Химический состав почв земли

Химический состав почвы

Наиболее распространенными в почве являются следующие элементы: кислород (49 %), кремний (33 %), алюминий (7,13%), железо (3,80 %), углерод (2,0 %), кальций (1,37 %), калий (1,36 %), натрий (0,63 %), магний (0,63%), азот (0,10%).

Кроме того, в почве находится большая группа химических элементов, содержание которых невысокое (10-2–10-5 %), но они играют биологическую роль, это – бор, медь, марганец, цинк, кобальт, фтор и др.

По валовому химическому составу можно судить о направлении процессов почвообразования, Так, например, накопление кремнезема в верхних горизонтах, а железа и алюминия в средней части профиля свидетельствует о разрушении алюмосиликатов и выносе из верхних горизонтов подвижных продуктов разрушения.

Формы нахождения химических элементов в почве могут быть иными – в составе минералов, органического вещества, в форме гидроксндов и оксидов, солей, в составе почвенных коллоидов и др., а значит, доступность их растениям разная. Поэтому часто важно определить не валовое содержание элемента в почве, а его доступные растениям количества. С этой целью используют различные растворители (растворы солеслабых кислот, щелочей), в вытяжках которых и определяют содержание элементов питания растений. Таким образом, химический состав почвы можно рассматривать как показатель экологического состояния почвы. Часто это состояние оказывается неудовлетворительным с точки зрения минерального питания растений, земледелец оптимизирует эту экологическую функцию почвы с помощью внесения удобрений.

Культурные растения по-разному реагируют на один и тот же уровень содержания в почве доступных (легкорастворимых) элементов питания. Так, наиболее требовательными к пищевому режиму почвы являются овощные и плодово-ягодные культуры, менее требовательны яровые зерновые, лен, травы, промежуточное положение занимают пропашные – картофель, кукуруза.

Источник

Состав почвы

Почва – это сложная динамическая система. Она состоит из минеральных и органических веществ. Минеральные компоненты поступают в почву, в первую очередь, из материнской породы , на которой она образовалась. Органические вещества появляются и развиваются благодаря живым организмам, населяющим почвенный покров. Взаимодействие минералов и органики создает сложный комплекс разных соединений.

В этом разделе мы расскажем, из чего состоит почва. Вы узнаете о ее фазах и их особенностях. Также вы прочитаете о минеральном и органическом составах покрова, их соотношении и характеристиках.

Фазы почвы

Прежде всего мы поговорим о фазах почвы.

Выделяют четыре основных части:

Все они взаимосвязаны и активно влияют друг на друга.

К твердой фазе относятся органические и минеральные вещества. Это частицы разного размера и формы, которые неплотно примыкают друг к другу (глыбы, обломочные породы, глина, песок, пыль и другие). Тем не менее, они создают твердый почвенный каркас, на котором размещаются другие части. Эта фаза определяет петрографический (гранулометрический) состав, структуру, сложение и пористость почвенного покрова.

Сама по себе тве р дая часть является малодинамичной системой. Она же самая объемная – занимает 45-60% покрова. С ней связаны многие физические, физико-химические и химические свойства материала.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Твердая фаза почвы.

Жидкая часть – это вода и растворенные в ней соли. Данная фаза формируется из атмосферных осадков, грунтовых вод, конденсации водяных паров. Она составляет около 25% от всего объема почвенного покрова.

Эта фаза считается самой динамичной. Именно из нее растения усваивают питательные вещества. Ведь без достаточного количества влаги нормальное развитие флоры и почвенных микроорганизмов невозможно. Кроме того, жидкая фаза участвует в таких процессах как гумификация и минерализация органических остатков, выветривание, перемещение веществ внутри покрова и формирование почвенного профиля.

Вода является и терморегулирующим фактором. Она определяет расход тепла из почвы и растений вследствие испарения и транспирации. С влажностью покрова тесно связаны его физико-механические свойства (твердость , крошение, липкость и другие). Стоит отметить, что передвижение влаги в почве и по ее поверхности также влияет и на отрицательно сказывающиеся на плодородии процессы. Среди них эрозия и вынос из верхних слоев питательных элементов.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Жидкая фаза почвы.

Газообразная часть – это почвенный воздух. Он занимает все поры в почве, не занятые водой.

Эта фаза, как и жидкая, является динамической. Она покрывает 20-25% от общего объема почвы. В отличие от атмосферного воздуха, почвенный беден на кислород. В нем много углекислот. Это объясняется деятельностью микроорганизмов и растений: чем их больше в почве, тем больше кислорода они потребляют и углекислого газа выделяют.

Также в составе почвенного воздуха постоянно присутствуют нелетучие органические соединения (углеводороды жирного и ароматического рядов, сложные альдегиды, спирты и другие). Они , пусть и в небольшом количестве, тоже образуются в процессе жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Эти вещества поглощаются корнями, способствуя росту растений и повышению их жизнедеятельности.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Газообразная фаза почвы.

