Поглотительная способность почвы

Обменная (физико-химическая) абсорбция в почве

Еще в старых работах, изучавших вопрос о поглотительной способности почв¹, было указано, что, взбалтывая почву с раствором какой-либо соли или пропуская сквозь почву раствор этой соли, можно заметить, что часть основания этой соли закрепляется в почве, а вместо этого основания в раствор переходит другое, находившееся в связи с почвой, и при том в эквивалентном поглощенному основанию количестве.

В некоторых случаях, как впервые было указано Гедройцем^[1][2], наблюдаются отступления от этого правила, что было объяснено Гедройцем (см. ниже)-, тем, что, когда действуют раствором соли на кислую или недосыщенную почву, то металл основания этой соли замещает способный к обмену водород почвы, который не учитывался.

Наиболее обстоятельные исследования по вопросу об обмене почв катионами были сделаны в последние годы (1911—1929) Гедройцем, работы которого только в последнее время становятся известными западно-европейским исследователям, проделывавшим иногда самостоятельно то, что давно уже было сделано русским исследователем. В своей работе «Поглотительная способность почвы и почвенные цеолитные основания» (1916 г.) Гедройц исследовал обменную способность тульского чернозема и смоленского подзолистого суглинка. Вытесняя из этих почв кальций, окиси которого в черноземе было 1,76% (валовой состав), а в подзоле — 0,29% (10% солянокислая вытяжка), исследователь применял для этой цели 4,0 норм.,.

1,0 норм, и 0,2 норм, растворы хлористых солей аммония, натрия, калия, магния, аллюминия и железа (FeCl₃). Результаты получились следующие.

Для чернозема (валовой состав)

II. Для подзолистого суглинка (10%НС1)

Из этих данных ясно прежде всего, что из чернозема вытесняется много больше извести, чем из подзолистой почвы. И это явление не случайное: из доклада Гемерлинга съезду почвоведов в августе 1923 года мы знаем, что и им получены такие же данные для подзолов Московской губ., при чем горизонт А₂ обнаруживает еще меньшее количество обмениваемого кальция, чем горизонт А_1? с которым имел дело в своих опытах Гедройц. Несколько большие количества кальция, чем первичные подзолистые почвы, отдают почвы деградированные, но и эти количества далеки от тех, которые отдает чернозем^[3].

Приведенные данные допускают вывод, что главная часть вытесняемого кальция связана с перегнойными веществами почвы, которые у чернозема насыщены кальцием максимально, а у подзола минимально. Конечно, мы не имеем права отрицать, что в обменную реакцию вступают и алюмосиликаты, каковы плагиоклазы, роговые обманки, авгиты и пр., а также полученные из них путем выветривания (гидролиза) кислые соли, которые, может быть, даже энергичнее обменивают свои основания, чем нетронутые процессами выветривания средние кремнеглиноземные соли. Опытов, к сожалению, в этом направлении пока нет, хотя известно, например, что слюды, которые всегда в своем составе содержат водород, т. е. являются по большей части кислыми солями, довольно легко реагируют с хлористым аммонием, в сравнении, положим, с ортоклазом¹.

По поводу описанных, опытов необходимо сделать еще одно замечание, касающееся реакции между почвой и хлористыми солями алюминия и железа. Здесь идет не простой обмен, а несколько более сложная реакция, а именно, при соприкосновении означенных растворов с почвой гидраты окиси железа и алюминия абсорбируются почвенными частицами, а образующаяся при гидролизе соляная кислота извлекает кальций почвы. Что реакция идет именно так, показывает следующий поставленный мною опыт: если смешать с каолином порошок углекислого кальция, поместить эту смесь на воронку и прилить к ней раствора FeCl₃ или А1С1₃, то углекислая известь тотчас же начнет разлагаться с явственным выделением углекислоты. Чем концентрированнее растворы FeCl₃, А1С1₃, тем яснее эта реакция.

Для поглощенного почвой магния получаются, по сравнению с кальцием, совсем ничтожные величины, которые для чернозема колеблются в пределах 0,11—0,17%, а для подзола — в пределах: 0,016—0,023%.

