Эколого-биогеохимические принципы оценки и коррекции элементного состава системы почва - растения

Показатели, характеризующие кислотно — основные свойства почв

Многочисленными исследованиями установлено, что содержание подвижных форм микроэлементов в почвах зависит от реакции среды, гранулометрического состава почв и содержания в них гумуса. Из названных факторов особенно сильное влияние на поведение микроэлементов в почвах оказывает реакция среды (Багинскас, 1969; Небольсин, Небольсин, 1969; Небольсин, 1973; Аристархов, Кочеткова, 1981; Ягодин, 1985).

В последнее время в почвоведении используют представления классической химии и термодинамики и для характеристики свойств почв применяют экстенсивные и интенсивные показатели. Интенсивные показатели (рН и рОН) кислотно-основных свойств почв оценивают их степень кислотности (Карпинский, Голубева, 1955) или основности. По значению рН определяют активности Н или ОН» ионов. Экстенсивные показатели дают представление об общем содержании кислотных или основных компонентов (Орлов, Воробьева, 1982).

Величина рН является универсальным, исключительно важным показателем кислотно-основных свойств. Еще К.К. Гедройц (Гедройц, 1905, 1909) отмечал, что реакция почвенного раствора находится в тесной связи с физико-химическими и биологическими процессами в почве и сильно влияет на рост растений. Только при нейтральном значении рН (от 6,5 до 7,5) одновременно наиболее доступны для растений (рис. 5) практически все биогенные химические элементы (азот, фосфор, калий, сера, кальций, магний, железо, марганец, бор, медь, цинк, молибден). Величина рН может быть индикатором вероятности протекания различных процессов. С помощью рН можно характеризовать количественные соотношения между формами элементов в растворе, а также условия равновесия между жидкой, твердой и газообразной фазами почв. Зная величину рН и общее содержание элемента в растворе, можно вычислять концентрацию или активность любой из форм соединений данного элемента в растворе.

. Схема взаимосвязи между доступностью питательных элементов для растений и рН почвы (самая широкая часть каждой полосы обозначает максимальную доступность) (Томпсон, Троу, 1982)

Почвенный раствор — это жидкая фаза почвы в природных условиях, а почвенные вытяжки (водная, солевая, кислотная) — жидкая фаза, но применительно к лабораторным условиям. В состав почвенных растворов входят нейтральные молекулы, ионы, ионные пары и др. Часть компонентов в почвенный раствор поступает из почвенного поглощающего комплекса. Активности ионов служат количественной мерой, позволяющей оценить поступление элементов питания в корневую систему растений, которое можно описать несколькими механизмами. Прежде всего происходит диффузия ионов из почвенного раствора к поверхности корневых волосков и последующая диффузия ионов через полупроницаемую мембрану (Най, Тинкер, 1982). Процесс диффузии может идти до тех пор, пока химические потенциалы ионов, а, следовательно, и их активности не станут одинаковыми в двух объемах системы, между которыми происходит диффузия. Коэффициенты активности ионов в почвенном растворе и внутри клетки при этом существенно различаются, чем можно объяснить диффузию против градиента концентрации. Другой важный механизм — адсорбция и обмен ионов на поверхности корневых систем — также регулируется химическими потенциалами компонентов.

Активность иона в почвенном растворе может служить показателем обеспеченности растений элементами питания, но только мгновенной обеспеченности, Поглощение растениями катионов и анионов снижает их концентрацию и активность в растворе, условия питания постепенно ухудшаются. Новые порции ионов, поддерживающие активность на прежнем уровне, поступают в раствор из твердых фаз вследствие растворения присутствующих в твердых фазах труднорастворимых солей, обменных реакций или разложения алюмосиликатов и органического вещества.

Для каждого элемента в конкретной почве характерен ведущий механизм (доминирующая реакция) поступления его в почвенный раствор, хотя в разных почвах он может быть неодинаковым. Например, в почвах элювиального ряда источником К+ и Са2+ служит почвенный поглощающий комплекс, и переход катионов в раствор осуществляется путем реакций ионного обмена. В гипсоносных и карбонатных почвах доминирующей реакцией по отношению к Са2+ становится растворение CaS04 и СаС03.

