14. Содержание и формы соединений калия в почве.

Валовое содержание калия в почвах (в среднем 2,14%) почти всегда выше, чем азота и фосфора, вместе взятых, причём с увеличением глинистых частиц в гранулометрическом составе оно может достигать 3,0%. Гораздо меньше калия в супесчаных (до 2,0%), песчаных (до1,5%) и особенно торфяных (менее 1%) почвах, причём в подпахотных слоях дерново-подзолистых и серых лесных почв валовое содержание его выше, чем в пахотных.

Калий почв на 99,9% представлен минеральными соединениями, поэтому обеспеченность этим элементом питания зависит от гранулометрического и минералогического состава почвы. Общий (валовой) калий содержится: в составе кристаллических решёток первичных и вторичных минералов (не менее 91% от общего), в обменно- (0,5 – 2,0%) и необменно-поглощённом (до 9,0%) состояниях, в виде солей (карбонатов, нитратов, хлоридов и др.)почвенного раствора (0,05 – 0,2%) и в составе пожнивно-корневых остатков, микроорганизмов (до 0,05%).

Легче всего растения усваивают водорастворимый калий (почвенного раствора), хорошо – разложившиеся остатки живых организмов и обменно-поглощённый. Все эти формы подвижны, доступны для растений. Ближайшим резервом питания являются необменно-поглощённый (фиксированный) калий, гидрослюды, вермикулиты, вторичные хлориты и малорастворимые соли. Потенциальный резерв – полевые шпаты, слюды, пироксены и первичные хлориты.

Между различными формами калия а почвах существует динамическое равновесие и, если, например, растения смогут потребить водорастворимые формы, количества их пополняются за счёт обменно-поглощённых, уменьшение которых через какое-то время может быть возмещено за счёт необменной, фиксированной формы.

15. Содержание азота в почвах и динамика его соединений.

В пахотном слое разных почв общее (валовое) содержание азота изменяется от 0,02 – 0,05% в дерново-подзолистых почвах до 0,2 – 0,5% в чернозёмах, т.е. даже в пределах одного типа изменяется более чем в 2 раза, а для разных типов – в 10 раз. Так как не менее 95% общего азота содержится в органическом веществе почвы и только 1% в легкоусвояемых для растений минеральных формах (NO₃^- и NH₄⁺), то обеспеченность этим элементом любой почвы определяется содержанием в ней органического вещества (гумуса) и скоростью его минерализации (разложения). Разложение органических азотистых веществ можно представить следующей схемой: гумусовые вещества, белки→аминокислоты, амиды→аммиак→нитриты→нитраты.

Разложение органических веществ почвы до аммиака, называемое аммонификацией, происходит при помощи разных обширных групп аэробных и анаэробных микроорганизмов. Образующийся аммиак, взаимодействуя с другими продуктами минерализации (угольная, муравьиная, уксусная, азотная и др. кислоты), даёт соли, например NH₃+H₂CO₃→NH₄HCO₃, а при диссоциации ион аммония может обменно поглотиться: [ППК]Сa^Ca+2NH₄HCO₃→[ППК]Ca^2NH4+Ca(HCO₃)₂.

В анаэробных условиях процесс разложения на этом останавливается, а в аэробных – соли аммония окисляются до нитратов (нитрификация). Скорость аммонификации зависит от температуры, влажности, реакции и других условий, а в анаэробных условиях в сильнокислых (торфяники) и сильнощелочных (солонцы) почвах это процесс резко замедляется.

Нитрификация осуществляется группой аэробных бактерий, для которых этот процесс является источником энергии. Окисление аммиачного азота происходит через ряд промежуточных продуктов (гидроксиламин, азотистая и азотная кислоты): NH₃→NH₄OH→NH₂OH→HNO→HNO₂→HNO₃.

Образующаяся азотная кислота нейтрализуется растворимыми и (или) обменно-поглощёнными катионами кальция и других оснований: 2HNO₃+Ca(HCO₃)₂=Ca(NO₃)₂+2H₂CO₃; 2HNO₃+[ППК]Сa^Ca= Ca(NO₃)₂+ [ППК]Ca^2H.

