загрузка...
загрузка...
На головну

Хімічний склад грунтів і грунтоутворюючих порід

  1. I. Прочитайте текст. Складіть словник невідомих вам термінів,
  2. I.5.3) Складові частини Зводу Юстиніана (загальна характеристика).
  3. III. Порядок включення до складу комісії незалежних експертів
  4. IV. Складання здавальних списків.
  5. Z ВИЗНАЧЕННЯ СКЛАДУ управлінських СПОСОБНОСТЕЙ 527
  6. А) Перепідготовка керівного складу.
  7. Автономія Трансильванського воєводства в складі Угорського королівства

Грунт складається з мінеральних, органічних і органо-мінеральних речовин. За хімічним складом вона істотно відрізняється від вихідних почвообразующих порід. Головні особливості хімічного складу грунту - присутність органічних речовин і в їх складі специфічної группигумусових речовин, різноманітність форм сполук окремих елементів і безпосередньо складу в часі

Джерело мінеральних сполук грунту - гірські породи, з яких складається тверда оболонка земної кори - літосфера. Органічні речовини надходять в грунт в результаті життєдіяльності рослинних і тваринних організмів, що населяють грунт. Взаємодія мінеральних і органічних речовин створює складний комплекс органо-мінеральних сполук грунтів.

У складі грунтів виявлені всі відомі хімічні елементи. Зміст окремих хімічних елементів в літосфері і грунті коливається в широких межах (таблиця 1).

Таблиця 1 - Вміст (у вагових відсотках) хімічних елементів в літосфері і грунтах (А. П. Виноградов)

 елемент  літосфера  Грунт  елемент  літосфера  Грунт
O  47.2  49.0  Mg  2.10  0.63
 Si  27.6  33.0 C  0.10  2.00
 Al  8.8  7.13 S  0.09  0.085
 Fe  5.1  3.80 P  0.08  0.08
 Ca  3.6  1.37  Cl  0.045  0.01
 Na  2.64  0.63  Mn  0.09  0.085
K  2.60  1.36 N  0.01  0.10

Літосфера складається майже наполовину з кисню (47.2%), більш ніж на чверть з кремнію (27.6%), далі йдуть Al, Fe, Ca, Na, K, Mg. Вісім названих елементів складають більше 99% загальної маси літосфери. Такі найважливіші для живлення рослин елементи, як C, N, S, P займають десяті і соті частки відсотка. Оскільки мінеральна частина грунту в значній мірі обумовлена ??хімічним складом гірських порід літосфери, є схожість ґрунту з літосферою по відносним вмістом окремих хімічних елементів. Як в літосфері, так і в грунті на першому місці стоїть кисень, на другому - кремній, потім алюміній, залізо і т.д.

Однак в грунті в порівнянні з літосферою в 20 разів більше вуглецю і в 10 разів більше азоту. Накопичення цих елементів в грунті пов'язано з життєдіяльністю організмів. У грунті більше, ніж в літосфері, кисню, водню (як елементів води), кремнію і менше алюмінію, заліза, кальцію, магнію, натрію і ін. Елементів, що є наслідком процесів вивітрювання і грунтоутворення.

Процеси вивітрювання гірських порід, переотложения їх продуктів призводять до утворення пухких порід різного хімічного складу, що покривають велику частину суші і є головними почвообразующими породами. За змістом лужноземельних і лужних підстав почвообразующие породи діляться на засолені, карбонатні і вилужені.

Хімічний склад почвообразующей породи відображає, певною мірою, її гранулометричний і мінералогічний склад. Піщані породи, багаті кварцом, складаються переважно з кремнезему. Чим важче гранулометричний склад породи, тим більше в ній вторинних мінералів, а отже, менше кремнезему, більше полутораокісей алюмінію, заліза. Грунти успадковують геохімічні риси вихідного матеріалу почвообразующих порід. На піщаних породах, багатих кварцом, грунту збагачені кремнеземом, на лесі - кальцієм, на засолених породах - солями і т. Д.

Отже, в грунті переважають окис кремнію (SiO2) І органогенні елементи C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg. Останні є джерелом живлення рослин і від їх змісту залежить родючість ґрунту. Особливу роль в харчуванні рослин грає N, P і K. Азот в грунті представлений нітратами, амонійними солями, входить до складу грунтового повітря і гумусу. Багато сполуки азоту рухливі, легко вимиваються. Недолік азоту, а також фосфору і калію в грунті компенсують органічними та мінеральними добривами.

Для нормального росту і розвитку рослин необхідні світло, тепло, вода, повітря і поживні речовини. Всі ці умови життя для рослин рівноцінні і незамінні. У грунтах елементи живлення рослин знаходяться в складі мінералів, органічних і органо-мінеральних сполук твердої фази грунтів, в ґрунтових розчинах (в основному в іонної формі) і в газовій фазі грунтів. В результаті поглинання поживних елементів рослини формують кореневі і надземні маси, які використовуються людьми як продукти харчування, корм для тварин або як сировину для промисловості (бульби картоплі, зерно, льон і т. Д.).

