Агрохимия и плодородие почвы

2. Содержание питательных веществ

Растения поглощают азот и зольные элементы из почвы в виде минеральных солей. Растения способны усваивать простые органические азот- и фосфорсодержащие вещества (некоторые аминокислоты, фитин). Растения усваивают макроэлементы: азот, фосфор, калий, кальций, магний и серу. При сгорании органического вещества все элементы, кроме азота, остаются в золе, поэтому ее часто называют зольной составляющей. Растениям необходимы такие элементы, как железо, бор, марганец, цинк, медь и молибден. Их называют микроэлементами. Он исчисляется сотыми и тысячными долями процента [7].
Растения также содержат ничтожное количество элементов, называемых ультрамикроэлементами: серебро, золото, радий, уран, торий, актиний и др. Значение этих элементов в жизни растений изучено слабо. Большую часть питательных веществ растения поглощают из почвенного раствора, который постоянно взаимодействует с твердой фазой почвы. Источниками пополнения азота в почве являются азотфиксирующая способность свободноживущих и клубеньковых микроорганизмов, а также поступление атмосферных осадков. Запасы азота в почве пополняются за счет азота атмосферных осадков. Обычно он присутствует в форме аммиака и некоторых нитратов. Эти соединения образуются в атмосфере под воздействием грозовых разрядов [8].
Фиксирующая способность почвы по отношению к аммонию увеличивается с повышением температуры и pH. Закрепление аммония в кислых почвах значительно ниже, чем в щелочных. Максимум в Солонце. Закрепление аммония усиливается и в почвах с высоким содержанием гумуса, который химически связывает аммоний, что отличается от общепринятого понимания фиксации. Способность почв фиксировать аммоний особенно проявляется при наличии глинистых минералов с трехслойной кристаллической решеткой, например вермикулита [9].
Разные почвы содержат разное количество фосфора. Количество P2O5 уменьшается по профилю почвы. Фосфор в почве существует в органической и неорганической формах. Органофосфаты входят в состав гумуса. Фосфор в этих соединениях становится доступным для растений после разложения. Некоторые растения могут поглощать фосфорную кислоту из простых органических соединений фосфора. Это связано с тем, что корни некоторых растений выделяют фосфатазы – ферменты, отделяющие фосфорную кислоту от органических соединений. Основным источником фосфорных веществ для растений являются неорганические соединения фосфора в почве [5].
Соли ортофосфорной (H3PO4) и метафосфорной (HPO3) кислот пригодны для питания растений. Одновалентная катионная соль фосфорной кислоты является наиболее доступной. Почвенный калий является основным источником питания растений. Общее содержание почвы часто превышает содержание азота и фосфора. Во многом это определяется гранулометрическим составом. В глинистых и суглинистых почвах его содержание достигает 2-3%. В песчаных, супесчаных и торфяных почвах калия значительно меньше, степень снижения до 0,1% [3].
Все соединения калия в почве можно разделить на пять групп в зависимости от их доступности для растений.
1. Калий, входит в состав почвенных минералов (алюмосиликатов). Эта форма калия труднодоступна для растений.
2. Калий, поглощенный или адсорбированный на поверхности почвенных коллоидов, является основным источником питательных веществ калия для растений. Оно может составлять от 50 до 300 мг на кг почвы.
3. Водорастворимый калий составляет 10-20% от количества К2О в обменном состоянии, около 1% по Э. Рюбензам и К. Рауэ.
4. Часть почвенного калия входит в состав плазмы микроорганизмов. Калий становится доступным после гибели микроорганизмов.
5. Калий, закрепленный почвой. В почве происходит не только процесс перехода калия из малорастворимых форм в обменные и водорастворимые формы, но и процесс фиксации калия в необменном состоянии, т. е. закрепление почвой. Этот процесс активно протекает через попеременное увлажнение и высыхание почвы. При уборке урожая с 1 га почвы количество удаленных микроэлементов колеблется от 1/10 грамма (молибден) до сотен граммов (марганец, цинк).
Органическое вещество является важным компонентом почвы. Встречается в виде слаборазложившихся органических остатков лесной подстилки, торфа, а также хорошо разложившегося перегноя или перегноя, утратившего клеточную структуру.
Гумус – это сложный комплекс органических веществ, тесно взаимодействующих с минеральной частью почвы и выделяемый только химической обработкой или прокаливанием.
Основным источником органического вещества почвы является растительный опад. Уникальными особенностями растительного опада северных регионов являются несколько факторов, в том числе количество растительного опада (преимущественно хвои), качество растительного опада (содержание смол, восков, волокон, дубильных веществ и других сложных органических соединений), а также суровая среда. холодный климат. Количество растительного опада в северных почвах очень мало, так как очень мало опада хвойных пород и кустарников. Растительные отходы имеют низкое качество, поскольку состоят из сложных органических соединений.
Разложение исходных органических соединений является первым этапом гумификации. Второй этап — синтез новых полимерных гуминовых соединений, не свойственных живым организмам.
Содержание гумуса в разных горизонтах различно, большая его часть находится в лесной подстилке за счет растительной подстилки. С увеличением глубины количество гумуса резко уменьшается. Это связано с тем, что источник гумуса выметает корни, микроорганизмы, дождевых червей и т. д., находящиеся гораздо менее глубоко.
Качество и количество гумуса в северной почве значительно ниже, чем в черноземе. Все это оказывает огромное влияние на низкое плодородие северных почв и на растения в целом. Качество и количество гумуса можно регулировать агротехническими и агролесомелиоративными приемами, включающими механическую обработку, внесение органических удобрений, посев трав, кислое известкование и гипсование солонцеватых почв.
Потери при прокаливании (ППП) — это потеря веса образца почвы после нагревания до постоянного веса при температуре 900° C. При прокаливании почва теряет органические вещества, карбонаты СО2, гигроскопичную и химически связанную воду, адсорбированные газы и частичные хлориды.
Существует три формы гумуса:
Мор – это преимущественно неразложившиеся или слаборазложившиеся остатки растительного происхождения. К ним относятся лесная подстилка, степная шкурка и торф.
Модер – остатки глубокой трансформации, выступающие в виде гумуса, однородной рыхлой массы черного цвета.
Муль представляет собой совокупность органических гумусовых веществ, которые склеивают и связывают минеральные частицы почвы вместе, образуя мул-подобную форму гумуса.