Поиск

Влияние поглощенных катионов на состояние почвенных коллоидов и на почвы
28.10.2015

Вследствие различий в атомном весе, валентности, величине радиуса и степени гидратированности обменные катионы весьма неодинаково влияют на состояние почвенных коллоидов и на почвы. Многовалентные тяжелые поглощенные катионы способствуют значительному снижению величин отрицательного заряда у частиц почвенных коллоидов, уменьшению степени их дисперсности и необратимости коагуляции, ослаблению гидрофильности и набухаемости почвенных коллоидов (рис. 81, табл. 83). Соответственно почвы, содержащие значительное количество поглощенного кальция, как, например, черноземы и лугово-дерновые, приобретают сравнительно водоустойчивую структуру и микроструктуру, благоприятную водопроницаемость (рис. 82), малую набухаемость и усадку, умеренную влагоемкость, повышенную доступность почвенной воды. Вместе с тем поглощенный кальций придает почвам, как в лабораторных экспериментах, так и в естественных условиях, слабощелочную реакцию (pH 7,0-7,5).

Влияние поглощенных катионов на состояние почвенных коллоидов и на почвы
Влияние поглощенных катионов на состояние почвенных коллоидов и на почвы

Поглощенный водород способствует гидролизу и разрушению минеральных почвенных коллоидов с распадом их на отдельные окислы, образованию фульватных подвижных форм гумусовых кислот и органо-минеральных соединений, а также высокодисперсных гидрозолей железа и гумуса. Реакция среды под влиянием обменного водорода становится кислой. Почвы и торфа, содержащие большое количество обменного водорода, часто приобретают pH 4, 5. Поглощенный водород по влиянию на набухание и дисперсность коллоидов скорее сближается с кальцием. Деятельность микроорганизмов обычно подавляется под влиянием больших количеств водорода. Плодородие почвы понижается.
Литий, натрий и калий, адсорбируясь почвенными коллоидами, способствуют увеличению заряда и степени дисперсности коллоидных частиц. Одновременно происходит увеличение набухаемости и гидрофильности коллоидов, величины связанной и недоступной растениям воды. Реакция среды под влиянием одновалентных обменных катионов делается щелочной: pH возрастает до 8—8,5, а иногда и до 9.
Влияние поглощенных катионов на состояние почвенных коллоидов и на почвы

Почвы, содержащие значительное количество обменного натрия (солонцы, содовые солончаки),сильно набухают, приобретают крайне плохую водопроницаемость и низкий коэффициент фильтрации, высокую влагоемкость, сильную растворимость органических веществ, пластичность и прилипаемость во влажном состоянии, большую усадку и твердость при высыхании (табл. 84, рис. 83). Капиллярное передвижение влаги в почвах, насыщенных обменным натрием, крайне замедляется.
Исключительно сильное воздействие обменного натрия на степень дисперсности почвенных коллоидов и на снижение водопроницаемости почво-грунтов привело Д.Г. Виленского, А.Н. Соколовского и Л.П. Розова к мысли об использовании обменного натрия в качестве средства для искусственного снижения водопроницаемости в практике водного хозяйства. Лабораторными и полевыми опытами, проведенными на Украине, под Москвой, в Поволжье и Средней Азии, было установлено, что искусственное насыщение почвенных коллоидов обменным натрием приводит к коренному уменьшению фильтрационной способности почво-грунтов. Это позволяет в практике орошения значительно снизить потери воды на фильтрацию в ирригационных каналах и водохранилищах.
Опыты, проведенные в России (лаборатории ВНИИГим, Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева), показали, что в случае замещения всех обменных катионов почво-грунта на натрий фильтрация в монолитах практически снижается до нуля (рис. 84).
Влияние поглощенных катионов на состояние почвенных коллоидов и на почвы

Поглощенный натрий может быть введен в поглощающий комплекс почв из растворов хлоридов, сульфатов, фосфатов, карбонатов натрия, едкого натра и фтористого натрия. Наиболее высокий антифильтрационный эффект достигается введением в почво-грунты поваренной соли и особенно нормальной соды и фосфатов натрия. Хороший результат дает также смесь хлористого натрия с содой и едким натром.
С.П. Засосов и В.А. Шкарупо на основании полевых и лабораторных исследований установили, что внесение хлористого натрия в количестве 1,5—3 кг на 1 м2 поверхности ирригационных каналов в сухом виде, а еще лучше в форме концентрированного раствора обеспечивает создание гидроизоляционного экрана, который может служить на карбонатных лёссовых почво-грунтах в течение 5—8 лет.