Влажность почвы 60-70% капиллярной влагоёмкости, температура 25-32⁰С и рН 6,2 – 8,2 – оптимальные условия для нитрификации, при которых процесс протекает максимально быстро, и при достаточных запасах аммиачных форм почвенного азота за один вегетационный период может образоваться до 300кг/га азота в виде азотной кислоты.

Денитрификация – восстановление нитратного азота до газообразных соединений NO, N₂O и N₂ в аэробных условиях, осуществляется обширной группой бактерий – денитрификаторов. Процесс идёт через ряд промежуточных этапов по следующей схеме: HNO₃→HNO₂→(HNO₂)₂→N₂O→N₂. Продукты биологической денитрификации являются одними из основных газообразных потерь азота почвы. Между денитрификацией и нитрификацией существует тесная связь. Интенсивная нитрификация в аэробных микрозонах вызывает обеднение их кислородом, они становятся анаэробными. Кроме этого даже при хорошей структуре и оптимальной влажности почвы внутри отдельных микроагрегатов могут существовать анаэробные микрозоны, создающие благоприятные условия для денитрификации.

Наряду с биологической денитрификацией в почвах возможно восстановление нитратов в результате химических реакций (хемодинитрификация) между соединениями, образующимися при аммонификации, нитрификации и денитрификации. Например, при взаимодействии азотной кислоты с аминокислотами или с гидроксиламином.

В кислой среде (рН<5) азотистая кислота легко разлагается с образованием газообразного оксида азота.

Наряду с минерализацией органического азота в почвах одновременно происходят и процессы вторичного синтеза – из образовавшихся минеральных форм и внесённых удобрений микроорганизмы строят белки собственных тел. Азот при этом не теряется из почвы, а переходит в недоступные для питания растений формы – иммобилизируется, хотя при отмирании микроорганизмов он вновь минерализуется и может стать доступным растениям. Процессы мобилизации и иммобилизации протекают в почвах одновременно, а интенсивность каждого и соотношение между ними очень динамичны и в значительной степени определяют условия азотного питания растений.

16.роль калия В рас-ях калий находится в ионной форме.Он находится в цитоплазме и вакуолях клеток. Он реутилизируется.калий стимулирует нормальное течение фотосинтеза,усиливает отток углеводов из пластинки листа в другие органы.Усиливает накопление моносахаров,повышает сод.сахарозы в корнеплодах.Стабилизирует структуру хлоропластов и митох.Играет важную роль в синтезе и обновлении белков в растениях.Недостаток вызывает множество нарушений обмена веществ у растений:ослабляется деят-ть ряда ферментов,нарушается углеводный и белковый обмены.продуктивность растений падает,качество продукции снижается.Калийное голодание проявляется в первую очередь на листьях нижнего яруса:они преждевременно желтеют,начиная с краев;края буреют,а затем отмирают,они выглядят как обожженные-краевой ожег.листья вянут и поникают.

Содержание калия в урожае.

Озим.зерн.	Зерно	0.65
	Солома	1.10
Яров.зерн	Зерно	0.67
	Солома	1.30
Кукуруза	Зерно	0.43
	Стебли	1.93
Горох	Зерно	1.46
	Солома	0.60
Сах.свекла	Корнеп	1.00
	Ботва	3.00
картофель	Клубни	2.40
	Ботва	3.70
капуста	Кочаны	4.60
морковь	корнеп	3.20

17. Содержание питательных веществ в разных почвах и их доступность растениям. Агрохимическая характеристика основных типов почв в стране.

Содержание основных элементов питания в почвах и их доступность растениям. Разные типы почв отличаются по содержанию основных элементов питания .

Общий запас азота, фосфора и калия в большинстве почв составляет значительные величины, в десятки и сотни раз превышающие вынос их урожаем одной культуры. Од­нако основная масса питательных веществ находится в почве в виде соединений, недоступных для непосредст­венного питания растений. Валовой запас питательных веществ в почве характеризует лишь ее потенциальноеплодородие. Для оценки эффективного плодородия почвы, действительной способности ее обеспечивать высокую уро­жайность сельскохозяйственных культур важное значение имеет содержание питательных веществ в доступных для растений формах.

