ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.09.2020
Просмотров: 8772
Скачиваний: 18
Функцию
перевода
свободного
азота
в
связанный
выполняют
бактерии
.
Известны
аммонифицирующие
,
нитрифицирующие
,
денитрифицирующие
,
азот
-
фиксирующие
и
другие
бактерии
.
Аммонифицирующие
бактерии
способны
раз
-
лагать
сложные
органические
соединения
с
образованием
аммиака
.
Распад
азоти
-
стых
органических
веществ
почвы
до
аммиака
называется
аммонификацией
.
Под
воздействием
протеолитических
ферментов
,
выделяемых
различными
группами
микроорганизмов
,
белковые
вещества
гидролизуются
до
аминокислот
.
Последние
легко
усваиваются
микроорганизмами
и
под
действием
ферментов
микробных
клеток
подвергаются
процессам
дезаминирования
и
дезамидирования
.
В
резуль
-
тате
от
амино
-
и
амидосоединений
отщепляется
аммиак
и
образуются
различные
органические
кислоты
.
Например
:
CH
2
NH
2
COOH + O
2
= HCOOH + CO
2
+ NH
3
глицин
муравьиная
кислота
аммиак
CH
2
NH
2
COOH +
Н
2
О
= CH
3
OH + CO
2
+ NH
3
метиловый
спирт
CH
2
NH
2
COOH +
Н
2
= CH
3
COOH + NH
3
уксусная
кислота
В
результате
аммонификации
получаются
органические
кислоты
,
спирты
,
углекислота
и
аммиак
.
Органические
кислоты
и
спирты
разлагаются
дальше
до
органических
соединений
.
Выделяющийся
аммиак
образует
соли
с
соответст
-
вующими
органическими
и
минеральными
кислотами
,
которые
получаются
при
минерализации
органического
вещества
почвы
:
2NH
3
+ H
2
CO
3
= (NH
4
)
2
CO
3
NH
3
+ HNO
3
= NH
4
NO
3
Аммоний
поглощается
почвенными
коллоидами
:
Ca NH4
(
ППК
) + (NH
4
)
2
CO
3
= (
ППК
)NH
4
+ CaCO
3
Ca Ca
Аммиак
образуется
во
всех
почвах
при
разной
реакции
среды
,
в
присутст
-
вии
и
отсутствии
воздуха
,
но
в
анаэробных
условиях
при
сильнокислой
и
щелоч
-
ной
реакции
аммонификация
замедляется
.
В
аэробных
условиях
соли
аммония
окисляются
до
нитратов
.
Окисление
аммиака
до
нитратов
называется
нитрификацией
.
Нитрификация
может
идти
по
следующему
уравнению
:
2NH
3
+ 3O
2
= 2HNO
2
+ H
2
O (
первая
фаза
)
2HNO
2
+
O
2
= 2HNO
3
(
вторая
фаза
)
Образовавшаяся
в
почве
азотная
кислота
нейтрализуется
бикарбонатом
кальция
или
магния
,
а
также
поглощенными
основаниями
почвы
:
2HNO
3
+
Са
(CO
3
)
2
=
Н
2
CO
3
Са
2HNO
3
+ (
ППК
) =
Са
(NO
3
)
2
Са
Интенсивность
минерализации
органического
вещества
в
различных
поч
-
вах
неодинакова
.
В
дерново
-
подзолистых
почвах
она
протекает
значительно
сильнее
,
чем
в
черноземах
.
При
кислой
реакции
,
плохой
аэрации
,
избыточной
влажности
и
низкой
температуре
процессы
минерализации
протекают
слабо
и
ос
-
танавливаются
на
стадии
образования
аммиака
.
На
скорость
окисления
аммиака
до
нитратов
влияет
также
обработка
почвы
,
ее
известкование
и
удобрение
.
Некоторые
бактерии
в
анаэробных
условиях
вызывают
процесс
денитри
-
фикации
–
восстановление
нитратного
азота
до
газообразного
азота
.
