IV. Химия почв

1. Происхождение, химический состав и органическое вещество почвы.

2. Почвообразование и факторы почвообразования.

3. Понятие геохимического барьера.

4. Общая характеристика загрязнения почв.

1. Происхождение, химический состав и органическое вещество почвы.

Почва — самостоятельное естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твёрдых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия.

Химический состав почвы является отражением элементарного состава всех геосфер, принимающих участие в формировании поч­вы. Поэтому в состав всякой почвы входят те элементы, которые распространены или встречаются как в литосфере, так и в гидро-, атмо- и биосфере.

В состав почв входят почти все элементы периодической систе­мы Менделеева. Однако подавляющее их большинство встречает­ся в почвах в очень малых количествах, поэтому в практике при­ходится иметь дело всего с 15 элементами. К ним при­надлежат прежде всего четыре элемента органогена, т. е. С, N, О и Н, как входящие в состав органических веществ, затем из неме­таллов S, Р, Si и С1, а из металлов Na, К, Са, Mg, AI, Fe и Мn.

Перечисленные 15 элементов, составляя основу химического со­става литосферы в целом, в то же время входят в зольную часть растительных и животных остатков, которая, в свою очередь, образуется за счет элементов, рассеянных в массе почвы. Количе­ственное содержание в почве этих элементов различно: на первое место надо поставить О и Si, на второе — А1 и Fe, на третье — Са и Mg, а затем — К и все остальные.

Нормальный рост растений обусловлен содержанием в почве доступных форм зольных элементов и азота. Обычно растения усваивают из почвы N, Р, К, Mg, Fe в достаточно больших количествах и эти элементы называются макроэлемента­ми, а В, Mn, Mo, Сu, Zn, Со, F используются в ничтожных коли­чествах и называются микроэлементами. К важнейшим из них относятся элементы, без которых невозможно образование бел­ков,— N, Р, S, Fe, Mg; такие элементы, как К, Сu, Mg, Na, оказывают огромное влияние на регуляцию работы клеток и форми­рование различных тканей растений.

Для характеристики плодородия почвы наибольшее значение имеет содержание гумуса, азота, фосфора и калия. Определение содержания в почве тех или других химических элементов и форм их соединений является задачей химического анализа почв.

Содержание гумуса в верхнем горизонте почв разного типа колеблется в широких пределах, но для каждого типа и подтипа почвы оно является достаточно устойчивым и поэтому характер­ным показателем. Для остальных элементов, наряду с их валовым содержанием (которое свидетельствует о той или иной степени плодородия почвы), необходимо знать содержание их форм рас­тениями.

Валовое содержание в почвах азота и фосфора (в верхнем го­ризонте) обычно выражается в десятых долях процента, калия содержится до двух и более процентов. Содержание же их усвоя­емых форм не превышает тысячных долей процента и его принято выражать в миллиграммах на 100 г почвы.

Органическое вещество почвы - Органическое вещество почвы - комплекс органических соединений, входящих в состав почвы; один из основных признаков, отличающих почву от материнской породы. Количество и состав содержащихся в почве органических веществ тесно связаны с направлением процесса почвообразования, биологическими, физическими, химическими свойствами почвы и ее плодородием. Органическое вещество почвы отличается сложным составом. В него входят различной степени разложения растительные и животные остатки.

Основной источник органического вещества в почве - опад растительного покрова в виде отмирающих корней и надземной массы. Меньшая часть органической массы поступает в почву в форме отмерших животных и микроорганизмов.
Основные химические компоненты органических остатков - жиры, простые сахара, полисахариды (клетчатка, гемицеллюлозы), белки, аминокислоты, лигнины и другие вещества.

Органические остатки в почве под воздействием микроорганизмов подвергаются гумификации. В этом сложном процессе 70 - 80 % компонентов, входящих в состав органических остатков, разлагается до конечных продуктов (воды, аммиака, углекислоты) и некоторого количества низкомолекулярных органических соединений. Остальная часть (20 - 30 %) превращается в гумусовые вещества.

Органические вещества почвы имеют огромное значение в образовании почвенной структуры и как источник минерального питания растений, так как с каждой тонной растительной массы в почву поступает 5 - 10 кг азота и 30 - 50 кг зольных веществ (фосфора, калия, кальция, серы и других элементов). Кроме того, органическое вещество почвы служит источником углекислого газа, а также физиологически активных веществ (витаминов, стимуляторов роста, антибиотиков), поступающих в почву с растительными остатками и вырабатываемых микроорганизмами.

В условиях сельскохозяйственного производства важно рационально использовать органическое вещество почвы, пополняя его запасы путем внесения навоза, торфа, компостов, посевом многолетних трав.