Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
4. Почвенные коллоиды
В составе почвы очень важную роль играют почвенные коллоиды (частицы мельче 0,2 мк), учение о которых было разработано К.К. Гедройцем. Почвенные коллоиды образуются в результате раздробления крупных частиц при выветривании или путем конденсации молекул или ионов. По своему происхождению и составу все почвенные коллоиды можно разделить на три группы: минеральные, органические и органо-минеральные. Минеральные коллоиды образуются в результате выветривания горных пород и минералов. Органические коллоиды образуются в процессе разложения и гумификации органических остатков. При взаимодействии гумусовых веществ с высокодисперсными минеральными частицами образуются комплексные соединения более сложного состава – органо-минеральные коллоиды. Чем тяжелее почва по механическому составу и чем больше в ней гумуса, тем больше в ней коллоидов.
Коллоиды могут находиться в двух состояниях: золя (взвеси или коллоидного раствора) и геля (студенистого, хлопьевидного или аморфного коллоидного осадка).
Коллоидная частица, иначе ее называют коллоидной мицеллой, имеет сложное строение (рис. 4).
Почвенные коллоиды благодаря их электрокинетическим свойствам играют большую роль в почвообразовании. Они способны поглощать и обменивать ионы диффузного слоя мицеллы на ионы окружающего ее раствора. На этой способности основаны методы химической мелиорации почв и внесения удобрений. От содержания коллоидов в почве зависит ее поглотительная способность. Поглотительная способность – это свойство почвы поглощать и удерживать различные вещества, находящиеся в жидком, газообразном, растворенном или взвешенном состоянии.
Всю совокупность коллоидов, обусловливающих поглотительную способность почв, академик К.К. Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом (ППК). Он выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, физическую (адсорбционную), физико-химическую (обменную), химическую и биологическую.
Механическая поглотительная способность обусловлена свойством почвы, как всякого пористого тела, задерживать в своих порах взмученные в воде частицы крупнее почвенных пор. Чем больше в почве глинистых частиц, гумуса и чем мельче почвенные поры, тем лучшей механической поглотительной способностью она обладает. Механически могут задерживаться не только почвенные частицы, но и различные микроорганизмы. Механическое поглощение имеет большое значение в почвообразовании.
Рис. 4. Схема строения коллоидной мицеллы (по Н.И. Горбунову)
Свойство почвы поглощать из раствора молекулы веществ называется физическим поглощением или молекулярной адсорбцией. Физическое поглощение обусловлено наличием на поверхности коллоидных частиц молекулярных сил притяжения, за счет которых коллоиды сорбируют вещества, находящиеся в воде в виде истинных или коллоидных растворов.
Почва поглощает не только молекулы вещества, но и ионы. Способность почвы обменивать некоторую часть ионов, находящихся на поверхности твердых частиц почвы, на эквивалентное количество ионов, находящихся в соприкасающемся с ними растворе, называется физико-химической или обменной адсорбцией. Последняя обусловлена наличием на поверхности коллоидных частиц электрического заряда (положительного или отрицательного).
Химическая поглотительная способность проявляется в том, что многие находящиеся в почвенном растворе вещества, соприкасаясь друг с другом или нерастворимой частью почвы, вступая в химические реакции, дают нерастворимые или труднорастворимые в воде соединения.
Биологическая поглотительная способность обусловлена жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов, которые усваивают из почвенного раствора и воздуха различные вещества и переводят их в органические соединения своего тела.