Кауричев И.С., Гречин И.П. (ред.) Почвоведение

Подождите немного. Документ загружается.

род

разующих п

1Г

ffl

•«

овой

Вал

о,

<й

4»

Г)

«3

Ч 0

о с

а.

~т

»ё

*«

№

= 5

К Й

К w «J

U «о

а,

§a

3§

S ои

с о

«a

СЧ

I--

•ч

сч"

сч

о"

«Э

со"

' '

со

•Ч"

о 5

т га

о н

си

•"*

о*

сч

•ф

"•"

со"

СО

см

со

£5

со

*~*

СЧ

КО

со

со"

СП

га

я*

со

о*

о"

СЧ

сч

СП

СО

о"

со

со"

иг

о"

СО

сч

•к

•е-

п.

С5

СЧ

о"

2»

со

о»

СЧ

со

см

(С

со

«5

о"

сч

о"

с»

си

•К

«1

"^ Си

•а

с»

о"

СО

-*•

СП

С0_

«J

сп_

об"

см"

ГО

а.

•я

о"

^н

сч

я?

т(<"

сч

, 1

(О

СП

1^4

•*

со"

Ct>

1-4

с;

•я

:<U

•-S

С в

. ч

из

СО

о"

см

сч

СО

•*

сч

ао

ст>

со

СО

га

О)

см"

г~-

см

со

ел"

Q-

S к

V СП

о Я

И Э

° Й

га р.

°-т

fcc;S

>>"

в-

о"

•*

СО

со

СО

о-

со

1С

ао

со

со"

со

о.

си

га

и.

а>

ваиия вторичного кварца из кремнезема, отщепляющегося при вывет-

ривании.

В песчаных породах содержится более 90% кремнезема. В суглини-

стых и глинистых породах содержание кремнезема снижается до

50—70%,

а количество окислов алюминия, железа и других возрастает.

Связанного кремнезема в рыхлых породах обычно меньше, чем в маг-

матических, так как он частично выщелачивается в процессе выветрива-

ния. Менее подвижные окислы железа и алюминия накапливаются

в рыхлых породах. Эти закономерности отчетливо выражаются в резуль-

татах химического анализа бескварцевой части пород.

В таблице 27 приведен средний химический состав бескварцевой ча-

сти некоторых пород севера и северо-запада европейской части СССР

в сопоставлении с химическим составом бескварц'евой части магматиче-

ских пород Финляндии. Последние послужили, вероятно, источником об-

разования рассматриваемых рыхлых пород.

ТАБЛИЦА 27

Содержание кварца

средний валовой химический состав бескварцевой части пород

(по

А. А.

Роде,

1955)

Окислы

SiOj связанный

FeaOs

СаО

MgO

Сумма

Содержание свободного Si0

(кварца) в % от веса породы

Средний состав в % от веса бескварцевой части

Магматических

пород Финляндии

57,30

20,10

6,69

4,56

2,28

4,87

4,20

100,0

25,74

Нескольких песчаных

пород севера евро-

пейской части СССР

56,35

23,84

7,18

3,00

1,67

5,04

3,02

101,10

82,21

Нескольких глинистых

пород с северо-запа-

да европейской час-

ти СССР

53,15

26,12

9,07

2,02

2,49

5,84

2,01

100,70

39,53

Таблица показывает значительное колебание кварца в рыхлых по-

родах, несколько пониженное содержание связанного кремнезема и отно-

сительное накопление окислов железа и алюминия по сравнению с маг-

матическими породами.

Накопление окислов алюминия и железа характерно при интенсив-

ном выветрива'нии в условиях влажного теплого климата (табл. 26, крас-

ноземная кора выветривания).

По отношению -^ можно установить принадлежность породы

R2O3

к определенному типу образования. Так, если —— >4, то порода

AI3O3

сиаллитного образования с небольшой потерей кремнезема и некоторым

накоплением окислов алюминия. Остальная часть кремнезема связывает-

ся в продуктах выветривания в форме вторичных алюмосиликатов. Если

—-^-=2—4,

то порода латеритного или латеритоподобного образова-

А1аОз

ния со значительным выносом кремнезема и относительным обогащени-

ем окислами алюминия. При

—

аллитная кора выветривания

или типичный латерит со значительным накоплением окислов алюминия

при почти полной потере связанного кремнезема. Кремнезем остается

преимущественно в форме кварца.