Азот

При рассмотрении влияния
агрохимических средств на природную среду первостепенное значение имеет азот.
Азотные удобрения решают проблему белка, а следовательно, и уровень
продуктивности земледелия и животноводства. При нарушении же технологии их
применения они могут оказать существенное негативное воздействие на биосферу –
почву, воду, атмосферу, растения, а через них – на животных и человека. Потери
азота из удобрений бывают довольно значительными. Он усваивается в полевых условиях
примерно на 40%, в отдельных случаях – на 50-70, иммобилизуется в почве на
20-30%. Большая его доля включается в состав гумусовых веществ, устойчивых к
гидролизу. Потери азота за счет улетучивания различных газообразных соединений
составляют в среднем 15-25% отвнесенного,
а потери от вымывания зависят от свойств почвы, климата, водного режима, формы
и дозы удобрения, вида культуры и т.д. Например, в Земледелии Европы 2/3 потерь
азота приходится на зимний период и 1/3 – на летний.

В Нечерноземной зоне в
среднем вымывается 10-15 кг/га нитратного азота, на супесчаных почвах – 20-25
кг/га,. а на суглинистых – до 10 кг/га. В годы с нормальным увлажнением эти
показатели снижаются примерно вдвое. В целом же способность почвы удерживать
питательные элементы определяется ее разновидностью (песок<суглинок<глина), но всегда она
ограничена. Поэтому избыток элементов питания, внесенных в почву с удобрениями,
является потенциальным источником их вымывания. На дерново-подзолистых легких
почвах при внесении за 6 лет 345
кг азота потери его на рыхлопесчаной почве составил 161,
а на связнопесчаной – 83 кг/га. Аналогичные примеры имеются во многих странах
мира.

Важнейшим агрономическим
мероприятием, предотвращающим потери удобрений и биогенных элементов почвы в
природную среду, является освоение научно обоснованных севооборотов.

Зависимость между вымыванием
питательных элементов и видом культурных посевов представляет следующий
порядок: овощные>корнеплоды>зерновые>кормовые травы.

Значительный ущерб
окружающей среды наносит бессистемное использование бесподстилочного навоза,
навозных стоков и других отходов животноводства в нарушение научно обоснованных
рекомендаций. Наиболее существенными нарушениями технологии использования органических
удобрений являются:

1) недостаточное
использование подстилочных материалов и несовершенство систем навозоудаления,
что в 1,5-2 раза уменьшает выход высококачественных органических удобрений,
приводит к ежегодным потерям миллионов тонн жидких органических фракций;

Пример из «Звезды» о сбросе
навозонакопителя в реку Бым и загрязнении всего бассейна р. Ирени и Сылвы.
Вклад в эвтрофикацию Камского водохранилища.

2) неравномерное внесение
навоза и компостов из-за недостаточного количества навозоразбрасывателей и
применения бульдозеров и других примитивных средств, значительно снижающих
эффективность органических удобрений;

3) нарушение соотношения численности
животных и удобряемой площади, что ведет к избыточному удобрению полей,
загрязнению окружающей среды;

4) недостаток при
животноводческих комплексах ирригационно подготовленных площадей для
использования животноводческих стоков (при гидросмыве) и жидкой фракции
бесподстилочного навоза на орошение, а также слабое развитие трубопроводного
транспорта и полевых навозохранилищ, что значительно повышает эксплуатационные
затраты по сравнению с использованием мобильных средств, возрастают и потери
навоза;

5) недооценка использования
бесподстилочного навоза в сочетании с измельченной и рассеянной по полю во
время уборки зерновых соломой и сидерацией полей.

Обобщение отечественного и
зарубежного опыта использования органических удобрений позволяет заключить, что
для преодотвращения потерь биогенных элементов, особенно азота, необходимо
руководствоваться следующими общими положениями:

1) на 1 га севооборотной (полевой)
должно вноситься ежегодно не более 200 кг азота;

2) в хозяйствах, имеющих
животноводческие комплексы, в севооборотах необходимо вводить промежуточные
культуры на корм скоту или в качестве зеленого удобрения (уплотненный посев
сельскохозяйственных культур в севообороте практически предотвращает потери
нитратов за счет вымывания, вследствие интенсивного их использования растениями);

3) осенью бесподстилочный
навоз можно комбинировать с запахиваемой соломой или зеленым удобрением (в этом
случае азот биологически иммобилизуется
осенью и в весенне-летний период, что значительно сокращает потери).

