- •Тема 1. Ґрунтоутворення
- •1.1. Загальні особливості ґрунту
- •1.2. Загальна схема ґрунтоутворення
- •1.3. Утворення й еволюція ґрунтів
- •1.4. Морфологічні ознаки ґрунтового профілю
- •Тема 2. Фактори ґрунтоутворення
- •2.1. Грунтоутворюючі породи
- •2.2. Клімат як фактор ґрунтоутворення
- •2.3. Організми і їхня роль у ґрунтоутворенні і формуванні родючості ґрунтів.
- •2.4. Рельєф як фактор ґрунтоутворення.
- •2.5 Вік ґрунтів.
- •2.6. Діяльність людини.
- •2.7. Взаємозв'язок факторів ґрунтоутворення
- •Тема 3 Мінералогічний та механічний склад ґрунтів та ґрунтоутворюючих порід
- •3.1 Мінералогічний склад ґрунтів та ґрунтоутворюючих порід
- •Тема 4 Органічна частина ґрунтів
- •4.1 Джерела органічної речовини ґрунтів і їх фракційно-груповий склад
- •4.2 Особливості складу та будови гумусових речовин
- •4.3 Взаємодія гумусових речовин з мінеральними компонентами ґрунту, хімікатами та забруднювачами
- •4.3.1 Взаємодія з мінеральними компонентами
- •4.4 Органічна речовина у різних типах ґрунтів
- •4.5 Процеси перетворення органічних залишків
- •4.6 Роль органічної речовини у ґрунтоутворенні, родючості і живленні рослин
- •Тема 5 Хімічний склад ґрунтів і ґрунтоутворюючих порід
- •5.1 Вміст хімічних елементів у породах і ґрунтах.
- •5.2 Форми сполук хімічних елементів у ґрунтах і їх доступність рослинам.
- •5.3 Мікроелементи ґрунтів
- •5.4 Радіоактивність ґрунтів
- •Тема 6 Ґрунтові колоїди та поглинальна здатність ґрунтів
- •6.1 Ґрунтові колоїди як носії сорбційних властивостей ґрунту
- •6.2 Види поглинальної здатності ґрунту
- •6.3 Основні закономірності сорбційних процесів у ґрунтах
- •6.4 Склад обмінних катіонів, кислотність, лужність і буферність ґрунтів
- •6.5 Поглинальна здатність і її роль у генезисі і родючості ґрунтів
- •Тема 8 Фізичні властивості ґрунтів
- •8.1 Загальні фізичні властивості.
- •8.2 Фізико - механічні властивості
- •Тема 9 Ґрунтова вода, водяні властивості і водяний режим ґрунтів
- •9.1 Агрегатний стан води
- •9. 2 Категорії ґрунтової вологи
- •9.3 Водяні властивості ґрунтів
- •9.4 Доступність ґрунтової вологи рослинам
- •9.5. Водяний режим ґрунтів
- •Тема 10 Ґрунтове повітря і повітряний режим ґрунтів
- •10.1 Стан ґрунтового повітря
- •10.2 Склад вільного ґрунтового повітря
- •10.3 Газообмін ґрунтового повітря з атмосферним. Повітряні властивості ґрунтів
- •10.4 Повітряний режим ґрунтів і його регулювання
- •Тема 11 Родючість ґрунту
- •11.1 Поняття родючості грунту
- •11.2 Види родючості
- •11.3 Відтворення грунтової родючості
- •Тема 12 Генезис, класифікація та географія ґрунтів України
- •12.1 Зона Полісся
- •12.2 Зона Лісостепу
- •12.2.1 Сірі лісові ґрунти
- •12.2. Зона Степу
- •12.2.1 Чорноземні ґрунти
- •12.4. Зона Сухого Степу
- •12.4.1 Каштанові ґрунти
- •12.4.4 Солоді Основні ознаки, генезіс і властивості солодей
- •12.5 Українські Карпати
- •12.6 Кримська гірська область
Тема 6 Ґрунтові колоїди та поглинальна здатність ґрунтів
Найважливіша особливість ґрунту - її гетерогенність і багатофазність. Завдяки цим властивостям більшість процесів, що протікають у ґрунтах, включаючи живлення рослин, міграцію й акумуляцію речовини, формування характерних ознак твердої фази ґрунту й ін., пов'язана з перерозподілом речовини між фазами ґрунту. Поглинання газів, парів і розчинених речовин твердими тілами і рідиною називається сорбцією.
Для розуміння ролі колоїдів в утворенні і функціонуванні ґрунти особливе значення має знання таких розділів колоїдної хімії, як вчення про колоїдні системи; теорія молекулярно-кінетичних явищ; вчення про поверхневі явища і теорія стійкості, коагуляції і стабілізації колоїдних систем, що включає будову частинок дисперсної фази (міцели), електричні властивості поверхневих шарів у дисперсних системах і єлектрокинетичні явища, будова дифузних подвійних шарів на поверхнях поділу фаз і ін.
