1.7. Вбирна здатність і реакція ґрунту

Самою активною фракцією фізичної глини дрібнозему ґрунтує колоїди. Колоїдами називаються дрібні часточки речовини, щомають розміри від 0,1 до 0,001 мк. Такі часточки речовини неви-димі неозброєним оком, а наявність їх у розчині свідчить про те,що цей розчин не істинний. При відсутності колоїдів у розчині востанньому є лише молекули та іони мінеральних і органічнихречовин — це істинний розчин. Молекули гумусових речовин на-лежать до колоїдів, оскільки мають велику молекулярну масу.

Колоїдні часточки утворюються у природному середовищідвома шляхами: дисперсійним (подрібненням мінеральнихуламків до розмірів колоїдних часточок) і конденсаційним (спо-лученням, ущільненням іонів і молекул). У колоїдних системахрозрізняють дисперсну фазу (власне колоїдна часточка) і дис-персійне середовище (речовина, що знаходиться навколо колоїд-ної часточки: вода, повітря або тверде мінеральне середовище).

У ґрунті колоїди знаходяться у двох станах: у вигляді золя (ко-лоїдний розчин) та у вигляді геля (колоїдний осад). Гелі ґрунтуздатні зв'язувати та склеювати більш великі механічні елементи(мул, пил) в окремі агрегати різної величини і форми, які назива-ють агрегатами, або структурними утвореннями. Від склеюючоївластивості колоїдів (від лат. соііа — клей) виникла їх назва.

У водному середовищі поведінка колоїдних часточок опи-сується законами броунівського руху. Колоїди здатні проникатикрізь звичайні паперові фільтри, а в клітинах живих організмів —крізь мембрани.

Найважливішою властивістю колоїдів є наявність на їхній по-верхні електростатичного заряду. Колоїдні часточки з одной-менними зарядами відштовхуються, а з різнойменними —притягаються (заряд може нейтралізуватись). Електронейт-ральна колоїдна часточка називається міцелою (рис. 1). Вонаскладається з ядра, розмір якого від 0,1 до 0,001 мк. У ґрунтахзнаходиться понад 90% колоїдів, ядра яких представлені крис-талічними уламками мінералів. На поверхні ядра знаходитьсяпотенціалвизначаючий шар, що визначає заряд колоїду. Ядраколоїдів, що мають у потенціалвизначаючому шарі аніони, на-зиваються ацидоїдами (у ґрунті більшість таких колоїдів). Якщо впотенціалвизначаючому шарі є катіони, то такі колоїди назива-ються базоїдами. Є ще третя група колоїдів, які називають ам-фолітоїдами. Вони здатні змінювати знак заряду (залежно відзміни реакції середовища). При наявності заряду на поверхніядра навкруги колоїду в дисперсійному середовищі (вода) утво-рюється дифузний шар. В ацидоїдів у дифузному шарі знахо-дяться катіони, у базоїдів — аніони, в амфолітоїдів — катіони абоаніони (залежно від зміни реакції середовища).

Ґрунтові колоїди бувають гідрофільними і гідрофобними, тоб-то їхній стан зумовлюють дипольні властивості води. Гідрофіль-ними називаються такі колоїди, які здатні притягувати до своєїповерхні молекули води. Отже, утворюється багатошарова гідрат-на плівка (стан золя). Гідрофільність колоїдів посилюється принаявності в ґрунтовому розчині одновалентних катіонів, особли-во катіонів натрію. Тоді колоїдна система ґрунту знаходиться встані пептизації, тобто всі колоїдні часточки відокремлені чи зок-ремлені. Об'єднанню їх протидіють гідратні оболонки разом зкатіонами натрію. При зволоженні такої ґрунтової маси відбу-вається її запливання, текучість, що призводить до різкого по-гіршення умов росту і розвитку рослин.

Гідрофобність ґрунтових колоїдів посилюється у присутностідво- і тривалентних катіонів, енергія взаємодії яких перевищуєенергію диполя води. Наприклад, катіони кальцію легко відштов-хують молекулу води від поверхні колоїдів, нейтралізують повер-хневий заряд колоїдів. Звільнившись від гідратної плівки, такі ней-тральні колоїди можуть випадати в осад. Відбувається явищекоагуляції з утворенням геля (колоїдного осаду), яке супроводжуєть-ся склеюванням механічних елементів ґрунту та агрегацією міне-ральної маси, що призводить до поліпшення властивостей ґрунтів.

Внаслідок малих розмірів колоїди мають велику загальну по-верхню. Так, якщо наповнити колоїдами посудину об'ємом 1 мл,то їх загальна поверхня буде дорівнювати майже 1 га (від 6000 до10000 м2). Велика загальна і питома поверхня колоїдів зумовлюєзначну реакційну здатність, що має назву вбирна здатність ґрунту.

Вбирна здатність ґрунту — це властивість його поглинати (зат-римувати в собі) іони і молекули різних речовин, гази, рідини,сольові розчини, тверді часточки. її величина визначаєтьсякількістю та якістю колоїдів ґрунту. Академік К. К. Гедройц ство-рив вчення про вбирну здатність ґрунту. Сукупність ґрунтовихколоїдів, мулуватих часточок і частково часточок дрібного пилуразом з увібраними іонами він назвав ґрунтовим вбирним комп-лексом (ГВК). К. К. Гедройц виділив п'ять видів вбирної здатностіґрунтів: механічну, фізичну, хімічну, фізико-хімічну і біологічну.

Механічна вбирна здатність зумовлена пористістю ґрунтовоїмаси. Ґрунт затримує у своїй товщі часточки, що більші за роз-міри його пор. Величина механічного вбирання залежить від гра-нулометричного і структурного складу, складення ґрунтів. Зав-дяки механічному вбиранню утворюється мулуватий осад у зап-лавних і зрошуваних ґрунтах, проходить очищення стічних вод уполях фільтрації та у відстійниках, утворюється ілювіальний го-ризонт у ґрунтах з промивним типом водного режиму.

Фізична вбирна здатність ґрунтів означає зміну концентраціїрозчиненої речовини на межі розділу дисперсійного середови-ща і дисперсної фази. Фізичне вбирання залежить від кількостіколоїдів ґрунту, що здатні фізи