ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.09.2020
Просмотров: 8810
Скачиваний: 18
что
определяется
предпочтительной
адсорбцией
иона
кальция
по
сравнению
с
другими
ионами
благодаря
сравнительному
малому
его
гидратированному
радиу
-
су
относительно
к
его
двойному
положительному
заряду
.
Обменный
кальций
удерживается
почвой
сильнее
,
чем
магний
(
в
2–4
раз
)
или
калий
(
в
4–6
раз
),
и
в
силу
незначительной
потребности
растений
в
кальции
его
можно
считать
микро
-
элементом
.
Часто
считают
,
что
нет
необходимости
контролировать
содержание
кальция
,
его
достаточно
в
почве
.
Магний
в
химическом
отношении
сходен
с
кальций
-
ионом
,
но
поведение
его
существенно
отличается
.
В
негидратированном
виде
ион
магния
достаточно
мал
,
чтобы
входить
в
кристаллическую
решетку
ряда
минералов
,
тогда
как
для
кальция
нужны
большие
пространства
.
Магнийсодержащие
минералы
сильно
выветрива
-
ются
,
что
ведет
к
истощению
их
запасов
в
почвах
.
Магний
доступен
растениям
не
только
из
глинистых
фракций
,
но
и
из
пылеватых
,
даже
межслоевой
магний
мо
-
жет
использоваться
растениями
.
Обычно
12–18 %
обменных
позиций
в
почве
за
-
нято
магнием
,
и
его
достаточно
для
нормального
питания
растений
,
но
для
дерно
-
во
-
подзолистых
почв
часто
отмечается
возможность
его
недостатка
.
Избыток
магния
наблюдается
,
когда
им
занято
40 %
и
более
.
В
дерново
-
подзолистых
поч
-
вах
критическое
содержание
обменного
(
в
КС
1)
магния
оценивается
в
70–80
мг
/
кг
почвы
.
В
дерново
-
подзолистых
почвах
Беларуси
валовое
содержание
кальция
в
па
-
хотном
слое
составляет
0,4–1,0 %,
магния
– 0,3–0,8 %,
что
существенно
меньше
их
кларков
.
Как
никакие
другие
катионы
в
условиях
гумидного
климата
,
ионы
этих
элементов
вымываются
и
уносятся
через
гидрографическую
сеть
.
В
естест
-
венных
почвах
за
тысячелетия
процесс
обеднения
двухвалентными
катионами
достиг
большого
размаха
,
следствием
чего
является
повышенная
генетическая
ки
-
слотность
почти
всех
почв
Беларуси
.
До
начала
интенсивного
известкования
на
более
чем
90 %
всех
пахотных
почв
республики
недостаток
кальция
и
магния
в
обменной
форме
являлся
фактором
,
существенно
лимитирующим
урожаи
куль
-
турных
растений
.
Обогащение
почв
кальцием
и
магнием
при
известковании
по
-
зволило
на
большинстве
площадей
существенно
поднять
плодородие
земель
,
средневзвешенное
содержание
CaO
и
MgO
достигло
1063
и
184
мг
/
кг
.
Благодаря
известкованию
доломитовой
мукой
за
последние
25
лет
содержание
магния
как
на
пашне
,
так
и
на
улучшенных
кормовых
угодьях
удвоилось
,
что
практически
сняло
проблему
внесения
магнийсодержащих
удобрений
.
Кальций
и
магний
являются
важными
элементами
и
как
составные
части
культурных
растений
.
Поглощение
обменных
оснований
корнями
растений
яв
-
ляется
основным
источником
питания
растений
кальцием
и
магнием
,
а
также
ос
-
новным
источником
подкисления
вследствие
обмена
на
водород
,
выделяемый
корнями
,
поскольку
кальций
и
магний
поглощаются
растениями
почти
исключи
-
тельно
в
обменной
форме
.
Кальций
–
структурный
элемент
клеточных
оболочек
,
и
поэтому
он
жизненно
необходим
для
образования
новых
клеток
.
