Жидкая фаза почвы

Репродуктивная способность почв зависит от степени доступности элементов питания. Поставщиком веществ в почву для растений являются две фазы:

• жидкая фаза почвы, где вещества находятся в растворенном состоянии (наиболее доступные элементы);

• коллоидная фаза почвы, способная поглощать или обменивать ионы.

В связи с этим вводятся два понятия: почвенный раствор и почвенный поглощающий комплекс (ППК).

Почвенный раствор – это жидкая фаза почвы, включающая почвенную воду, растворенные в ней соли, органические и органоминеральные вещества. Для выделения почвенного раствора используются водные вытяжки, которые характеризуют содержание в почве легкорастворимых солей и наиболее легкодоступных для растений питательных элементов. В водной вытяжке в соотношении 1:5 обычно определяют: сухой (плотный) остаток, щелочность, анионный и катионный состав. В почвенном растворе присутствуют растворенные газы: СО₂,О₂ и др.

Почвенный поглощающий комплекс (ППК) – совокупность минеральных, органических и органоминеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способных поглощать и обменивать поглощенные ионы. Наиболее подвижную часть обменных ионов ППК извлекают раствором KCl, менее подвижную часть – ацетатом натрия. Извлеченные из почвы солевыми растворами ионы называют обменными. При засолении почв токсичными являются ионы, извлеченные раствором хлорида калия, так как они являются наиболее подвижными и доступными для растений. В связи с этим в вытяжке раствором KCl в соотношении 1:2 определяют емкости катионного обмена (ЕКО), содержание ионов натрия, магния, кальция, калия, железа, аммония, рН солевой вытяжки, обменную и гидролитическую кислотность.

Жидкая фаза почвы (почвенный раствор) обычно располагается в капиллярах или образует пленки разной толщины. Капилляры и пленки могут быть значительно толще или тоньше клеток микроорганизмов (рис. 16). Сравнительно редко после дождей, полива или подъема уровня грунтовых вод в почве появляются большие объемы воды, которые движутся под действием сил гравитации. Для жидкой фазы почвы характерна микрозональность в отношении содержания газов, органических веществ, рН, Eh и др. На протяжении некоторого времени микрозоны могут различаться и по потенциалу влаги. Он может быть различным в течение долгого времени в разных почвенных горизонтах.

Жидкая фаза почвы всегда содержит некоторое количество минеральных, органических и органоминеральных веществ в молекулярном или коллоидном состоянии, а также растворенные газы. Однако концентрация питательных веществ в почвенном растворе обычно очень мала, и развитие микроорганизмов в объеме почвенного раствора происходит сравнительно редко.

Рис. 16. Пространственное расположение клеток бактерий (1) и различных форм воды (2)

Они развиваются в адгезированном состоянии. Таким образом, главная функция почвенного раствора заключается в переносе веществ и обеспечении микроорганизмов водой. Снабжение питательными веществами обычно проходит два этапа: 1) перенос питательных веществ с почвенным раствором на твердую поверхность и концентрирование на ней, 2) использование адсорбированных веществ адгезированными микробными клетками.

Почвенный раствор в сотни и тысячи раз менее концентрирован по сравнению с обычно применяемыми микробиологическими питательными средами, например средой Чапека, мясопептонным бульоном или крахмало-аммиачной средой.

Необходимо иметь в виду, что в отдельных микрозонах и в естественной почве могут создаваться высокие концентрации растворенных и нерастворенных органических питательных веществ. Примером микрозон первого типа может служить ризоплана с непрерывным поступлением большого количества корневых выделений, а примером микрозон второго типа - отмерший корешок растения или погибший дождевой червь.