ЛЕКЦИЯ 4 и 5. СВОЙСТВА ПОЧВЫ В СВЯЗИ С ПИТАНИЕМ РАСТЕНИЙ И ПРИМЕНЕНИЕМ УДОБРЕНИЙ. Плодородие почвы, ее виды. Пути повышения эффективного плодородия. Составные части почвы и их роль в питании растений. Поглотительная способность почвы, ее роль в питании растений и поглощении удобрений. Агрохимическая характеристика основных типов почв

Плодородие почвы – это ее способность одновременно обеспечивать растения водой, пищей и воздухом, а также создавать для них наиболее благоприятные (оптимальные) физические, физико-химические, химические, биологические и другие условия роста и развития

Состав почвы. Почва состоит из твердой фазы, жидкой фазы или почвенного раствора, и газовой фазы, или почвенного воздуха, которые находятся между собой в тесном взаимодействии. Почвенный воздух отличается от атмосферного повышенным содержанием СО2 и несколько меньшим - кислорода. В почвенном воздухе содержится СО2 до 0,3 – 1 % (иногда 2 – 3 % и более). При растворении СО2 в почвенной влаге образуется угольная кислота, которая диссоциирует на ионы. СО2 + Н2О = Н2СО3 Н+ + НСО3 ¯

Почвенный раствор – наиболее подвижная часть почвы, в которой совершаются разнообразные химические процессы и из которой растения непосредственно усиливают питательные вещества (соли). В зависимости от типа почвы и других условий в почвенном растворе содержатся анионы: (НСО3¯; СI¯; NO3¯; SO42-; H2PO4¯; OH¯ и другие) катионы (H+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4+ и другие), водорастворимые органические вещества газы (О2, СО2, NН3 и другие).

Твердая фаза почвы – содержит основной запас питательных веществ для растений. она состоит из минеральной части, на которую в большинстве почв приходится 90 – 99 % массы твердой фазы, и органической части, которая играет очень важную роль в ее плодородии. Почти половина твердой фазы приходится на кислород (49 %) 33 % на кремний, более 10 % на Аl и Fe и только 7 % - на остальные элементы – содержащиеся только в минеральной части. С, Н, О, Р и S – как в минеральной части, так и в органической. N – почти целиком в органической части..

По происхождению первичные минералы подразделяют на первичные и вторичные. Первичные минералы – кварц, полевые шпаты, слюды, роговые обманки и пироксены – содержатся в виде песка (0,05 – 1 мм) и пыли (0,01 – 0,05 мм). По химическому составу минералы подразделяют на кремнекислородные соединения или силикаты (кварц SiO2) и алюмокремниевые соединения (алюмосиликаты), к ним относятся полевые шпаты – калиевые (оргоклазы КАlSi3O8) и натриево-кальциевые СаАlSi3O8.

Вторичные минералы объединяют в следующие группы: монтмориллонитовая группа – монмориллонит Аl2Si4O10(ОН)2 · nН2О. каолинитовая группа – каолинит Аl2Si2O5(ОН)4. Гидрослюды – гидромусковит (илиит) КАl2[SiАl4О10]ОН2 · nН2О В почве также содержатся различные соли: карбонаты, сульфаты, нитраты, хлориды, фосфаты, Са, Мg, K и Na. Во всех почвах содержатся малорастворимые слои фосфорной кислоты (фосфаты Са, Мg, Fe, Аl).

Органическое вещество почвы. подразделяется на две группы: Негумифицированные органические вещества растительного или животного происхождения; К ним относятся – преимущественно отмершие, но еще не разложившиеся или полуразложившиеся растительные остатки (растительный опад, корни), а также остатки животных, обитающих в почве микроорганизмов. Являются важнейшими источниками питательных веществ, они сравнительно легко разлагаются в почве – N, P, S и другие переходят в доступную для растений минеральную форму. Органические вещества специфической природы – гумусовые или перегной. Источник для образования гумусовых веществ – высокомолекулярных азотсодержащих соединений. Гумусовые вещества подразделяют на следующие группы: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.

Способность почвы поглощать ионы и молекулы различных веществ из раствора и удерживать их называется ее поглотительной способностью. К.К. Гедройц различал пять видов поглотительной способности: биологическую, механическую, физическую, химическую, физико-химическую и тесно увязывал с разработкой теоретических и практических вопросов применения удобрений и питания растений.

Химическая поглотительная способность – связана с образованием нерастворимых или труднорастворимых соединений в результате химических реакций между отдельными растворимыми солями в почве. Анионы азотной и соляной кислот (NO3¯) и (CI¯) ни с одним из распространенных в почве катионов (K+, Ca2+, Mg2+, AI3+, Fe3+, NH4+) не образуют не растворимых в воде соединений. Анионы Н2СО3 и Н2SО4 с одновалентными катионами дают растворимые соли, а с двухвалентными катионами (Ca2+, Mg2+) – труднорастворимые соединения в воде. В почвах с нейтральной или слабо щелочной реакцией, содержащих обменно-поглощенный кальций или бикарбонат кальция в почвенно растворе происходит химическое связывание. Са(Н2РО4)2 + Са(НСО3)2 2СаНРО4 + 2Н2СО3 2СаНРО4 + Са(НСО3)2 Са3(РО4)2 + 2Н2СО3 Н (почва) Са + Са(Н2РО4)2 (почва) Н + 2СаНРО4

Физико-химическое, или обменное поглощение катионов – это способность мелкодисперсных коллоидных частиц почвы, как минеральных так и органических, несущих отрицательный заряд поглощать различные катионы из раствора. К (почва) Са + 2КСI (почва) К+ 2СаСI2 играет существенную роль в почвенных процессах, определяет ее структуру, реакцию, буферность, имеет особо важное значение при взаимодействии с удобрениями: NH4 (почва) Са + (NH4)2SO4 (почва) + 2СаSO4 NH4 Nа (почва) Са + 2NаNО3 (почва) + 2Са(NО3)2 Nа