Kompleks sorpcyjny- stanowi najbardziej rozdrobnioną, koloidalna część fazy stałej gleby, która ma zdolności wchłaniania, zatrzymywania i wymiany jonów pomiędzy roztworem glebowym a cząstkami kompleksu sorpcyjnego.

Wchłonięte przez kompleks sorpcyjny jony nazywamy jonami zasorbowanymi.

W kompleksie sorpcyjnym gleb rozróżniamy dwie kategorie zasorbowanych kationów:

• Kationy łatwo przechodzące do roztworu glebowego i które biorą czynny udział w różnorodnych fizyko- chemicznych reakcjach przebiegających w glebie, są to kationy wymienne,
• Kationy, które zostają unieruchomione w siatce krystalicznej minerałów i nie ulegają desorpcji lub ulegają z wielkim trudem. Przechodzą one do roztworu glebowego tylko w wyjątkowych sytuacjach, np. po zniszczeniu siatki krystalicznej minerałów. Kationy te nazywamy kationami niewymiennymi.

Wielkość kompleksu sorpcyjnego gleb uzależniona jest od wielu czynników, a przede wszystkim od ilości i jakości poszczególnych komponentów tworzących kompleks sorpcyjny. W zależności od tego wielkość kompleksu w poszczególnych typach gleb jest bardzo różna. A zatem gleby próchnicze, torfy silnie rozłożone lub też zamulone gleby ilaste i gliniaste mają największy kompleks sorpcyjny, który dochodzić może do 50% ogólnej masy glebowej, gdy tymczasem gleby spiaszczone i piaski mają mniejszy kompleks sorpcyjny, czasem nieprzekraczający 1% ogólnej masy glebowej.

Wielkość kompleksu sorpcyjnego i skład zasorbowanych przez niego kationów wywiera w dużym stopniu wpływ na strukturę gleby, jej stosunki wodno- powietrzne, reakcje roztworów glebowych, buforowość oraz żyzność gleb.

Zasadniczo w kompleksie sorpcyjnym gleby można wyróżnić trzy części składowe:

1.      Nieorganiczną ( mineralna część kompleksu sorpcyjnego),

2.      Organiczną część kompleksu sorpcyjnego,

3.      Organiczno- mineralną część kompleksu sorpcyjnego.

1.Nieorganiczna część kompleksu sorpcyjnego

Mineralna część kompleksu sorpcyjnego składa się przede wszystkim:

• Z różnorodnych minerałów ilastych, będących produktem wietrzenia minerałów pierwotnych, są to minerały ilaste należące do grupy montmoryllonitów (o dużej powierzchni aktywnej wewnętrznej, o dużych zdolnościach sorpcyjnych), do grupy ilitu i kaolinitu,
• Z silnie rozdrobnionych minerałów pierwotnych, różne żele Al.(OH)₃, Fe(OH)_3, SiO₂, koloidowe wodorotlenki manganu nMgO?MnO₂?nH₂O,
• W skład wchodzi również szereg wymiennie zaabsorbowanych kationów.

2. Organiczna część kompleksu sorpcyjnego

Organiczna część obejmuje wszystkie połączenia organiczne, zarówno o charakterze nie próchniczym, jak i próchnicy właściwej. Na część nie próchniczą składają się proste związki organiczne tj. aminokwasy, węglowodany, lipidy.

Mianem próchnicy określa się szereg wysokocząsteczkowych, ciemno zabarwionych i specyficznych dla środowiska glebowego połączeń organicznych. Kolejne ekstrakcje z kwasami i zasadami pozwalają na wydzielenie trzech głównych frakcji próchnicy:

• huminy,
• kwasy huminowe,
• kwasy fulwanowe.

Substancje próchniczne odznaczają się silnym stopniem dyspersji i należą do typowych koloidów, przeważnie hydrofilowych, mających bezpostaciową lub skrytokrystaliczną budowę o dużej zdolności sorpcyjnej.

Zdolność migracyjna związków próchnicznych w dużym stopniu uzależniona jest od odczynu i oksydoredukcyjnych właściwości środowiska. Liczne związki próchniczne łatwo wędrują w środowisku kwaśnym, tworząc roztwory koloidowe. Związki te są znacznie mniej ruchliwe w środowisku obojętnym lub zasadowym.

Połączenia próchniczne są to polimery składające się z jednostek strukturalnych o charakterze izo- i heterocyklicznych pierścieni 5 i 6 węglowych. Do tego aromatycznego jądra przyłączone są łańcuchy węglowe o różnej długości zakończone grupami funkcyjnymi: karboksylowa, fenylowa, alkoholowa, ketonowa, karbonylowa i chininowa, aminowa. Grupy funkcyjne odpowiadają za dużą pojemność sorpcyjną i buforową próchnicy.

Pojemność sorpcyjna próchnicy glebowej jest kilka do kilkunastu razy większa niż koloidów mineralnych.

3.Organiczno- mineralna część kompleksu sorpcyjnego.

Można wyróżnić połączenia organiczno- mineralne o charakterze nie strukturalnym i strukturalnym.

Połączenia nie strukturalne tworzą się między prostymi związkami próchniczymi i minerałami ilastymi oraz jonami metali.

Połączenia strukturalne tworzą się natomiast między próchnicą i minerałami ilastymi w wyniku mechanizmów polegających na:

• pośrednictwie kationów metali II i III wartościowych, Ca²⁺, Al³⁺, Fe³⁺,
• tworzeniu mostków wodorowych,
• na reakcjach wymiany z amfoterycznymi tlenkami i wodorotlenkami powlekającymi powierzchnię minerałów ilastych.

Tlenki i wodorotlenki przy wyższym pH gleby wykazują ładunek dodatni i mogą bezpośrednio łączyć z ujemnymi cząsteczkami kwasów próchniczych.