Определение химического элементного анализа волос

Наиболее ответственным моментом при определении содержания химических элементов в волосах является очистка их от внешних загрязнений. В настоящее время широко применяют (МАГАТЭ) способ последовательной отмывки волос (человека) следующими моющими средствами: ацетон — вода — ацетон (Report on Second Research Coordination Meeting of IAEA. Neuherberg, 1985). Контроль степени очистки в данном случае представляет собой длительную и сложную процедуру определения состава отмытых волос и промывных растворов. О степени готовности пробы волос к анализу судят по результатам такого контроля (Jakie Morton, Vikki А. Carolan, Philip Н.Т. Gardiner, 2002). Принципиальным недостатком такого способа очистки является то, что при удалении экзогенных (внешних) загрязнений с поверхности волос с помощью ацетона может происходить разрушение кератиновои и жировой структуры волоса, которое приведет к потере эндогенных (внутри волоса) макро- и микроэлементов, что существенно снизит достоверность анализа.

Нами для очистки волос от внешних загрязнений был выбран наиболее приемлемый и простой способ отмывания волос дистиллированной водой (Alder, Samuel, West, 1976; Carlos et al, 1998; Yi sun, Hao-zhi Li, 2000; Man yo Choi et al, 2000; Jackie Morton et al, 2000; Jan Frode Maurice et al, 2002; Hilar Bermejo-Barrera et al, 1999; Wei Qin, 1997; Jane Valentine et al, 1979; Cecile Jouvel, 2000; Frontasyeva, 1998; Bencko, 1995; Heller-Zeisler et al, 1998; Hilfr Bermego-Barrera, 1997; Jackie Morton et al, 2003; Rahman et al, 2000; Agostino A. Almeida et al, 1999; Demetrius, G. Themelis et al, 2000; Dimiter L. Tsalev et al, 2002).

Разработка способа пробоподготовки для анализа на элементный состав проводилась в химической лаборатории ВНИИЭФ-РФЯЦ на отобранных нами пробах волос коров Московской области.

Чтобы оценить продолжительность процедуры отмывания, был проведен эксперимент с волосами, имеющими разную степень загрязнения экскрементами (оцененную визуально как слабую, среднюю и умеренно сильную). Отмывание проводилось на шейкере с круговым вращением при 50 об./мин. Пробы волос массой по 1,0 г погружали в 100 см3 дистиллированной воды. Через каждые 15 минут воду меняли. Смена воды производилась шесть раз (до получения визуально прозрачной промывной воды).

Промывные воды оценивались на мутность с помощью спектрофотометра по рассеянию света при длине волны 589,0 нм. Раствором сравнения служила дистиллированная вода. Сумма полученных отсчётов принималась за 100 % и для каждой порции промывной воды рассчитывалась доля поглощенного света. Полученные результаты использовались для оценки продолжительности отмывания (рис. 8).

Полученные данные показывают, что 95-98 % загрязнений отмываются при этих условиях в течение полутора часов. Для сильно загрязненных экскрементами волос время отмывания увеличивается в 5 и более раз. Для ускорения процедуры отмывания вместо шейкера был применен бытовой миксер с частотой кругового вращения двух насадок-мешалок в пределах 1000 об./мин., а также предварительное замачивание образцов волос на ночь.

В отличие от известного способа отмывки с помощью моющей среды ацетон-вода-ацетон (Report on Second…, 1985), в данном случае воздействие осуществляли механически путем обеспечения высокоскоростного вихревого движения пробы в воде, химически инертной по отношению к биоматериалу пробы. Степень очистки пробы волос контролировали по мутности промывного раствора. В случае сильного загрязнения пробу (до механического воздействия на него) предварительно замачивали в дистиллированной воде.

Механическое воздействие на пробу волос при отмывке ее в химически инертной моющей среде (воде) позволяет избежать потерь эндогенных макро- и микроэлементов собственно биоматериала (волос). Качество очистки достигается с помощью установления определенного режима относительно движения моющего раствора и пробы, а также с помощью контроля мутности промывного раствора в процессе очистки пробы.

