12. Форми сполук хімічних елементів у грунтах і їх доступність для рослин

Хімічні елементи знаходяться в ґрунтах у різних сполуках.

Кисень. Входить до більшості первинних і вторинних мінералів ґрунтів, є одним з основних елементів органічних речовин і води.

Кремній. Найбільш розповсюджена сполука кремнію в ґрунті - кварц (SiО₂). Кремній входить також до складу силікатів.

Алюміній знаходиться в ґрунтах у складі первинних і вторинних мінералів у формі органо-мінеральних комплексів і в поглиненому стані (у кислих ґрунтах).

Залізо — елемент, необхідний для життя рослин, без заліза не утвориться хлорофілу. У ґрунтах воно зустрічається в складі первинних і вторинних мінералів-силікатів, у вигляді гідрооксидів і оксидів, простих солей, у поглиненому стані, а також у складі органо-мінеральних комплексів.

Азот входить до складу всіх білкових речовин, міститься в хлорофілі, нуклеїнових кислотах, фосфатидах і багатьох інших органічних речовинах живої клітини. Основна маса азоту ґрунтів зосереджена в органічній речовині. Кількість азоту знаходиться в прямій залежності від вмісту в ґрунті органічної речовини, і насамперед гумусу. У більшості ґрунтів цей елемент складає 1/12-1/20 гумусу. Нагромадження азоту в ґрунті зумовлено біологічною акумуляцією його з атмосфери. У грунтоутворюючих породах азоту дуже мало.

Азот доступний рослинам головним чином у формі амонію, нітратів, нітритів, що утворюються при розкладанні азотистих органічних речовин. Нітрити практично не містяться в ґрунті. Амонійний і нітратний азот — основна форма азотистих сполук, якими харчуються рослини.

Фосфор входить до складу багатьох органічних сполук, без яких неможлива життєдіяльність організмів. Рослини містять десяті частки відсотка Р₂О₅ на суху речовину. Поглинаючись у великих кількостях рослинами, фосфор акумулюється у верхніх горизонтах ґрунту. Валовий вміст його в чорноземах складає 0,35% і більше.

У ґрунтах фосфор міститься в органічних і мінеральних сполуках. Органічні представлені фітином, нуклеїновими кислотами, нуклеопротеїдами, фосфатидами, цукрофосфатами й ін., мінеральні— солями кальцію, магнію, заліза й алюмінію ортофосфорної кислоти. Фосфор у ґрунті входить до складу апатиту, фосфориту і вівіаніту, а також знаходиться в поглиненому стані у вигляді фосфат-аніону. Апатит зустрічається в багатьох магматичних породах і складає 95% сполук фосфору в земній корі.

Фосфати є основним джерелом фосфору для рослин. Фосфор органічних сполук засвоюється головним чином після їхньої мінералізації.

Найбільш сприятлива реакція середовища для засвоєння рослинами фосфат-іонів слабокисла (рН 6-6,5).

Сірка входить у білкові речовини, ефірні олії. Потреба рослин у ній невелика. Валовий вміст SO₃ у верхніх горизонтах ґрунтів коливається в широких межах — від 0,01 до 2% і більше.

Сірка знаходиться в ґрунті у формі сульфатів, сульфідів і в складі органічної речовини. При розкладанні органічної речовини, окислюванні сульфідів утворюються сульфати — найбільш стійка форма сполуки сірки в ґрунтах, крім FeSO₄.

Калій здійснює важливі фізіологічні функції в організмах. Споживається рослинами у великих кількостях, особливо такими культурами, як картопля, коренеплоди, трави, тютюн.

Валовий вміст калію (К₂О) у ґрунтах відносно високий. У ґрунтах важкого механічного складу він складає 2% і більше.

Основна частина калію в ґрунті входить до складу кристалічних решіток первинних і вторинних мінералів у малодоступній для рослин формі. Деякі з цих мінералів, такі як біотит і мусковіт, віддають калій досить легко і можуть служити джерелом мобілізації доступного калію.

Калій міститься в ґрунті також у поглиненому стані (обмінний і необмінний) і у формі простих солей. У цій формі він легкодоступний рослинам, але частка його незначна. Основним джерелом калію для рослин є обмінний калій. Його приступність тим більша, чим вищий ступінь насиченості ним ґрунтів. Необмінний, чи фіксований, калій важкодоступний. Однак між обмінним і необмінним калієм у ґрунті існує визначена рівновага. При споживанні обмінного калію його запаси поповнюються за рахунок необмінного.

Кальцій і магній — необхідні елементи живлення рослин. Їм належить, як і калію, важлива фізіологічна роль. Магній входить до складу хлорофілу. Кальцій має велике значення в створенні сприятливих для рослин фізичних, фізико-хімічних і біологічних властивостей ґрунту.

У ґрунті кальцій і магній знаходяться в кристалічних решітках мінералів, в обміннопоглиненому стані й у формі простих солей (хлоридів, нітратів, карбонатів, сульфатів і фосфатів). Кальцій серед поглинених катіонів займає в більшості ґрунтів перше місце, магній — друге. Іони кальцію і магнію переважають у ґрунтовому розчині. СаСО₃ і MgCO₃, як малорозчинні сполуки, широко поширені в ґрунтах і є найважливішими джерелами кальцію і магнію.