Поглинальна здатність ґрунтів
Поглинальна здатність ґрунтів
Зміст
Відео: Грунтознавство
Здатність грунту поглинати іони і молекули різних речовин з розчинів і утримувати їх називається поглинаючою здатністю грунту. Великий внесок у вивчення поглинальної способshy-ності грунту вніс К. К. Гедройц. В його працях дослідження поглинальної здатності грунтів тісно пов`язане з численними теоретичними і практичними питаннями застосування добрив, живлення рослин, хімічної меліорації грунтів і т. Д. К. К. Гедройц виділив п`ять видів поглинальної здатності грунтів: механічну, фізичну, хімічну, фізико-хімічну , або обмінну, і біологічну.
Механічна поглинальна здатність - це найбільш простий вид поглинання, яке відбувається завдяки наявності в грунті найтонших пір і капілярних ходів. Дрібні тверді частинки, зважені в фільтрується через грунт воді, затримуються, т. Е. Механічно поглинаються. Механічна поглинальна здатність залежить від гранулометричного і агрегатного складу грунту та його складання, у піщаних грунтів вона мінімальна, у глинистих - максимальна. Механічно спочатку поглинаються фосфоритне борошно, вапняні добрива (будь-якого ступеня подрібнення), мікроорганізми.
Фізична поглинальна здатність грунту - це здатність її позитивно або негативно адсорбувати гази, молекули солей, спиртів, лугів та інших речовин. Розчинена речовина притягується або відштовхується поверхнею твердих частинок грунту Інтенсивність фізичного поглинання прямо залежить від кількості дрібнодисперсних частинок в грунті і вважається позитивним, коли молекули розчиненої речовини притягуються частинками грунту сильніше, ніж молекули води, і негативним, якщо сильніше притягуються молекули води. Позитивне фізичне поглинання аміаку грунтом відбувається при внесенні безводного аміаку або аміачної води, негативне - розчинів нітратів або хлоридів. Це обумовлює високу рухливість останніх в грунті, що необхідно враховувати при внесенні, нітратних і хлорвмісних мінеральних добрив. Нітратні мінеральні добрива слід вносити ближче до посіву або в підгодівлю, а містять багато хлору - з осені, щоб відбулося хоча б часткове вимивання хлору, так як більшість культур негативно реагує на хлор.
Хімічна поглинальна здатність грунту - це здатність грунту утримувати деякі іони шляхом утворення важкорозчинних або нерозчинних у воді сполук в результаті хімічних реакцій, що відбуваються в грунті. Найбільше значення хімічне. поглинання має при перетворенні сполук фосфору в ґрунті.
Фізико-хімічна, або обмінна, поглинальна здатність - це здатність дрібнодисперсних колоїдних частинок грунту (від 0,00025 мм до 0,001 мм), що несуть негативний заряд, поглинати різні катіони з розчину, причому поглинання одних катіонів супроводжується витісненням в розчин еквівалентної кількості інших, раніше поглинених твердої фракцією ґрунту. Сукупність дрібнодисперсних ґрунтових частинок, що володіють обмінної поглинальною здатністю К. К. Гедройц назвав грунтовим що поглинає комплексом (ППК).
Грунтові колоїди поділяються на органічні, мінеральні і органо. Органічні колоїди представлені гумусними речовинами (гумінові кислоти, фульвокислоти та їх солі), мінеральні - глинистими мінералами, як кристалічними, так і аморфними сполуками (кремнієва кислота, гідрати полуторних окислів).
Здатність органічних колоїдів і мінералів глин до обмінного поглинання катіонів обумовлена їх негативним зарядом. Тому поглинаються катіони солей (добрив). Позитивний заряд мають колоїдні гідроксиду заліза і алюмінію, тоді обмінно поглинаються аніони NO3-, Н2РВ4-, S04-2. 0бмен поглинаються в грунті калійні і багато азотні добрива.Обмінна поглинальна здатність має велике значення для живлення рослин і застосування добрив. Заклопотані ППК катіони доступні для рослин в обмін на Н+, одержуваний при дисоціації Н2СО3 = СО3-+Н+ +НСО3-, яка виділяється при диханні коренів рослин.
Відео: ППК - грунтовий поглинаючий комплекс
Оскільки поглинений калій слабо вимивається з грунту, то дози калійних добрив можна вносити великі (в запас) і підвищувати вміст калію в грунті.