Органический состав почвы

Органические вещества составляют от 1-2% до 10-15% почвы. Они образуются при частичном разложении растений, животных и микроорганизмов. В состав почвы входят белки, углеводы, смолы, воски, лигнин, липиды и продукты их распада (спирты, аминокислоты, пептиды, моносахариды). Эти вещества составляют около 10% от всей органики, являются источником минералов и питательной средой для почвенной фауны, бактерий, грибов.

Скорость разложения растительных остатков зависит от содержащихся в них веществ. Так, древесина и хвоя содержат много лигнина, смол и дубильных веществ, но мало белков. Их разложение идет медленно. Остатки же бобовых трав, богатые белками, разлагаются быстро.

Основную часть почвенной органики (80-90%) составляют гуминовые вещества. Они и определяют плодородие грунта.

В группу входят:

Гуминовые кислоты Это вещества темного цвета. Они образуют нерастворимые соли с железом и алюминием. Гуминовые кислоты способны поглощать и задерживать в верхних слоях почвы воду и питательные элементы , затем постепенно их высвобождать. Они участвуют в превращении химических соединений в доступную для растений форму. Эти кислоты играют главную роль в формировании структуры почвы и ее плодородия.
Фульвокислоты Это растворимые вещества желтого цвета. Они быстро вымываются в нижние горизонты, плохо задерживают влагу и минералы, подкисляют почву.
Гумины Это инертные вещества, связывающие минералы. Они не участвуют в почвообразовании.

Помимо соединений, органические остатки всегда содержат некоторый объем зольных элементов. Их количество и состав варьируются в зависимости от вида организмов и условий среды их обитания. В состав золы входят калий, кальций, магний, кремний, фосфор, сера, железо и многие другие элементы, содержащиеся в незначительных количествах. Очень низкая зольность характерна для древесины. Большое количество зольных элементов содержат остатки травянистой растительности.

Знание минерального и органического состава почвы и ее фаз помогает лучше разобраться в свойствах материала, его применении. Отсюда также становится понятно, какими способами можно улучшить плодородие почвенного покрова. Об этом мы у же писали в нашей статье Плодородность почвы: как ее сохранить и повысить. Возможно вам также будет полезна наша статья о кислотности почв. В ней подробно рассказано, как можно регулировать такой показатель как кислотность почвенного покрова, делать почву более кислой или щелочной.

Классифицируйте теории происхождения государства и права которые вам известны кратко
Структура и классификация свободного времени кратко
Джамбул джабаев биография кратко
Домусульманская аравия и ее население кратко
Аттитюды и реальное поведение кратко

Минеральный состав почвы

Минеральные вещества составляют 80-90% от общего объема покрова. Они поступают в почву двумя путями – из материнской породы и при полном разложении живых организмов. Из горной по р оды в почву попадают первичные минералы. Они имеют кристаллическое строение и практически не усваиваются растениями. Вторичные минералы аморфные, способны набухать и задерживать воду. Именно они являются источником питательных элементов почвы.

В составе почвы содержатся практически все известные химические элементы. Процентное содержание основных вы найдете в таблице ниже (средние значения).

Основные химические элементы почвы	Процентное содержание (от общего числа всех химических элементов)
Кислород (O)	49%
Кремний (Si)	33%
Алюминий (Al)	7,13%
Железо (Fe)	3,8%
Углерод (C)	2%
Кальций (Ca)	1,37%
Калий (K)	1,36%
Натрий (Na)	0,63%
Магний (Mg)	0,6%

Кроме того, около 1-3% составляют фосфор, марганец, хлор, азот, сера и микроэлементы (кобальт, фтор, йод, медь, цинк, молибден). Все элементы входят в состав оксидов, гидроксидов, растворимых и нерастворимых солей. Для роста и развития флоры наибольшее значение имеют калий, фосфор, азот, в меньшей мере – кальций и магний. Но в небольших количествах растениям требуются и другие элементы.

Первоисточником всех минералов в почве являются магматические породы. Они составляют 95% от общей толщи литосферы. На долю осадочных пород приходятся оставшиеся 5%. Метаморфические же причисляются к тем материалам , из которых они образовались. Поэтому здесь они в расчет не принимаются.