Все фазы взаимодействуют друг с другом, активно переходят из одной в другую. Это возможно благодаря деятельности живых организмов. Они являются четвертой, живой фазой почвенного покрова. К ней относятся растения, грибы, бактерии, простейшие, мелкие животные. Высокая активность этих организмов доказывает, что все естественные процессы, которые происходят в почве, прямо или косвенно являются биохимическими по своей природе.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Живая фаза почвы.

Примерное соотношение всех фаз почвы показано на диаграмме ниже.

Следующее, о чем мы поговорим, – это химический состав почвенного покрова. Он представлен минеральными и органическими веществами. Они сконцентрированы в твердой и жидкой фазах. В синтезе химических соединений принимают активное участие живые организмы.

Минеральный состав почвы

Минеральные вещества составляют 80-90% от общего объема покрова. Они поступают в почву двумя путями – из материнской породы и при полном разложении живых организмов. Из горной по р оды в почву попадают первичные минералы. Они имеют кристаллическое строение и практически не усваиваются растениями. Вторичные минералы аморфные, способны набухать и задерживать воду. Именно они являются источником питательных элементов почвы.

В составе почвы содержатся практически все известные химические элементы. Процентное содержание основных вы найдете в таблице ниже (средние значения).

Кроме того, около 1-3% составляют фосфор, марганец, хлор, азот, сера и микроэлементы (кобальт, фтор, йод, медь, цинк, молибден). Все элементы входят в состав оксидов, гидроксидов, растворимых и нерастворимых солей. Для роста и развития флоры наибольшее значение имеют калий, фосфор, азот, в меньшей мере – кальций и магний. Но в небольших количествах растениям требуются и другие элементы.

Первоисточником всех минералов в почве являются магматические породы. Они составляют 95% от общей толщи литосферы. На долю осадочных пород приходятся оставшиеся 5%. Метаморфические же причисляются к тем материалам , из которых они образовались. Поэтому здесь они в расчет не принимаются.

Подробно о влиянии горных пород на почву и процессы формирования почвенного покрова вы сможете узнать в нашей статье Почвообразующая порода как фактор почвообразования.

Химический состав почв находится в состоянии постоянного изменения. Это связано с непрерывностью процессов выветривания и почвообразования.

Органический состав почвы

Органические вещества составляют от 1-2% до 10-15% почвы. Они образуются при частичном разложении растений, животных и микроорганизмов. В состав почвы входят белки, углеводы, смолы, воски, лигнин, липиды и продукты их распада (спирты, аминокислоты, пептиды, моносахариды). Эти вещества составляют около 10% от всей органики, являются источником минералов и питательной средой для почвенной фауны, бактерий, грибов.

Скорость разложения растительных остатков зависит от содержащихся в них веществ. Так, древесина и хвоя содержат много лигнина, смол и дубильных веществ, но мало белков. Их разложение идет медленно. Остатки же бобовых трав, богатые белками, разлагаются быстро.

Основную часть почвенной органики (80-90%) составляют гуминовые вещества. Они и определяют плодородие грунта.

В группу входят:

• Гуминовые кислоты
  Это вещества темного цвета. Они образуют нерастворимые соли с железом и алюминием. Гуминовые кислоты способны поглощать и задерживать в верхних слоях почвы воду и питательные элементы , затем постепенно их высвобождать. Они участвуют в превращении химических соединений в доступную для растений форму. Эти кислоты играют главную роль в формировании структуры почвы и ее плодородия.
• Фульвокислоты
  Это растворимые вещества желтого цвета. Они быстро вымываются в нижние горизонты, плохо задерживают влагу и минералы, подкисляют почву.
• Гумины
  Это инертные вещества, связывающие минералы. Они не участвуют в почвообразовании.

Помимо соединений, органические остатки всегда содержат некоторый объем зольных элементов. Их количество и состав варьируются в зависимости от вида организмов и условий среды их обитания. В состав золы входят калий, кальций, магний, кремний, фосфор, сера, железо и многие другие элементы, содержащиеся в незначительных количествах. Очень низкая зольность характерна для древесины. Большое количество зольных элементов содержат остатки травянистой растительности.

Знание минерального и органического состава почвы и ее фаз помогает лучше разобраться в свойствах материала, его применении. Отсюда также становится понятно, какими способами можно улучшить плодородие почвенного покрова. Об этом мы у же писали в нашей статье Плодородность почвы: как ее сохранить и повысить. Возможно вам также будет полезна наша статья о кислотности почв. В ней подробно рассказано, как можно регулировать такой показатель как кислотность почвенного покрова, делать почву более кислой или щелочной.