Наибольшей подвижностью среди продуктов выветривания обладают

простые соли, при этом растворимость их тем больше, чем ниже валент-

ность образующих их ионов. В связи с этим среднее содержание основа-

ний в рыхлых породах и почвах ниже, чем в литосфере. В условиях влаж-

ного климата рыхлые породы обеднены всеми основаниями, в условиях

засушливого климата основания накапливаются.

По содержанию щелочноземельных и щелочных .оснований почвооб-

разующие породы делятся на засоленные карбонатные и выщелоченные.

По Антипову-Каратаеву (1958), выщелоченные породы содержат не бо-

лее 1—3% каждого из окислов кальция, магния, натрия, калия. Карбо-

натные породы содержат значительное количество (до 15—20%) карбо-

натов кальция (СаСОз). Засоленные породы содержат наряду с

карбонатами кальция много сульфатов и хлоридов кальция, магния

и натрия.

Химический состав почвообразующей породы отражает в известной

мере ее механический и минералогический состав. Песчаные породы, бо-

гатые кварцем, состоят преимущественно из кремнезема. Чем тяжелее

механический состав породы, тем больше в ней высокодисперсных вторич-

ных минералов, а следовательно, меньше кремнезема, больше окислов

алюминия, железа, химически связанной воды, а в породах сиаллитного

типа также окислов калия и магния.

Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почво-

образующих пород. Богатство породы кремнеземом сказывается на со-

держании этого окисла в почве. Почвы, развивающиеся на карбонатной

породе

—

лёссе, отличаются большим содержанием кальция. Засолен-

ность почвообразующей породы является источником засоления почвы

и т. д. Однако порода, являясь материнским материалом почв, в процес-

се почвообразования подвергается изменению. В зависимости от типа

почвообразования происходят изменения в содержании и распределении

по профилю почвы различных химических элементов или окислов. Каж-

дый тип почвы приобретает характерную дифференциацию на горизонты

с определенным химическим составом. В сравнении с почвообразующей

породой верхние горизонты дерново-подзолистых почв обогащены крем-

неземом и меньше содержат окислов алюминия и железа. Состав преоб-

ладающих окислов для черноземов остается почти неизменным. Для всех

почв в отличие от пород характерно накопление органического вещества

в верхних горизонтах, с которым связана аккумуляция биологически

важных элементов углерода, азота, а для многих почв также фосфора,

серы, кальция.

Характер и масштаб изменений, которые претерпевает порода, обус-

ловливаются природными факторами почвообразования. Химический со-

став почв находится в состоянии постоянного изменения в соответствии

с непрерывностью процессов выветривания и почвообразования.

ФОРМЫ СОЕДИНЕНИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

В ПОЧВАХ И ИХ ДОСТУПНОСТЬ РАСТЕНИЯМ

Химические элементы находятся в почвах в составе различных сое-

динений.

Кислород входит в состав большинства первичных и вторичных ми-

нералов почв, является одним из основных элементов органических сое-

динений и воды.

Кремний. Наиболее распространенной формой соединений кремния

в почвах является кварц (Si0

) —минерал, устойчивый к выветриванию.

Кремний входит также в состав силикатов, алюмо- и феррисиликатов.

При их разрушении в результате выветривания и почвообразования

кремнезем переходит в раствор в форме анионов орто- и метакремневых

кислот [(Si0

)

~ и (Si0

)

]> силикатов натрия и калия, частично в форме

золя. Растворенный кремнезем используют растения. Злаки накапливают

до 3% кремнезема от сухого вещества. Часть растворенного кремнезема

вымывается из почвы, другая часть осаждается (при кислой реакции)

в виде гелей (Si0

-nH

0) —твердых аморфных осадков, которые, теряя

воду, могут переходить в кварц вторичного происхождения.