Подробно о влиянии горных пород на почву и процессы формирования почвенного покрова вы сможете узнать в нашей статье Почвообразующая порода как фактор почвообразования.

Химический состав почв находится в состоянии постоянного изменения. Это связано с непрерывностью процессов выветривания и почвообразования.

Регулирование режима питания растений

Самыми мощными приемами регулирования питания растений макро- и микроэлементами является внесение органических и минеральных удобрений, а также приемы обработки почв, так как они активно воздействуют на режим влажности и содержание почвенного воздуха.

Большое значение имеет регулирование реакции почв с помощью известкования кислых и гипсования щелочных почв. При этом изменяются величины катионной и анионной обменной поглотительной способности почв, подвижность макро- и микроэлементов, направленность биологических и биохимических процессов и т. д.

Эффективны агроприемы по увеличению емкости поглощения почв в результате внесения природных адсорбентов, таких, как цеолиты, бентониты, вермикулит, а также глинование песчаных почв, регулирование их температурного режима, проведение мероприятий по борьбе с плоскостной водной эрозией.

24. Модели плодородия для некоторых типов почв восточной части европейской территории России* (Ковриго, 1989)

Гранулометрический состав	Оптимальные показатели свойств пахотного слоя почв перед посевом
Гумус, %	рН_к_Cl	S мгэкв/100 г	V, %	P₂O₅ мг/100 г	K₂O мг/100 г	D, г/см3	Водопрочные агрегаты >0,25 мм, %	Подвижные микроэлементы, мг/кг
Дерново-подзолистые почвы
Песчаный	1,6-2,0	5,5-6,0	8-10	75-85	10-11	12-13	1,3-1,4	До 5	B 0,3-0,5
Супесчаный	2,0-2,5	5,5-6,0	10-15	75-85	11-12	12-13	1,3-1,4	5-10	Mn 45-70
Суглинистый	2,5-3,0	5,5-6,0	15-20	80-90	12-13	13-15	1,2-1,3	30-35	Cu 2-4 Zn 1,5-3 Co 1-3 Mo 0,2-0,3
Светло-серые лесные оподзоленные почвы
Суглинистый	3-4	5,5-6,0	20-25	80-90	12-13	13-15	1,2-1,3	35-40	тоже
Серые лесные оподзоленные почвы
Суглинистый	5-6	5,5-6,5	30-35	85-90	13-15	15-17	1,1-1,2	45-50	тоже
Темно-серые лесные оподзоленные почвы
Суглинистый	8-9	6,0-7,0	40-45	90-95	13-15	15-17	1,0-1,1	45-50	Тоже
* Разработанные модели плодородия обеспечивают получение урожайности зерновых культур на дерново-подзолистых почвах 3,0—3,5 т/га, а на серых лесных почвах — 3,5—4,0 т/га зерновых единиц.

Одно из условий получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур — создание комплекса благоприятных свойств почв для роста и развития растений.

Нельзя ограничиваться только регулированием пищевого режима, так как свойства почв оказывают друг на друга прямое или косвенное влияние.

Разработанный на основе научных данных обязательный комплекс свойств и режимов почв, обеспечивающий получение определенного урожая, называется моделью плодородия.

В качестве примера в таблице 24 приведены основные показатели модели плодородия для дерново-подзолистых и серых лесных почв восточной части европейской территории России. По содержанию гумуса предусматривается региональная стабилизация его природного содержания в почвах.

В таблице 24 указаны усредненные уровни оптимальных свойств почв. Некоторые показатели могут быть иными. Например, обменная кислотность может быть выше, если степень насыщенности почв основаниями будет более высокой.

Подвижного фосфора может содержаться меньше, чем приведенные в таблице данные, если будет выше степень подвижности фосфора по Карпинскому—Замятиной и т. д.

Создание комплекса благоприятных свойств почв согласно модели плодородия является только частью работы агронома.

Для получения гарантированных урожаев необходимо также качественно осуществлять весь комплекс агротехнических мероприятий по обработке почв, борьбе с сорняками, вредителями и болезнями растений; посев должен быть проведен в лучшие сроки, хорошими семенами; уборка должна быть своевременной, без потерь и т. д.