У грунтах містяться практично всі елементи періодичної системи д. І. Менделєєва, але для харчування рослинам найбільш потрібні 19 елементів: С, Н, О, N, Р, S, К, Са, Мg, Fе, Мn, Сu, Zn, Мо , В, С1, Nа, Si, Со. З них 16 елементів, крім С, Н, О, відносяться до мінеральних. Вуглець, водень і кисень надходять в рослини переважно у вигляді СО2, Про2 і Н2О. Необхідність натрію, кремнію та кобальту не для всіх рослин встановлена.

 Вуглець, водень, кисень і азот називають органогенних елементами, так як в основному з них складається організм рослин. Вуглецю міститься в середньому 45% від сухої маси тканин рослин, кисню -42, водню - 6,5, азоту - 1,5%. Їх сума становить 95%. Решта 5% припадають на зольні елементи: Р, S, К, Са, Мg, Fе, Si, Na і ін. Вони називаються так тому, що переважають в золі рослин.

Хімічний склад золи є показником валового кількості засвоєних рослинами з грунту зольних елементів живлення. Їх виражають в оксидах або в елементах по відношенню до маси сухої речовини, або до маси золи в процентах.

Валовий хімічний склад рослин значно відрізняється від валового складу грунту внаслідок вибірковості рослин до поглинання окремих елементів для формування врожаю. У рослинах завжди більше азоту, фосфору і калію. У природних біоценозах поживні елементи, засвоєні рослинами та іншими живими організмами, знову повертаються в грунт після їх відмирання і перегнивання, тому, як правило, збіднення ґрунту поживні елементи не відбувається. Встановлюється їх відносне природну рівновагу, характерне для різних типів грунтів. На орних же землях після збирання врожаю в грунт повертається лише частина поглинених рослинами мінеральних елементів. Крім азоту і зольних елементів, які називаються в агрономічної практиці макроелементами, в складі рослин присутні мікроелементи, зміст яких становить приблизно 0,001% сухої маси тканин (В, С u, З, Zn, Мо і ін.). Вони грають дуже важливу роль в обміні речовин рослинного організму.

У агрономічних цілях для характеристики умов живлення рослин визначають валовий вміст елементів в грунті, Найближчий для рослин резерв доступних елементів і кількість безпосередньо засвоюваних елементів з грунту. Забезпеченість грунтів засвоєними поживними елементами може бути виражена по відношенню до різних сільськогосподарським культурам в зв'язку з тим, що вони поглинають неоднакове їх кількість. За цією ознакою сільськогосподарські культури ділять на три групи.

 1. Культури невисокого виносу поживних елементів (зернові).

 II. Культури підвищеного виносу (кормові культури, картопля).

 III. Культури великого виносу (овочеві, деякі технічні культури, чайний кущ, цитрусові, виноград).

Азот і зольні елементи рослини поглинають переважно у вигляді іонів з ґрунтового розчину і твердої фази грунтів (Са, К, А1, Fe, НРО4, С1, SО4 та ін.). Живильні речовини рослини витягають вибірково з ґрунтового розчину фізико-хімічної адсорбції їх на зовнішній поверхні коренів або в результаті контактного іонного обміну з твердою фазою грунтів.

Валове кількість азоту в грунтах становить 0,1-0,5% (Від 2 до 10 т / га в орному шарі 0-20 см). У почвообразующих породах азоту майже немає. Грунтовий азот знаходиться в основному в складі органічної речовини - гумусу (частина його процентного вмісту). Цей азот рослинам недоступний. Однак протягом теплої пори року частина гумусу (1-2% його змісту) розкладається мікроорганізмами і азот вивільняється в доступній для рослин формі.

Основну роль в азотному живленні рослин грають мінеральні форми азоту: окислена (NO3 і відновлена ??(NH4). Мінерального азоту міститься в середньому від 50 кг / га в орному шарі дерново-підзолистих суглинкових грунтів, до 100 кг / га і більше - в чорноземах, що становить 0,5-1% валового кількості азоту в грунтах. За вегетаційний період рослинами засвоюється близько 40% мінерального азоту.

Амонійний азот утворюється в грунтах в результаті життєдіяльності аммоніфіцірующіх гетеротрофних мікроорганізмів, що перетворюють органічний азот рослинних і тваринних решток, а також азот гумусу в NH4.

Освіта нітратного азоту в грунтах зобов'язане біологічному окисленню NH3 (NН4) До NO3 в результаті мікробіологічного процесу нітрифікації, здійснюваного двома групами автотрофних бактерій. Бактерії окислюють аміак до азотистої кислоти, а - азотної кислоти до азотної.

У лісових ґрунтах процес нітрифікації пригнічений; в них переважає амонійний азот. При оранці лісових грунтів процес нітрифікації активізується, кількість нітратного азоту в орних грунтах, як правило, переважає над амонійний. Зміст нітратного азоту в орних грунтах залежить від типу грунтів, ступеня їх окультуреності і складу глини мінералів. Найбільш повне уявлення про зміст мінерального азоту в грунтах перед посівом дає сума всіх трьох груп азоту нітратного і амонійного в шарі 0-100 см в західних районах Росії, 0-60 см - в східних районах європейської частини Росії і 0-40 см - у Середній Сибіру, ??так як в шарах цієї потужності спостерігається здебільшого міграція нітратів в суглинних грунтах. З цих шарів найбільш ймовірно також засвоєння мінерального азоту корінням рослин.

