Ґрунтознавство

Фосфор. Входить до складу багатьох органічних сполук, без яких не можлива життєдіяльність організмів. Поглинаючись у великих кількостях рослинами, фосфор акумулюється у верхніх горизонтах ґрунту. Валовий вміст його в чорноземах складає 0, 35% і більше. У ґрунтах фосфор міститься в органічних і мінеральних сполуках. Органічні сполуки представлені нуклеїновими кислотами, нуклеопротеїдами, фосфатидами, сахарофосфатами і ін., мінеральні – солями кальцію, магнію, заліза й алюмінію ортофосфорної кислоти. Фосфор у ґрунті входить до складу апатиту, фосфориту, вівіаніту, а також перебуває в поглиненому стані у вигляді фосфат-аніона. Апатит зустрічається в багатьох магматичних породах і складає 95% сполук фосфору в земній корі. У мінеральних сполуках ґрунтів фосфор представлений здебільшого малорухомими формами. Розчинність фосфатів кальцію, магнію, алюмінію і заліза тим вища, чим менша їх основність. У кислих ґрунтах фосфор здебільшого знаходиться у вигляді фосфатів заліза й алюмінію або зв'язаний із полутораокисами у вигляді адсорбційних сполук, здатних до часткового обміну їх фосфат – іонів. Серед фосфатів заліза й алюмінію в ґрунті найчастіше представлені варісцит AlРO4 • 2H2O і стренгіт FePO4 • 2H2O. Зазнаючи вивітрювання, вони поступово трансформуються в більш основні і найбільш стійкі форми, наприклад аугеліт Al3 (OH) 3PO4; вавеліт Al3 (OH) 3 (PO4) 2 • 5H2O. У слабокислих, нейтральних і слаболужних ґрунтах переважають фосфати кальцію. Фосфати є основним джерелом фосфору для рослин. Фосфор органічних сполук засвоюється після їх мінералізації. Найбільш сприятлива реакція середовища для засвоєння рослинами фосфат-іонів слабокисла (pH 6 – 6, 5).

Сірка. Входить до білкових речовин, ефірних олій. Потреба рослин у ній невелика, менша, ніж у фосфорі. Біологічна акумуляція сірки у верхніх шарах ґрунту залежить від умови ґрунтоутворення, валовий вміст SO3 у верхніх шарах ґрунтів коливається в широких межах – від 0, 01 до 2% і більше. Сірка перебуває в ґрунті у вигляді сульфатів, сульфідів і в складі органічних сполук. При розкладанні органічної речовини, при окислюванні сульфатів утворюються сульфати. Сульфати калію, натрію, магнію й ін. добре розчинні у воді, слабко поглинаються у формі SO42- – і можуть накопичуватися в них тільки в умовах вологого клімату. Звичайно в ґрунтах міститься достатня кількість сульфатів для задоволення потреб рослин у сірці.

Калій. Здійснює важливі фізіологічні функції в організмах. Споживається рослинами у великих кількостях. Валовий вміст калію (К2О) у ґрунтах відносно високий. У ґрунтах важкого механічного складу він складає 2% і більше, значно менше калію в легких ґрунтах. Основна частина калію в ґрунті входить до складу кристалічних ґраток первинних і вторинних мінералів у малодоступній для рослин формі. Деякі з цих мінералів, такі як біотит і мусковіт, віддають калій досить легко і можуть служити джерелом мобілізації доступного калію. Калій міститься в ґрунті також у поглиненому стані (обмінний і необмінний) і у формі простих солей. У цій формі він легкодоступний для рослин, але частина його незначна. Основним джерелом калію для рослин є обмінний калій. Його доступність тим більша, чим вища насиченість ним ґрунтів. Необмінний (фіксований) калій важкодоступний. Між обмінним і необмінним калієм у ґрунті існує певна рівновага. При споживанні обмінного калію його запаси поповнюються за рахунок необмінного.

Кальцій і магній. Необхідні елементи живлення рослин. Їм належить важлива фізіологічна роль. Магній входить до складу хлорофілу. Кальцій має велике значення в створенні сприятливих для рослин фізичних, фізико – хімічних і біологічних властивостей ґрунту. У ґрунті кальцій і магній знаходяться в кристалічних ґратках мінералів, в обміннопоглиненому стані й у формі простих солей (хлоридів, нітратів, карбонатів, сульфатів, фосфатів). Кальцій серед поглинених катіонів займає в більшості ґрунтів перше місце, магній – друге. Іон кальцію і магнію переважають у ґрунтовому розчині. CaCO3, MgCO3, як малорозчинні сполуки, широко поширені в ґрунтах і служать найважливішим джерелом кальцію і магнію. При взаємодії з вуглекислим газом, розчиненим у воді, карбонати переходять у більш розчинні бікарбонати:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca (HCO3) 2

MgCO3 + CO2 + H2O → Mg (HCO3) 2

Рослини звичайно не відчувають нестачі кальцію і магнію.

Багато елементів у ґрунтах містяться в мікрокількостях (<n. 10%). Вони складають особливу групу мікроелементів. До них відносяться бор (В), марганець (Mn), молібден (Мо), мідь (Си), цинк (Zn), кобальт (Со), йод (J), фтор (F) і ін.

Мікроелементи грають важливу фізіологічну і біохімічну роль у житті організмів. Вони входять до складу ферментів, гормонів, вітамінів. Недостатній або надлишковий вміст мікроелементів призводить до порушення нормальної життєдіяльності організмів і розвитку різноманітних захворювань. Так, надлишок молібдену сприяє розвитку подагри, нестача йоду – ендемії зобу.

Нестача мікроелементів (B, Mn, Zn, Cu, Co і ін.) у грунтах призводить до зниження врожайності рослин, їхньої якості.

У зв'язку з особливостями складу порід, що утворюють ґрунт, наявності різноманітних рудних родовищ, розвитку елювіальних і акумулятивних процесів виділяють території з недостатнім або надлишковим вмістом тих або інших мікроелементів. Такі райони називають біохімічним провінціями. На території