Взаимодействуя с основаниями и полуторными окислами, истинно

растворенный и коллоидный кремнезем образует вторичные силикаты —

алюмо- и ферросиликаты.

Алюминий находится в почвах в составе первичных и вторичных ми-

нералов, в форме органо-минеральных комплексов и в поглощенном со-

стоянии (в кислых почвах). При разрушении первичных и вторичных ми-

нералов, содержащих алюминий, освобождается гидроокись алюминия,

которая при выветривании остается в значительной части на месте обра-

зования, как малоподвижная, и лишь частично переходит в раствор в ви-

де золя. При слабощелочной реакции гидроокись алюминия целиком вы-

падает в виде коллоидных осадков — гелей (А1

0з-пН

0), переходящих

при кристаллизации во вторичные минералы

—

гиббсит (А1

0з'ЗН

0),

бемит (А1

-Н

0).

В кислой среде (рН<5) гидроокись алюминия становится более под-

вижной, и алюминий появляется в почвенном растворе в виде ионов

Al(OH)^" А1(ОН)

+, что отрицательно сказывается на росте растений.

Водорастворимая и коллоидальная гидроокись алюминия, взаимодей-

ствуя с органическими кислотами, образует подвижные комплексные сое-

динения, в форме которых может перемещаться по профилю почвы.

Железо — элемент, абсолютно необходимый для жизни растений,

без железа не образуется хлорофилла. В почвах железо встречается в со-

ставе минералов группы ферросиликатов, в виде гидроокислов, окислов,

простых солей, а также ферро- и ферриорганических комплексных солей.

В результате выветривания минералов, содержащих железо, осво-

бождается гидроокись железа — малоподвижное соединение, выпадаю-

щее в виде аморфного геля Fe

03»nH

0 и, переходящее при кристалли-

зации в гетит

C>3 •

0 и гидрогетит Fe

•

ЗН

Только в сильнокислой среде (рН<3) подвижность гидроокиси же-

леза увеличивается и в почвенном растворе появляются ионы железа

(Fe

В восстановительных условиях окисное железо переходит в за-

писное с образованием растворимых соединений FeC0

, Fe(HC0

)

FeS0

доступных растениям. Повышенная растворимость соединений

железа угнетает растения. На почвах нейтральных и щелочных с ярко

выраженными окислительными условиями растения могут испытывать

недостаток железа, что внешне проявляется как хлороз.

Гидроокись железа, так же как и гидроокись алюминия, может обра-

зовывать с органическими кислотами подвижные формы комплексных

соединений, способных перемещаться по профилю почвы.

Азот

—

исключительно важный биогенный элемент; он входит в со-

став всех белковых веществ, содержится в хлорофилле, нуклеиновых

кислотах, фосфатидах и многих других органических веществах живой

клетки. Основная масса азота почв сосредоточена в органическом веще-

стве.

Количество азота находится в прямой зависимости от содержания

в почве органического вещества и прежде всего гумуса. Для большин-

ства почв азот составляет V20—Vi2 гумуса. Накопление азота в почве

обусловлено биологической аккумуляцией его из свободного азота атмос-

феры. Почвообразующие породы содержат азот в очень небольшом ко-

личестве.

Азот доступен растениям главным образом в форме минеральных

соединений

—

аммония, нитратов, нитритов, которые освобождаются при

разложении азотистых органических веществ по схеме: органическое ве-

щество

—

аминокислоты — амиды — аммоний

—

нитриты— нитраты. Нит-

риты, как промежуточный продукт, практически не содержатся в почве.

Аммонийный и нитратный азот

—

основная форма азотистых соединений,

которыми питаются растения.

Аммонийный азот для растений менее доступен, чем нитратный, так

как ион NH4 легко поглощается почвой с частичным переходом в необмен-

ное (фиксированное) состояние. Ион N0

не поглощается почвой ни хи-

мически, ни физико-химически, находится преимущественно в почвенном

растворе и легко используется растениями. Во влажных районах нитра-

ты подвержены вымыванию, особенно в паровом поле.