Еще меньшие количества получились для калия, которого в черноземе было вытеснено максимум 0,08%, а в подзоле — 0,019%. Принимая во внимание, что некоторые калийные минералы (нефелин, слюды, микроклин) способны в заметных количествах обменивать свой калий на алюминий и натрий², можно думать, что поглощенного калия в по;

• 1 В настоящее время мы можем совершенно определенно утверждать, что в обменной способности почв принимает участие и органическая часть почвы (та часть гумуса почвы, которая обладает обменной способностью, названа мною «органическим поглощающим комплексом почвы», или его «гуматной» частью) и минеральная часть ее («минеральный» или «алюмосиликатный» поглощающий комплекс). В недостаточной степени исследована еще относительная роль этих двух частей почвенного поглощающего комплекса в общем явлении обмена. На основании совокупности всех имеющихся в этом направлении данных (между прочим, на основании результатов исследованных Н. И. Соколовым почв, гумус которых удалялся медленным прокаливанием почвы при сравнительно низких t° — не выше 300°, см. Н. И. Соколов. Обменная способность гуматной и минеральной части почв, Бюл. № 20, 1929 г. Отд. Земл. ГИОА, и на основании моих еще неопубликованных исследований по разработке методики удаления гуматной части почвы без нарушения обменной способности почвенного алюмосиликатного поглощающего комплекса) положение затронутого здесь вопроса представляется в следующем виде. Повидимому гуматная часть почвы обладает очень высоко выраженной обменной способностью; емкость обмена ее, отнесенная к весу этой части, повидимому значительно превосходит таковую минерального поглощающего комплекса. Но так как гуматная часть почвы в большинстве случаев во много раз меньше алюмосиликатной части почвенного поглощающего комплекса, то относительное участие гуматной части в явлениях обмена будет, вообще говоря, меньше, а иногда и значительно меньше, чем минерального поглощения комплекса. В исследовавшихся нами в этом направлении почвах (не торфянистых) максимальное участие гуматной части почвы приблизилось к 50% общей емкости обмена, но никогда этой величины не только не превышало, но и не достигало. К. Г.
• 2 Стольгане. Из результатов вегетац. опытов. Москов. C.-Хоз. Инст. Отч. VI, 1911. Andre G. Comptes rendus. Т. 157, р. 858 и Т. 162, р. 133; по этому вопросу еще ранее были исследования Лемберга и Эйхгорна.

чве совсем нет. Точно так же нет в исследованных почвах и поглощенных натрия, алюминия и железа.

Таким образом, и в черноземных, и в подзолистых почвах главным поглощенным основанием является окись кальция, а второе место принадлежит окиси магния, которая количественно очень сильно уступает первой.

Подсчитывая количества поглощенных и вытесненных оснований в грамм-эквивалентах, можно видеть, что эти количества одинаковы.

Исследование Гедройцем¹ вопроса о влиянии концентрации раствора хлористого аммония на количество вытесняемых из почвы оснований привело его к заключению, что обмен между аммонием, с одной стороны, и почвенными кальцием и магнием, с другой, идет тем полнее, чем выше концентрация раствора хлористого аммония, но количество вытесняемых оснований возрастает не пропорционально повышению концентрации, а более медленно.

Точно так же увеличение количества раствора, при постоянном количестве почвы, повышает количество отщепляемых оснований, но не пропорционально возрастанию количества раствора, а значительно меньше.

Продолжительность соприкосновения раствора с почвой не оказывает влияния на количество вытесненных оснований: реакция между почвой и раствором протекает почти, моментально. Гедройц считает, что причиной этой скорости является то обстоятельство, что реакция протекает на поверхности частиц или в самом поверхностном слое их.

Необходимо отметить, что однократного соприкосновения почвы с раствором, какой бы концентрации он ни был, недостаточно для того, чтобы вытеснить все основания, которые могут быть замещены катионом раствора. Опыт Гедройца показывает, что десятой последовательной обработкой 4,0 норм, раствором хлористого аммония черноземной почвы еще извлекается 0,015% СаО, при чем полного вытеснения кальция можно достигнуть лишь 20 обработками, дающими в общем сумму СаО = 1,309%, десять же последовательных обработок дают только 1,236% СаО. Правда, исследователь оговаривается, что столь медленное вытеснение СаО зависит от того, что прореагировавший раствор не целиком сливался перед прибавкой новой порции раствора.

