Роль ґрунтового вбирного комплексу в мінеральному живленні рослин

Ґрунтовий поглинальний комплекс (ҐПК) — це головний склад поживних речовин у орному шарі. Саме від його стану залежить, чи втримаються внесені калій та амоній у зоні існування коренів, чи їх вимиє першими ж дощами. Складається цей комплекс із найбільш дрібних твердих частинок ґрунту, які здатні притягувати та утримувати на своїй поверхні елементи живлення.

• Розмір колоїдних частинок — менше 0,0001 мм
• Розмір мулистих частинок — менше 0,001 мм
• Заряд колоїдів заліза стає негативним при — pH > 7,1
• Заряд колоїдів алюмінію стає негативним при — pH > 8,1

Ґрунтові колоїди поділяються на мінеральні, органічні та органо-мінеральні. У більшості випадків вони заряджені негативно, завдяки чому міцно утримують позитивно заряджені катіони: кальцій, магній, калій, натрій та амоній. Рослини отримують ці елементи за рахунок еквівалентного обміну: корені виділяють у розчин іони водню, а ҐПК натомість віддає їм поживні катіони.

Як заряджений ґрунтовий комплекс і як він реагує на добрива

Мінеральні колоїди складаються з глинистих мінералів (монтморилоніт, каолініт, гідрослюди) та аморфних сполук. Постійний негативний заряд глини виникає через ізоморфне заміщення чотиривалентного кремнію на тривалентний алюміній у її кристалічній решітці. Схематично цей перехід виглядає так: (SiO2)n → [(SiO2)n–1 · AlO2]⁻ → [(SiO2)n–1 · AlO2]K, де калій виступає в ролі компенсуючого катіона.

Аморфні колоїди (гідроксиди алюмінію та заліза) поводяться інакше — вони амфотерні та змінюють свій заряд залежно від кислотності середовища. У лужному середовищі вони дисоціюють як кислоти, набуваючи негативного заряду та поглинаючи катіони. У кислому середовищі вони поводяться як основи, набуваючи позитивного заряду та поглинаючи аніони ґрунтового розчину в обмін на гідроксил-іони (OH⁻). Схожим чином — набувати позитивного заряду при кислій реакції — можуть і глинисті мінерали каолінітової групи.

У органічних колоїдів (гумусу) негативний заряд і здатність поглинати катіони зумовлені карбоксильними групами (COOH). У сильнолужному середовищі в обмінні процеси також може вступати водень їхніх гідроксильних груп (OH). Органо-мінеральні колоїди працюють аналогічно кислотам, посилаючи в ґрунтовий розчин іони водню та набуваючи негативного заряду, який компенсується катіонами металів. Схема дисоціації гумусу виглядає так: R.COOH → R.COO⁻ → R.COOK (де R — основа органічної речовини).

При внесенні мінеральних добрив запускаються швидкі обмінні процеси між ґрунтовим розчином та ҐПК. Якщо в комплексі від початку накопичено багато водню (що характерно для кислих ґрунтів), внесення деяких фізіологічно кислих солей може погіршити ситуацію. Наприклад, реакція взаємодії сульфату амонію з кислим ҐПК протікає за схемою: [ҐПК] Ca, Mg, 2H + (NH4)2SO4 ⇄ [ҐПК] Ca, Mg, 2NH4 + H2SO4.