Для
этих
бактерий
окисление
является
источником
энергии
.
Денитрификация
сопряжена
с
потерей
азота
,
что
является
крайне
нежелательным
для
почв
,
используемых
в
сельскохозяйственном
производстве
.
Восстановление
нитратов
до
нитритов
происходит
при
участии
фермента
нитратредуктазы
,
а
дальнейшее
восстановление
нитритов
–
нитритредуктазы
по
следующей
формуле
:
С
6
Н
12
О
6
+ 4NO
3
= 6CO
2
+ 6
Н
2
O + 2NO
2
В
почве
происходит
также
процесс
вымывания
нитратов
из
почвы
осадка
-
ми
и
дренажными
водами
.
Это
связано
с
тем
,
что
нитраты
находятся
преимущест
-
венно
в
почвенном
растворе
.
Он
имеет
высокую
подвижность
и
легко
передвига
-
ется
в
почве
.
Нитратный
азот
(NO
3
)
не
образует
в
почве
каких
-
либо
малораство
-
римых
солей
и
не
поглощается
отрицательно
заряженными
почвенными
коллои
-
дами
.
Содержание
и
формы
азота
в
почвах
оказывают
большое
влияние
на
рост
и
развитие
растений
.
При
недостатке
азота
их
рост
ухудшается
.
При
нормальном
азотном
питании
растений
повышается
синтез
белковых
веществ
,
усиливается
жизнедеятельность
организмов
,
ускоряется
рост
и
задерживается
старение
листь
-
ев
.
Избыток
азота
задерживает
созревание
растений
,
способствуют
образованию
большой
вегетационной
массы
,
уменьшает
количество
зерна
,
клубней
,
корнепло
-
дов
.
Азот
–
один
из
основных
элементов
,
необходимых
для
питания
растений
.
Он
входит
в
простые
и
сложные
белки
,
которые
являются
главной
составной
ча
-
стью
протоплазмы
растительной
клетки
,
в
состав
нуклеиновых
кислот
,
содержит
-
ся
в
хролофилле
,
фосфатидах
,
алколоидах
,
витаминах
,
ферментах
и
других
орга
-
нических
веществах
клеток
.
Фосфор
(
Р
).
Фосфор
относится
к
числу
распространенных
элементов
в
земной
коре
- 8
×
10
-2
весовых
процента
.
Основная
масса
фосфора
находится
в
природных
фосфатах
(170
видов
),
а
также
в
породах
с
фосфорсодержащими
ми
-
нералами
(
амблигонит
,
вивианит
,
монацит
,
пироморфит
и
т
.
д
.).
Минеральные
формы
фосфора
в
почвах
преобладают
над
органическими
.
Минеральные
соединения
представлены
трудно
растворимыми
фосфатами
–
со
-
лями
кальция
,
железа
и
алюминия
.
При
этом
в
нейтральных
и
щелочных
почвах
преобладают
фосфаты
кальция
,
в
кислых
–
фосфаты
полуторных
окислов
.
Более
высокой
растворимостью
характеризуются
кальциевые
соли
фосфорной
кислоты
.
Соли
алюминия
и
железа
растворимы
хуже
,
особенно
при
переходе
из
средних
в
основные
:
FePO
4
→
Fe
2
(OH)
3
PO
4
AlPO
4
→
Al
2
(OH)
3
PO
4
Этот
переход
усиливается
с
подкислением
почвы
.
Большая
часть
мине
-
рального
фосфора
не
доступна
растениям
,
поэтому
потребность
растений
в
нем
удовлетворяется
не
полностью
.
Входящие
в
почвы
глинистые
минералы
адсорбируют
фосфат
-
ионы
силь
-
нее
всего
в
кислой
среде
.
При
этом
монтмориллонитовая
группа
глинистых
мине
-
ралов
резко
превосходит
каолинитовую
группу
.
