Sorpční komplex

Půdní sorpční komplex je soubor půdních koloidů, které se podílejí na výměnných reakcích. Rozeznávají se u něj dvě funkční části:

• aktivní část – aniontová, jde o vlastní komplex, který působí na volné ionty v půdním roztoku a vyvolává tak sorpční procesy
• pasivní část – tvoří ji kationty, které jsou sorbované aktivní částí sorpčního komplexu a jsou v něm poutány různou silou v pořadí:

nejslaběji Na < K < NH4 < H < Ca < Mg< Al <Fe nejsilněji

Význam sorpčního komplexu

Půdní sorpční komplex má schopnost sorpčními silami poutat prvky, které jsou důležité pro půdotvorný proces i výživu rostlin. Zabezpečuje tak sorpční schopnost půd, silně ovlivňuje její dynamiku i fyzikální stav. Je také do značné míry nositelem přirozené úrodnosti půdy a schopnosti úrodnost udržovat. Sorpční komplex svým stavem a vlastnostmi:

přímo ovlivňuje

• sorpční kapacitu půdy
• reakci půdy, charakter a dynamiku chemických procesů
• pufrovitost půdy

nepřímo ovlivňuje

• strukturní stav půdy
• obdělávatelnost půdy
• vodní a vzdušný režim
• biologickou aktivitu půdy

Složení sorpčního komplexu

Sorpční komplex je tvořen minerálními koloidy (jílové minerály) a organickými sloučeninami (humus). Pro proces sorpce je důležitý především obsah organických látek v sorpčním komplexu, protože organický podíl v komplexu má až desetkrát vyšší poutací schopnost než podíl minerální.

Jílové minerály

Jsou to vrstevnaté minerály, které mají výrazný vliv na chemické a fyzikální vlastnosti půdy. Jsou tvořeny tetraedry (Si) a oktaedry (Al). Mohou vznikat syntézou, přeměnou primárních minerálů při zvětrávání či jsou zděděny z matečné horniny. K důležitým vlastnostem jílových minerálů patří schopnost bobtnat ( silně bobtnavý montmorillonit, částečně bobtnavý illit a vermikulit ), vysoký specifický povrch ( skupina montmorillonitu 250 – 500 m2.g-1 ) a jejich sorpční kapacita ( vermikulit 120 – 150 mmol(+)/100g ). Rozlišuje se několik skupin jílových minerálů, např. skupina alofanu, kaolinitu, illitu, montmorillonitu, chloritu.

Humus

Humus je součástí organické půdní hmoty. Je tvořen odumřelými organickými látkami v různém stupni rozkladu a resyntézy, jejichž část je vázána na minerální podíl. Je významnou zásobárnou energie, uhlíku a živin pro rostliny i edafon. Pomáhá při zadržování vody, pozitivně ovlivňuje strukturu půdy, podílí se na řadě půdotvorných procesů a na sorpci, tj. zadržování živin a jiných látek.

Druhy sorpčního komplexu

Složení a charakteristické vlastnosti sorpčního komplexu různých půdních typů se utváří podle charakteru prostředí, ve kterém půdotvorný proces probíhá. Důležitá je především acidita a zásoba dvojmocných bází v půdotvorném substrátu. Na základě převládajícího druhu sorbovaných kationtů a kvality aktivní části sorpčního komplexu se rozlišují 3 druhy sorpčních komplexů lišící se základními vlastnostmi.

Komplex sorpčně nenasycený

Charakteristická je pro něj převaha sorbovaných vodíkových iontů a nedostatek dvojmocných kationtů, který zapříčiňuje vznik nestabilní a snadno rozrušitelné struktury. Reakce je kyselá. Předpokladem jeho vzniku je humidní klima a naprostý nedostatek Ca v půdě. Půdy s tímto sorpčním komplexem se označují jako půdy sorpčně nenasycené.

Komplex nasycený jednomocnými kationty

Typická je pro něj převaha jednomocných kationtů, hlavně Na. Vzniká ve výrazně alkalickém prostředí, kde je velká zásoba rozpustných alkalických solí. Jeho vznik je podmíněn i suchým klimatem, kde výpar převládá nad srážkami. Způsobuje velkou pohyblivost koloidů v půdním profilu, tvorbu vrstev s nepříznivými fyzikálními vlastnostmi a rozrušování půdní struktury. Půdy s tímto druhem sorpčního komplexu se nazývají půdy solné a jsou nepříznivé pro kulturní plodiny.

Komplex nasycený dvojmocnými kationty

Převažují v něm ionty Ca a Mg. Humus je tvořen kondenzovanými huminovými kyselinami, které jsou v půdě nepohyblivé. Půdy s tímto druhem sorpčního komplexu se nazývají půdy sorpčně nasycené. Tvoří se v sušším až mírně vlhkém klimatu, jejich reakce je kolem neutrální hodnoty. Mají dobrou agregační schopnost a vodostálou strukturu a poskytují tak dobré podmínky pro růst kulturních plodin.

Změny sorpčního komplexu

Stav a vlastnosti sorpčního komplexu se mění vlivem chemické dynamiky, biologické činnosti, klimatu, ale také díky zákrokům člověka do půdy. Dochází k různým typům změn sorpčního komplexu. Při regradaci ( stabilizaci ) sorpčního komplexu se v různé míře zlepšují vlastnosti půd. Při degradaci naopak dochází k porušení jeho stability, ale ne koloidního aniontového podílu ( jádra ). Postupně se zhoršují fyzikální, chemické i biologické vlastnosti půdy. Dochází k vytěsňování dvojmocných kationtů Ca a Mg ze sorpčního komplexu jednomocnými kationty H nebo Na. Velký vliv má v tomto případě zvýšení humidity klimatu. Jestliže jsou rozrušeny půdní koloidy a rozpadá se jádro koloidní mycely, jde o destrukci sorpčního komplexu. Koloidní složky jsou dehydratovány a postupně se tak stabilizují ve formě nereaktivních půdních novotvarů. Destrukce sorpčního komplexu může nastat vlivem kyseliny uhličité v nadbytku, a to především v tropech. Dochází k tzv. lateritizaci, kdy se na povrchu hromadí rozptýlené sesquioxidy a kyselina křemičitá je převáděna do spodin. Vlivem kyselého humusu, hlavně pohyblivých fulvokyselin v něm, dochází k podzolizačnímu a glejovému procesu.

Témata

• Ochrana půdy
• Půdy na Zemi
• Vliv hospodaření na půdu

Odkazy

Související stránky

• Horninové prostředí

Externí odkazy

• Půda na české Wikipedii
• Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž
• Ministerstvo životního prostředí ČR - půda
• Půda a horninové prostředí na Portálu životního prostředí ČR - Fakta a data