Источник

Кратко о химическом составе и основных преобладающих элементах в почве

Почва – постоянный источник питания для всех растений, которые вытягивают корнями находящиеся в ней минеральные элементы. Рассмотрим, какой химический состав бывает у почвы, питательность пахотных земель, валовое содержание элементов. Процентное содержание и значение азота, фосфора и калия для культур, содержание и влияние на рост растений микроэлементов.

Химический состав почв

На наличие химических элементов, содержащихся в грунте, влияет состав геосфер, которые принимали и принимают участие в его формировании: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

В почве можно найти практически все химические элементы, но большинство из них находятся в незначительном количестве. Большое значение имеют только 15: С, N, О и Н, которые создают органическое вещество, неметаллы S, Р, Si и Сl и металлы Na, К, Са, Mg, AI, Fe и Mn. Количественное содержание элементов различно: преобладают кислород и кремний, затем идут алюминий и железо, кальций, натрий, магний и калий. Они занимают 99 % минерального объема почвы, все остальные – 1 %. В почве содержится в 20 раз больше углерода и в 10 раз азота, по сравнению с литосферой, что связано с деятельностью почвенных бактерий.

Все элементы, кроме азота и кислорода, составляют зольную часть органики, которая и образуется из химических составляющих, сконцентрированных в почве. Жизнь растительности зависит от наличия и количества в земле доступных форм элементов. Они усваивают, по большей части, N, Р, К, S, Са, Mg, Fe, Na, Si, потому они называются макроэлементами; В, Mn, Mo, Cu, Zn, Со, F, потребляемые в меньшем объеме – микроэлементами. Из них N, Р, S, Fe, Mg участвуют в строительстве белков, К, Cu, Mn, Na – регулируют функционирование клеток и служат для образования различных растительных тканей.

Пахотные земли

Химический состав сельскохозяйственных земель зависит от типа почвы, механического состава. Основные элементы образуют различные по подвижности и соединения, от чего зависит способность к миграции, доступность растениям и кислотность почвы. Соединения различаются по строению, составу, устойчивости к выветриванию, растворимости. В почвах они могут содержаться в таких формах: минералы первичные и вторичные, органоминеральные соединения, органические, поглощенные формы, почвенные растворы и ее газообразная часть, живое вещество (бактерии, водоросли, грибы, микрофауна).

Растения и почвенные микроорганизмы потребляют элементы, растворенные в почвенном растворе, находятся в обменном состоянии и входят в состав быстро растворяемой органики.

Валовое содержание элементов

Валовое содержание элементов в минеральной части грунта определяют как содержание оксидов, выраженное в процентах. Этот показатель дает представление о том, из каких элементов состоит почва, какие преобладают в ней, как распределяются по профилю. По валовому содержанию можно установить происхождение грунта, процессы, которые формировали горизонты, и спрогнозировать уровень плодородия такого грунта.

В грунтах почти всех типов основной составляющей оказываются оксиды кремния, они занимают 60-70 %. Алюминий занимает, в среднем, 15-20 %, содержание железа варьируется от 0,5-1 % до 20-50 %. Оксиды калия, магния, кальция и натрия занимают 5-6 %, оксиды остальных элементов все вместе входят в 1 %.

Содержание азота

Находится в гумусе, входит в состав органоминеральных веществ, это основной компонент питания для растений. Азот связан в почве с органикой и доступен для корней в аммонийной, нитратной и нитритной формах. Стимулирует рост зеленых частей, наиболее важен на начальных стадиях развития растений.

Фосфор в почвах

Входит в состав органического вещества грунта, содержится в нем в виде солей фосфорной кислоты в соединении с железом, алюминием и кальцием. Из органики фосфор переходит в доступную для растений форму в процессе минерализации после переработки органических остатков микроорганизмами. Фосфор крайне необходим растениям и, прежде всего, для нормального развития корней и улучшения качества плодов.

Подробно про калий

Третий основной питательный элемент, включен в состав первичных и вторичных минералов, потому для культур малодоступен. В почвенном растворе калий находится в форме простых солей, на поверхности коллоидов – в обменном состоянии. Из почвенного раствора калий легко поступает в клетки растений через корни. Калий любят овощи, корнеплоды, картофель, табак, культурные травы.

Микроэлементы

В почве содержатся в небольших количествах, но они так же важны для нормального роста растений и развития. Их количество определяется тем, сколько заключается в породе. Микроэлементы находятся в гумусе, в составе первичных и вторичных минералов.

Необходимыми для растений считаются 20 минеральных элементов, каждый из них отвечает за физиологические процессы, происходящие в растениях, и становится строительным материалом для их тканей. Если какого-либо элемента недостает, растения хуже развиваются и замедляют рост, чаще болеют, плохо переносят холод и жару, резко снижают урожайность. То же самое наблюдается и при переизбытке питательных веществ. Содержание элементов должно быть сбалансировано, нельзя пренебрегать удобрениями, как и превышать рекомендуемую дозировку, чтобы не вызвать перекорм растений.

Источник