Так
как
глинистые
минералы
способны
поглощать
и
обменивать
ионионы
фосфорной
кислоты
в
значительном
количестве
,
то
и
сама
почва
должна
обладать
этим
свойством
.
Фосфор
органических
соединений
составляет
в
пахотном
слое
чернозема
и
дерново
-
подзолистых
почв
около
половины
всего
содержащегося
в
почве
фосфо
-
ра
.
В
органической
форме
фосфор
находится
в
основном
в
гумусе
.
Наибольшая
часть
органических
фосфатов
представлена
фитатами
(
соли
фитиновой
кислоты
).
В
кислых
почвах
преобладают
фитаты
железа
и
алюминия
,
в
нейтральных
–
фита
-
ты
кальция
.
На
фосфор
нуклеиновых
кислот
приходится
не
более
5%.
В
неболь
-
ших
количествах
встречаются
фосфаты
,
сахарофосфаты
и
другие
органические
соединения
.
При
распаде
гумуса
под
влиянием
микроорганизмов
высвобождаются
ми
-
неральные
соли
фосфорной
кислоты
в
доступном
растениям
виде
.
Однако
они
не
накапливаются
в
больших
количествах
в
водорастворимом
состоянии
,
так
как
связываются
почвой
химически
,
физико
-
химически
и
биологически
.
В
живых
организмах
фосфор
входит
в
состав
кислот
и
органических
со
-
единений
,
участвует
в
углеводном
,
жировом
,
азотном
обмене
растений
,
входит
в
состав
скелета
позвоночных
,
играет
роль
в
нервной
и
других
тканях
.
Калий
(
К
).
Калий
принадлежит
к
одному
из
наиболее
распространенных
в
земной
коре
элементов
.
Среднее
содержание
в
земной
коре
– 2,14%.
В
почвах
со
-
держание
калия
составляет
1,36
весового
процента
.
Содержание
калия
в
почвах
выше
,
чем
фосфора
и
азота
,
вместе
взятых
.
Калием
богаты
почвы
,
образующиеся
на
кислых
и
осадочных
породах
,
а
также
почвы
засушливых
областей
,
где
калий
аккумулируется
в
солончаках
.
Больше
калия
в
тяжелых
почвах
,
так
как
он
входит
в
состав
минералов
,
образующих
преимущественно
глинистые
частицы
.
В
глини
-
стых
и
суглинистых
почвах
общее
количество
К
2
О
достигает
2-3%,
в
песчаных
,
супесчаных
и
торфяных
почвах
значительно
меньше
.
В
почвах
калий
находится
в
разных
состояниях
:
водорастворимом
,
обменном
и
необменном
,
что
определяет
обеспеченность
им
растений
.
В
почве
калий
находится
в
различных
по
доступности
растениям
соедине
-
ниях
,
которые
можно
разбить
на
пять
групп
:
1.
Калий
,
находящийся
в
алюмосиликатах
(
ортоклазе
(
полевом
шпате
) –
K
2
Al
2
Si
6
O
16
,
мусковите
– H
2
KAl
3
Si
3
O
12
,
биотите
– (H,K)
2
(Mg,Fe)
2
(Al,Fe)
2
(SiO
4
)
3
,
глауконите
– (K
2
O·4R
2
O
3
·10SiO
2
·
n
H
2
O)
и
т
.
д
.).
Отроклаз
занимает
видное
место
в
составе
почвы
,
однако
калий
,
входящий
в
его
состав
,
растениями
не
усваивается
.
В
мусковите
,
биотите
и
нефелине
калий
более
доступен
растениям
.
Вступая
в
реакции
обменного
поглощения
с
солями
почвенного
раствора
,
а
также
с
кислотами
,
выделяемыми
корнями
растений
,
часть
калия
переходит
в
растворимое
состояние
.
2.
Калий
,
адсорбционно
-
связанный
на
поверхности
почвенных
коллоидов
.