Сумма вытесняемых из почвы оснований есть величина постоянная для каждой почвы и называется емкостью поглощения или обмена. Эта емкость может быть выражена в эквивалентах какого-нибудь одного катиона.

В природе существуют почвы, как насыщенные основаниями, так и не насыщенные, так называемые кислые почвы, т. е. почвы, содержащие обменный водород. Повидимому, эта ненасыщенность связывается, главным образом, с перегноем, хотя в литературе и встречаются.

¹ Гедройц, К. Учение о поглотительной способности. Петроград, 1922.

указания на чисто минеральные почвы¹. Конечно, обменный водород имеется и в минеральных соединениях (кислые силикаты и алюмосиликаты, кремнеглиноземные кислоты), так как сущность выветривания в природе силикатов и алюмосиликатов и состоит в том, что водород природной воды, особенно содержащей углекислоту, замещает металл основания силиката и алюмосиликата. Этот процесс может итти, как мы знаем², шаг за шагом, при чем нередко выветривающийся минерал все время сохраняет кристаллическое строение (слюды, авгиты). Раз вступивший в состав твердого силиката и алюмосиликата водород замещается другими катионами с большим трудом и идет только при повышенных температурах (опыты с каолином Лемберга, Земятченского и др.). Возможно, что в коллоидно размельченном состоянии кислые силикаты, алюмосиликаты и кремнеглиноземные кислоты замещают свой водород несколько легче, но прямых указаний в этом направлении нет. В способности же гумусовых кислот замещать свой водород можно не сомневаться, как трудно теперь сомневаться и в существовании этих кислот.

Кроме емкости поглощения, Гедройц вводит понятие об энергии поглощения (или обмена), под которой понимается относительная способность того или иного иона поглощаться почвой. Выяснить эту способность можно таким образом: если насытить почву барием, а затем вытеснять этот барий растворами одинаковой нормальности солей с различными катионами, обрабатывая почву такими растворами только по одному разу, то можно будет видеть, что различные катионы вытесняют при таких условиях неодинаковые количества бария. Вот цифры из опытов Гедройца (Учение о поглотительной способности почв, 2 изд. 1929, стр. 74):

¹ См., напр., Daikuhara. Chem. Zeit. 1908; Bull. Imp. Centr. Agric. Exp. Stat Japan, 1914. Tadokoro T. Journ. of the College of Agric. Vol. VI, part. 2 June 1914; part 5. December 1914. Ehrenberg. P. Die Bodenkolloide. 3 Aufl, 1922.

Kappen. Die Bodenaziditat. Berlin, 1929.

² Глинка К. Исследование в области процессов выветривания. Тр. Сиб. Общ. Ест. Т. XXXIV, вып. 5, 1906.

Окончание таблицы

Из этих цифр видно, что в группе ионов одинаковой значности энергия поглощения зависит от атомного веса катиона. Она зависит также от значности иона. Только ион аммоний уклоняется от первого правила. Из всех катионов, присутствия которых можно обычно ожидать в почвах, как видно из приведенных данных, наиболее энергично поглощается кальций. Отсюда понятно, почему почвы чаще всего бывают насыщены кальцием. Еще большей энергией поглощения обладает водород, а потому в тех случаях, когда имеются значительные количества воды, водород вытесняет понемногу все другие катионы и становится на их место. Таким образом и получаются в природе кислые почвы.

Вот данные К. Гедройца об относительной энергии обмена водородного иона; из почвы, насыщенной барием, вытеснено Ва (в %% от веса почвы) 0,01 норм, растворами:

[По вопросу о причинах кислотности естественных кислых почв и искусственно полученных кислых почв помощью обработки кислотами нейтральной почвы, напр., соляной кислотой концентрации не выше 0,05 норм, (по терминологии Гедройца, почвы, «насыщенные водородным ионом») до самого последнего времени существовало среди почвоведов разногласие, которое можно формулировать так: обусловливается ли кислотность почвы содержанием в ней способного к обмену водорода, или же эти почвы содержат способный к обмену алюминий (или вообще полуторные окислы), который, вытесняясь из почвы при действии на него нейтральным раствором какой-либо соли, дает уже, вследствие гидролиза, кислую жидкость? Такой вопрос возник потому, что при действии нейтральных солевых растворов на кислые почвы (естественные или искусственно приготовленные из нейтральных почв, обработкой их кислотами) всегда в раствор переходит то или другое количество алюминия; впервые это было констатировано японским;

