Химический состав почв

Главнейшие макро и микроэлементы, содержание и формы их соединений

В почве на первом месте стоит кислород, на втором — кремний, затем алюминий, железо и т. д. Однако в почве по сравнению с литосферой в 20 раз больше углерода и в 10 раз больше азота. Накопление этих элементов в почве связано жизнедеятельностью организмов. В почве больше, чем в литосфере, кислорода, водорода (как элементов воды), кремния и меньше алюминия, железа, кальция, магния, натрия, калия и других элементов, что является следствием процессов выветривания и почвообразования Песчаные породы, богатые кварцем, состоят преимущественно из кремнезема. Чем тяжелее механический состав породы, тем больше в ней высокодисперсных вторичных минералов, а следовательно, меньше кремнезема, больше полутораокисей алюминия, железа, химически связанной воды.

Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почвообразующих пород. Однако материнская порода в процессе почвообразования изменяется. В зависимости от типа почвообразования происходят изменения в содержании и распределении по профилю почвы различных химических элементов. Каждый тип почвы приобретает характерную дифференциацию на горизонты с определенным химическим составом. Для всех почв в отличие от пород характерно накопление органического вещества в верхних горизонтах, с которым связана аккумуляция биологически важных элементов — углерода, азота, а для многих почв также фосфора, серы, кальция. Кислород. Входит в большинство первичных и вторичных минералов почв, является одним из основных элементов органических веществ и воды. Кремний. Наиболее распространенное соединение кремния в почвах— кварц. Кремний входит также в состав силикатов.

При их разрушении в результате выветривания и почвообразования кремнезем переходит в раствор в форме анионов орто- и метакремневых кислот, силикатов натрия и калия. Некоторое количество растворенного кремнезема вымывается из почвы, другая часть осаждается (при кислой реакции) в виде гелей аморфных осадков, которые, теряя воду, могут переходить в кварц вторичного происхождения Взаимодействуя с основаниями и полутораокисями кремнизем образует вторичные силикаты. Алюминий находится в почвах в составе первичных и вторичных минералов в форме органо-минеральных комплексов и в поглощенном состоянии (в кислых почвах). При разрушении первичных и вторичных минералов, содержащих алюминий, освобождается его гидроокись, значительная часть которой при выветривании остается на месте (как малоподвижная) и лишь частично переходит в раствор. При слабощелочной реакции гидроокись алюминия полностью выпадает в виде коллоидных осадков, переходящих при кристаллизации по вторичные минералы.

Водорастворимая и коллоидная гидроокись алюминия, взаимодействуя с органическими кислотами, образует подвижные комплексные соединения, в форме которых может перемещаться по профилю почвы. Железо — элемент, необходимый для жизни растений, без железа не образуется хлорофилла. В почвах оно встречается в составе первичных и вторичных минералов-силикатов, в виде гидроокисей и окисей, простых солей, в поглощенном состоянии, а также в составе органо-минеральных комплексов В восстановительных условиях окисное железо переходит в закисное с образованием растворимых соединений FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4, доступных растениям.

Повышенная растворимость солей железа угнетает растения. Гидроокись железа, так же как и гидроокись алюминия, может образовывать с органическими кислотами подвижные формы комплексных соединений, способных перемещаться по профилю почвы. Азот входит в состав всех белковых веществ, содержится в хлорофилле, нуклеиновых кислотах и многих других органических веществах живой клетки. Основная масса азота почв сосредоточена в органическом веществе. Количество азота находится в прямой зависимости от содержания в почве органического вещества, и прежде всего гумуса. В почвообразующих породах азота очень мало. Азот доступен растениям главным образом в форме аммония, нитратов, нитритов, которые образуются при разложении азотистых органических веществ. Нитриты практически не содержатся в почве. Аммонийный и нитратный азот — основная форма азотистых соединений, которыми питаются растения.

