6.Элементарный состав почв и его отл в почвооб пор-е

Твёрдая фаза почвы состоит на 90-99% из минер-й части и 1-10% орган-о вещ-а. Минер-я часть предст-а перв-и и втор-и минералами.

Среди первичных минералов в почвах распро-ы кварц SiO₂ (40-60%), полевые шпаты (20%), ортоклаз KАlSi₃O₈.

Вто-е мин-ы пред-ны простыми солями, окисями, гидроокисями и глинными мин-и. Минералы простых солей – это кальцит – CaCO₃, магнезит – MgCO₃, доломит – [Ca,Mg](CO₃)₂, сода – Na₂CO₃∙10H₂O , гипс – CaSO₄∙2H₂O, мирабилит – Na₂SO₄∙10H₂O и галит – NaCl.

Ми-ы группы окисей и гидроокисей кремния,алюминия, железа и марганца при выветривании пребывают в начале в аморфной форме, затем подвергаются дегидратации и кристаллизации с образованием окисей и гидроокисей кристаллической структуры:

Гидраты полуторных окисей – Fe₂O₃∙nH₂O и Al₂O₃∙nH₂O, кристаллизуясь, образуют вторичные минералы: гематит - Fe₂O₃, гетит - Fe₂O₃∙H₂O и гидрогетит Чем больше кристаллизованность минерала, тем меньше его растворимость. Раст-ть гидратов зависит от рН среды. При рН< 5 в ионную форму переходит алюминий, при рН< 3 - трёхвалентное железо.

Большое значение для процессов почвооб-я и экологии почв имеют глинные минералы. К ним относятся алюмосиликаты – nSiO₂∙Al₂O₃∙mH₂O и минералы монтмориллонитовой группы, имеющие формулу 4SiO₂∙Al₂O₃∙nH₂O, характеризуются высокой дисперсностью и низким значением постоянного отрицательного потенциала.

Особенно высокое содержание монтмориллонитов в почвах Приуралья, где оно достигает 60-80% илистой фракции.

Каолиниты в составе илистой фракции содержатся от 10 до 60%. Имеют формулу Al₄(OH)₈[Si₄O₁₀].

Втор-и минералами являются вермикулит и глауконит. По своим сво-м они близки к монтмориллониту.

Гидрослюды: гидромусковит, гидробиотит и др., - относятся также к втор-м мин-м. важным источником калия для растений.

Исходными породами минеральной части почвы были породы кислые, основные и средние. Породы кислые (граниты) содержат SiO₂ 65%, породы основные (базальты) – < 52% и средние – 65-52%. Почвы унаследуют от материнских пород химический и минералогический состав. Но в про-е почвобя минер-й и хи-й состав поч-х пород меняется, образуются вто-е мин-ы. Поэтому в почве присутствуют перв-е минералы: полевые шпаты, амфиболы, слюды, кварц и др.– и вторичные глинные минералы – монтмориллонит, каолинит, карбонаты. На кислых почвоб-х породах преобладают втор-е мин-ы типа каолинита, на которых более интенсивно развивается подзолообразовательный процесс с образованием кислых почв. На породах основных в процессе биохимического выветривания накапливаются карбонаты.

Карбонаты кальция способствуют гумусо-аккумулятивному процессу и формированию почв чернозёмного типа. Но возможно накопление карбонатов натрия (сода, трона, нахколит). Они имеют высокую растворимость и щёлочность, неблагоприятно влияют на физические, физико-химические и химические свойства почв.

Наиболее широко распространены карбонаты кальция и магния. Их формулы: CaCO₃ – кальцит, MgCO₃ – магнезит и CaMg(CO₃) - доломит.

Жидкая фаза - почвенный раствор – наиболее подвижная и активная фаза почвы, из которой непосред-о усв-я пит-е вещ-а: анионы и катионы. Общее кол-о солей в поч-м рас-е примерно 0,05%. Избыток солей проявляется, когда их содержание превышает 0,2%.

Легкорастворимые соли в почвах – это хлориды, нитраты, сульфаты и карбонаты. Наиболее расп-и солями являются: галит -NaCl, мирабилит – Na₂SO₄∙10 H₂O, тенардит – Na₂SO₄, Эти соли нака-ся в солончаках и солонцах.

Биогенные элементы – это химические элементы, входящие в состав организмов и выполняющие определённые биологические функции. Они подразделяются на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся азот, фосфор и калий.

Состав минеральной части почвы в значительной степени зависит от сос-а почвообразующей породы. В процессе обр-я всех почв происходит аккумуляция в гумусовых горизонтах углерода, азота и фосфора. Благодаря аккумулятивному процессу почво-я сформировались плодородные чернозёмы, которые харак-я высоким содержанием и большим запасов гумуса (углерода), азота, фосфора и калия.

7. Органическое вещество почв. Органическое вещество почв представляет сложный комплекс, состоящий из остатков растительного и животного происхождения и органического вещества специфической природы – гумуса.

Орг .в-во отличает почву от горных пород. Орг.часть почвы сост.из орг.остатков и гумуса. Орг.часть и орг.остатки имеют растит.,микробное и жив .происхождение. В образов .гумуса наиб. значение придается высшим зел.р-ям.Орг.состав имеет в-ва неорг. природы,кот-ые представлены соед-ми известными в органич. химии классами:белки,жиры смолы,углеводы. В-во специфич. природы сост 85-90% от всей орг.части. Представлено гумусом. Гумус-сложный динамич .комплекс образующихся при разложении и гумификации органич остатков. Содержание гумуса в разл .частях почвы различно. изменяется по профилю сверху вниз,что определ. почвообразованием. Орг. остатки попавшие на почву подвергаются минерализации(разложение) до простых вещ-тв. Гумусовые в-ва имеют кислотные св-ва,т.е. способны вступать во взаимодействие с минер. частью почвы и прочно закрепляться в ней.