исследователем Daikuhara (см. Bull, of Imper. Cnt. Agr. St., Japan 1914, V. II, № 1; см. реф. в Ж. On. Arp. 1916, т. 17, кн. 1, стр. 13), который определенно стал на ту точку зрения, что причиной кислотности естественных почв является именно алюминий; кислотность почв, обработанных, слабыми кислотами, он объяснял также обменным алюминием, появляющимся в почве, как он предполагал, вследствие растворения его кислотой из алюмосиликатов и поглощения почвой.

С самого начала своих исследований обмена в кислых почвах; Гедройц стал на другую точку зрения и уже в работах, опубликованных в 1911 г. («На каких почвах действует фосфорит; почвы/насыщенные и ненасыщенные основаниями» и «Еще о почвах, на которые действует фосфорит», Ж. Он. Агр. 1911, т. 12, стр. 529 и 811), указывал, что при взаимодействии между кислой почвой и раствором нейтральной соли поглощается из раствора больше оснований, нежели их вытесняется из почвы, и освобождается из взятой соли кислота; но связь в почве того водорода, который становится в соль вместо основания, была тогда неясна еще; а констатированная возможность получения кислой (ненасыщенной основаниями) почвы обработкой нейтрального чернозема водой, насыщенной углекислотой, вполне определенно говорила против какого-либо участия в кислотности полученной таким образом почвы обменного алюминия (что Гедройц и отметил в своем примечании к реферату указанной выше статьи Daikuhara, где между прочим указал и на происхождение алюминия в солевых растворах после воздействия их на кислые почвы, а именно, что он появляется там не вследствие обмена, а как результат разрушения алюмосиликатной части почвы той кислотой, которая освобождается из взятой соли). Только после того, как Гедройцем была доказана способность всякого металлического катиона поглощаться почвою и обмениваться на другие металлические катионы (см. статью «Поглотительная способность почвы и почвенные цеолитные основания», Ж. Оп. Агр. 1916, т. 17, стр. 472—528) и получить из нейтральной почвы, насыщенной кальцием и магнием, почву, полностью лишенную этих обменных оснований, путем обработки этой почвы соляной кислотой 0,05 норм., стало совершенно ясно, что тот водород, который становится из почвы вместо основания соли при обработке кислой почвы раствором этой соли, находится в почве в таком же состоянии, как и обменные ее основания, что это есть обменный водород и что в отношении обменных реакций в почве нет никакого принципиального различия между металлическими катионами и катионом водорода, кроме, конечно, тех специфических особенностей, которые присущи ему и которые имеются и у каждого металлического катиона. Поэтому Гедройц и назвал тогда почвы, целиком ненасыщенные основаниями, почвами, насыщенными водородом (см. «Почвы, ненасыщенные основаниями…"Ж. Оп. Агр. 1921 г., т. 22, стр. 1—28, и «Учение о поглотительной способности почв», изд. I, 1922). Несмотря на все выше сказанное, до последнего времени мы не имели еще ясного, непосредственного доказательства того, что в кислых, как естественных, так и искусственных, почвах имеется, как общее правило (исключения здесь несомненно могут быть), обменный водород, а не обменный алюминий; а кроме того не было и доказательства, что алюминий в солевых вытяжках из кислой почвы есть результат разрушения почвы самими солевыми растворами, вследствие появления в них свободной кислоты. В настоящее время такие доказательства у нас имеются.

Во-первых, S. Mattson, вытесняя из почвы обменные основания и получая почвы полностью ненасыщенные основаниями помощью электродиализа, т. е. действуя только водой, констатировал полное отсутствие разрушения при этом поглощающего комплекса. Исследования Mattson’a были подтверждены и другими авторами. Отмечу, что работа Mattson’a (подробнее о ней см. К. Гедройц «Хим. анализ почв», 2 изд., 1929 г., стр. 294) появилась в 1926 г., а в самое последнее время Карреп, стоявший до сих пор во главе сторонников мнения, что водород не может быть обменным катионом в почве и что единственной причиной кислотности почв является обменный алюминий, повторив это исследование с натриевым пермутитом и получив те же результаты (Карреп, Die Bodenaziditat, Berlin, 1929, стр. 131), утверждает, что им впервые этим исследованием дано экспериментальное доказательство обмена водородным ионом.

