Одним из показателей, характеризующих почвенный поглощающий комплекс является ёмкость катионного обмена.
Ёмкость катионного обмена (ЕКО) - максимальное содержание катионов, которое может удержать почва в обменно-поглощённом состоянии. ЕКО выражается в ммоль(экв)/100 г.
Величина ЕКО зависит от следующих факторов:
1) гранулометрический состав
Крупные фракции гранулометрический элементов, состоящие в основном из первичных минералов, практически не участвуют в обменных реакциях. С уменьшением размера гранулометрических элементов и увеличением в их составе количества глинистых минералов ЕКО существенно возрастает:
2) минералогический состав почв
Ёмкость катионного обмена различных минералов варьирует в широких пределах:
3) содержание и качественный состав органического вещества
Наличие в составе почвенного поглощающего комплекса органических коллоидов определяет зависимость ЕКО от содержания в почве органического вещества. Вклад органического вещества в ЕКО почвы, в зависимости от его содержания варьирует от 20 до 70 %.
Величина ЕКО в гумусовых веществах составляет:
4) реакция среды
Реакция среды существенно влияет на величину ЕКО. С увеличением рН возрастает ионизация функциональных групп глинистых минералов, в реакции обмена помимо карбоксильных групп гумусовых веществ дополнительно включаются их спиртовые и фенольные гидроксиды.
В щелочной среде происходит перезарядка амфотерных коллоидов и они приобретают способность к обменному поглощению катионов. всё это способствует увеличению ЕКО почвы по мере возрастания рН.
ЕКО в различных типах почв
Для получения стабильных результатов принята стандартизация метода определения ЕКО. В настоящее время ёмкость катионного обмена определяют по количеству поглощённого иона Ba2+ (нейтральный катион, которого в почве крайне мало) при рН 6,5.
В зависимости от типа почвы ёмкость катионного обмена может варьировать в следующих пределах:
Мероприятия по улучшению состава почвенного поглощающего комплекса
Изменение состава поглощённых катионов проводят, главным образом, путём введения кальция в почвенный поглощающий комплекс, с помощью химической мелиорации почв.
На кислых почвах основным мероприятием является известкование, т.е. внесение в почву материалов, содержащих карбонат кальция (СаСO3), а на щелочных - гипсование, т.е. внесение в почву гипса (CaSO4).
В первом случае кальций замещает в почвенном поглощающем комплексе обменные катионы H⁺ и Аl₃⁺, во втором – Na⁺.