Обеспеченность растений азотом зависит от скорости разложения

минерализующихся органических веществ. Однако нельзя обеспечить по-

лучения высоких урожаев только за счет мобилизации природных запа-

сов азота, даже на богатых гумусом почвах. Растения потребляют азот

в больших количествах. По содержанию в растениях азот занимает пер-

вое место из элементов питания, получаемых из почвы. Поэтому высокая

потребность растений в азоте требует пополнения запасов почвенного

азота.

Фосфор входит в состав многих органических соединений, без кото-

рых невозможна жизнедеятельность организмов. Растения содержат де-

сятые доли процента Р2О5 на сухое вещество. Поглощаясь в больших ко-

личествах растениями, фосфор биологически аккумулируется в верхних

горизонтах почвы. Валовое содержание P

Os в черноземной почве дости-

гает 0,35% и более.

В почвах фосфор находится в форме органических и минеральных,

соединений. Органические соединения представлены фитином, нуклеи-

новыми кислотами, нуклеопротеидами, фосфатидами, сахарофосфатами

и др. Минеральные формы фосфора содержатся в почвах главным обра-

зом в виде солей кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной

кислоты. Фосфор может находиться в почве в составе минералов апати-

та, фосфорита и вивианита, а также в поглощенном состоянии в виде фос-

фат-аниона. Апатит является первоисточником всех почвенных соедине-

ний фосфора, встречается во многих магматических породах и составляет

95%

соединений фосфора в земной коре.

Минеральный фосфор в почвах представлен в большей своей части

малоподвижными формами.

Растворимость фосфатов кальция, магния, алюминия и железа тем

меньше, чем выше их основность.

Кислые почвы содержат химически активные формы железа и алю-

миния, и фосфор здесь в большей части находится в виде фосфатов же-

леза и алюминия (FeP0

, A1P0

, Fe

(OH)

, А1

(ОН)

Р0

и др.) или

связан с полуторными окислами в виде адсорбционных соединений, спо-

собных к частичному обмену фосфат-ионов, входящих в их состав.

В нейтральных или слабощелочных почвах преобладают фосфаты

кальция. В почвах, богатых кальцием, фосфаты кальция постепенно пе-

реходят в наиболее устойчивую форму гидроксилапатита Са

(Р0

)

•Са(ОН)

, более основную, чем трехкальциевый фосфат Са

(Р0

)г.

Минеральные фосфаты являются основным источником фосфора для

растений. Фосфор органических соединений усваивается главным обра-

зом после их минерализации.

Наиболее благоприятная реакция среды для усвоения растениями

фосфат-ионов слабокислая (рН 6—6,5).

Применение фосфорных удобрений целесообразно почти на всех

почвах.

Сера входит в состав белковых веществ, эфирных масел. Потреб-

ности растений в сере небольшие, обычно меньшие, чем в фосфоре. Биоло-

гическая аккумуляция серы в верхних горизонтах почвы зависит от усло-

вий почвообразования. Валовое содержание S0

в верхних горизонтах

почв колеблется в широких пределах

—

от 0,01 до 2% и более.

Сера находится в почве в форме сульфатов, сульфидов и в составе

органического вещества. При разложении органического вещества, окис-

лении сульфидов образуются сульфаты, наиболее устойчивая форма сое-

динения серы в почвах, кроме FeS0

Сульфаты, особенно калия, натрия, магния, хорошо растворимы

в воде, слабо поглощаются почвенными коллоидами в форме

SO^H

мо-

гут накапливаться в почве только в условиях сухого климата. Обычно

в почвах содержится достаточное количество сульфатов для удовлетво-

рения потребностей растений в сере.

Калий осуществляет важные физиологические функции в организ-

мах. Потребляется растениями в больших количествах, особенно такими

культурами, как картофель, корнеплоды, травы, табак.

