Высокодисперсная часть почвы

Высокодисперсная часть почвы. Коллоидные свойства у почвенных частиц начинают проявляться при несколько более их крупных размерах

чем это предусматривает теория коллоидно-дисперсных систем. Ясно выраженными коллоидными свойствами обладают частицы размером от 0,001 мм и менее.

Высокодисперсные частицы почвы в подавляющем большинстве случаев заряжены отрицательно и поэтому сорбируют различные катионы. В качестве обменных оснований, составляющих диффузный слой мицелл, в почвенных коллоидах встречаются обычно кальций, меньше — магний. В поглощающем комплексе некоторых почв много натрия. Ион калия встречается часто, но, как правило, в небольшом количестве.

Было обнаружено, что при воздействии нейтральной соли (например, раствора КС1) высокодисперсные частицы выделяют оснований меньше, чем поглощают. Поэтому за счет “свободных” анионов соли образуется кислота. В частности, при действии на высокодисперсную часть почвы раствором КС1 образуется соляная кислота. Это явление, получившее название обменной кислотности, происходит в результате обмена ионов калия из раствора на ионы водорода, поглощенные тонкодисперсными частицами (рис. 18).

Ионы водорода связаны довольно прочно и при обмене с

катионами нейтральной соли полностью не выделяются. Если

Подействовать на коллоиды гидролитически щелочной солью

(солью, образованной сильным основанием и слабой кислотой), например уксуснокислым натрием (СН3 COONa), то можно вытеснить почти все поглощенные ионы водорода. Это явление называется гидролитической кислотностью. При этом образуется значительно больше кислоты, чем при обмене с катионами нейтральной соли.

Количество поглощенных оснований и водорода называется емкостью поглощения или обмена. Диффузный слой коллоидных мицелл может быть полностью насыщен катионами (кальцием, магнием, натрием, калием) или частично занят ионами водорода. Поэтому говорят о степени насыщенности коллоидов основаниями, т. е. о процентном содержании суммы оснований (от емкости поглощения). Степень насыщенности основаниями в почвенных коллоидах колеблется от нескольких процентов до 100.

Емкость поглощения (обмена) почв определяется составом высокодисперсных частиц почвы и их количеством. Представление о емкости катионного обмена наиболее распространенных компонентов высокодисперсной части почвы (мг-экв/100 г вещества) можно получить из следующих данных:

Компоненты Емкость

обмена

Каолинит (по Н. И. Горбунову, 1963) 20

Гидрослюды (по Н. И. Горбунову, 1963) 20—50

Монтмориллонит (по Шахтнабелю, 1952) 60—150

Гуминовые кислоты (по М. М. Кононовой, 1963)

а) подзолистых почв 350

б) черноземных почв 400—500

Гумус почвы в среднем (по А. А. Роде. 1965) 100—200

Как следует из приведенных данных, для поглотительной способности почвенных коллоидов важное значение имеет содержание в них гумусовых веществ; не менее важное значение имеет минеральный состав, особенно соотношение между минералами группы гидрослюд и монтмориллонита, с одной стороны, а каолинита — с другой. Монтмориллонит обладает высокой дисперсностью и значительной поглотительной способностью. Каолинит менее дисперсен и в силу своей кристаллохимической структуры обладает емкостью поглощения, в 5—10 раз меньшей, чем монтмориллонит. Гидрослюды занимают промежуточное положение. В связи с этим большой интерес приобретает проблема закономерности географического распространения основных минералов тонкодисперсной части почв.

Одно время было распространено мнение, что реакция среды определяет минеральный состав высокодисперсной части почв: в кислой среде возникает каолинит, в нейтральной — гидрослюды, в щелочной — монтмориллонит. Этот взгляд нашел отражение в некоторых учебниках.

Н. И. Горбунов (1963) убедительно показал, что минеральный состав высокодисперсной части почв определяется составом почвообразующих пород. Так как основными почвообразующими породами на территории России являются четвертичные отложения, то в большей части почв преобладают минералы группы гидрослюд и монтмориллонита, а также смешанно-елейные. Минералы группы каолинита встречаются значительно реже. В заметном количестве эти минералы присутствуют в почвах, в состав почвообразующих пород которых входят продукты выветривания тропических и субтропических ландшафтов (например, в красноземах Грузии). Из других минералов высокодисперсной части почв отметим аморфные соединения типа аллофаноидов, гидроксидов железа, марганца и кремния (опал).