Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
1—чернозем обыкновенный (0—20 см); 2 — солонец степной средний (0—12 см); J—солонец степной средний (13—21 см)
189
интенсивно поглощаются почвой ионы H2PO-4, HPO2-4, PO3-4. Однако механизм поглощения фосфат-ионов почвами сложен и разнообразен Можно выделить следующие виды поглощения почвой фосфат-ионов:
1) образование малорастворимых фосфатов в результате взаимодействия внесенных в почву растворимых фосфатов с солями почвенного раствора (химическое поглощение). Такой вид поглощения возможен во многих почвах при наличии ионов кальция, алюминия, железа при нейтральной или щелочной реакции среды;
2) образование слаборастворимых фосфатов с катионами поглощающего комплекса после вытеснения их катионами раствора;
3) поглощение фосфат-ионов при взаимодействии их с минералами-солями; гипсом, кальцитом, доломитом. Часть фосфат-иона связывается с кальцием, перешедшим в раствор Возможно поглощение фосфат-иона на поверхности минералов без вытеснения кальция, частичное окклюдирование фосфата в минерале;
4) хемосорбция фосфат-ионов гидроксидами алюминия и железа. Связь осуществляется с твердой фазой на внешней поверхности коллоида. Одна из схем реакции:
При этом поглощение фосфат-ионов сильно зависит от дисперсности. Свежеосажденные оксиды поглощают фосфаты в большом количестве (Р2О5 составляет 10—15% от массы поглотителя). При кристаллизации полуторных оксидов (уменьшении внешней поверхности) поглощение фосфатов уменьшается в 10 раз,
5) поглощение фосфат-ионов глинистыми и неглинистыми алюмо- и ферросиликатными минералами. На внешней, иногда на внутренней поверхности минералов происходит необменное поглощение фосфат-иона. При этом фосфат-ион адсорбируется в потенциалопределяюще.м слое отрицательных коллоидов, притягиваясь к А1 кристаллической решетки;
6) возможна обменная сорбция анионов на положительно заряженных участках коллоидной мицеллы:
ОН-
[ППК]+ ОН- + K3PO4 —> [ППК] РО3-4 + 3КОН
OH-
2КОН + CO2—>K2CO3 + Нр
7) аморфный кремнезем поглощает фосфаты путем механического захвата — окклюдирования
Органические вещества, насыщенные основаниями, также поглощают фосфаты, но значительно меньше, чем полуторные оксиды и глинистые минералы (табл 36). Поглощение фосфатов
190
Таблица 36. Поглощение фосфат-иона различными минеральными сорбентами из раствора Са(Н2РО4) , содержащего 600 мг/л Р^5
Сорбент Поглощено Р2^^5, мг/100г Сорбент Поглощено Р2О5, мг/100 г
Гель гидроксида алюми- Хлорит 600
ния 1700 Монтмориллонит нат-
Гель гидроксида железа 1100 риевый 197
Окристаллизованная Монтмориллонит каль-
форма гидроксида желе- циевый 300
за (гематит) 760 Каолинит 127
Кварц 0 Гипс 249
Кварц, покрытый пленкой 296 Кальцит 165
Fe(OH)3
Аморфный кремнезем 46 Гидрослюда 170
приводит к накоплению фосфора в почве, но снижает степень доступности его растениям. Уменьшение поглощения фосфатов может происходить за счет образования комплексных алюмо-и железогумусовых соединений.
9.6. Физическое состояние почвенных коллоидов
Коллоиды в почве находятся главным образом в форме гелей, в которых частицы сцепляются между собой и образуют пространственную структурную сетку, в ячейках которой удерживается вода. Во влажной почве небольшое количество коллоидов может находиться в состоянии золя (частицы разделены водной фазой). Раздельное существование коллоидных частиц в состоянии золя связано с наличием электрокинетического потенциала и водной (гидратационной) оболочки на поверхности частиц. Одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга, м.огут долго находиться в суспензии, не образуя осадка.
При падении электрокинетического потенциала и уменьшении заряда частиц разноименно заряженные коллоиды, сталкиваясь друг с другом при хаотическом движении, склеиваются, увеличиваются в размерах и выпадают в осадок. Процесс соединения коллоидных частиц и образования геля из золя называется коагуляцией, дальнейшее осаждение — седиментацией. Переход коллоида из состояния геля в состояние золя называется пепти-зацией. Коллоиды, которые могут легко переходить из золя в гель и обратно, называются обратимыми. В почве много коллоидов, трудно переходящих в состояние золя и составляющих группу необратимых коллоидов.
Взаимодействию и соединению коллоидных частиц мешают водные пленки, которые удерживаются на их поверхности. По количеству воды, удерживаемой коллоидами, они разделяются на гидрофильные и гидрофобные. Гидрофильные коллоиды сильно гидратированы, труднее коагулируют. К ним относятся некоторые органические вещества, встречающиеся в почвах, минера-
191
лы монтмориллонитовой группы. Гидрофобные коллоиды содержат небольшое количество воды. Это — гидроксид железа, минералы каолинитовой группы. Деление коллоидов на гидрофильные и гидрофобные несколько условно, поскольку при измельчении твердых коллоидных частиц степень гидратации их возрастает.
Физическое состояние коллоидов в значительной степени зависит от состава поглощенных катионов. Чем больше валентность поглощенных ионов, больше их заряд, тем меньше будет диссоциация их от коллоидной частицы, меньше электрокинети-ческий потенциал частицы, тем легче идет процесс коагуляции.