Содержание калия в почвах относительно высокое. На почвах тяже-

лого механического состава валовое содержание КгО составляет 2%

и более. Значительно меньше калия в почвах легкого механического

состава.

Основная часть калия находится в почве в составе кристаллической

решетки первичных и вторичных минералов в малодоступной для расте-

ний форме. Некоторые из этих минералов, такие как биотит и мусковит,

отдают калий довольно легко и могут служить источником мобилизации

доступного калия.

Калий содержится в почве также в поглощенном состоянии (обмен-

ный и необменный) и в форме простых солей.

Калий простых солей легкодоступен растениям, но доля его незначи-

тельна. Основным источником калия для растений является обменный

калий. Его доступность тем больше, чем выше степень насыщенности им

почв.

Необменный, или фиксированный, калий труднодоступен. Однако

между обменным и необменным калием в почве существует определен-

ное равновесие. При потреблении обменного калия его запасы пополня-

ются за счет необменного.

При наличии значительной доли калия в малодоступной форме, рас-

тения испытывают недостаток в нем.

Кальций и

магний —

необходимые элементы питания растений. Им

принадлежит, так же как и калию, важная физиологическая роль. Маг-

ний входит в состав хлорофилла. Кальций имеет большое значение в соз-

дании благоприятных для растений физических, физико-химических

и биологических свойств почвы.

. В почве кальций и магний находятся в кристаллической решетке ми-

нералов, в обменно-поглощенном состоянии и в форме простых солей

(хлоридов, нитратов, карбонатов, сульфатов и фосфатов). Кальций среди

поглощенных катионов занимает в большинстве почв первое место, маг-

ний—

второе.

Ионы кальция и магния являются преобладающими в поч-

венном .растворе. СаСОз и MgC0

, как малорастворимые соединения, ши-

роко распространены в почвах и служат важнейшими источниками каль-

ция и магния. При взаимодействии углекислого газа, растворенного в

воде,

карбонаты переходят в более растворимые бикарбонаты:

СаС0

"+ С0

"+ Н

0 = Са (НС0

)

;

MgCOs-f.

С0

+ Н

0 = Mg(HCO

)

Растения обычно не испытывают недостатка кальция и магния, од-

нако многие почвы нуждаются в известковании или гипсовании в целях

улучшения их свойств.

Недостаток кальция для питания растений можно ожидать в солон-

цеватых почвах, в которых поступление кальция в растения сильно тор-

мозится присутствием, значительного количества поглощенного натрия.

Недостаток магния обнаруживается в дерновоподзолистых песчаных

и супесчаных почвах.

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ ПОЧВ

Микроэлементами условно называют те химические элементы, кото-

рые содержатся в почве и в биологических объектах в незначительных

количествах. К ним относят такие элементы, как бор (В), марганец (Мп),

молибден (Мо), медь (Си), цинк (Zn), кобальт (Со), йод (J), фтор (F)

и др.

Значение микроэлементов. Микроэлементы выполняют важную физи-

ологическую и биохимическую роль в жизни растений, животных и чело-

века; они входят в состав витаминов, ферментов, гормонов. Ненормальное

(избыточное или недостаточное) содержание микроэлементов в кормах

и продуктах питания приводит к нарушению обмена веществ и развитию

тяжелых заболеваний у животных и человека. Так, при недостатке йода

развивается эндемия зоба у животных и человека; при недостатке фтора

развивается кариес (повреждение зубной эмали), а при избытке

—

энде-

мический флюороз (пятнистость эмали); избыток молибдена способству-

ет развитию подагры; при недостатке меди в кормах у ягнят наблюдает-

ся заболевание энзоотической атаксией; у овец и других животных,

выпасаемых на пастбищах, в почвах которых содержится много бора, рас-

пространены энтериты, нервные расстройства и пневмонии.

Недостаток микроэлементов в почве резко снижает урожай расте-

ний и его качество. Например, при недостатке меди в почвах наблюдает-

ся полегание растений, невызревание их и резкое снижение урожайности.