Закономірності обмінного поглинання катіонів:
Відео: поглинальна здатність ґрунтів реферат
реакція обміну між ППК і катіонами сольових розчинів протікає в еквівалентних співвідношеннях;
реакція обміну катіонів оборотна, т. е. поглинений катіон може бути знову витіснений в розчин:
Відео: Кураченко Н.Л. Грунти лісостепової зони
(ППК) Н + КСl = (ППК) К + НСl,
(ППК) Са + 2КСl = (ППК) К +CaCl2,
(ППК) H+NH4N03 = (ППK) NH4+HNO3;
при постійній концентрації розчину кількість катіонів, що витісняються з грунту в розчин, збільшується зі збільшенням обсягу розчину;
при постійному обсязі розчину кількість катіонів, що витісняються з грунту в розчин, підвищується зі збільшенням концентрації розчину витісняє солі;
реакції обмінного поглинання в грунтах підкоряються закону діючих мас: чим вище концентрація катіонів в розчині і чим нижче вміст катіонів у ППК, тим більше катіонів поглине грунтом;
реакції обміну катіонів при взаємодії грунту з розчином протікають з великою швидкістю, так як обмін катіонів відбувається на поверхні колоїдних частинок грунту;
різні катіони поглинаються грунтом і утримуються в поглиненому стані з неоднаковою енергією. Чим більше атомна маса і заряд катіона, тим сильніше він поглинається і важче витісняється з грунту іншими катіонами.
Двовалентні і тривалентні катіони несуть великі, електричні, заряди і тому значно сильніше притягуються колоїдними частинками, ніж одновалентні. При однаковій валентності енергія поглинання катіонів тим вище, чим більше їх атомна маса, так як атомна маса і гідратація катіоshy-на перебувають у зворотній залежності. Наприклад, до Н+ приєднується 1 молекула води, до NH4+ - 4,4 молекули води, до Na 8,4 молекули води. Слабогідратірованние катіони сильніше притягуються поверхнею колоїду.
В порядку зростання здатності до поглинання катіони розташовуються в наступному порядку: Li- Na- NH4 К- Rb- Cs- Mg- Ca- Ba- Cd- з- Al- Fe. Виняток становить іон Н+. Він має найменшу атомну масу, але володіє високою енергією поглинання і здатністю витісняти з поглинаючогокомплексу інші катіони.
За даними К. К. Гедройца, енергія поглинання Н+ в 4 рази більше, ніж Са2+, і в 17 разів більше, ніж Na+. Це пов`язано з тим, що у водних розчинах іон водню приєднує молекули води і утворює іон гідроксонію (H3O+), Діаметр якого значно менше всіх інших гідратованих іонів. Катіони калію, амонію, рубідію і цезію можуть частково закріплюватися (фіксуватися) грунтами в необмінної формі. Це пов`язано з тим, що вони проникають всередину кристалічної решітки мінералів, що входять в поглинаючий комплекс. Пов`язано це з радіусом катіона. Радіус катіона К+ = 1,33 Апро, радіус NH4+= 1,43 Aпро.
Ступінь необмінної фіксації катіонів залежить від гранулометричного і мінералогічного складу ґрунту. У чорноземів вона значно більше, ніж у дерново-підзолистих грунтів. Необмінна фіксація катіонів зростає при періодичному зволоженні і висушуванні грунту. Тому калійні добрива для зменшення необмінної фіксації калію рекомендується закладати оранкою в глибокий, непересихаючий шар грунту або вносити стрічками, перемішуючи з меншим об`ємом грунту. Переважно гранульовані калійні добрива.
Біологічна поглинальна здатність грунту полягає в тому, що азот і зольні елементи утримуються грунтом в складі органічних речовин, що утворюються рослинами і грунтовими мікроорганізмами, завдяки чому ці поживні елементи не вимиваються з грунту. Біологічне поглинання грає важливу роль у перетворенні нітратних сполук азоту в ґрунті. Так, легкорозчинні солі азотної кислоти утримуються в грунті головним чином будучи засвоєними мікроорганізмами. Після їх відмирання і мінераshy-зації вони знову стають доступними для рослин. В середньому на площі 1 га мікроорганізми можуть утримувати до 125 кг азоту, 40 - фосфору і 25 кг калію.
Ця ж здатність ґрунту може мати і негативні наслідки. Якщо в грунт вноситься багато багатого клітковиною, але бідного азотом органічної речовини (солома- гній, який містить багато соломи), то мікроорганізми, будучи конкурентами рослин, використовуючи клітковину в якості енергетичного матеріалу, будуть інтенсивно розмножуватися і споживати багато азоту з грунту. Азотне живлення рослин може погіршитися. Тому при запашке соломи на добриво в грунт необхідно вносити в розрахунку на кожну її тонну 10-12 кг азоту або ж висівати зернобобові культури або висаджувати картоплю, так як ці культури знижують врожайність в меншій мірі, ніж зернові.