Во-вторых, G. Wiegner и Н. Pallamann в чрезвычайно интересном исследований («Ueber Wasserstoffund Hydroxylschwarmionen urn suspendierte Teilchen und dispergierte Ultramikronen», Compt. R. de la 2-me Commission de l’assoc. internat, de la sc. du sol, V. B, 92—144) показали, что концентрация водородного (или гидроксильного) иона в дисперсионной среде повышается в присутствии суспензии, содержащей способный к обмену водородный (или гидроксильный) ион; что такой «кислый (или щелочной) эффект» может быть измерен электрометрически или инверсометрически (инверсия почвой сахара — метод, предложенный в 1918 г. Rice и Osygi, Soil Sc. V. S, 333), и что, наконец, эффект этот увеличивается с увеличением количества суспензии, прибавляемой к одному и тому же объему дисперсионной среды. Таким образом мы имеем возможность каждым из этих методов убедиться, содержится ли в данной суспензии обменный водород (отрицательно заряженные суспензии) или обменный гидроксил (положительные суспензии). Применением этих методов к кислым почвам и кислой глине авторы показывают присутствие в них обменного водорода.

Наконец, в последнее время Гедройцу удалось, с одной стороны, с несомненностью доказать, что почва, обработанная 0,05 н. соляной кислотой, до полного удаления обменных ее оснований действительно содержит обменный водород и не содержит обменного алюминия (по крайней мере, в сколько-нибудь заметном количестве), т. е. что это действительно почва, «насыщенная водородом»; и, с другой стороны, окончательно установить непосредственным экспериментом происхождение того алюминия, который извлекается из почвы, насыщенной водородом по обработке ее нейтральными солевыми растворами.

это Первое было доказано вегетационный опытом с четырьмя почвами: с первоначальным черноземом, с этим же черноземом, 1) обработанным до полного удаления обменного кальция 0,05 н. соляной кислотой, 2) насыщенным алюминием (обработка хлористым алюминием) и 3) насыщенным железом (обработка FeCl₃); на последних 3-х почвах растения по полному удобрению без СаС0₃ вовсе не росли; по полному же удобрению с СаС0₃ урожай на почве, обработанной соляной кислотой, был совершенно такой же величины, как и на первоначальном черноземе (нейтрализация вредной кислотности), а на почвах, насыщенных алюминием и железом, урожаи получались (нейтрализация вредной кислотности), но величина их была значительно ниже, чем на первоначальном черноземе (вредное действие на растения алюминия и железа). Второй вопрос был выяснен таким образом. Почва с емкостью в 52 м.-экв. насыщалась водородом (обработка 0,05 н. соляной кислотой); в полученной таким образом ненасыщенной почве опять определялась емкость обмена углекислым методом (см. Изв. Г. И. О. А. 1929 г. кн. 5), при чем необходимая для этого метода обработка почвы раствором хлористого натрия один раз велась после прибавления достаточного количества СаС0₃ (т. е. в отсутствии возможности освобождения НС1), другой же раз без прибавления СаС0₃ (т. е. в условиях образования свободной НС1); в первом случае емкость обмена получилась 48 м.-экв., т. е. поглощающий комплекс оказался почти вовсе не разрушенным обработкой почвы 0,05 н. НС1, а во втором случае емкость обмена упала до 33 м.-экв. — результат разрушения алюмосиликатной части почвы освобождающейся из NaCl соляной кислотой, которое и является источником алюминия при промывании ненасыщенной основаниями почвы соляным раствором (см. статью Гедройца «К вопросу об обменном водороде и обменном алюминии в почвах». «Почвоведение», 1930 г, № 1).

