Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

17 5

1 — < 0,2, 2 — 0,2—0,4, 3 — 0,4—0,6, 4 — 0,6—0,8, 5 — 0,8—1,0, 6 — 1,0—1,2, 7 — 1,2—1,4, 8 — > 1,4

воздуха полив дождеванием с нормой около 1000 м3/га в услови­ ях активной вегетационной деятельности на почвах тяжелого механического состава. В этих условиях концентрации О2 умень­ шается до 10,0% и ниже, а СО2 накапливается до 5—7%. В поч­ ве образуются микрозоны анаэробиозиса, и в почвенном воздухе появляются аналитически уловимые концентрации микрогазов: сероводород, метан, этилен, которые являются токсичными.

Кроме того, повышенные концентрации диоксида углерода в прикорневых зонах вызывают снижение интенсивности поглоще­ ния воды корневыми волосками, т. е. снижается интенсивность транспирации воды при высоком уровне физического испарения влаги с поверхности почв. Все это уменьшает эффективность поливов и требует разработки мероприятий, направленных на оптимизацию водно-воздушного режима почв при орошении.

Глава девятая

ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ

Поглотительной способностью почвы называется ее свойство обменно либо необменно поглощать различные твердые, жид­ кие и газообразные вещества или увеличивать их концентрацию у поверхности содержащихся в почве коллоидных частиц.

Учение о поглотительной способности почв разработано в трудах К. К. Гедройца, Г. Вигнера, С. Маттсона, Е. Н. Гапона, Б. П. Никольского, Н. П. Ремезова, И. Н. Антипова-Каратаева, Н. И. Горбунова. Наиболее полно характеристика поглотитель­ ной способности почв изложена в работах К. К. Гедройца, кото­ рый выделил пять ее видов.

176

Рис. 34. Динамика состава почвенного воздуха южного чернозема при поливе дождеванием нормой 500 м3/га

9.1.Виды поглотительной способности почв

1.Механическая поглотительная способность — это свойство почв поглощать поступающие с водным или воздушным потоком твердые частицы, размеры которых превышают размеры почвен­ ных пор. От размера и формы пор зависят крупность задержива­ емых частиц и глубина их проникновения в почву. Вода, проходя сквозь почвенную толщу, очищается от взвесей, что позволяет использовать это свойство почв и рыхлых пород для очистки питьевых и сточных вод. При строительстве оросительных систем свойство почв поглощать твердые частицы используется для заиливания дна и стенок каналов в целях уменьшения потерь воды на фильтрацию (кольматирование каналов, водохранилищ).

177

2. Химическая поглотительная способность обусловлена обра­ зованием в результате происходящих в почве химических реак­ ций труднорастворимых соединений, выпадающих из раствора в осадок. Поступающие в почву в составе атмосферных, грунто­ вых поливных вод катионы и анионы могут образовывать с солями почвенного раствора нерастворимые или труднораство­ римые соединения. Например:

3.Биологическое поглощение вызвано способностью живых почвообитающих организмов (корни растений, микроорганизмы) поглощать различные элементы. Биологическая поглотительная способность характеризуется большой избирательностью погло­ щения, обусловленной специфической для каждого вида потреб­ ностью живых организмов в элементах питания.

4.Физическая поглотительная способность — способность

почвы увеличивать концентрацию молекул различных веществ у поверхности тонкодисперсных частиц. Поверхностн-ая энергия таких частиц, измеряющаяся произведением поверхностного натяжения, возникающего на границе соприкосновения дисперс­ ной фазы с дисперсионной средой, на суммарную поверхность частиц дисперсной фазы, стремится, вообще говоря, к наиболь­ шему сокращению. Это реализуется или уменьшением поверх­ ности твердой фазы (укрупнение частиц), или понижением по­ верхностного натяжения путем адсорбции на поверхности частиц некоторых веществ. Вещества, понижающие поверхностное натя­ жение, называются поверхностно-активными (органические ки­ слоты, алкалоиды, многие высокомолекулярные органические соединения). Они притягиваются к поверхности тонкодисперсных частиц, т. е. испытывают положительную физическую адсорбцию. Многие минеральные соли, кислоты, щелочи, некоторые органи­ ческие соединения повышают поверхностное натяжение воды, вызывая явление отрицательной физической адсорбции, при которой концентрация данных веществ уменьшается по мере приближения к поверхности частицы. Понижение поверхностного натяжения достигается в данном случае избирательной адсорб­ цией молекул воды, а не растворенных в ней веществ.

5. Физико-химическая, или обменная, поглотительная способ­ ность — способность почвы поглощать и обменивать ионы, нахо­ дящиеся на поверхности коллоидных частиц, на эквивалентное количество ионов раствора, взаимодействующего с твердой фазой почвы. Это свойство почвы обусловлено наличием в ее составе так называемого почвенного поглощающего комплекса (ППК), связанного с почвенными коллоидами.

178

9.2. Почвенный поглощающий комплекс (ППК). Почвенные коллоиды

Обменная поглотительная способность почв обусловлена нали­ чием в ней почвенного поглощающего комплекса. Почвенный поглощающий комплекс (ППК) — это совокупность минеральных, органических и органоминеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способных поглощать и обменивать поглощенные ионы.

Почва относится к гетерогенным полидисперсным образовани­ ям, для которых коллоидное состояние вещества имеет большое значение. Поглотительной способностью обладают как коллоидные частицы (0,2—0,001 мкм), так и предколлоидная фракция (0,2— 1 мкм). Диаметр частиц в 1 мкм представляет собой грань, отде­ ляющую механические элементы с резко выраженной поглоти­ тельной способностью.

Почвенные коллоиды образуются в процессе выветривания и почвообразования в результате дробления крупных частиц или путем соединения молекулярно раздробленных веществ и, вообще говоря, подчиняются законам, установленным для таких систем в физической и коллоидной химии. В почве хорошо развита поверх­ ность раздела между твердой (дисперсная фаза), жидкой и газообразной (дисперсионная среда) фазами. Между ними по­ стоянно происходят процессы взаимодействия, устанавливается динамическое равновесие.

Характерной особенностью почвенных коллоидов является наличие большой суммарной и удельной (поверхность почвенных частиц в м2 или см в единице массы или объема почвы) поверх­ ности. Представление о поверхности коллоидов можно получить при подсчете площади всех сторон кубиков, образованных при дроблении 1 см3 твердого тела (табл. 31).

Та б л и ц а 31. Площадь поверхностей граней кубиков (по К. К. Гедройцу)

Как видно из таблицы, при делении 1 см3 вещества таким образом, что каждое ребро нового кубика равно 0,0000001 см, общая поверхность всех кубиков составляет 60 000 000 см2, или 0,6 га.

179