Химический состав почвы
Контрольная робота по почвоведению: "ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ. МАКРОЭЛЕМЕНТЫ И БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ" План:
1. Введение;
2. Содержание химических элементов в породах и почвах;
3. Формы соединений химических элементов в почвах и их доступность растениям;
4. Трансформации соединений биофильных элементов;
5. Химические соединения в почве;
6. Список использованной литературы.
Введение
Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных веществ. По химическому составу она существенно отличается от исходных почвообразующих пород.
Главные особенности химического состава почвы - присутствие органических веществ и в их составе специфической группы - гумусовых веществ, разнообразие форм соединений
отдельных элементов и непостоянство (динамичность) состава во времени
Источник минеральных соединений почвы - горные породы, из которых слагается твердая оболочка земной коры литосфера. Органические вещества поступают в почву в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов, населяющих почву. Взаимодействие минеральных и органических веществ создает сложный комплекс органо -
минеральных соединений почв.
Минеральная часть составляет 80 - 90 % и более массы почв и только в органогенных почвах снижается до 10 % и менее.
В составе почв обнаружены почти все известные химические элементы. Средние цифры, показывающие содержание отдельных элементов в литосфере и почвах, по предложению академика А. Е. Ферсмана стали называть кларками (в честь американского геохимика Ф. У. Кларка, впервые вычислившего в 1889 г. Средний химический состав земной коры). Изучение почв с геохимической точки зрения было начато академиком В.И. Вернадским в 1911 г.
Содержание химических элементов Содержание отдельных химических элементов в почве (в весовых процентах) А. П. Виноградов:
O - 49,0 Mg - 0,63
Si - 33,0 C - 2,00
Al - 7,13 S - 0,085
Fe - 3,80 P - 0,08
Na - 0,63 Cl - 0,01
Ca - 1,36 N - 0,10
K - 1,36 Mn - 0,085
Формы соединений химических элементов
Химические элементы находятся в почвах в различных соединениях.
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 (SiO2). Кремний входит также в состав силикатов. При их разрушении в результате выветривания и почвообразования кремнезем переходит в раствор в форме анионов орто- и метакремниевых кислот [ (SiO4)4- n (SiO3)2- ], силикатов натрия и калия, частично в форме золя. Одна часть растворенного кремнезема вымывается из почвы, другая осаждается (при кислой реакции) в виде гелей (SiO2 . n H2O) - аморфных осадков, которые, теряя воду, могут переходить в кварц вторичного происхождения. Взаимодействуя с основаниями полутороокисями, истинно растворенный и коллоидный кремнезем образует вторичные силикаты.
Алюминий. Находится в почве 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 в виде золя. При слабощелочной реакции гидроокись, алюминия полностью выпадает в виде коллоидных осадков - гелей (Al2O3 . n H2O), переходящих при кристаллизации во вторичные минералы - гиббсит (Al2O3 . 3H2O), бемит (Al2O3 . H2O).
В кислой среде (рН<5) гидроокись алюминия становится более подвижной и алюминий появляется в почвенном растворе в виде ионовAl(OH)2+, что отрицательно сказывается на росте растений.
Водорастворимая и коллоидная гидроокись алюминия, взаимодействуя с органическим кислотами, образует подвижные комплексные соединения, в форме которых может перемешаться по профилю почвы.
Железо. Элемент, необходимый для жизни растений, без него 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 результате выветривания минералов, содержащих железо, освобождается его гидроокись - малоподвижное соединение, выпадающие в форме аморфного геля Fe2O3.nH2O
И переходящее при кристаллизации в гетит и гидрогетит Fe2O3 . H2O, Fe2O3 . 3H2O.
Только в сильно кислой среде (рН<3) подвижность гидроокиси железа увеличивается, и в почвенном растворе появляются ионы железаFe3+. В восстановительных условиях окисное железо переходит в закисное с образованием растворимых соединений FeCO3,Fe(HCO3)2, FeSO4, доступных растениям. Повышенная растворимость соединений железа угнетает растения. На почвах нейтральных и щелочных с ярко выраженными окислительными процессами растения могут испытывать недостаток железа, что внешне проявляется как хлороз. 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, фосфатидах и многих других органических веществах живой клетки.
Основная масса почв сосредоточена в органическом веществе. Количество азота находится в прямой зависимости от содержания в почве органического вещества, и, прежде всего гумуса. В большинстве почв этот элемент составляет одну сороковую - одну двадцатую гумуса. Накопление азота в почве обусловлено биологической аккумуляцией его из атмосферы. 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.
Ион NH4 легко поглощается почвой с частичным переходом в необменное (фиксированное) состояние. Ион NO3 находится преимущественно в почвенном растворе и легко используется растениями. Во влажных районах нитраты подвержены вымыванию, особенно в паровом поле. Обеспеченность растений азотом зависит от скорости разложения органических веществ. Однако нельзя получать высокие урожаи только благодаря мобилизации природных запасов азота даже на богатых гумусом почвах. По содержанию в растениях он занимает первое место из элементов питания, получаемых из почвы. Поэтому высокая потребность растений в азоте требует пополнения его запасов в почве.
Фосфор. Входит в состав многих органических соединений, без которых не возможна жизнедеятельность организмов. Растения содержат десятые доли процента р2о5 на сухое вещество. Поглощаясь в больших количествах растениями, фосфор аккумулируется в верхних горизонтах почвы. Валовое содержание его в черноземах составляет 0,35 % и более.
|