Есть в природе и такие почвы, которые, как показали исследования Гедройца^[4], содержат в своем поглощающем комплексе обменный натрий. Далее, его же опыты показали, что если в почву ввести искусственно обменный натрий, то почва приобретает, как в сухом, так и во влажном состоянии, особые свойства, а именно как раз те, какими солонцовые почвы отличаются от остальных почв: крупной и прочной структурностью, повышенной набухаемостью, вязкостью и клейкостью и повышенной дисперсностью как органической, так и минеральной части поглощающего комплекса; и как следствие этих свойств — пониженной водопропускающей способностью, а потому и склонностью к заболачиванию. Выраженность всех этих особых «солонцовых» свойств находится в прямой зависимости от количества введенного в почву обменного натрия. Почвы с искусственно введенным в них обменным натрием дают в почвенном растворе соду, как результат обмена этого натрия на кальций углекислого кальция (в карбонатных почвах) или на водород воды в бескарбонатных почвах. Далее Гедройцем было показано, что раз естественная почва солонцевата, то она непременно содержит обменный натрий в том или другом количестве. Таким образом этими исследованиями было установлено, что причиной солонцеватости почв является обменный натрий, Подобно тому, как причиной кислотности почвы — обменный водород. Простые легкорастворимые соли (но не СаС0₃ и MgC0₃) в сколько-нибудь заметном количестве, согласно этой теории, препятствуют почвам, содержащим обменный натрий, проявлять свою солонцеватость. Вместе с тем этими исследованиями был выяснен генезис солонцов, была установлена их непосредственная связь с почвами, засоленными хлоридами и сульфатами натрия, и создана теория дальнейшей эволюции солонцов в осолоделые почвы¹.

Исследования почв, искусственно насыщенных различными катионами, показали, что физические и водные свойства почвы (структурность, набухаемость, влагоемкость, водопроницаемость, диспергирующее и разрушающее действие воды) находятся в почве в самой тесной зависимости от состава ее обменных катионов^[5][6] в том случае, когда в почве нет достаточного для коагуляции количества легкорастворимых солей. Этими исследованиями установлено, что по влиянию рода обменного катиона на диспергирующее на почву действие воды (а отсюда и на все свойства почвы, зависящие от степени дисперсности почвы), все катионы располагаются в определенный ряд; оказалось далее, что порядок катионов в этом ряду тот же, какой был Гедройцем же установлен в отношении свертывающего действия электролитов на отрицательные суспензии и в отношении энергии поглощения (обмена) ка;

тионов в почве, и что порядок катионов в этом ряду тот же, что в ряду, известном в коллоидальной химии под именем ряда Hofmeister’a: и энергия поглощения (или вытеснения) и коагулирующая способность и, наконец, влияние на диспергирующее действие воды на почву находятся в зависимости от значности и атомного веса катиона (в первых двух случаях — в прямой, а в 3-ем — в обратной).

В последние годы коллоидальная химия сделала громадные успехи в отношении строения коллоидальных частиц и изучения электрокинетических явлений в коллоидальных системах, что в связи с использованием при толковании явлений в коллоидальных системах учения о гидратации ионов дало возможность построить модель коллоидальной частички и подойти к количественному изучению различных явлений в этих системах. Первым проводником этих новых идей в почвоведение явился G. Wiegner и его сотрудники, а затем S. Mattson, работы которых значительно углубляют наши, представления о коллоидально-химических процессах в почве и, не изменяя по существу известные уже закономерности в этих процессах, дают им количественное выражение.

То представление о строении коллоидальной частички, к которому примкнул Wiegner и которое он развивает в своих работах, в кратких словах состоит в следующем.