Во влажных районах нитраты подвержены вымыванию, особенно в паровом поле. Обеспеченность растений азотом зависит от скорости разложения органических веществ. высокая потребность растений в азоте требует пополнения его запасов в почве. Фосфор входит в состав многих органических соединений, без которых невозможна жизнедеятельность организмов. Поглощаясь в больших количествах растениями, фосфор аккумулируется в верхних горизонтах почвы. В почвах фосфор содержится в органических и минеральных соединениях.Органические представлены нуклеиновыми кислотами, нуклеопротеидами, фосфатидами, сахарофосфатами и др., минеральные— солями кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной кислоты. Фосфор в почве входит в состав апатита, фосфорита и вивианита, а также находится в поглощенном состоянии в виде фосфат-аннона. В минеральных соединениях почв фосфор представлен в большей части малоподвижными формами. Растворимость фосфатов кальция, магния, алюминия и железа тем меньше, чем выше их основность.

Кислые почвы содержат химически активные формы железа и алюминия, и фосфор здесь в большей части находится в виде фосфатов железа и алюминия или связан с полутораокисями в виде адсорбционных соединений, способных к частичному обмену их фосфат-ионов. В слабокислых, нейтральных и слабощелочных почвах преобладают фосфаты кальция. В почвах, богатых кальцием, растворимые фосфаты кальция становятся более основными и менее растворимыми. Сера входит в белковые вещества, эфирные масла. Потребность растений в ней небольшая, обычно меньше, чем в фосфоре. Биологическая аккумуляция серы в верхних горизонтах почвы зависит от условий почвообразования. Сера находится в почве в форме сульфатов, сульфидов и в составе органического вещества.

При разложении органического вещества, окислении сульфидов образуются сульфаты — наиболее устойчивая форма соединения серы в почвах, кроме Fe SO4. Сульфаты, особенно калия, натрия, магния, хорошо растворимы в воде могут накапливаться в них только в условиях сухого климата. Калий осуществляет важные физиологические функции в организмах. Потребляется растениями в больших количествах, особенно такими как картофель, корнеплоды, травы, табак. Валовое содержание калия (к2о) в почвах относительно высокое. В почвах тяжелого механического состава оно составляет 2 % и более. Значительно меньше калия в легких почвах.

Основная часть калия в почве входит в состав кристаллической решетки первичных и вторичных минералов в малодоступной для растений форме. Калий содержится в почве также в поглощенном состоянии (обменный и необменный) и в форме простых солей. В этой форме он легкодоступен растениям, но доля его незначительна. Основным источником калия для растений является обменный калий. Необменный, или фиксированный, калий труднодоступен. Однако между обменным и необменным калием в почве существует определенное равновесие. При потреблении обменного калия его запасы пополняются за счет необменного. Кальций и магний — необходимые элементы питания растений. Им принадлежит, так же как и калию, важная физиологическая роль. В почве кальций и магний находятся в кристаллической решетке минералов, в обменнопоглощенном состоянии и в форме простых солей (хлоридов, нитратов, карбонатов, сульфатов и фосфатов). Кальций среди поглощенных катионов занимает в большинстве почв первое место, магний — второе. Ионы кальция и магния преобладают в почвенном растворе. СаСО3 и MgCO3, как малорастворимые соединения, широко распространены в почвах.

Микроэлементы выполняют важную физиологическую и блохимическую роль в жизни растений, животных и человека; входят в состав витаминов, ферментов, гормонов. Ненормальное (избыточное или недостаточное) содержание микроэлементов в кормах и продуктах питания приводит к нарушению обмена веществ и развитию тяжелых заболеваний у животных и человека. Недостаток микроэлементов в почве резко снижает урожай растений и его качество. Основной источник микроэлементов в почвах — почвообразующие породы. Некоторые микроэлементы (J, В, F, Se, As) могут поступать в почву с газами атмосферы, дымами вулканов и с метеоритными осадками, причем для таких микроэлементов, как J, F, этот источник поступления в почву является главным. Микроэлементы в почвах содержатся: в кристаллической решетке первичных и вторичных минералов в виде изоморфной подмеси; в форме нерастворимых соединений (солей, окисей); в ионообменном состоянии; ь составе органического вещества; в почвенном растворе.

Огромное значение в миграции микроэлементов и их биологической аккумуляции принадлежит растениям. Корни их извлекают микроэлементы из нижних горизонтов почвы и материнских пород и переносят их в верхние слоиНа подвижность микроэлементов в почвах, на их аккумуляцию или вынос и доступность растениям оказывают влияние реакция среды (рН), окислительно-восстановительные условия, концентрация СОЭ и органическое вещество почвы. служат важнейшими источниками кальция и магния

Нет комментариев. Ваш будет первым!