Фосфора в различных почвах нашей страны неодинаково



Скачать 179.68 Kb.
страница1/3
Дата15.10.2020
Размер179.68 Kb.
Название файлаПушкин СВ.docx
  1   2   3

Содержание фосфора в различных почвах нашей страны неодинаково. В северных и центральных районах Нечерноземной зоны преобладают кислые дерново-подзолистые почвы с низким содержанием органического вещества и необходимых для растений питательных веществ. Основными сельскохозяйственными культурами этой зоны являются озимая пшеница, озимая рожь, яровые зерновые, лен-долгунец, картофель, кормовые корнеплоды, однолетние и многолетние травы. Урожайность возделываемых на этих почвах культур зависит в основном от применения удобрений, в том числе фосфорных. От общей прибавки урожая, получаемой в этой зоне от применения удобрений, на долю азота приходится 40—50%, фосфора — 30—35 и калия —20—25%.

В лесостепной зоне преобладают серые лесные почвы и оподзо- ленные черноземы. Эти почвы плодороднее дерново-подзолистых, однако без удобрений они не могут обеспечивать элементами питания получение удовлетворительных урожаев, и прежде всего при возделывании сахарной и кормовой свеклы, озимой пшеницы, многолетних трав, овощных и других культур. На этих почвах прибавка урожая от фосфорных удобрений сопоставима с прибавкой урожая от внесения азота.

Южную часть лесостепной и большую часть степной зоны занимают черноземы — самые плодородные почвы не только в нашей стране, но и во всем мире. Они пригодны для возделывания зерновых, зернобобовых, технических культур, многолетних трав и др. Ведущими культурами этой зоны являются озимая и яровая пшеница, кукуруза (на зерно и зеленую массу), сахарная свекла, подсолнечник, многолетние травы. Лимитирующими факторами получения высоких урожаев на этих почвах являются вода, фосфор и азот, значительно реже — калий.

Каштановые почвы довольно богаты элементами питания, однако постоянный дефицит влаги лимитирует эффективность применения удобрений без орошения.

Чем выше содержание фосфора в почвах, тем они плодороднее. Известно, что почвы, богатые органическими веществами, также содержат много фосфора. Таким образом, уровень обеспеченности почв фосфором является одним из важнейших показателей их плодородия, признаком их культурного состояния.

Фосфор в почвах представлен исключительно производными ор- тофосфорной кислоты (Н3Р04), в которой центральный атом фосфора окружен четырьмя связанными с ним атомами кислорода, а вследствие гибридизации 3s2 и Зр3 орбиталей электронов фосфатионы имеет форму тетраэдров, что позволяет им встраиваться в кристаллические решетки силикатов.

Почвенные фосфаты можно разделить на органические и минеральные лишь условно, так как значительная их часть входит в состав комплексных органо-минеральных соединений. В неорганических фосфатах от одного до трех ионов водорода фосфорной кислоты замещены катионами металлов. Дигидроортофосфаты — однозаме- щенные соли фосфорной кислоты (Ме+Н2Р04, Ме2+2Р04)2, Ме*НР04, и Ме^РОД хорошо растворимы, гидроортофосфаты — двухзамещенные соли поливалентных металлов (Ме2+НР04) слаборастворимы, а трехзамещенные соли двух- и трехвалентных металлов (Ме32+(Р04)2, Ме3+Р04) нерастворимы. Растворимость фосфатов в пределах одной группы элементов снижается с увеличением их атомной массы (например, Mg > Са > Sr > Ва). В органических соединениях один ион кислорода фосфорной кислоты обычно задействован в эфирной связи, а оставшиеся два иона водорода гидроксидных групп могут быть замещены катионами.

С повышением содержания в почвах гумуса увеличивается и содержание в них органического фосфора, поэтому в хорошо гумусированных почвах его доля значительно выше, равным образом как и в пахотном горизонте по сравнению с подпахотным. В черноземах доля фосфора, входящего в органические соединения почв, составляет 60—70%, в серых лесных почвах — 30—50 и дерново-подзолистых почвах — 20—30% от общего содержания фосфора в почвах.

Содержание неорганических фосфатов в почвах обусловлено в значительной мере их минералогическим составом и климатическими условиями, оказывающими непосредственное влияние на трансформацию фосфора, химические, физико-химические, биологические свойства почвы, интенсивность и направленность внутри- почвенных процессов.