Св-ва: кислотность,гетерогенность,дисперсность. Гумус сост.из групп вещ-тв:гуминов. к-ты,фульвок-ты,гумины.

Негумифицированные орг-е в-а – это отмершие и неразложившиеся останки корней растений, животных и микроорганизмов. Основным источником орг-х веществ, из которых образуется гумус, являются растений в виде наземнных остатков и корней. Наибольшее их количество поступает в почву в условиях функционирования природных ценозов и при возделывании чел-м многолетних трав .С раст-и останками в почву поступает клетчатка, гемицеллюлоза, крахмал, жиры, смолы, аминокислоты, амиды, лигнин, смолы и т.д. Аминокислоты и часть углеводов легко разлагается микроорганизмами, и служат источником энергии и элементов питания – азота, фосфора, серы и др. Клетчатка, лигнин, смолы подвер-я разл-ю медленно, превращаются в сложные орг-е соед-я – гумус. Превращение орг-х остатков в гумус совершается в почве под действием и при участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды. Диоксид углерода, усвоенный раст-и и синтезированный в орг-е вещ-о, только частично закрепляется в виде гумуса.

В состав гумуса входят гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумин, различного рода орг-е соединения биологического происхождения, как низкомолекулярные, так и биополимеры, а также техногенные орг-е соединения, попадающие в почву при внесении удобрений и пестицидов, в результате техногенного загрязнения.Гумус и гумусообразование – специфические почв-е понятия и процессы. Гумусообразование происходит только в почвах. Гумификация орг-х, преимущественно раст-х остатков, имеет общепланетарный характер, приводит к формированию особого класса природных соединений – гуминовых кислот.Содержание гумуса в почвах даже одного типа меняется значительно и зависит от зональных и провинциальных особенностей климата и раст-и. При распашке гумус теряют почвы всех природных зон. Дегумификация почв происходит вследствие усиления минерализации органического вещества, в результате развития эрозионных процессов и отрицательного баланса органического вещества в системе почва-растение. Дефицит гумуса не восполняется растительными остатками.

8. Гумус – специфическое органическое вещество почв,его состав. Гумус сост.из групп вещ-тв: Гуминовые к-ты,фульвокислоты,гумины. Гуминов.к-ты сост.из 4-х хим.элем.:углерода,кислорода(55),азота,водорода Они имеют темно-синий цвет,нерастворимы в воде и слабых кислотах и щелочах. Они не агрессивны. Фульвокислоты: агрессивны,подвижные,растворимы в воде и р-ре кислот и щелочей. имеют белый,желтый,светло-бурый цвет,состоят из О2 и т.д.(как гумин.к-ты)большой вес в винограде. Гумины: твердый,темный,нерастворимый Кач-во гумуса определяется соотношением гуминовых кислот к сульвокислотам. Если больше 1,то гумус качественный/гуматный. Если меньше,то гумус фульватный/некач..Содержание углерода в гумин к-тах больше чем в фульвокислотах. При характеристике гумуса используются такие показатели, как уровень его содержания и запаса, профильное распределение гумуса в почве, степень гумификации, тип гумуса, его групповой и фракционный состав. Эти показатели позволяют понять направленность и темп гумификации(уплотнение орг.остатков и удаление из них воды), оценить обеспеченность почва гумусам, а также качество гумуса.Гумус почвы является источником мин-х форм элементов питания и энергии.Гумус является основным фактором биогенности почвы. Гумус способствует форм-ю водопрочной структуры почвы, повышает ёмкость катионного обмена, кислотно-основную и окислительно-восстановительную буферность почвы, создаёт в почве долговременный запас азота, фосфора и других элементов питания. Гумус также является основным аккумулятором солнечной энергии. Гумус выполняет тройственную функцию: физическую, химическую и биологическую. Он весьма благоприятно действует на структуру почвы, то есть на объединение частиц в агрегаты среднего размера, что обеспечивает хорошую циркуляциюводы, воздуха и рост корней растений. Гумус придаёт связность лёгким песчаным и супесчаным почвам и разрыхляет плотные почвы, поддерживает её в хорошем рыхлом состоянии.Гумусовые в-а и гумусовые коллоиды увеличивают водоудерживающую способность почвы. Богатая гумусом почва меньше подвержена иссушению, деформации при физическом воздействии на неё колёсами тракторов и автомобилей. Гумус является главным фактором прочности структуры почвы. Гумус повышаетионообменную способность почвы. Он составляет основу поглощающего комплекса, регулирует питание растений. Гумус является источником и хранилищем элементов питания растений. Гумус является источником углекислого газа, необходимого для фотосинтеза органических соединений листьями растений. В присутствии гумуса растения может поглощать больше элементов питания из почвенного раствора, поэтому повышает действие минеральных удобрений. , гумус играет роль носителя ионов, ускоряет их перемещение из почвенного раствора в растительную клетку, увеличивает проницаемость клеточных мембран для ионов. Гумус является основным энергетическим источником для множества микроорганизмов, которые делают почву живым субстратом. Микроорганизмы живут за счет гумуса, способствуют его образованию и превращению. Чем лучше обеспечена почва гумусом, тем более многочисленны и активны микроорганизмы. гумус улучшает физические и химические свойства почвы, активизирует деятельность микроорганизмов, стимулирует минеральное питание и в целом способствует созданию благоприятных условий для роста и развития растений. Все эти действия имеют только положительное направление, дают один результат – увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и вообще продуктивности фитоценозов.