Страница 2
В почвах фосфор содержится в органических и минеральных соединениях. Органические представлены фитином, нуклеиновыми кислотами, нуклеопротеидами, фосфатидами, сахарофосфатами и другими веществами. 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 - аниона. Апатит встречается во многих магматических породах и составляет 95 % соединений фосфора в земной коре.
В минеральных соединениях почв фосфор представлен большей частью малоподвижными формами. Растворимость фосфатов кальция, магния, алюминия и железа тем меньше, чем выше их щелочность. Кислые почвы содержат химически активные формы железа и алюминия или связан с полутороокисями в виде адсорбционных соединений, способных к частичному обмену их фосфат-ионов.
Среди фосфатов железа и алюминия в почве чаще всего представлены варисцит AlPO4. 2H2O и стренгит FePO4. 2H2O. Эти фосфаты относятся к классу средних солей. Подвергаясь выветриванию, они постепенно трансформируются в более основные и наиболее устойчивые формы, например аугелит Al2(OH)3 . PO4, вавеллит Al3(OH)3(PO4)2 . 5H2O. В слабо кислых, нейтральных и слабощелочных почвах преобладают фосфаты кальция. Наиболее устойчивой и менее растворимой формой фосфатов кальция является гидроксилапатит Ca10(OH)2 (PO4)6. В порядке возрастания растворимости следует: трикальцийфосфатCa3(PO4)2,октакальцийфосфат Ca8H2(PO4)6 . 5H2O, монетит CaHPO4, брушит CaHPO4 . 2H2O. В почвах, богатых кальцием, растворимые фосфаты кальция становятся более основными и менее растворимыми, превращаясь в конечном итоге в гидроксилапатит. Фосфаты являются основным источником фосфора для растений. Фосфор органических соединений усваивается главным образом после их минерализации. Наиболее благоприятная реакция среды для усвоения растениями фосфат-ионов слабо кислая (рН 6 - 6,5). Применение фосфорных удобрений целесообразно почти во всех почвах.
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. Валовое содержание SO3 в верхних горизонтах почв колеблется в широких пределах - от 0,01 до 2 % и более. Сера находится в почве в форме сульфатов, сульфидов и в составе органического вещества. При разложении органического вещества. При разложении органического вещества, окислении сульфидов образуются сульфаты - наиболее устойчивая форма соединения серы в почвах, кроме FeSO4.
Сульфаты, особенно калия, натрия, магния, хорошо растворимы в воде, слабо поглощаются в почве в форме рол и могут накапливаться в них только в условиях сухого климата. Обычно в почвах содержится достаточное количество сульфатов для удовлетворения потребностей растений в сере.
Калий. Осуществляет важные физиологические функции в организмах. Потребляется растениями в больших количествах, особенно такими культурами как картофель, 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. Некоторые из этих минералов, такие как биотит и мусковит, отдают калий довольно легко и могут служить источником мобилизации доступного калия. Калий содержится в почве также в поглощенном состоянии (обменный и необменный) и в форме простых солей. В этой форме он легко доступен растениям, но доля его незначительна. Основным источником калия для растений является обменный калия. Его доступность тем больше, чем выше степень насыщенности им почв. 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. При наличии значительной доли калия в малодоступной форме растения испытывают в нем недостаток.
Кальций и магний. Кальций и магний необходимые элементы питания растений. Им принадлежит, также как и калию, важная физиологическая роль. Магний входит в состав хлорофилла. Кальций имеет большое значение в создании благоприятных для растений физических, физико-химических и биологических свойств почвы.
В почве кальций и магний находятся в кристаллической решетки минералов, в обменно-поглощенном 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. CaCO3 и MgCO3, как мало растворимые соединения, широко распространены в почвах и служат важнейшими источниками кальция и магния. При взаимодействии с углекислым газом, растворенным в воде, карбонаты переходят в более растворимые бикарбонаты:
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2;
MgCO3 + CO2 + H2O = Mg(HCO3)2;
Растения обычно не испытывают недостатка в кальции и магнии, однако многие почвы нуждаются в известковании или гипсовании в целях улучшения их свойств.
Недостаток кальция для питания растений можно ожидать в солонцеватых почвах, где поступление этого элемента в растения сильно задерживается присутствием значительного количества поглощенного натрия. Недостаток магния обнаруживается в дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах. Результаты трансформации соединений некоторых элементов при почвообразовании | Элемент | Исходные соединения в горных породах, атмосфере природных водах | Новые формы соединений, характерные для почв | |
Углерод, С
|
CO2 атмосферы |
Углерод в составе гумусовых соединений почв, а также в составе органических остатков организмов | |
Азот, N |
В горных породах практически отсутствуют. Молекулярный N2 азот атмосферы. |
Азот содержится в составе гумусовых соединений почв. Растворимые формы в составе почвенной влаги | |
Фосфор, Р |
Трудно растворимые фосфаты типа фосфоритов и апатита, трудно растворимые соединения с железом, алюминием и некоторые другие |
Фосфор в составе гумусовых соединений. Незначительное количество в составе неспецифических органических соединений. Аморфные разноосновные фосфаты Ca, Аl, Fe, Mg и других элементов, различающиеся по растворимости. Фосфаты, сорбированные твердой фазой почвы. Фосфаты в почвенном растворе. | |
Калий, K |
Труднодоступный в составе кристаллических решеток слюд, гидрослюд, некоторых полевых шпатов и др. |
Ионный калий в обменной форме в составе почвенного поглощающего комплекса, растворимые соли калия в почвенном растворе | |
Кальций, Ca |
Преимущественно труднораствори-мые минеральные соединения (карбонаты, фосфаты, фториды и др.) |
Ионный кальций в обменной форме в составе почвенного поглощающего комплекса. Комплексные соединения кальция с органическими компонентами почвы, Ca2+ и растворимые комплексные соединения в почвенном растворе |
|