При недостатке бора затрудняется прорастание пыльцевых трубок, .опа-

дает завязь, снижается урожай семян, растения поражаются болезнями

(гниль сердечка сахарной свеклы, бактериоз льна). При недостатке цин-

ка развивается «розеточная болезнь» листопадных деревьев.

Многочисленными исследованиями обнаружена тесная связь между

содержанием микроэлементов в почве, с одной стороны, и урожайностью

растений, продуктивностью животных и здоровьем человека, с другой.

Изучение этих взаимосвязей позволило выявить в пределах нашей стра-

ны ряд биогеохимических провинций, учение о которых разработано

А.

П. Виноградовым.

Биогеохимическая провинция

—

это территория, иногда значитель-

ных размеров, отличающаяся от соседних территорий концентрацией в

среде (почвах, водах, воздухе) одного или нескольких микроэлементов

(или макроэлементов). В пределах этих провинций вследствие избытка

или недостатка микроэлементов могут появляться массовые нарушения

обмена веществ у растений, животных и человека, с чем и связаны спе-

цифические заболевания

—

биогеохимические эндемии.

Так, Закарпатская область представляет биогеохимическую провин-

цию с эндемией зоба

—

в почвах, водах и пищевых продуктах этой обла-

сти содержится в 2—5 раз меньше йода, чем в тех областях, где нет энде-

мии зоба. Выделяют в особую биогеохимическую провинцию Полесскую

низменность, которая характеризуется низким содержанием йода в поч-

вах и природных водах. Йод здесь сильнее вымывается из почв, легких

по механическому составу, или прочно закрепляется торфом болотных

почв,

становясь недоступным растениям.

Биогеохимические провинции, обогащенные молибденом, выявлены

в Узбекистане, Туве, Забайкалье, Армении и других районах. Биогеохи-

мической провинцией, обогащенной бором, являются многие районы Се-

веро-Западного Казахстана.

Почва является первоисточником микроэлементов в растениях, в кор-

мах для животных и в продуктах питания для человека. В связи с этим

изучение содержания микроэлементов в почвах представляет интерес для

решения практических вопросов растениеводства, животноводства, вете-

ринарии и медицины. Изучение закономерностей распространения микро-

элементов в почвах дает научную основу применения микроэлементов

в качестве удобрения для растений и минеральных подкормок для жи-

вотных.

Содержание микроэлементов в почвах. В ходе выветривания и почво-

образования одни микроэлементы накапливаются в почвах, другие, нао-

борот, вымываются, теряются. Как видно из данных таблицы 28, одних

микроэлементов в почвах содержится больше, чем в литосфере (напри-

мер,

J, В), других

—

меньше (например, Си, Со), а некоторых

—

пример-

но одинаковое количество.

ТАБЛИЦА

Среднее содержание некоторых микроэлементов в литосфере и почвах,

в весовых процентах (по А. П. Виноградову, 1957)

Элемент

Марганец (Мп)

Фтор (F)

Ванадий (V)

Бор (В)

Никель (Ni)

Содержание

литосфере

9-10-2

2,7-10-2

1,5-10-2

• 3.10-4

8-Ю-

Содержание

почвах

8,5-10-2

2-Ю-

1 •

Ю-

1 •

10-

4-Ю-

Элемент

Медь (Си)

ЦИНК (Zn)

Кобальт (Со)

Молибден (Мо)

Иод (J)

Содержание

литосфере

ЬЮ-

5-Ю-

3-10-

3-10-4

3-Ю-

Содержание

почвах

2-Ю-

5-Ю-з

8-10-*

3-10-4

5-10-4

Основным источником микроэлементов в почвах являются почвооб-

разующие породы. Почвы, развитые на продуктах выветривания кислых

пород (гранитах, липаритах), бедны Ni, Co, Си, а почвы, образовавшиеся

на продуктах выветривания основных пород (базальтах, габбро), обога-

щены этими микроэлементами.

