Физико-химическая поглотительная способность почвы. Необменное поглощение катионов.

Физико-химическая ПСП (обменная)

Это способность коллоидных частиц поглощать ионы почвенного раствора в обмен на другие ионы, ранее находившиеся в поглощенном состоянии.

ППК – совокупность минеральных, органических и органоминеральных коллоидов. Минеральные коллоиды – глинистые минералы. Органические – гумусовые вещества. Органоминеральные – образуются при взаимодействии двух первых групп.

В ППК преобладают отрицательно заряженные коллоиды (ацедоиды), поэтому в большей степени выражено поглощение положительных ионов. Однако Al(OH)3 и Fe(OH)3 имеет положительный заряд (базоиды).   В почве находятся и амфотерные коллоиды – амфоликоиды. Al(OH)3=H3AlO3.

Все обменно поглощенные ионы хорошо доступны для растений. Пример: реакция физико-химического поглощения:

        Са                             2К

ППК Са  + 6KCl à ППК 2К + 2СaCl2+MgCl2

        Mg                            2К

Закономерности:

1) Реакции протекают в эквивалентных соотношениях и обратимы, при этом образуется подвижное равновесие между почвой и раствором. Изменение состава раствора при внесении удобрений, увлажнении и высыхании почвы, потребления и выделения веществ живыми организмами нарушает это равновесие и  вызывает новые обменные реакции.

2) Количество катионов вытесненных из почвы при постоянной концентрации возрастает с увеличением V, а при постоянном V с повышением его концентрации.

3) Реакция обмена катионов протекает с большой скоростью, равновесие устанавливается в течение нескольких минут.

4) Чем больше атомная масса и заряд катиона, тем больше его энергия поглощения, т.е. чем сильнее поглощение, тем труднее вытесняется из ППК. Исключением является катион Н, энергия поглощения выше Са в 4 раза, а Nа в 17 раз.

В рамках физико-химической ПСП отмечается необменное поглощение катионов в межпакетных пространствах трехслойных глинистых минералов. Поглощаться таким образом могут многие катионы, но в наибольшей степени необменно сорбируются К и NH4.

Механизм: кристаллическая решетка трехслойных минералов при увлажнении расширяется, катионы проникают в межпакетное пространство, после подсыхания расстояние уменьшается и катионы оказываются закрытыми в гексогональных пустотах. Необменно поглощенный NH4 и К не участвуют в питании растений, поэтому вносить удобрения нужно в более глубокие слои почвы характеризующиеся постоянным режимом влажности. Попеременное увлажнение и высушивание усиливает необменное поглощение.