27. Каково валовое содержание азота, фосфора, серы, магния в почвах? Укажите формы их соединений и подвижность.
Азот. Содержание азота (N) колеблется от 0,07% до 0,5%.
Устойчивые соединения азота, присутствующие в почвах, представлены формами со степенями окисления —3 и + 5. Преобладающая часть соединений азота в почвах относится к органическим: в гумусовых горизонтах почв содержится до 93—99% азота в составе органических соединений. Минеральные соединения азота помимо аммонийных представлены нитратами и нитритами. Азотсодержащие органические соединения почвы представлены следующими группами: аминокислотами, амидами, аминосахарами. Перечисленные соединения азота входят как в состав неспецифических органических соединений почвы, так и в состав гумусовых кислот.
Фосфор. Содержание фосфора (Р2О5) во многих почвах составляет 0,03-0,25%.
В почвах различают следующие группы соединений фосфора:
1) гидроксилапатит и фторапатит, малорастворимые в слабощелочной и нейтральной среде, но растворимые (подвижные) в кислой;
2) фосфаты полугорных оксидов, малорастворимые при низких значениях рН;
3) фосфаты щелочей, моно- и дикальциевые (магниевые) фосфаты, растворимые, подвижные и доступные растениям;
4) полифосфаты, активизирующие деятельность микроорганизмов, способствующие повышению растворимости органических веществ и соединений ряда элементов в почвах.
Сера. Валовое содержание серы в почве составляет 0,05 - 0,25%.
В почве в неорганической форме сера может содержаться в виде сульфатов (СаSO4) и сульфидов (FeS, Fe2S3). Подвижность высокая
Магний. Содержание магния (MgO) составляет 0,4-4% и более от массы почвы и
зависит от состава материнской породы.
Около 90…95 % магния в почве входит в состав различных минералов, главным образом силикатов и алюмосиликатов, которые трудно растворяются в воде, поэтому содержащийся в них магний не может быть непосредственно использован растениями. Около 5…10 % магния находится в поглощённом (обменном) состоянии.
Обменный магний, как и обменный калий, играет важнейшую роль в питании растений, пополняя количество магния в почвенном растворе по мере потребления его растениями. Незначительная часть магния в почве встречается в форме органических веществ, после разложения, которых он становится доступным для растений.
Кислая реакция почвы приводит к высокой подвижности магния и легкому вымыванию его из верхнего слоя, особенно на легких песчаных и супесчаных почвах.
28. Как влияет химический состав почв и пород на почвообразование? Расскажите о микроэлементах, их значении для питания растений.
Все существующие почвы на Земле произошли из горных пород, поэтому очевидно, что в процессе почвообразования они принимают самое непосредственное участие. Наибольшее значение имеет химический состав горной породы, поскольку минеральная часть любой почвы содержит в себе, в основном, те элементы, которые входили в состав материнской породы. Большое значение имеют и физические свойства материнской породы, поскольку такие факторы как гранулометрический состав породы, ее плотность, пористость, теплопроводность самым непосредственным образом оказывают влияние не только на интенсивность, но и на характер протекающих почвообразовательных процессов. Обладая различными физическими свойствами, механические фракции почв имеют и различный химический состав.
Химический состав в заметной степени зависит от величины минеральных частиц: чем они крупнее, тем больше в них таких инертных соединений, как SiO2, и, наоборот, по мере уменьшения размеров механических элементов химический состав их усложняется и увеличивается содержание фосфора, кальция, магния, железа.
Приведенные данные характеризуют то общее положение, что именно мельчайшие глинистые частицы составляют наиболее ценную часть почвы, в которой сосредоточены запасы многих необходимых для растении питательных зольных элементов.
Таким образом, механический состав характеризует в некоторой степени физические свойства и химический состав почвы и материнской породы.
