Формы соединений химических элементов в почвах и их доступность растениям

Химические элементы находятся в почвах в различных соединениях.

Кислород входит в большинство первичных и вторичных минералов почв, является одним из основных элементов органических веществ и воды.

Кремний наиболее распространен в почве в виде кварца (SiO₂). Кремний входит также в состав силикатов. При их разрушении соединение переходит в раствор в форме анионов (SiO₄^4– и SiO₃^2–), силикатов натрия и калия, частично в форме золя. Некоторое количество растворенного кремнезема вымывается из почвы, другая часть осаждается (при кислой реакции) в виде гелей.

Алюминий находится в почвах в составе первичных и вторичных минералов, в форме органоминеральных комплексов и в поглощенном состоянии (в кислых почвах). При разрушении первичных и вторичных минералов, содержащих алюминий, освобождается его гидроксид, значительная часть которого при выветривании остается на месте (как малоподвижная) и лишь частично переходит в раствор в виде золя.

При слабощелочной реакции Al(OH)₃ полностью выпадает в виде коллоидных осадков – гелей (Аl₂O₃×nН₂О), переходящих при кристаллизации во вторичные минералы. В кислой среде (рН<5) гидроксид алюминия становится более подвижным, и алюминий появляется в почвенном растворе в виде ионов Аl(ОН)₂⁺, Аl(ОН)²⁺, что отрицательно сказывается на росте растений.

Железо – элемент, необходимый для жизни растений, без него не образуется хлорофилла. В почвах оно встречается в составе первичных и вторичных минералов–силикатов, в виде гидроксидов и оксидов, простых солей, в поглощенном состоянии, а также в составе органоминеральных комплексов. Наиболее доступны для растений FeCO₃, Fe(HCO₃)₂, FeSO₄.

Азот входит в состав всех белковых веществ, содержится в хлорофилле, нуклеиновых кислотах, фосфатидах и многих других органических веществах живой клетки. Основная масса азота почв сосредоточена в органическом веществе. Количество азота находится в прямой зависимости от содержания в почве органического вещества, и, прежде всего гумуса. В большинстве почв этот элемент составляет 1/12–1/20 гумуса. Накопление азота в почве обусловлено биологической аккумуляцией его из атмосферы. В почвообразующих породах азота очень мало.

Азот доступен растениям главным образом в форме аммония, нитратов, нитритов, которые образуются при разложении азотистых органических веществ. Основными формами азотистых соединений, которыми питаются растения, являются аммонийный и нитратный азот.

Фосфор входит в состав многих органических соединений, без которых невозможна жизнедеятельность организмов. Поглощаясь в больших количествах растениями, фосфор аккумулируется в верхних горизонтах почвы. Валовое содержание его в черноземах составляет 0,35 % и более.

В почвах фосфор содержится в органических и минеральных соединениях, входит в состав апатита, фосфорита и вивианита, а также находится в поглощенном состоянии в виде фосфат–аниона. Органические соединения представлены фитином, нуклеиновыми кислотами, нуклеопротеидами, фосфатидами, сахарофосфатами и др. Минеральные – солями кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной кислоты.

Наиболее благоприятная реакция среды для усвоения растениями фосфат–ионов слабокислая (рН 6–6,5).

Сера входит в белковые вещества, эфирные масла. Потребность растений в ней небольшая, обычно меньше, чем в фосфоре. Сера находится в почве в форме сульфатов, сульфидов и в составе органического вещества. Сульфаты образуются при разложении органического вещества, окислении сульфидов; это наиболее устойчивая форма соединения серы в почвах.

Калий осуществляет важные физиологические функции в организмах. Потребляется растениями в больших количествах, особенно та­кими культурами, как картофель, корнеплоды, 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, а также содержится в почве в поглощенном состоянии и в форме простых солей. В форме простых солей он легкодоступен растениям, но его доля незначительна. Основным источником калия для растений является обменный калий.

Кальций и магний – необходимые элементы питания растений. Им принадлежит, так же 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 решетке минералов, в обменнопоглощенном 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.