.

     Обменное  и необменное поглощение катионов зависит  от их свойств, свойств коллоидов почвенного поглощаемого комплекса почвы, а также от свойств растворов, взаимодействующих с почвой.

     Поглощение  анионов обуславливается прежде всего, особенностями самих анионов, составом почвенных коллоидов, их электрическим  потенциалом и реакцией среды.

     Взаимодействие  солей почвенного раствора с коллоидами имеет огромное значение для свойств  почвы. С учетом этого взаимодействия осуществляются такие важные мероприятия, как известкование кислых почв, гипсование солонцеватых почв, промывка засоленных почв, кислование, внесение удобрений.

 

Библиографический список.

 

1. Гедройц К. К. Избранные сочинения. Почвенные  коллоиды и поглотительная способность  почв. М.: Сельхозгиз, 1955. – 256 с.
2. Гедройц К. К. материалы к познанию поглотительной способности почв. Скорость поглощения. Ж. опытной агрохимии, т. 19, кн. 6, 1918. – 326 с.
3. Горбунов Н.И. Почвенные коллоиды и их значение для плодородия. М.: наука, 1967. – 155 с.
4. Протасова Л. А., Савенко Л. П. Дерново-бурые почвы Пермской области. // Науч. тр. Перм. с-х. ин-та. – Пермь, 1991. – 99-107
5. Ремезов Н. П. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. М.: Сельхозгиз, 1957. – 256 с.
6. Смирнов П. М. Поглотительная способность почвы / П. М. Смирнов, Э. А. Муравин.  М.: Сельхозгиз, 1984. – 304 с.