Склад обмінних катіонів у ґрунтах

Склад обмінних катіонів визначається мінералогічним складом ґрунтів і складом їх води. Найчастіше серед обмінних катіонів знаходяться Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, H⁺, рідше Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺, NН₄⁺, Li⁺. У відносно великій кількості серед обмінних катіонів зустрічається Са²⁺, що пояснюється наступним: 1) широким поширення у природі солей кальцію і 2) великою енергією входження кальцію у вбирний комплекс. Остання обставина особливо важлива, так як вона зумовлює переважання Кальцію у вбирному комплексі ґрунтів, незважаючи на малу розчинність його солей.

Багато порід, які перенесені та відкладені прісними водами – льодовиковими, річковими і атмосферними, містять у вбирному комплексі у більшій чи меншій кількості Н⁺, наприклад моренні відклади. У таких породах всі прості солі, навіть малорозчинні карбонати кальцію, можуть бути вимиті і в результаті цього іон Гідрогену буде відігравати домінанту роль серед обмінних катіонів.

Обмінний Mg присутній у дисперсних породах переважно у меншій кількості, ніж Са. У ґрунтах відносний вміст його у більшості випадків не перевищує 10-15 % від загальної суми обмінних катіонів. У глинах вміст Mg²⁺ може бути вищим, особливо у тих, які генетично пов’язані з вивітрюванням основних вивержених порід, багатих магнієм, наприклад, габро або в доломітизованих різновидностях мергелястих глин.

Із одновалентних катіонів найчастіше присутній Na⁺. У багатьох морських глинах у процесі діагенезу він може бути заміщеним на іон Кальцію. Цій заміні сприяє присутність вапнякових раковин і кальцієвих мінералів, поширення яких створює підвищену концентрацію обмінного Са²⁺ у морських породах. Глинами з підвищеним вмістом обмінного Na⁺ або навіть типовими натрієвими глинами є ті, у яких присутній у значній кількості солі Na⁺, найчастіше NaСІ.

Породи, які містять велику кількість вільних солей, називаються засоленими породами. Після вимивання простих солей породи можуть містити у різних кількостях обмінний Натрій. У тому випадку їх називають солонцюватими. До солонцюватих порід відносяться багато глинистих відкладів, які сформувались у морських умовах.

Склад увібраних катіонів у різних ґрунтах різний. У чорноземах до складу вбирного комплексу входять переважно Са²⁺ і Mg²⁺, в дерново-підзолистих – Mg²⁺, Са²⁺, Н⁺, АІ³⁺, в солонцях – Mg²⁺, Са²⁺, Na⁺.

Вбирна здатність ґрунту – одна з найважливіших його властивостей, що зумовлює його родючість і характер процесів ґрунтотворення. Вона забезпечує і регулює поживний режим ґрунту, сприяє накопиченню багатьох елементів мінерального живлення рослин, регулює реакцію ґрунтового середовища та водно-фізичні властивості ґрунту.

На властивості ґрунту і умови росту рослин великий вплив має склад обмінних катіонів. Так, у ґрунтів, ҐВК яких насичений Са²⁺, реакція близька до нейтральної, колоїди перебувають у стані стійких гелів, які не піддаються пептизації при надлишку вологи, ґрунти добре гумусовані і оструктурені, характеризуються сприятливими фізичними властивостями. Прикладом таких ґрунтів є чорноземи. Ґрунти, у складі обмінних катіонів яких у значній кількості міститься Na⁺, мають лужну реакцію, що негативно впливає на стан колоїдів і ріст рослин. Насичені Натрієм колоїди легко пептизуються, ґрунти, що містять їх, погано оструктурені, мають несприятливі водно-фізичні властивості: підвищену щільність, слабку водопроникливість і водовіддачу, низьку доступність ґрунтової вологи рослинами. Це солонці і солонцюваті ґрунти.

За наявності у ҐВК у складі обмінних катіонів значної кількості Н⁺ або АІ³⁺ колоїди легко руйнуються в результаті кислотного гідролізу, такі ґрунти погано оструктурені.

Співвідношення обмінних катіонів у ґрунтово-вбирному комплексі служить не тільки характеристикою для визначення й уточнення генезису ґрунтів, а й для проведення заходів з поліпшення меліоративного стану ґрунтів. Тому визначення складу обмінних катіонів ґрунтів є обов’язковим для їхнього пізнання і практичного використання.