Химический состав почв

На наличие химических элементов, содержащихся в грунте, влияет состав геосфер, которые принимали и принимают участие в его формировании: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

В почве можно найти практически все химические элементы, но большинство из них находятся в незначительном количестве. Большое значение имеют только 15: С, N, О и Н, которые создают органическое вещество, неметаллы S, Р, Si и Сl и металлы Na, К, Са, Mg, AI, Fe и Mn. Количественное содержание элементов различно: преобладают кислород и кремний, затем идут алюминий и железо, кальций, натрий, магний и калий. Они занимают 99 % минерального объема почвы, все остальные – 1 %. В почве содержится в 20 раз больше углерода и в 10 раз азота, по сравнению с литосферой, что связано с деятельностью почвенных бактерий.

Все элементы, кроме азота и кислорода, составляют зольную часть органики, которая и образуется из химических составляющих, сконцентрированных в почве. Жизнь растительности зависит от наличия и количества в земле доступных форм элементов. Они усваивают, по большей части, N, Р, К, S, Са, Mg, Fe, Na, Si, потому они называются макроэлементами; В, Mn, Mo, Cu, Zn, Со, F, потребляемые в меньшем объеме – микроэлементами. Из них N, Р, S, Fe, Mg участвуют в строительстве белков, К, Cu, Mn, Na – регулируют функционирование клеток и служат для образования различных растительных тканей.

Пахотные земли

Химический состав сельскохозяйственных земель зависит от типа почвы, механического состава. Основные элементы образуют различные по подвижности и соединения, от чего зависит способность к миграции, доступность растениям и кислотность почвы. Соединения различаются по строению, составу, устойчивости к выветриванию, растворимости. В почвах они могут содержаться в таких формах: минералы первичные и вторичные, органоминеральные соединения, органические, поглощенные формы, почвенные растворы и ее газообразная часть, живое вещество (бактерии, водоросли, грибы, микрофауна).

Валовое содержание элементов

Валовое содержание элементов в минеральной части грунта определяют как содержание оксидов, выраженное в процентах. Этот показатель дает представление о том, из каких элементов состоит почва, какие преобладают в ней, как распределяются по профилю. По валовому содержанию можно установить происхождение грунта, процессы, которые формировали горизонты, и спрогнозировать уровень плодородия такого грунта.

В грунтах почти всех типов основной составляющей оказываются оксиды кремния, они занимают 60-70 %. Алюминий занимает, в среднем, 15-20 %, содержание железа варьируется от 0,5-1 % до 20-50 %. Оксиды калия, магния, кальция и натрия занимают 5-6 %, оксиды остальных элементов все вместе входят в 1 %.

Калий в почвах

Валового калия (К₂О) в почвах больше, чем азота и фосфора, вместе взятых, – 1,5-2,5 % (30-50 т/га в пахотном слое), что зависит от минералогического, гранулометрического составов и содержания гумуса.

Основное количество калия находится в труднодоступных для питания растения формах. Главным источником усвояемого калия служат обменно-поглощенные и водораствори-мосолевые его формы. Обменный калий составляет 0,5-1,5 % валового.

В почвенных растворах Нечерноземной зоны России содержится 30-40 мг/л калия (К₂О). Количество обменного калия изменяется по генетическим горизонтам почв. Для агрономических целей разработана группировка почв по содержанию в почвах обменного калия (табл. 20).

Этой группировкой, так же как и по подвижному фосфору, пользуются для характеристики почвенных условий питания растений калием, для расчетов доз калийных удобрений и составления картограмм. Растения усваивают 10-20 % калия отчего обменных форм.

20. Группировка почв по содержанию обменного калия (для зерновых культур)

Группа почв*	Содержание обменного калия	Количество К₂0, мг/100 г почвы
по методу Кирсанова (в 0,2 н. НС1) для подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесньк почв	по методу Масловой (в 0,5 н. CH₃COONH,) для подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесньк почв	по методу Чирикова (в 0,5 н. СН₃СООН) для некарбонатных почв	по методу Мачигина [в 1%-ном (NH₄)₂СО₃] для карбоонатных, черноземов, каштановых, бурых, сероземов
1	Очень низкое	<4	<5	<2	<5
2	Низкое	4-8	5-10	2-4	5-10
3	Среднее	8-12	10—15	4-8	10-20
4	Повышенное	12-17	15-20	8-12	20-30
5	Высокое	17-25	20-30	12-18	30-40
6	Очень высокое	>25	>30	>18	>40
* 2 – низкое содержание для I группы сельскохозяйственных культур, 3 – низкое содержание для II группы, 4 –низкое содержание для III группы сельскохозяйственных культур.