Этот
элемент
настолько
прочно
связан
со
старыми
клетками
,
что
при
дефиците
не
может
быть
удален
из
них
для
образо
-
вания
новых
клеток
.
Основная
его
роль
–
в
поддержании
в
растениях
баланса
пи
-
тательных
веществ
,
для
целостности
плазмалеммы
,
причем
Са
поглощают
только
молодые
части
растений
,
он
не
реутилизируется
.
Недостаток
кальция
сдерживает
рост
всех
частей
растения
,
что
может
привести
и
к
усилению
недостаточности
других
элементов
из
-
за
слабо
развитой
корневой
системы
.
Таблица
15.
Распределение
почв
сельскохозяйственных
угодий
Беларуси
по
обеспеченности
обменным
кальцием
и
магнием
(8-
й
тур
агрохимических
исследований
1994–1998
гг
.), %
Группы
обеспеченности
СаО
,
мг
/
кг
Области
Обсле
-
довано
,
тыс
.
га
менее
400
400–
800
800–
1200
1200–
1600
1600–
2000
более
2000
Средне
-
взвешенное
содержа
-
ние
,
мг
/
кг
Обменный
кальций
Пашня
3017,2
2,0
26,8
41,0
17,4
5,0
7,8
1063
Сенокосы
и
пастбища
1268,6
1,6
11,0
17,9
13,9
9,9
45,7
1510
Обменный
магний
Пашня
3284,1
2,6
7,0
27,6
52,1
7,0
3,7
184
Сенокосы
и
пастбища
1481,1
3,1
4,5
15,5
46,4
20,0
10,5
216
Растениям
жизненно
необходим
магний
для
образования
хлорофилла
,
где
он
фактически
является
единственным
металлом
и
в
этом
смысле
уникален
.
Много
магния
в
семенах
растений
.
Магний
часто
обгоняет
кальций
по
содержанию
в
растениях
,
он
легко
переносится
из
одной
части
растения
в
другую
,
и
осветление
зеленой
окраски
листьев
,
особенно
нижних
,
может
быть
свидетельством
недос
-
татка
магния
.
Магний
составляет
2,7 %
молекулы
хлорофилла
и
является
носите
-
лем
фосфатов
.
Если
его
вносить
,
то
растения
потребляют
больше
фосфора
.
С
азо
-
том
же
магний
является
антагонистом
,
его
недостаток
обычно
бывает
лишь
на
почвах
с
малым
ППК
.
Обычно
считается
,
что
15–30 %
усвояемого
растениями
магния
идет
на
хлоро
-
филл
.
Магний
увеличивает
синтез
белка
и
содержание
крахмала
в
картофеле
.
Магний
является
антагонистом
и
по
отношению
к
калию
.
Зоотехнически
допус
-
тимым
пределом
отношения
К
/
Са
+Mg
считается
2,2,
а
содержания
магния
– 0,2
%,
поэтому
необходима
осторожность
в
использовании
К
-
удобрений
из
-
за
потен
-
циального
недостатка
магния
.
Магний
активизирует
физиологические
процессы
в
растениях
,
повышает
ус
-
тойчивость
к
засухе
,
увеличивает
содержание
белкового
азота
.
Недостаток
магния
в
первую
очередь
сказывается
на
урожае
семян
и
корней
.
Хорошее
обеспечение
магнием
ускоряет
образование
углеводов
,
усиливает
восстановительные
процессы
–
усиливается
накопление
эфирных
масел
,
жиров
и
других
восстановленных
со
-
единений
.
Количество
кальция
,
используемого
растениями
,
резко
колеблется
в
зависимо
-
сти
от
культуры
и
органа
растений
,
может
составлять
0,02 %
в
зерне
кукурузы
и
1,5 %
в
сене
люцерны
.
Содержание
магния
менее
динамично
,
обычно
0,1–0,4 %.
В
почвах
Беларуси
за
последние
10
лет
с
одного
гектара
с
урожаем
озимой
ржи
вы
-
носилось
в
среднем
9,0
кг
СаО
и
6,9
кг
Mg
О
,
ячменя
– 10,8
и
6,9,
картофеля
– 24,9
и
12,7,
сахарной
свеклы
– 39,4
и
28,2,
сенокосных
трав
– 22,6
и
9,8
кг
соответст
-
венно
.
Железо
(Fe).
Один
из
главных
компонентов
литосферы
,
составляет
около
5%
ее
массы
.
В
земной
коре
входит
в
состав
около
300
минералов
.
Поведение
же
-
леза
в
окружающей
среде
имеет
сложный
характер
и
определяется
его
способно
-
стью
легко
изменять
валентность
в
зависимости
от
физико
-
химических
условий
среды
,
а
также
тесно
связано
с
геохимическими
циклами
кислорода
,
серы
,
угле
-
рода
.
Окисленные
и
щелочные
условия
среды
способствуют
осаждению
железа
,
кислые
и
восстановительные
–
растворению
его
соединений
.
Свободное
железо
фиксируется
в
виде
оксидов
и
гидроксидов
,
замещает
магний
и
алюминий
в
дру
-
гих
минералах
,
образует
комплексы
с
органическими
лигандами
.
Количество
же
-
леза
в
почвах
определяется
составом
материнских
пород
и
характером
почвенных
процессов
.
Содержание
элемента
в
почвах
изменяется
от
0,5
до
5%.
Оксиды
и
гидроксиды
железа
определяют
цвет
многих
почв
.
В
почвах
железо
присутствует
в
виде
оксидов
и
гидроксидов
,
находящихся
в
виде
различных
кристаллических
,
скрытокристаллических
или
аморфных
мине
-
ралов
,
в
хелатной
форме
–
в
почвах
,
богатых
органическим
веществом
.
Преобра
-
зованию
соединений
железа
способствует
органическое
вещество
,
а
также
мик
-
роорганизмы
.
В
растворении
почвенного
железа
участвуют
многие
реакции
,
в
частности
,
гидролиз
и
процессы
комплексообразования
.
Подвижность
железа
в
почвах
во
многом
определяется
растворимостью
аморфных
водных
оксидов
Fe
3+
и
Fe
2+
.
Ко
-
личество
растворимого
железа
составляет
незначительную
часть
его
общего
со
-
держания
в
почве
.
Растворимые
неорганические
формы
включают
: Fe
3+
, Fe(
ОН
)
2
+
,
Fe(
ОН
)
2+
, Fe
2+
, Fe(
ОН
)
3
-
, Fe(
ОН
)
4
2-
.
В
богатых
кислородом
почвах
доля
Fe
2+
в
об
-
щем
количестве
растворимого
неорганического
железа
невелика
.
Исключение
со
-
ставляют
почвы
с
высоким
рН
.
Катионы
Fe
2+
в
кислых
анаэробных
почвах
могут
достигать
токсичных
для
растений
уровней
.
В
нейтральных
и
слабощелочных
почвах
подвижность
железа
резко
падает
.
Поэтому
в
щелочных
хорошо
аэрируе
-
мых
почвах
низкие
концентрации
растворимого
железа
не
могут
удовлетворить
потребности
растений
в
этом
металле
.
В
условиях
заболоченных
почв
происходит
восстановление
железа
Fe
3+
до
Fe
2+
.
Этот
процесс
тесно
связан
с
метаболической
деятельностью
бактерий
и
при
-
водит
к
высокой
концентрации
железа
в
некоторых
затопляемых
почвах
.
При
этом
его
подвижность
увеличивается
.
Соединения
железа
активно
влияют
на
поведение
некоторых
элементов
питания
,
в
том
числе
микроэлементов
.
В
то
же
время
тяжелые
металлы
также
ока
-
зывают
влияние
на
биодоступность
железа
.
Для
почвенного
железа
характерно
сильное
сродство
к
подвижным
орга
-
ническим
комплексам
и
хелатам
,
которые
ответственны
за
миграцию
железа
в
почвенных
горизонтах
и
его
выщелачивание
из
почвенных
профилей
.
Они
также
играют
большую
роль
в
обеспечении
железом
корневых
систем
растений
.
Почвы
с
дефицитом
железа
для
сельскохозяйственных
растений
распро
-
странены
достаточно
широко
(
карбонатные
,
щелочные
,
марганцево
-
железистые
разновидности
почв
).
Однако
даже
на
бедных
железом
почвах
его
абсолютного
дефицита
для
растений
не
отмечается
.
Наблюдается
недостаток
только
легкорас
-
творимых
форм
.
Марганец
(Mn).
Марганец
является
одним
из
наиболее
распространенных
элементов
в
литосфере
.
Он
образует
ряд
минералов
,
в
которых
присутствует
в
ви
-
де
ионов
Mn
2+
, Mn
3+
, Mn
4+
.
Катионы
Mn
2+
способны
замещать
двухвалентные
ка
-
тионы
некоторых
элементов
в
силикатах
и
оксидах
.
Поведение
марганца
в
почвах
достаточно
сложное
и
зависит
от
различных
факторов
,
наибольшее
значение
из
которых
имеют
рН
и
Eh
среды
,
поэтому
наи
-
более
распространенными
являются
реакции
окисления
–
восстановления
и
гид
-
ролиз
.
Сложное
химическое
поведение
элемента
приводит
к
образованию
боль
-
шого
числа
его
оксидов
и
гидроксидов
,
которые
осаждаются
на
почвенных
части
-
цах
,
а
также
конкреций
различного
диаметра
,
которые
способны
концентрировать
железо
и
другие
микроэлементы
почвы
.
В
почвенном
растворе
марганец
образует
ряд
простых
и
комплексных
ио
-
нов
,
а
также
несколько
оксидов
различного
состава
.
Оксиды
Mn
являются
наибо
-
лее
аморфными
соединениями
,
однако
в
некоторых
почвах
идентифицированы
их
кристаллические
разновидности
.
В
кислых
и
нейтральных
почвах
наиболее
вероя
-
тен
литиофорит
(Al, Li)MnO
2
(OH)
2
,
в
щелочах
–
бёрнессит
с
плохо
выраженным
составом
.
Наиболее
устойчивыми
из
выявленных
кристаллических
форм
оксидов
марганца
является
пиролюзит
,
манганит
,
гаусманит
.
Цикл
марганца
в
почвах
состоит
из
трех
стадий
: 1)
восстановление
Mn
2+
ионами
железа
,
хрома
,
серой
и
легкоокисляемым
органическим
веществом
, 2)
ад
-
сорбция
Mn
2+
формами
Mn
О
2
и
Mn
3+
, 3)
окисление
Mn
2+
до
Mn
3+
и
Mn
4+
свобод
-
ными
гидроксильными
радикалами
.
Соединения
марганца
в
почвах
имеют
большое
значение
:
являются
жиз
-
ненной
необходимостью
для
растений
,
контролируют
поведение
ряда
других
пи
-
тательных
микроэлементов
,
влияют
на
равновесие
системы
рН
-Eh.
Соединения
марганца
способны
быстро
окисляться
и
восстанавливаться
при
изменении
условий
почвенной
среды
.
При
этом
окислительные
условия
сни
-
жают
доступность
марганца
для
биоты
,
восстановительные
–
увеличивают
,
ино
-
гда
до
токсичных
значений
.
Восстановление
оксидов
марганца
влияет
на
катион
-
ный
обмен
почв
двояко
:
прекращается
обмен
на
поверхности
оксидов
и
вновь
об
-
разующийся
ион
Mn
2+
вступает
в
конкуренцию
с
другими
катионами
.
Кроме
того
,
возрастает
способность
к
вышелачиванию
Са
, Mg
и
некоторых
других
элементов
.
Большое
влияние
на
процессы
окисления
–
восстановления
соединений
марганца
и
образование
марганцевых
конкреций
оказывает
микробиологическая
активность
почв
.
Распределение
марганца
по
почвенному
профилю
.
Наиболее
высокие
со
-
держания
элемента
отмечаются
для
почв
,
развитых
на
основных
породах
,
а
в
поч
-
венных
горизонтах
,
богатых
железом
и
органическим
веществом
.
Марганец
не
считается
загрязняющим
почву
металлом
.
Однако
при
избы
-
точных
содержаниях
,
превышающих
предельные
концентрации
,
он
становится
за
-
грязнителем
и
может
оказывать
токсичное
действие
на
растения
.
Алюминий
(Al
).
Алюминий
является
одним
из
главных
элементов
земной
коры
.
Его
кларк
в
литосфере
составляет
8,80.
Число
минералов
,
содержащих
алюминий
,
исчисляется
сотнями
.
В
соединениях
с
кислородсодержащими
лиган
-
дами
образует
единственный
устойчивый
и
широко
распространенный
ион
Al
3+
.
При
выветривании
минералов
первичных
пород
образуется
ряд
гидроокис
-
ных
соединений
алюминия
различного
заряда
и
состава
(Al(OH)
2
+
, Al(OH)
6
3-
,),
и
эти
частицы
затем
становятся
структурными
компонентами
глинистых
минера
-
лов
.
Растворимость
гидроксидов
алюминия
низкая
,
особенно
в
интервале
рН
5-8,
при
этом
растворимость
понижается
при
старении
твердых
фаз
.
Свежеосажден
-
ные
гидроксидные
формы
Al
и
коллоидные
частицы
способны
к
адсорбции
анио
-
нов
и
к
флокуляции
отрицательно
заряженных
частиц
.
Поэтому
гидроксиды
алю
-
миния
вносят
важный
вклад
в
разнообразные
свойства
почв
.
Общее
содержание
элемента
в
почвах
унаследовано
от
материнской
поро
-
ды
,
однако
важную
роль
в
плодородии
почв
играет
та
фракция
Al,
которая
обла
-
дает
подвижностью
и
способностью
к
катионному
обмену
.
В
кислых
почвах
с
рН
5,5
и
ниже
подвижность
металла
резко
возрастает
,
и
при
ионном
обмене
он
ак
-
тивно
конкурирует
с
другими
катионами
.
В
нейтральных
почвах
содержание
алюминия
в
растворах
составляет
400
мкг
/
л
,
в
почвенном
растворе
с
рН
4,4
−
5700
мкг
/
л
.
Подвижный
алюминий
в
кислых
почвах
быстро
поглощается
растениями
,
что
может
вызвать
химический
стресс
.
Низкие
уровни
содержания
элемента
в
почвах
могут
оказать
благоприятное
действие
на
рост
растений
,
особенно
у
толе
-
рантных
к
Al
видов
.
15.2.
Микроэлементы
в
почвах
.
В
количественном
отношении
микроэлементы
составляют
ничтожную
долю
в
составе
почвы
,
однако
они
играют
важную
роль
как
микрокомпоненты
для
пи
-
тания
растений
.
В
настоящее
время
только
для
десятков
микроэлементов
извест
-
но
,
что
они
жизненно
важны
для
всех
растений
.
Для
нескольких
доказано
,
что
они
необходимы
небольшому
числу
растений
.
Для
остальных
их
функции
пока
не
ус
-
тановлены
.
Поведение
микроэлементов
в
почве
различно
для
разных
элементов
,
а
также
для
одного
и
того
же
элемента
в
разных
почвах
.
Микроэлементы
наследуются
от
материнских
пород
,
однако
их
распределение
в
почвенных
профилях
и
между
компонентами
почв
отражают
действие
различных
почвообразующих
процессов
и