7. Почвенный поглощающий комплекс

Понятие о ППК было введено в почвоведение К. К. Гедройцем. Он установил, что определенные ионы из раствора могут поглощаться почвой, а взамен в растворе появляются другие ионы того же знака заряда в эквивалентном количестве. Свойством поглощения ионов обладает коллоидная фракция почвы. Вся масса присутствующих в данной почве органических и минеральных коллоидов вместе с поглощенными ионами называется почвенным поглощающим комплексом (ППК). ППК состоит из двух частей – адсорбентов-коллоидов и адсорбируемых веществ – различных катионов и анионов.

В состав адсорбентов-коллоидов входят минеральные, органические и органо-минеральные вещества. К минеральным почвенным коллоидам относятся глинистые минералы (монтмориллонит, каолинит, аллофаны), гидрат окиси кремния SiO₂nH₂O, гидроксид марганца Mn₂O₃nH₂O, гидроксиды железа Fe(OH)₃nH₂O, гидроксиды алюминия Al(OH)₃nH₂O. В состав органических почвенных коллоидов входят коллоиды гумусовых веществ, тела некоторых очень мелких бактерий. В почвах присутствуют также многочисленные комплексные минеральные и органо-минеральные соединения коллоидной природы, часто они имеют вид коагелей.

Другая составная часть ППК – поглощенные коллоидами ионы, как правило, катионы. Иногда, в условиях нейтральной и кислой сред некоторые коллоиды приобретают положительный заряд и способны поглощать анионы. Это особенно заметно при обильном содержании гидроксидов железа и алюминия (в красноземах и ферралитных почвах). В ППК из поглощенных ионов преобладают Ca, Mg, K, Na, NH₄, H, Al.

Максимальное количество поглощенных катионов (мгэкв на 100 г почвы), способных к обмену на другие катионы, называется емкостью поглощения или обменной емкостью почв. Емкость поглощения органических коллоидов гораздо больше емкости поглощения минеральных. Емкость поглощения одной и той же почвы изменяется в зависимости от реакции среды, при которой происходит обмен ионов, от энергии катиона-вытеснителя. В щелочной среде увеличивается емкость коллоидов-ацитоидов (-), в кислотной среде – коллоидов-базоидов (+).

Катионы по их осаждающему действию расположены в том же ряду, что и по коагулирующей способности и энергии их вытеснения и поглощения. Поэтому почвы, насыщенные двух- и трехвалентными катионами, обладают устойчивым ППК, находятся преимущественно в состоянии геля; почвы, насыщенные одновалентными катионами легко подвергаются распыляющему действию воды, их коллоиды при увлажнении легко переходят в золь.

8. Климатический фактор почвообразования

Климатические условия формирования почв выражаются главным образом в количестве солнечной радиации, поступающей на земную поверхность, и в уровне увлажненности почвы, определяемом количеством атмосферных осадков. Климатическим закономерностям подчиняется, кроме того, обмен газами и твердыми частицами между почвой и атмосферой.

От величины лучистой энергии Солнца при достаточном увлажнении зависит интенсивность выветривания и синтеза почвенных минералов, темпы и направленность разложения органики, состав и характер внутрипочвенного функционирования биоты. Существует определенная закономерность между солнечной энергией, поступающей в почву, мощностью почвы, а также глубиной преобразования исходной материнской породы. Цикличность процесса поступления солнечной энергии на земную поверхность формирует тепловые режимы почв (см. №20).

Количество солнечной энергии, участвующей в почвообразовании существенным образом изменяется по географическим поясам Земли.

Климатический фактор определяет поступление атмосферных осадков в почву. От их годовой суммы, распределения по сезонам и величины испаряемости зависят степень промачиваемости почвы, запасы в ней продуктивной (доступной растениям) влаги, а также влагообеспеченность микробиологической деятельности. С учетом глубины и интенсивности передвижения почвенной влаги, преобладания восходящих или нисходящий токов выделяются различные типы водного режима почв (см. №18).

В целом можно говорить о гидротермическом режиме почв, поскольку между процессами накопления и передвижения влаги, с одной стороны, и температурными характеристиками почв – с другой, существует тесная взаимосвязь и взаимообусловленность.

С атмосферными осадками, кроме собственно влаги, в почву поступают растворенные органические и минеральные соединения, аэрозоли, пыль. Почвенный покров является приемником значительных масс веществ, вовлекаемого в региональный и глобальный атмосферный процессы.

Важным фактором почвообразования является также газообмен между почвой и атмосферой. Из атмосферы в почву проникает кислород, участвующий в процессах окисления, распада органики, дыхания корней. Из почву в атмосферу выделяется воздух, насыщенный углекислотой и другими газообразными продуктами жизнедеятельности почвенной биоты. Избыток или недостаток того или иного компонента в почвенном воздухе (O₂, CO₂) сказывается на направленности внутрипочвенных процессов, состоянии почвенной экосистемы.