Среди катионов с одинаковой валентностью энергия поглощения возрастает с увеличением массы атома. Энергия поглощения зависит от гидратированности катиона. Определен следующий ряд катионов по возрастанию энергии поглощения:
Li+ < Na+ < NH; < К+ < Mg2+ < Са2+ < Н+ < А13+
Исключение составляет ион водорода, у которого энергия поглощения выше, чем у двухвалентных катионов. В водном растворе ион водорода образует гидроксоний (Н30+), который обладает высокой энергией поглощения.
Большое значение в поглощении катионов имеет их концентрация в почвенном растворе. Катионы с меньшей энергией по-Т-'Ющения могут поглощаться только при более высокой их концентрации в почвенном растворе по сравнению с другими катионами, обладающими большей энергией поглощения.
V =-
ЕКО
• 100.
4. Обменное поглощение имеет обратимость, поглощен! катионы могут обратно вытесняться в почвенный раствор зам щенными катионами при повышении их концентрации в пс венном растворе.
5. Скорость обмена катионов в почвенном растворе на вне!! них поверхностях почвенного поглощающего комплекса мгь венная. Но обмен катионами может продолжаться и более тельное время, если поглощение происходит внутри кристалл ческих решеток минералов, что зависит от периодическо| увлажнения, высушивания и температуры почвы. Кроме тог при поглощении почвой какого-либо катиона, например натр! может увеличиваться диспергирование структурных агрегато| что увеличит емкость поглощения катионов.
Максимальное количество катионов, удерживаемое почвой! обменном состоянии, К. К. Гедройц назвал емкостью катионнГ го обмена (ЕКО), которую выражают в мг • экв на 100 г почвы.|
Количество всех обменных катионов, за исключением ионе водорода и алюминия, называют суммой обменных оснований (5), которую тоже выражают в мг • экв на 100 г почвы.
Отношение суммы обменных оснований к емкости катиог ного обмена, выраженное в процентах, называют степенью на§ сыщенности почв основаниями (V):
В различных почвах количество и состав обменных катионов! степень насыщенности основаниями различные, они отражаю! особенности почвообразования. В черноземах типичных высоко| гумусных в составе обменных катионов преобладают основан! Са2+, Mg2+, степень насыщенности основаниями до 100 %.
В дерново-подзолистых почвах с малым содержанием гумуса емкость поглощения низкая, в составе обменных катионов кро4| ме оснований находятся ионы водорода (Н+) и алюминия (А13+)1 Такие почвы имеют низкую степень насыщенности основания^ ми (10—50 %).
В иллювиальных горизонтах солонцов преобладают погло-| щенные натрий и магний, солонцы полностью насыщены осно-| ваниями, имеют щелочную реакцию. Состав поглощенных ка^| тионов определяет многие свойства почв.
13 почвах с кислой реакцией среды, богатых полутораоксида-
алюминия, железа и органическими амфолитоидами, при наличии положительно заряженных коллоидов возможно обменное поГлошение и анионов: NOj, S04~ и др. Обменное поглощение анионов подчиняется такой же закономерности, что и поглощение катионов. По энергии поглощения в порядке возрастания анионы располагаются в следующий ряд:
Cl- = NOJ < S024- < Р034- (НР024-, Н2Р04) < ОН-
Анионы гидроксила и фосфат-ионы имеют более высокую энергию поглощения.
Химическая поглотительная способность или хемосорбция, по определению К. К. Гедройца, состоит в образовании труднорастворимых соединений при взаимодействии замещенных ионов с компонентами почвенного раствора. Образующиеся труднорастворимые соединения закрепляются в почве в виде осадков:
А1(ОН)3 + Н3Р04 -> А1Р044 + ЗН20
Анионы ортофосфорной кислоты активно поглощаются почвой, анионы NOj, СГ очень мало поглощаются почвой химически, так как не образуют с катионами труднорастворимые соединения.
Биологическая поглотительная способность — поглощение различных веществ из почвы в ионной форме корнями растений и микроорганизмами. Ежегодно растения поглощают из почвы Десятки и сотни килограммов различных элементов с 1 га. В природных условиях эти элементы возвращаются в почву с растительным опадом. В земледелии большая часть поглощенных элементов отчуждается из почвы с урожаем.
Благодаря избирательному поглощению элементов растениями осуществляются перемещение и аккумуляция веществ в верхНих горизонтах почвенного профиля. Емкость катионного поглощения корневой системы растений колеблется от 10 до 80 мг • экв Ь|а 100 г. Бобовые растения обладают большей емкостью поглощеНИя по сравнению со злаковыми.