Его
содержание
колеблется
от
0,09
до
1,5
мг
-
экв
.,
на
100
г
почвы
.
От
валового
со
-
держания
калия
в
почве
эта
форма
составляет
только
0,8-3%.
Тем
не
менее
об
-
менный
калий
играет
важную
роль
в
питании
растений
.
Это
обусловлено
сравни
-
тельно
легким
переходом
некоторой
части
адсорбированного
почвенными
кол
-
лоидами
калия
в
раствор
при
обмене
на
другие
катионы
.
Из
раствора
К
поглоща
-
ется
деятельной
поверхностью
корневых
волосков
в
обмен
на
Н
.
Однако
растения
не
могут
усваивать
весь
запас
обменного
калия
.
3.
Водорастворимый
калий
.
Составляет
1/5 – 1/10
количества
обменного
калия
.
Появление
водорастворимого
калия
в
почве
является
следствием
ряда
про
-
цессов
: 1)
гидролиза
калийных
минералов
; 2)
разрушение
минералов
корневыми
выделениями
растений
; 3)
действие
на
эти
минералы
азотной
кислоты
и
других
кислых
продуктов
жизнедеятельности
организмов
; 4)
вытеснение
обменного
ка
-
лия
солями
,
попадающими
в
почву
с
удобрениями
и
продуктами
корневых
выде
-
лений
растений
.
4.
Калий
,
входящий
в
состав
плазмы
микроорганизмов
.
Этот
калий
стано
-
вится
доступным
для
растений
только
после
отмирания
микроорганизмов
.
Общее
содержание
калия
в
отдельных
фракциях
почв
возрастает
с
увеличением
дисперс
-
ности
частиц
.
Наиболее
досупным
является
калий
илистой
фракции
,
в
которой
он
содержится
преимущественно
в
обменном
состоянии
.
5.
Калий
,
закрепленный
в
необменном
состоянии
.
Это
явление
называется
фиксацией
,
когда
в
почве
,
наряду
с
постоянным
переходом
калия
из
труднорас
-
творимой
в
водорастворимую
и
обменную
формы
,
происходит
его
закрепление
в
необменном
состоянии
.
Тонкодисперсные
фракции
почв
,
обладающие
большей
поглотительной
способностью
,
сильнее
закрепляют
калий
.
Из
наиболее
распро
-
страненных
в
почве
групп
глинистых
минералов
,
монтмориллонитовая
и
гидро
-
слюдная
группы
заметно
фиксируют
калий
,
так
как
им
свойственна
внутрикри
-
сталлическая
адсорбция
катионов
,
а
каолинитовая
не
обладает
подобным
свойст
-
вом
.
На
закрепление
калия
в
необменной
форме
оказывает
влияние
реакция
поч
-
вы
и
содержание
в
нем
органического
вещества
.
Перегнойные
органические
со
-
единения
и
подщелачивание
почвы
увеличивает
переход
калия
в
необменную
форму
,
разрушение
гумуса
и
искусственное
подкисление
почвы
до
рН
4,5-5,5
снижает
закрепление
почвой
калия
.
Количество
закрепляемого
калия
неодинаково
для
различных
почв
:
черно
-
земы
обладают
большей
способностью
к
необменному
поглощению
калия
,
чем
дерново
-
подзолистые
почвы
.
Между
обменным
и
необменным
калием
в
почве
существует
некоторое
рав
-
новесие
,
которое
устанавливается
очень
медленно
.
Растения
поглощают
элемента
больше
,
чем
убывает
содержание
в
почве
обменного
калия
.
Пополнение
запасов
обменного
калия
,
смещаемого
под
влиянием
растений
,
объясняется
постоянным
восстановлением
равновесия
между
обеими
формами
калия
в
почве
.
Корни
расте
-
ний
выделяют
ионы
водорода
,
которые
вытесняют
другие
катионы
(
и
среди
них
калий
)
из
минералов
почвы
.