Если коллоидальная частичка, напр., алюмосиликата кальция, находится в воде, то или другое количество ионов кальция с поверхностных молекул вследствие диссоциации диффундирует в воду; на поверхности частицы образуется слой, содержащий свободные анионы (Michaelis назвал частицу в таком состоянии «асидоидом»); поэтому частица заряжается отрицательным электричеством. Освободившиеся катионы кальция, с одной стороны, вследствие осмотического давления стремятся распространиться равномерно вс всей жидкости, а с другой стороны, вследствие положительного их заряда удерживаются анионами коллоидальной частицы; вокруг частицы получается слой воды, в котором будут удерживаться диссоциированные катионы кальция; получается двойной электрослой (двойная оболочка): внутренний, тесно связанный с частичкой, анионный слой, заряженный отрицательно, и внешний, образуемый катионами (находящимися в жидкости и в виде атмосферы, окружающими твердую частичку) и несущий положительный заряд. Все это вместе взятое, т. е. твердая частица, слой анионов и слой воды с катионами составляет то, что Zygmondy назвал мицеллой. Между слоями мицеллы вследствие их зарядов создается разность потенциалов, играющая большую роль во всех явлениях коллоидальной системы. Для объяснения взаимоотношений между коллоидальным раствором и электролитами Wiegner с большим успехом использовал вышеуказанное учение о гидратации ионов. Мы выше видели, что энергия обмена, коагулирующее и диспергирующее действие катионов на почву находятся в зависимости от значности и атомного веса катиона, при чем водородный ион не подчиняется этой зависимости. Приведенное выше строение мицеллы в связи со степенью гидратации различных катионов удовлетворительно объясняет эту закономерность и имеющиеся отклонения от нее. Установлено, что степень гидратации ионов тем выше, чем меньше атомный вес (атомный объем) иона; так, напр., диаметр иона лития — 3,0.10^-7, а степень гидратации — 120 (количество молекул воды, связанное с одним ионом), а для цезия соответственно 4,5.10^-7 и 13. С увеличением же степени гидратации понижается подвижность иона, подымается разность потенциалов между внутренним и внешним слоем в мицелле, увеличивается устойчивость и способность к набуханию коллоидальной системы¹.].

• [1] Мы не считаем нужным излагать здесь более чем вековую историю исследования этого вопроса, так как на русском языке имеются сводки А. Н Соколовского, Журн.Оп. Агрон. 1914, кн. 2, и К. К. Гедройца, там же, 1918 г. Из новейшей литературы см. Sigmond, von. Verhandl. d. Zweiten Komission derIntern. Bodenk. Gesellsch. Groningen (Holland), 1926; литерат. Robinson G. W. Ibidem;Hissink D. J. Transaction of the Faraday Soc., vol. XX, Part 3. April 1925.
• [2] К. Гедройц. На каких почвах действует фосфорит. Почвы насыщенные я ненасыщенные основаниями. Журн. Оп. Агрон. 1911 г., кн. 4, стр. 529.
• [3] В настоящее время мы имеем громадный аналитический материал относительносостава обменных катионов в различных типах почв, вполне подтверждающий не только эти мои данные, но и опубликованные мною в 1924 г. почвенную генетическуюклассификацию на основе состава обменных катионов в почве. См. мои работы «Краткий обзор общих результатов исследований кафедры почвоведения Л. Лесного Инст…"(Изв. Л. Лесн. Инст., в. 32, 1924); „Почвенный поглощающий комплекс и почвенныепоглощенные катионы, как основа генетической почвенной классификации“ 1925 г., 2-е изд. 1927 г. К. Г.
• [4] К. Гедройц. Коллоид, химия в вопросах почвоведения. I. Ж. Оп. Агр. 1912 г. Т. 13, стр. 363—420. К. Гедройц. Коллоид, химия в вопросах почвоведения. II. Там же, 1914, т. 15, стр. 181—216. К. Гедройц. Осолодение почв, 1926. К. Гедройц. Солонцы, их происхождение, свойства и мелиорация, 1923.
• [5] К подобным же заключениям о роли обменного натрия в солонцах, о происхождении соды в них и о генезисе солонцов пришли позже и венгерские почвоведы (см. A. de Sigmond „Contribution to the theory of the origin of alkali soils“, Soil Sc., 1926.V. XXI, стр. 455—475; его же „Hungarian alkali soils and methods of their reclamation“, Berkeley, 1927,156 стр. Американские исследования также целиком подтвердили, теориюсолонцов Гедройца (см. Kelley and Cummins „The formation of sodium carbonate in soils“ .Cal. Agr. Exp. St. Paper 3, 1923. Kelley and Brown. „Base exchange in relation to alkali soils“, Soil Sc., 1925, V. XX, стр. 477—495).
• [6] К. Гедройц. Коллоид, химия в вопросах почвоведения. И. Скорость обменныхреакций в почве. Коллоидальность почв, насыщенных различными основаниями."Ж. Оп. Агр.», 1914, т. 15, стр. 181—216. Его же. Ультрамеханический состав почвыи зависимость его от рода катиона, находящегося в почве в поглощенном состоянии."Ж. Оп. Агр.", 1921—1923 гг., т. XXII стр. 29—51; см. также «Учение о поглотительнойспособности почв». 2 изд., 1929 г., стр. 114—140.