Фосфор є «дефіцитним» елементом, Так як в світі запаси фосфатного сировини (апатитів і фосфоритів) для виробництва фосфорних добрив невеликі. Поряд з цим зміст валового фосфору (Р2О5) В грунтах низька - 0,05-0,25% (Від 1 до 5 т / га в орному шарі 0-20 см). Основне його кількість рослинам недоступно, а фосфор добрив сильніше, ніж азот і калій, закріплюється грунтами в нерухомі форми. Природних шляхів відновлення запасів фосфору на відміну від азоту в грунтах немає.

Зміст різних форм сполук фосфору в ґрунтах, їх кількість залежить від типу грунтів, мінералогічного та гранулометричного складів, вмісту гумусу, змінюється по генетичним обріїв і в динаміці. Частина фосфору міститься в твердій фазі грунтів в адсорбованому стані, в ґрунтових розчинах (0,1-0,3 мг / л) у вигляді фосфат-іонів (в основному Н2PO4) І які входять до складу груп фосфатів, найбільш доступних рослинам.

валового калію (До в грунтах більше, ніж азоту і фосфору, разом узятих, - 1,5-2,5% (30-50 т / га в орному шарі), що залежить від мінералогічного, гранулометричного складів і вмісту гумусу. Основна кількість калію знаходиться в важко доступних для живлення рослини формах. Головним джерелом засвоюваного калію служать обмінно-поглинуті і водорастворімосолевие його форми. Обмінний калій становить 0,5-1,5% валового. у ґрунтових розчинах Нечорноземної зони Росії міститься 30-40 мг / л калію (К2О). Кількість обмінного калію змінюється по генетичним обріїв ґрунтів. Рослини засвоюють 10-20% калію від його обмінних форм.

 мікроелементи (Бор, марганець, мідь, цинк, кобальт, молібден, йод і ін.) Відіграють важливу біохімічну і фізіологічну роль в житті рослин, а також тварин і людини. Несприятливим є як недолік мікроелементів в харчуванні, так і їх надлишок.

Недолік в кормах кобальту викликає беломишечной хвороба у овець, нестача йоду в їжі людини - захворювання щитовидної залози, цинку - шкірні захворювання. Недолік в грунті рухомого бору призводить до серцевинної гнилі коренеплоду цукрових буряків, а у капусти - до пухкості качана, недолік міді - до недорозвинення волоті у вівса і пустозерності. Висока концентрація в грунті міді і низька - цинку сприяє захворюванню яблуні розетковими. Надлишок в їжі людини молібдену призводить до розвитку подагри, бору в кормах - до пневмонії та нервових розладів овець, бору в грунтах - до побуріння листя люцерни.

Відома приуроченість мікроелементів до первинних мінералів: З, Zn - до авгита, біотиту, ільменіту, роговий обманку; Сu - до біотиту, апатити, гранату, авгита, польовим шпатам; В - до турмаліну і т. Д.

У географічному плані вміст мікроелементів в грунтах та материнських породах європейської території Росії в цілому підвищується в південному напрямку від зони підзолистих грунтів до каштановим. У Нечорноземної зоні відзначається підвищення кількостей міді, кобальту і марганцю від центральних областей до Уралу.

У грунті містяться також токсичні для рослин елементи: хлор, натрій, марганець, алюміній. Підвищений їх зміст робить грунт засоленої. У невеликих кількостях в грунті представлені радіоактивні елементи, що зумовлюють її природну і штучну радіоактивність. Природна радіоактивність грунту залежить від вмісту в ній урану, торію, радію і ін. Штучна радіоактивність викликана використанням людиною атомної енергії, засобів хімічного захисту та ін.

Контрольні питання:

1. Які первинні мінерали широко поширені в грунтах?

2. Які мінерали називаються вторинними і яка їхня роль в грунтоутворенні?

3. Що називається гранулометричним складом?

4. Як впливає гранулометричний склад на грунтоутворення?

5. Назвіть принципи класифікації грунтів по гранулометричному складу.

6. У чому виявляється схожість і відмінність грунтів і порід за хімічним складом?

7. Які елементи переважають в грунтах?

8. Як впливає хімічний склад грунтів і порід на грунтоутворення?

9. Чим викликається природна і штучна радіоактивність грунтів?

10. Назвіть токсичні для рослин елементи, що містяться в грунті.


 



Попередня   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   Наступна

Новочеркаськ 2007 | Грунтознавство як наука про грунті, історія розвитку, роль і місце серед наукових дисциплін | Походження, будова Землі і Сонячної системи | Освіта і хімічний склад земної кори (літосфери) | Загальне поняття, походження і класифікація мінералів | Гірські породи, походження і їх роль в грунтоутворенні | Основні почвообразующие породи | Геологічні процеси і їх роль в грунтоутворенні | Елементи грунтоутворювального процесу | Мінералогічний склад грунтів |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати