Аморфные вещества минеральной части почвы представлены гидроксидами кремния Si02 • яН20, алюминия А1203 • яН20 и железа Fe203 • яН20, которые в коллоидной фракции в зависимости от реакции среды могут вести себя как кислоты или основания, обусловливая обменную поглотительную способность катионов и анионов. В изоэлектрических точках гидроксиды кремния, железа и алюминия выпадают в аморфные осадки, которые по мере старения кристаллизуются, образуя новые минералы:
Si02 яН20 —>SiC>2 яН20_> Si02 Si02 (аморфный) Опал Халцедон Кварц
Ре20з «Н20-^Ре20з Н20—> Fe203 —> Fe203 mH20 (аморфный) Гётит Гематит Гидрогётит
кристаллический
Чем больше окристализованность соединений кремния, железа и алюминия, тем меньше их растворимость.
В почве содержатся и непосредственные источники питания растений — минеральные соли: карбонаты, сульфаты, нитраты, хлориды, фосфаты кальция, магния, калия, натрия, железа, алюминия, марганца. Все нитраты и хлориды, а также фосфаты, сульфаты и углекислые соли калия и натрия хорошо растворимы в воде, но их в почвах (за исключением засоленных) мало. Малорастворимые соли (карбонаты кальция, магния и сульфат кальция) встречаются в некоторых почвах в составе твердой фазы в значительных количествах, а нерастворимые в воде фосфаты кальция, магния, железа и алюминия — во всех почвах.
В связи с различным минералогическим составом гранулометрические фракции почв значительно различаются по содержанию питательных элементов (табл. 33).
| 33. Примерный химический состав гранулометрических фракций почв | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Фракция, мм | Содержание, % | ||||||
| Si | AI | Fe | Са | Mg | К | Р | |
| 1,0-0,2 | 43,4 | 0,8 | 0,8 | 0,3 | 0,3 | 0,7 | 0,02 |
| 0,2-0,04 | 43,8 | 1,1 | 0,8 | 0,4 | 0,1 | 1,2 | 0,04 |
| 0,04-0,01 | 41,6 | 2,7 | 1,0 | 0,6 | 0,2 | 1,9 | 0,09 |
| 0,01-0,002 | 34,6 | 7,0 | 3,6 | 1,1 | 0,2 | 3,5 | 0,04 |
| < 0,002 | 24,8 | 11,6 | 9,2 | 1,1 | 0,6 | 4,1 | 0,18 |
С увеличением дисперсности снижается только содержание кремния и возрастает содержание всех других элементов, в том числе азота, который в составе гумуса также сосредоточен в наиболее дисперсной фракции. Следовательно, коллоидная и илистая фракции почв — основной источник питательных элементов для растений и одновременно наиболее активная часть почвы в формировании емкости катионо-анионного и молекулярного обмена, структурообразовании и буферности ее при взаимодействии с растениями, биотой, удобрениями и мелиорантами.
3.1.2. ОРГАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ
Органическая часть почвы — это комплекс разнообразных органических соединений, разделенных на две группы: 1) собственно гумус, устойчивые к разложению консервативные вещества — свободные и связанные фульвокислоты, гуминовые кислоты и гумин, и 2) негумифицированные, лабильные органические вещества (ЛОВ) — неразложившиеся остатки растений, животных (насекомых, червей и др.), микроорганизмов и промежуточные продукты их разложения (клетчатка, крахмал, белки, пептиды, органические и аминокислоты, жиры, смолы, альдегиды, поли-уроновые кислоты, полифенолы, дубильные вещества, лигнин, хитин и др.).
Гумусовые вещества (гумус). Составляют 80—90 % общего содержания органического вещества почв. С их содержанием, составом и свойствами связаны температурно-воздушный режим, водно-физические свойства, поглотительная способность, буфер-ность почв, общие и подвижные запасы питательных элементов почв и вносимых удобрений, а также превращения и передвижения всех элементов. Подвижные питательные элементы гумуса непосредственно участвуют в питании растений в меньшей степени, чем ЛОВ, так как разлагаются очень медленно, но создают для этого процесса очень благоприятную среду.
Гумус подразделяют на три группы веществ: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.
Гуминовые кислоты. Содержат 52—58 % углерода, 34— 39 кислорода, 3,3—4,8 водорода и 3,6—4,1 % азота; каждая молекула их имеет 4 карбоксильные (СООН), 3—6 фенольных (ОН), первичные и вторичные спиртовые (ОН), а также метоксильные (ОСН3) и карбонильные (СО) группы. Наличие многих функциональных групп обусловливает активное участие гуминовых кислот в процессах обменного поглощения ионов и образование соединений с солями, аморфными веществами и минералами.
Фульвокислоты. Содержат меньше углерода и азота, но больше кислорода, чем гуминовые кислоты, имеют более простое строение, но такие же функциональные группы и, следовательно, могут взаимодействовать с такими же соединениями, а также с железом, алюминием и гуминовыми кислотами. Фульвокислоты более подвижны, азотистые соединения их молекул легче подвергаются гидролизу, чем гуминовых кислот.
