Поглотительная способность черноземов отличается высоким уровнем: типичны величины для горизонта, А 35—40 мэкв на 100 г почвы. Высокая емкость обмена определяется главным образом вторичными глинистыми минералами типа монтмориллонита, каолинита и минералов иллит-монтмориллонитовой группы. Поглотительная способность коллоидов органического происхождения не превышает 20% от суммы поглощенных катионов, а именно, примерно на эту величину происходит уменьшение их количества по профилю черноземов. Высокая поглотительная способность — залог прочного, но обратимого закрепления катионов в структуре минеральных, органо-минеральных и гумусовых коллоидов. Поэтому черноземы могут удерживать и отдавать растениям элементы-биофилы: К, Са, 1У^, Ыа и многие другие, в том числе необходимые растениям микроэлементы.
Однако есть и другая сторона экологической оценки высокой поглотительной способности черноземов. Они способны прочно закреплять надолго, если не сказать навечно, элементы-загрязнители — тяжелые металлы и радионуклиды. Поглощение этих элементов коллоидами исключает их из свободной водной миграции в ландшафтной среде. Однако корневые системы растений могут поглощать катионы загрязнителей, перераспределяя их в трофических цепях питания.
Благоприятен для общей экологической ситуации состав поглощенных катионов. На долю кальция приходится 80—90% от емкости поглощения, количество магния — около 10%, натрия — менее 3—5%. В выщелоченных и оподзоленных черноземах фиксируется незначительное количество водорода. Подобный естественно сложившийся расклад катионов гарантирует оптимальные агрохимические свойства черноземов, хорошие физические свойства и структурность профиля, а также реакцию среды, близкую к нейтральной.