В таблице 29 приводится содержание некоторых микроэлементов

в важнейших почвообразующих породах европейской части СССР. Из

этих данных следует, что главные почвообразующие породы таежно-лес-

ной, лесостепной и степной зон, то есть валунные (моренные), покровные

и лёссовидные суглинки, содержат примерно одинаковое количество Zn,

Со,

Си и Мо и лишь флювиогляциальные пески и супеси содержат их зна-

чительно меньше

—

Мо в 2—3 раза, а остальных в 4—7 раз. Из коренных

пород глинистые сланцы богаче других пород цинком, кобальтом

и медью.

ТАБЛИЦА

Среднее содержание микроэлементов в почвообразующих породах, в мг/кг

(по К. В. Веригиной, Ю. И Добрицкой, Е. Г. Журавлевой, Л. П. Орловой,

М. Т. Ширинской, 1964)

Порода

Покровные суглинки

Валунные суглинки

Флювиогляциальные пески и супеси

Лёссы и лёссовидные суглинки

Юрские глинистые сланцы горного Крыма

Элювий юрских известняков горного Крыма

Элювий андезито-базальтовых порфиритов

Кавказского побережья

2п

51,0

50,4

12,3

81,1

138,а

73,0

98,0

Со

10,5

10,3

1,5

8,0

18,0

4,5

7,0

Си

20,4

20,0

5,6

24,3

37,0

17,5

56,0

Мо

3,4

2,9

1,1

3,6

3,0

5,9

5,4

Обогащение почв микроэлементами в 10, 100 и 1000 раз по сравне-

нию со средним их содержанием наблюдается вблизи месторождений по-

лезных ископаемых (молибденовых, медных, никелевых и др.).

Некоторые микроэлементы (J, В, F, Se, As) могут поступать в почву

с газами атмосферы, дымами вулканов и с метеорными осадками, причем

для таких микроэлементов, как J, F, этот источник поступления в почву

является главным.

Почвоведение

Микроэлементы могут поступать в почву и при внесении ядохимика-

тов в целях борьбы с болезнями и вредителями растений.

В результате почвообразовательного процесса содержание микроэле-

ментов и их распределение по генетическим горизонтам могут существен-

но изменяться. Степень этого изменения определяется особеннрстями

почв и почвообразовательных процессов и свойствами самих микроэле-

ментов.

Микроэлементы в почвах содержатся: 1) в кристаллической решетке

первичных и вторичных минералов в виде изоморфной подмеси; 2) в фор-

ме нерастворимых соединений (солей, окислов); 3) в ионно-обменном

состоянии; 4) в составе органического вещества; 5) в почвенном растворе.

Огромная роль в миграции микроэлементов и их биологической ак-

кумуляции принадлежит высшим и низшим растениям. Корни растений

извлекают микроэлементы из нижних горизонтов почв и материнских

пород и переносят их в верхние горизонты.

В биогенной аккумуляции микроэлементов в почвах особенно ве-

лика роль растений-концентраторов, извлекающих в больших количе-

ствах ряд микроэлементов. Например, астрагалы, донник, но'ричник со-

держат Мо в золе в 100 и 1000 раз больше, чем в породе, в то время как

в золе других растений его содержится столько же, сколько и в породе,

или несколько больше.

Биогенная концентрация микроэлементов во многом зависит от

зональных особенностей. По исследованиям М. А. Глазовской (на приме-

ре различных зон Урала), коэффициент биологического поглощения наи-

больший в тундре, высокий в таежно-лесной зоне, заметно падает в луго-

вых степях (в последних он меньше единицы). Зональные различия в

биогенной концентрации микроэлементов автор ставит в связь со сте-

пенью их подвижности и доступности растениям. Однако максимальное

количество микроэлементов, поступающих с опадом в почву, приходит-

ся на зону смешанных и широколиственных лесов и луговых степей. К се-

веру и югу от указанных зон поступление микроэлементов с опадом

уменьшается.

На подвижность микроэлементов в почвах, а следовательно, на их

миграционную способность, аккумуляцию или вынос и доступность их

растениям оказывают влияние реакция среды (рН), окислительно-восста-

новительные условия, концентрация СОг и органическое вещество почвы.