Неорганические фосфаты в почвах представлены большим количеством слабо- и нерастворимых кристаллических и аморфных соединений поливалентных металлов. В настоящее время идентифицировано более 200 минеральных соединений фосфора, содержащихся в почвах главным образом в виде соединений ортофосфорной кислоты с ионами Са, Mg, Fe, Al, Mn, Ti.

Среди первичных фосфорсодержащих минералов в природе наиболее распространены апатиты: фторапатит Ca10(PO4)6F2, хлорапатит Са10(РО4)6С12, гидроксилапатит Са10(РО4)6(ОН)2, карбонатапатит Са10(РО4)6СО3 и их изоморфные смеси. На их долю приходится около 90—95% фосфора горных пород и 20—40% фосфора почвы. В горных породах апатит представлен довольно хорошо различаемыми крупными кристаллами, в почвах же он встречается обычно в виде мелких кристаллов (размером с песчинку) и пыли. Наиболее устойчивой формой апатитов является фторапатит, поэтому он обычно преобладает в почвах, а его содержание в некоторых почвах может достигать 40—50% от суммарного количества фосфорсодержащих минералов.

Выветривание приводит к постепенному разрушению апатита и образованию вторичных фосфатов. В процессе химического выветривания апатитов в почве образуется более 120 вторичных фосфорсодержащих минералов. В кислых почвах среди вторичных фосфатов преобладают фосфаты алюминия и железа — варисцит А1Р04 • 2Н20, стренгит FeP04 • 2Н20, баррандит А1, FeP04 • 2Н20, аморфные фосфаты железа FeP04 и алюминия А1Р04, аугелит А12(0Н)3(Р04), вавел- лит А13(Р04)2(0Н)3 • 5Н20, метавоксит Fe2+, А12(0Н)(Р04)2 • 8Н20, гетерозит (Fe, Мп)Р04 и седерит Fe4(P04)3(OH)2 • 12Н20; в карбонатных почвах — брушит СаНР04 • 2Н20, берцелиит CaMg(P04)F, кран- даллит СаА13Н(Р04)2(0Н)6, миллисит (Са, К, Na) А13(ОН, 0)4(Р04)2х х 2Н20, октакальцийфосфат Са4Н(Р04)3, тетракальцийфосфат Са4Р209 и др.; в низинных торфяниках и болотистых местах довольно часто локально встречается вивианит Fe3(P04)2 • 8Н20. Значительно реже в природе встречается фосфорсодержащие минералы: триплит (Mn, Fe, Mg, Ca)2[PO4](F,0H), фронделит MnFe4[P04](0H)5, трифи- лит Li(Fe,Mn)P04, файрфильдит Ca2(Mn,Fe)[P04]2 • 2Н20.

Вторичные фосфаты, исходя из условий их образования, не могут быть крупнокристаллическими. Они содержатся в основном в пред- коллоидной фракции почвы с размером частиц 1—5 мкм. Идентифицировать фосфорсодержащие минералы довольно трудно из-за гетерогенности их кристаллизации.

Содержащиеся в почве многочисленные минеральные фосфаты имеют различную устойчивость и находятся в постоянном динамическом равновесии между собой. В зависимости от условий они постоянно трансформируются из одной формы в другую с образованием различных метастабильных форм. Этот процесс обычно идет в направлении понижения растворимости фосфатов — образования термодинамически устойчивых, нерастворимых в данных условиях соединений. В кислых дерново-подзолистых почвах и красноземах наиболее устойчивыми формами фосфора являются варисцит, стренгит, аугелит, метавоксит; в нейтральных — гидроксил- и фторапатит, крандаллит; в карбонатах — гидроксилапатит, карбонатапатит и октакальцийфосфат.

При взаимодействии фосфора удобрений с почвой образуется широкий спектр минеральных и органических фосфатов, характерных для данного типа почвы и ее состояния. Большое влияние на фракционный состав минеральных фосфатов оказывает гранулометрический состав почвы. На легких почвах преобладают, как правило, фосфаты алюминия, на тяжелых — фосфаты железа.