Микроэлементы (в почве) – химические элементы, содержащиеся в породе, почве, растениях и живых организмах в незначительных количествах (в пределах 10 –2—10 –7весовых %). К ним относятся бор, марганец, молибден, медь, цинк, кобальт, йод, фтор, барий, мышьяк, никель, селен, хром и др. Микроэлементы (см.) выполняют важную физиологическую и биохимическую роль в жизни растений, животных и человека. Недостаток М.п. резко снижает урожай растений и его качество. Например, при недостатке меди в почвах наблюдается полегание и невызревание злаков, суховершинность у плодовых деревьев и значительное снижение урожайности. При недостатке бора происходит отмирание точек роста стебля и корня, растения поражаются болезнями (гниль сердечка свеклы, бактериоз льна, побурение цветка капусты и сердцевины брюквы). Неблагоприятно для растений и избыточное содержание М.п. Избыток меди, например, сопрвождается хлорозом растений, замедлением роста и снижением урожая; избыток молибдена — сильным угнетением роста растений и т.д. Наличие тесной взаимосвязи между содержанием М.п., урожайностью растений, продуктивностью животных и здоровьем человека позволило выделить ряд биохимических провинций, учение о которых разработано А.П.Виноградовым. Биохимическая провинция — это территория, отличающаяся от соседних территорий концентрацией в среде (почвах, воде, воздухе) одного или нескольких микроэлементов (или макроэлементов). В пределах таких провинций вследствие избытка или недостатка микроэлементов могут возникать массовые нарушения обмена веществ у растений, животных и человека и связанные с этими нарушениями специфические заболевания — биогеохимические эндемии. Особую геохимическую провинцию, например, представляет Полесская низменность, отличающаяся низким содержанием йода в почвах и природных водах. Йод здесь сильнее вымывается из почв, легких по механическому составу, или прочно закрепляется торфом болотных почв, становясь недоступным растениям. Биогеохимические провинции, обогащенные молибденом, выявлены в Забайкалье, Туве, Армении и других регионах.
Главным источником М.п. являются почвообразующие породы. В моренных, покровных и лессовидных суглинках — основных почвообразующих породах таежно-лесной, лесостепной и степной зон, количество цинка, меди, кобальта и молибдена примерно одинаково, и только флювиогляциальные пески и супеси содержат их значительно меньше. Содержание микроэлементов и их распределение по профилю различных типов почв неодинаково. В дерново-подзолистых почвах максимальное содержание микроэлементов (Cu, Со, Мо, С) наблюдается в породе, меньше их в гумусовом горизонте.
Минимальное содержание микроэлементов обычно бывает в подзолистом горизонте (менее половины по сравнению с породой). В черноземах в гумусовом горизонте, как правило, микроэлементов больше, чем в породе. Однако в зависимости от степени оподзоленности, солонцеватости, карбонатности, выпаханности распределение микроэлементов по профилю различных подтипов черноземов имеет более сложный характер. Для решения вопросов применения микроудобрений важны не столько валовые запасы микроэлементов, сколько содержание их подвижных форм, которые в определенной мере отражают их доступность растениям. На подвижность М.п. оказывает влияние реакция среды (рН), окислительно-восстановительные условия, концентрация СО2 и органическое вещество почвы. Так, при кислой реакции почвеннного раствора подвижность молибдена уменьшается, а меди, цинка, марганца, кобальта — увеличивается. Некоторые микроэлементы, такие как бор, йод, фтор, подвижны как в кислой, так и в щелочной среде. Содержание подвижных форм меди, молибдена, кобальта и цинка обычно составляет 10—15% от их валового содержания в почве, а бора — 2—4%. Количество подвижных форм микроэлементов сильно варьирует во всех типах почв (например, содержание подвижного цинка в подзолистых почвах изменяется от 0,05 до 26, а в черноземах — от 0,06 до 0,2 мг на 1 кг почвы). В связи с этим сельскохозяйственные культуры могут испытывать как недостаток, так и избыток М.п., при этом ни один из микроэлементов не может быть заменен другим. Проблема питания растений микроэлементами все больше приобретает общебиологическое значение, поскольку их избыток или недостаток вызывает неблагоприятные последствия не только для роста и продуктивности растений, но и для обеспечения че ловека и животных полноценной пищей определенного качественного состава.