Растения
усваиваю
и
некоторое
количество
необмен
-
ного
калия
,
и
происходит
его
постепенный
переход
в
почве
из
необменного
со
-
стояния
в
обменное
.
Такой
переход
возможен
благодаря
ряду
процессов
: 1)
при
обработке
почвы
по
мере
дробления
кристаллов
глинистых
минералов
,
в
резуль
-
тате
чего
высвобождаются
ионы
калия
,
занимавшие
места
во
внутренних
плоско
-
стях
кристаллических
решеток
; 2)
в
процессе
химического
выветривания
минера
-
лов
группы
слюды
,
которые
при
переходе
их
в
минералы
группы
монтмориллони
-
та
высвобождают
калий
.
Силикатные
бактерии
также
несколько
улучшают
режим
калия
в
почве
,
разрушая
алюмосиликаты
.
По
абсолютному
содержанию
в
почве
кальций
и
магний
входят
во
вторую
группу
элементов
,
содержание
которых
изменяется
в
почве
от
десятых
долей
до
нескольких
процентов
.
Обычно
их
содержания
достаточно
для
удовлетворения
потребностей
растений
,
и
эти
элементы
,
особенно
кальций
,
не
считаются
удобри
-
тельными
.
Среднее
содержание
кальция
в
литосфере
– 3,6 %,
магния
– 2,1 %,
од
-
нако
в
дерново
-
подзолистых
почвах
их
содержание
в
3–9
и
2–7
раз
меньше
.
Эти
элементы
входят
в
состав
очень
большого
количества
горных
пород
.
Большая
их
часть
находится
в
виде
труднорастворимых
соединений
,
но
при
почвообразова
-
тельных
процессах
они
переходят
в
более
растворимые
формы
,
которые
могут
быть
потреблены
растениями
в
процессе
роста
.
Кальций
и
магний
обычно
встречаются
в
почве
и
растениях
в
виде
двухва
-
лентного
катиона
.
Наиболее
доступными
для
растений
являются
обменно
-
поглощенные
почвенными
коллоидами
ионы
этих
элементов
.
Так
,
на
дерново
-
подзолистой
суглинистой
почве
содержание
обменного
кальция
в
пахотном
слое
составляло
800–1000
мг
/
кг
почвы
,
или
20–30 %
от
валового
(0,53 %
от
веса
поч
-
вы
),
магния
– 150–300
мг
/
кг
почвы
,
или
5–10 %
от
валового
(0,48 %),
на
дерново
-
подзолистой
связносупесчаной
почве
:
кальция
– 500–900
мг
/
кг
почвы
,
или
20–30
%
от
валового
(0,32 %),
магния
– 100–300
мг
/
кг
почвы
,
или
6–16 %
от
валового
(0,30 %).
При
окультуривании
дерново
-
подзолистых
почв
доля
подвижных
форм
Са
и
М
g
от
валовых
обычно
растет
.
Оптимальное
соотношение
подвижных
магния
и
кальция
– 0,4–0,8,
поэтому
систематическое
внесение
извести
только
в
форме
Са
-
СО
3
может
нанести
и
вред
.
Возможен
и
относительный
избыток
обменного
маг
-
ния
.
По
различным
данным
вредный
порог
–
более
40 %
обменного
магния
или
водорода
от
ЕКО
,
либо
когда
количество
обменного
магния
сравнивается
с
коли
-
чеством
кальция
.
Недостаток
магния
обычно
бывает
при
эквивалентном
соотно
-
шении
Са
/
М
g
менее
6.
Обменный
кальций
находится
в
равновесии
с
кальцием
,
находящимся
в
поч
-
венном
растворе
,
хотя
последнего
обычно
бывает
в
20-100
раз
меньше
.
Обычно
в
некислых
почвах
кальций
занимает
75–85 %
общей
емкости
катионного
обмена
,