Фазы почвы

Прежде всего мы поговорим о фазах почвы.

Выделяют четыре основных части:

Все они взаимосвязаны и активно влияют друг на друга.

К твердой фазе относятся органические и минеральные вещества. Это частицы разного размера и формы, которые неплотно примыкают друг к другу (глыбы, обломочные породы, глина, песок, пыль и другие). Тем не менее, они создают твердый почвенный каркас, на котором размещаются другие части. Эта фаза определяет петрографический (гранулометрический) состав, структуру, сложение и пористость почвенного покрова.

Сама по себе тве р дая часть является малодинамичной системой. Она же самая объемная – занимает 45-60% покрова. С ней связаны многие физические, физико-химические и химические свойства материала.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Твердая фаза почвы.

Жидкая часть – это вода и растворенные в ней соли. Данная фаза формируется из атмосферных осадков, грунтовых вод, конденсации водяных паров. Она составляет около 25% от всего объема почвенного покрова.

Эта фаза считается самой динамичной. Именно из нее растения усваивают питательные вещества. Ведь без достаточного количества влаги нормальное развитие флоры и почвенных микроорганизмов невозможно. Кроме того, жидкая фаза участвует в таких процессах как гумификация и минерализация органических остатков, выветривание, перемещение веществ внутри покрова и формирование почвенного профиля.

Вода является и терморегулирующим фактором. Она определяет расход тепла из почвы и растений вследствие испарения и транспирации. С влажностью покрова тесно связаны его физико-механические свойства (твердость , крошение, липкость и другие). Стоит отметить, что передвижение влаги в почве и по ее поверхности также влияет и на отрицательно сказывающиеся на плодородии процессы. Среди них эрозия и вынос из верхних слоев питательных элементов.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Жидкая фаза почвы.

Газообразная часть – это почвенный воздух. Он занимает все поры в почве, не занятые водой.

Эта фаза, как и жидкая, является динамической. Она покрывает 20-25% от общего объема почвы. В отличие от атмосферного воздуха, почвенный беден на кислород. В нем много углекислот. Это объясняется деятельностью микроорганизмов и растений: чем их больше в почве, тем больше кислорода они потребляют и углекислого газа выделяют.

Также в составе почвенного воздуха постоянно присутствуют нелетучие органические соединения (углеводороды жирного и ароматического рядов, сложные альдегиды, спирты и другие). Они , пусть и в небольшом количестве, тоже образуются в процессе жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Эти вещества поглощаются корнями, способствуя росту растений и повышению их жизнедеятельности.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Газообразная фаза почвы.

Все фазы взаимодействуют друг с другом, активно переходят из одной в другую. Это возможно благодаря деятельности живых организмов. Они являются четвертой, живой фазой почвенного покрова. К ней относятся растения, грибы, бактерии, простейшие, мелкие животные. Высокая активность этих организмов доказывает, что все естественные процессы, которые происходят в почве, прямо или косвенно являются биохимическими по своей природе.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Живая фаза почвы.

Примерное соотношение всех фаз почвы показано на диаграмме ниже.

Следующее, о чем мы поговорим, – это химический состав почвенного покрова. Он представлен минеральными и органическими веществами. Они сконцентрированы в твердой и жидкой фазах. В синтезе химических соединений принимают активное участие живые организмы.

Фосфор

Фосфор как биогенный элемент
меньше теряется в окружающую среду вследствие малой его подвижности в почве и
не представляет такой экологической опасности, как азот. Потери фосфатов чаще
всего происходят в результате эрозии почвы. В результате поверхностного смыва
почвы с каждого гектара уносится до 10 кг фосфора. Потери же водорастворимых
фосфатов с поверхностным стоком небольшие. При вымывании из почвы потери фосфора
составляют не более 1 кг/га. Высокая способность глинистых и суглинистых почв
связывать фосфаты в водонерастворимые комплексы удерживает его от миграции по
профилю почвы, тем более до грунтовых вод.