ХИМИЯ ПОЧВЫ

ПОГЛОЩЕНИЕ АНИОНОВ ПОЧВОЙ

Вопрос об адсорбции анионов почвами еще далеко недостаточно разработан. В двадцатых годах возможность положительной адсорбции нитратов в почвах была предметом дискуссии. Одни исследователи (Шмук, 1924 и др.) обнаруживали поглощение нитратов в почвах; в опытах других исследователей наблюдался противоположный результат (Лебедянцев и Астафьев, 1924).

Большинство мнений сводилось к тому, что анионы физико-химически не поглощаются. Благодаря развитию знаний об электрокинетических свойствах коллоидов наметились и новые пути изучения адсорбции анионов. Мы знаем теперь, что в почве наряду с отрицательными коллоидами существуют в некотором количестве и коллоиды положительно заряженные.

Отрицательный заряд комплексных коллоидных частиц представляет собой суммарную величину, и входящие в их состав положительные коллоиды могут принимать участие в адсорбции.

Изучая адсорбцию анионов, следует, очевидно, интересоваться теми условиями, при которых роль положительных коллоидов достаточно ярко выявлена.

Адсорбция анионов в почве зависит от нескольких факторов. Основные из них следующие: а) особенности самих анионов; б) состав почвенных коллоидов и их электрокинетические свойства; в) реакция среды (рН).

а) Если расположить анионы по возрастающей способности к адсорбции, то получим следующий ряд:

CL- = NOJ< SOI~< Р01"< ОН

Чем больше валентность аниона, тем больше его способность адсорбироваться на поверхности коллоидов. Исключение составляет только ион ОН-, обладающий наибольшей активностью, несмотря на малую валентность. Это можно объяснить тем, что с увеличением валентности аниона уменьшается диссоциация соединения, образующего двойной слой, а реакция идет в сторону образования наименее диссоциированных соединений.

Очень слабо диссоциируют и соединения, которые образует он- с ионами Fe и А1, стоящими во внутренней обкладке двойного слоя положительных коллоидов.

б)        Состав коллоидов (их гранул) в большой мере влияет на поглощение анионов; с возрастанием количества полуторных окислов (базоидов) в составе почвенных коллоидов увеличивается поглотительная способность почвы по отношению к анионам.

в)         Изменение реакции среды (см. выше в разделе об электрокинетических свойствах) влечет за собой изменение потенциала коллоидов; подщелачивание повышает отрицательный потенциал, подкисление — положительный. Отсюда следует, что кислая среда способствует большей адсорбции анионов, и, наоборот, в щелочной среде адсорбция анионов ослаблена.

Эти закономерности были установлены работами С. Мат- тсона (3931) и в основном подтверждены рядом дальнейших исследований. Так, И. Н. Антиповым-Каратаевым и А. И. Рабинерсоном (1933) были получены следующие данные по поглощению анионов при обработке почв кислотами ( 74).

В работе Н. П. Ремезова и М. М. Власовой (1934) С1~ адсорбировался очень слабо и в дерново-подзолистой почве, и в черноземе и заметно адсорбировался красноземом; подкисление усиливало поглощение С1~. Горизонты В дерново-подзолистой почвы и краснозема, обогащенные полуторными окислами, адсорбировали большие количества С1~. На неизменное присутствие С1" и SO*- (видимо, в форме поглощенных) в образцах красноземной коры выветривания и почв, сформировавшихся на ней, указывает Б. Б. Полынов (19566).

Из сказанного выше можно сделать вывод, что поглощение NOj и С1~ как одновалентных анионов может происходить в заметных количествах лишь в редких случаях, когда мы имеем коллоиды с высоким содержанием полуторных окислов и при кислой реакции среды (красноземы). Обычно же хлориды и нитраты почвой не поглощаются. Так как эти анионы не образуют и труднорастворимых солей, то в почве их ничто не защищает от вымывания. И если N0" обычно полностью захватывается растениями в процессе питания, то судьба С1~ в почвах зависит прежде всего от характера водного режима местности: то или иное накопление С1~ в почвах возможно лишь в сухом климате; в условиях промывного режима С1~ вымывается и уносится в моря и океаны.

В практике сельского хозяйства с отсутствием поглощения NOg и С1~ необходимо считаться. Так, нитраты (селитры), применяемые в качестве удобрений, вносят как можно ближе к посеву растений для того, чтобы они не успели вымыться и могли быть использованы всходами. Хлор обычно маложелательный компонент удобрения. Поэтому такие удобрения, как калийные соли, содержащие много С1~, следует вносить в почву заранее. Тогда до посева С1- успеет отмыться осадками.

Ионы SOJ" в природных условиях не поглощаются черноземами и горизонтами А дерново-подзолистых почв г. Иллювиальные горизонты подзолистых почв, а также красноземы способны поглощать сульфат-ионы и при этом в несколько больших количествах, чем одновалентные ионы.

Наличие оболочек гидроокисей Fe и (особенно) А1 на почвенных частичках способствует поглощению SO\~, усиливающемуся при подкислении; это экспериментально показано в работе Чао, Харуорд и Фанг (Chao, Harward, Fang, 1964), в которой пленки гидроокисей искусственно создавались в почве.