При кислой реакции почв уменьшается подвижность Мо, но увеличива-

ется подвижность Си, Zn, Mn, Со. Некоторые микроэлементы (В, J, F)

обладают подвижностью как в кислой, так и в щелочной среде.

Микроэлементы с переменной валентностью в зависимости от окис-

лительно-восстановительных условий почвы могут переходить из высшей

валентности в низшую и наоборот, что существенно отражается на их

миграционной способности. При смене восстановительных (анаэробных)

условий окислительными (аэробными) некоторые микроэлементы, пере-

ходя от низшей валентности к высшей, образуют нерастворимые соеди-

нения и выпада'ют в осадок: Мп

+^-Мп

+; другие, наоборот, приобрета-

ют подвижность и легко мигрируют: Сг

+-»Сг

+; У

+-з-У°+.

I I

Большое влияние на подвижность микроэлементов оказывает кон-

центрация СОг в почвенном растворе. Такие микроэлементы, как Mn, Ni,

Ва, Sr и др., способны образовывать соли угольной кислоты (карбонаты

и бикарбонаты). При повышении концентрации С0

в почвенном раство-

ре карбонаты переходят в бикарбонаты, что повышает их растворимость

и увеличивает миграционную способность микроэлементов.

На подвижность микроэлементов в почвах оказывают влияние гумус

и низкомолекулярные органические кислоты

—

муравьиная, лимонная,

щавелевая и др. Некоторые микроэлементы образуют с органическим

веществом растворимые соедине-

ния, другие (Си, J) закрепляются

и становятся недоступными для

растений.

Содержание микроэлементов

и их распределение по профилю

различных типов почв неодина-

ковы.

, ' В дерново-подзолистой почве

максимальное содержание таких

микроэлементов, как Zn, Co, Мо,

Си,

наблюдается в породе (гори-

зонт С); в подзолистом горизонте

их содержится менее 50% по

сравнению с породой, а в гумусо-

вом горизонте их больше, чем в

подзолистом горизонте, но все же

меньше, чем в породе (рис. 9).

В черноземах микроэлементов в

гумусовых горизонтах обычно со-

держится больше, чем в породе.

Но от этого правила наблюдают-

ся отклонения, вызываемые опод^

золенностью, солонцеватостью,

карбонатностью, выпаханностыо

и рядом других обстоятельств,

что и определяет более сложное

распределение микроэлементов

по профилю различных подтипов

черноземов.

Для решения практических

вопросов применения микроудоб-

рений важно знать не только их

валовые запасы, но и содержание

подвижных форм. Как видно из

таблицы 30, содержание послед-

них сильно варьирует во всех ти-

пах почв, и, следовательно, сель-

скохозяйственные культуры в отдельных случаях могут испытывать как

недостаток, так и избыток в микроэлементах.

ТАБЛИЦА 30

Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах СССР

(по Г. Я. Ринькису, 1963)

Почвы

Подзолистые

Минимальное

Максимальное

Карбонатные

нечерноземной

ПОЛОСЫ

Минимальное

Максимальное

Микроэлементы, в vr на 1 кг почвы

Си в вы-

тяжке

н.

НС1

0,1

6,7

•

Zn в вы-

тяжке

н.

КС1

0,05

26,0

0,1

0,6

Мп в вы-

тяжке

0,1

н.

HjSO,

300

0,2

Со в вы-

тяжке

н.

HN0

0,1

0,4

Мо в ок-

салатной

вытяжке

(по Григ-

гу)

0,02

0,45

0,05

1,00

В в вод-

ной вы-

тяжке

0,02

0,6

0,3

1,2

30 W 50

ВО

70 80

SO ЮО

120%

г?

а-

г*

АО

ВО

МО

1?П

№

/60

180

200,

50 SO 70 80

SO 100 110 120 /30 МО

150%

Рис.

9. Вынос и накопление микроэлемен-

тов по отношению к породе (по К. В. Вери-

гиной, 1964 г.):

—

дерново-сильноподзолистая почва; //

—

черно-

зем слабооподзоленный. '

7»