При внесении в почву гранулированных фосфорсодержащих удобрений в ней довольно длительное время сохраняются локальные очаги повышенной концентрации фосфат-ионов. Вследствие ограниченной диффузии поливалентных катионов в эти зоны в них значительно замедляются процессы образования характерных для данной почвы нерастворимых фосфатов. В результате ограничения в почве процессов иммобилизации фосфора гранулированных удобрений значительно повышается его доступность растениям.

Исследования показали, что концентрация растворимого фосфора в очагах размещения гранул фосфорных удобрений в сотни раз выше, нежели за их пределами, а свежеосажденные в них фосфаты обладают сравнительно высокой растворимостью. При этом чем выше доза и меньше перемешивание вносимых фосфорных удобрений с почвой, тем продолжительнее сохраняется в почве фосфор в подвижной, легкодоступной растениям форме.

Наиболее интенсивно превращение фосфора удобрений в соответствующие фосфаты почвы протекает в первые часы после их внесения, а затем скорость трансформации фосфора постепенно снижается.

Состав вновь образованных после внесения удобрений фосфатов при одних и тех же почвенных условиях в значительной мере зависит от уровня содержания фосфора в почве и ее предшествующей удоб- ренности фосфором.

Большое теоретическое и практическое значение представляет выявление роли (долевого участия) различных фракций минеральных и органических фосфорсодержащих соединений почвы в питании растений. В методическом аспекте установление долевого участия отдельных фракций и соединений фосфора в питании растений является довольно сложной и трудной задачей, поэтому исследования по этому вопросу малочисленны. Однако имеющиеся данные позволяют сделать следующее заключение: на дерново-подзолистых почвах наибольшее значение в фосфорном питании и формировании урожаев сельскохозяйственных культур имело содержание рыхлосвязанных фосфатов алюминия и кальция. При систематическом внесении фосфора с минеральными удобрениями в почве главным образом увеличивалось содержание минеральных фосфатов, а при внесении органических удобрений — органофосфатов.

По данным С.Н. Адрианова (2004), в неудобренной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве среди минеральных фосфатов преобладали железофосфаты (Fe-P), в сумме всех фракций их доля составляла более 50%, фосфаты алюминия (А1-Р) — 28, фосфаты кальция (Са-Р) — 21 и рыхлосвязанные — фосфаты <1%.

Систематическое применение фосфорных удобрений значительно повышает общее содержание минеральных фосфатов в почве и заметно изменяет их фракционный состав. При этом растворимый фосфор удобрений со временем переходит преимущественно во фракцию алюмо- и железофосфатов, вследствие чего их доля в фосфатном фонде увеличивается.

Образование фосфатов алюминия и железа в почве при внесении фосфорных удобрений обусловливается реакцией среды. Известно, что гидроксид алюминия переходит в ионную форму при pH < 5, а гидроксид железа — при pH < 3,5.

При внесении в почву суперфоса, простого или двойного суперфосфата в очагах их размещения происходит локальное повышение кислотности из-за присутствия в них свободной ортофосфорной3Р04) кислоты. В кислой и слабокислой среде А1(ОН)3 переходит в растворимую, ионную форму (А1(ОН)3 + Н+ —> А1+(ОН)2 + Н20) и проявляет значительно большую активность по отношению к фосфат-ионам, чем Fe(OH)3, вследствие чего скорость осаждения алюмофосфатов значительно выше, нежели фосфатов железа.





Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©coolnew.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Лабораторная работа
Методические указания
Общая характеристика
Рабочая программа
Теоретические аспекты
Методические рекомендации
Пояснительная записка
Практическая работа
Дипломная работа
Федеральное государственное
История развития
Общие сведения
Учебное пособие
Основная часть
Физическая культура
Теоретическая часть
Направление подготовки
государственное бюджетное
Самостоятельная работа
История возникновения
Практическое задание
Методическая разработка
Краткая характеристика
Выпускная квалификационная
квалификационная работа
бюджетное учреждение
Название дисциплины
государственное образовательное
Гражданское право
Российская академия
Общие положения
образовательное бюджетное
Уголовное право
образовательная организация
история возникновения
Общая часть
теоретические основы
Понятие сущность
Современное состояние
прохождении учебной
Фамилия студента
Правовое регулирование
Техническое задание
Методическое пособие
Финансовое право
Финансовое планирование
Физические основы
Технология производства