Почвенные коллоиды и почвенный поглощающий комплекс.
Почвенные коллоиды – совокупность самых мелких частиц размером 0,0001-0,02 нм. Формируют активную высокодисперсную часть почвы. Совокупность почвенных коллоидов – это почвенный поглощающий комплекс.
2 пути образования почкенных коллоидов:
Конденсационный – происходит вследствие укрупнения частиц;
Дисперсный – происходит путем дробления крупных частиц.
Колоиды могут быть:
Минеральные – образуются в результате процессов выветривания при измельчении горных пород;
Органические - накапливаются в почве в результате разложения растительных остатков;
Органо-минеральные - образуются при взаимодействии глинистых минералов с органическим веществом почвы.
Свойства коллоидов:
- не видны вооруженным взглядом;
- обнаруживают броуновское движение;
- не проходят через органические фильтры;
- образуют коллоидную систему;
- по отношению к воде – гидрофильные, те, которые способны удерживать пленку воды, гидрофобные, не гидротируются.
- агрегативная устойчивость – способность сохранять мелкие размеры или степень дисперсности;
- способность укрупняться, слипаться, агрегироваться, обладают способностью когуляции, в результате образуется осадок или коагулят-гель. Слипание происходит при взаимном притяжении почвенных коллоидов, при высушивании, при вымораживании, при изменении электрокинетического потенциала;
- способность снова переходить из геля в золь – обративные коллоиды.
Почвенные коллоиды имеют различное строение: по Н.И. Горбунову строение коллоидной мицеллы:
1
слой – ядро. Оно может быть жидкое,
газообразное, кристаллическое, аморфное;
2 слой – внутренний, потенциалопределяющие ионы, отрицательный;
3 слой – внешний слой компенсирующих ионов:
- неподвижный слой,
-диффузный слой () катионы способны переходить в почвенный раствор далеко не отделяясь от частицы.
Ядро + внутренний слой – гранула; гранула + неподвижная часть внешнего слоя – частица, а все вместе – это мицелла.
Носителем поглотительной способности почв является почвенный поглощающий комплекс (ППК) - вся сумма органических и минеральных коллоидов.
По К. К. Гедройцу, ППК включает все частицы размером менее 0,005 мм. Частицы, имеющие размер, близкий к 0,01 мм, принимают незначительное участие в явлениях поглощения, а крупные частицы в поглощении не участвуют.
Поглотительная способность почв, виды
Поглотительная способность - способность почвы задерживать растворенные вещества, а также коллоидально распыленные частицы и грубые суспензии.
К. К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, физическую, химическую, физико-химическую и биологическую.
Механическая поглотительная способность - это свойство почвы задерживать взмученные в воде частицы, которые крупнее почвенных пор. Механическое поглощение зависит от гранулометрического состава и сложения почвы.
Физическая поглотительная способность обусловлена свободной энергией молекул и ионов, находящихся на поверхности твердой фазы почвы. При физическом поглощении молекулы растворенных веществ концентрируются на поверхности коллоидных частиц. Чем сильнее степень раздробленности частиц; тем больше их общая поверхность, на которой адсорбируются молекулы различных веществ.
Химическая поглотительная способность связана с образованием нерастворимых в воде соединений. Находящиеся в растворе вещества могут вступать в химические реакции одно с другим, образуя нерастворимые или малорастворимые соединения, которые удерживаются в почве от вымывания.
Физико-химическая (обменная) поглотительная способность - это способность почвы обменивать катионы, содержащиеся в твердой фазе, на эквивалентное количество катионов почвенного раствора.
Состав и количество поглощенных катионов во многом зависят от ППК. В ППК входят минеральные почвенные коллоиды глинистых минералов и органические коллоиды, представленные гумусовыми веществами. Названные почвенные коллоиды имеют отрицательный заряд, поэтому они поглощают катионы.
Биологическая поглотительная способность выражается в поглощении элементов питания корнями растений и микроорганизмами. Поглощенные вещества превращаются в органические соединения и предохраняются от вымывания из почвы. Благодаря биологическому поглощению в почве сохраняются нитраты и другие элементы питания.