6.1 Ґрунтові колоїди як носії сорбційних властивостей ґрунту
Ґрунти - складна полідісперсна система, що складається з часток різноманітного розміру. Ґрунтові колоїди представлені частинками, діаметр яких лежить у межах 0,0001... 0,200 нм. Їхня кількість у ґрунті неоднакова - від 1...2 до 30...40% до маси ґрунту. Проте навіть при незначному вмісту в ґрунті частинок колоїдного розміру саме вони є головні носії сорбційних властивостей ґрунту. Причини цього: 1) ґрунтові колоїди навіть у мінімальнім вмісті являють собою основну долю загальної поверхні твердої фази ґрунту; 2) фізична і хімічна природа поверхонь ґрунтових колоїдів сприяє протіканню на них різноманітних сорбційних процесів.
Колоїдні частинки, кількість яких у ґрунті дорівнює 4% по масі, мають поверхню, що складає більш ніж 80% загальної поверхні твердої фази ґрунту. Прямі виміри поверхонь ґрунтових частинок різного розміру свідчать, що реальний внесок колоїдів у загальну поверхню ґрунту дуже високий, тому що значна частина ґрунтового мулу має пластинчасту форму, що істотно збільшує їхню поверхню.
Природа поверхонь ґрунтових колоїдів залежить від їхнього складу і будови. Загальна схема будови колоїдної міцели дана на рис. 1. Колоїди в ґрунті представлені мінеральними, органічними й органо-мінеральними сполуками.
6.1.1 Мінеральні колоїди
До мінеральних колоїдів відносять глинисті мінерали, колоїдні форми кремнезему і півтораоксиди.
Поверхня глинистих мінералів може нести негативний заряд внаслідок порушення зв'язків на краях кристалів, ізоморфних заміщень у сітках тетраедрів і октаедрів.ння заряджених поверхонь проявляються в різноманітнім ступені в різних глинистих мінералів. Завдяки наявності негативного заряду глини здатні до обмінного поглинання катіонів, кількісною мірою якого є ємність катіонного обміну (ЄКО), що вимірюється в м-екв. на 100 г речовини (ґрунти, мінерали, мулистої фракціїування заряду справляє вирішальний вплив і на катіонообмінну ємність. Мінерали, що набухають, при відсутності ізомірних заміщень мають настільки ж малу ємність поглинання, як і ті, що не набухають із структурою 1:1 (каолініт).
Негативний заряд у кристалічних глинистих мінералів не залежить від рН Колоїди, що несуть тільки негативний заряд, називають ацидоідами, а тільки позитивний заряд.
Поверхня аморфних мінералів, зокрема мінералів групи оксидів (гідрооксидів) має рН-залежний заряд (розмір і знак заряду). Такі колоїди називають амфолитоідами. В дуже кислих умовах деякі мінерали цієї групи можуть грати значну роль у формуванні сорбційних і колоїдних властивостей ґрунтів, укриваючи плівками кристалічні мінерали.
6.1.2 Органічні колоїди
Органічні колоїди ґрунту представлені переважно речовинами гумусової і білкової природи. Крім того, у ґрунтах можуть містити полісахариди й інші сполуки, що знаходяться в колоїдно-дисперсному стані. І ті й інші - амфолитоіди, проте в гумусових речовин внаслідок більш вираженої кислотної природи більш сильно, ніж у білків, виявляються властивості ацидоідів. Базоідні властивості органічних колоїдів пов'язані з наявністю в них активних аміногруп. Для гумусових колоїдів характерна висока ємність катіонного обміну.
Органічні колоїди знаходяться в ґрунті переважно в осадженому стані внаслідок зв'язування з полівалентними катіонами (у виді гелей). Їх пептизація, тобто перехід у стан колоїдного розчину (золя), відбувається під впливом лугів за рахунок утворення гумусових солей лужних металів.
6.1.3 Органо-мінеральні колоїди.
Органо-мінеральні колоїди представлені переважно сполученнями гумусових речовин із глинистими мінералами й обложеними формами полутораоксидів. Колоїди, що належать до даної групи, також мають високу ємність катіонного обміну, але дуже різноманітну внаслідок неоднорідного складу цієї групи сполук. Здатність до пептизації різноманітна і залежить від природи і розмірів частинок мінеральної компоненти. Очевидно, це найбільш різноманітна за складом і формою зв'язку група ґрунтових колоїдів.
6.1.4 Ступінь спорідненості до води
За ступенем спорідненості до води розрізняють гідрофильні (висока спорідненість) і гідрофобні (низька спорідненість) колоїди. Гідрофобні властивості ґрунтовим колоїдам, що проявляються, зокрема, у зниженій змочуваності, можуть надавати органічні речовини типу ліпідів, якщо вони покривають поверхню ґрунтових часток.