|
Поглотительная, или обменно-поглотительная, способность, открытая и изученная советским почвоведом-химиком К. К. Гедройцем, — одна из самых важных геохимических особенностей почвы. Благодаря ей почва приобретает свойства саморегулирующейся системы, поддерживающей свое состояние, несмотря на воздействие со стороны. Мы уже отмечали, что все реакции в почве протекают в водной среде. Кислотно-щелочные условия этой среды в каждом типе почв сложились на протяжении длительного времени в результате взаимодействия живых организмов и минералов. Изменение этих условий вызовет нарушение сложившегося равновесия. Например, усиление кислотности (т. е. увеличение концентрации водородных ионов) повлечет за собой угнетение организмов, нарушение биологического круговорота, растворение некоторых минералов. Однако благодаря обменно-поглотительной способности почва обладает замечательным свойством буферности, противодействиями нарушению равновесия. Если в почву добавить кислоту, то ее вредное влияние будет нейтрализовано самой почвой. Механизм этого процесса следующий. Появление кислоты в почвенных водах сопровождается увеличением концентрации водородных ионов. Это вызовет обменную реакцию: выделение поглощенных катионов кальция, натрия, калия и поглощение катионов водорода. В результате кислотность среды будет восстановлена до нормы, отвечающей условиям данного типа почв. Если же в почву добавить растворимые соединения кальция, то часть этого элемента будет поглощена и выделится эквивалентное количество катионов водорода.
Обменно-поглотительная способность играет главную роль в обеспечении непрерывного поступления азота, фосфора, калия и других элементов в биологический круговорот. Именно с этой способностью связано «таинство» перехода минеральных форм в живые.
Почвенное плодородие долгое время казалось людям чем-то волшебным и сверхъестественным. Однако в природе таинственным нам представляется лишь то, что неизвестно. Теперь мы знаем, что растение не может получать необходимые ему химические элементы ни из кристаллохимической структуры минералов, ни из крупной органической молекулы. Уже в конце прошлого века было установлено, что растения всасывают почвенную воду благодаря высокому осмотическому давлению клеточного сока. Всасывание идет через оболочку клеток, сквозь которую свободно проходят молекулы воды и ионы, но более крупные частицы проникнуть не могут. Следовательно, основная форма химических элементов, доступная для растений, — ионы в водном растворе.
Если растение выращивать в искусственной среде, например в сосуде с водой, то в нее можно внести растворимые соединения в таком количестве, которое полностью обеспечит весь физиологический цикл развития. Но в почве растворимые соединения не могут долго сохраняться, так как они будут вынесены атмосферными водами. Вот здесь и приходит на помощь механизм обменно-поглотительной способности. Катионы, находящиеся в сорбированном состоянии на поверхности почвенных частиц, настолько прочно связаны, что не могут вымываться просачивающимися водами. В то же время эти катионы всегда могут перейти в раствор, будучи вытесненными ионами водорода.
Путь катиона из кристаллохимической структуры минерала в растение таков: минерал раствор поглощенное состояние раствор растение.
|