Для питания растений доступны только те питательные вещества, которые находятся в почве в форме соединений, растворимых в воде и слабых кислотах, а также в обменно-поглощенном состоянии. Мобилизация питательных ве­ществ, переход труднорастворимых соединений в усвояемую форму постоянно происходят в почве под влиянием биоло­гических, физико-химических и химических процес­сов.

В разных почвах процессы мобилизации протекают с неодинаковой интенсивностью в зависимости от характера соединений, которыми представлены питательные вещества, климатических условий, уровня агротехники и т. д. Обычно эти процессы протекают медленно, и тех количеств доступ­ных для растений форм питательных веществ, которые образуются в почве за вегетационный период, бывает не­достаточно для удовлетворения потребности растений.

Поэтому почти на всех почвах внесение удобрений значи­тельно повышает урожайность с/х культур.

Содержание усвояемых форм питательных веществ за­висит от типа почвы, ее окультуренности и предшествующей удобренности. Оно может быть неодинаковым в разных хозяйствах и на отдельных полях хозяйства. Поэтому для правильного применения удобрений важное значение имеют агрохимические анализы почв для определения подвижных форм азота, фосфора и калия.

По степени обеспеченности почвы подразделяют на шесть классов: очень низкая (I), низкая (II), средняя (III), повышенная (IV), высокая (V) и очень высокая (VI).

Данные о степени обеспеченности почвы подвижными формами питательных веществ позволяют судить о потреб­ности их в удобрениях, а также корректировать рекомен­дуемые нормы удобрений под отдельные культуры.

Дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию, зна­чительную обменную кислотность (1—2 мэкв на 100 г), 80—90% величины которой приходится на обменный Al а также гидролитическую кислотность (3—6 мэкв на 100 г), низкую емкость поглощения (5—15 мэкв) и степень насы­щенности основаниями (30—70%). Большая часть этих почв нуждается в известковании.

Для дерново-подзолистых почв характерно низкое со­держание гумуса, общего азота и фосфора и резкое сни­жение их количества с глубиной профиля. Агрохимические свойства этих почв сильно варьируют в зависимости от механического состава и степени окультуренности.

Серые лесные почвы в зависимости от мощности гуму­сового горизонта, содержания гумуса и выраженности признаков оподзоливания подразделяют на светло-серые, серые и темно-серые, отличающиеся по агрохимическим свойствам мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, сумма обменных оснований и степень насыщен­ности основаниями, уменьшается кислотность. Серые лес­ные почвы обычно имеют невысокое содержание усвоя­емых соединений азота, подвижного фосфора и калия, но оно может сильно колебаться в зависимости от степени окультуренности и предшествующей удобренности почвы.

Черноземы по сравнению с другими почвами характе­ризуются более высоким естественным плодородием, имеют мощный гумусовый горизонт, значительно больше содержат гумуса и общего азота в пахотном горизонте с постепенным снижением их по профилю.

Валовой запас гумуса и азота в слое 0—20 см состав­ляет соответственно 60—220 и 3—15 т на 1 га, а в метровом слое — в 3—4 раза больше. Общее содержание фосфора (Р₂0₅) колеблется от 0,1 до 0,3%. Реакция этих почв близка к нейтральной или слабощелочная (рН 6—8), обменная кислотность, как правило, отсутствует, гидролитическая кислотность колеб­лется от 0 до 4 мэкв на 100 г. Черноземы имеют высокую емкость поглощения и степень насыщенности основаниями. У типичного чернозема наибольшая мощность гумусового горизонта, более высокое содержание гумуса, общего азота, фосфора и валовые их запасы, а также емкость поглощения. Реакция почвы слабокислая у выще­лоченного чернозема и слабощелочная у обыкновенного и южного, у которых также выше степень насыщенности основаниями, и незначительная или вовсе отсутствует гидролитическая кислотность. У выщелоченных чернозе­мов гидролитическая кислотность достигает часто 3—5 мэкв на 100 г. Все подтипы черноземов богаты калием, общее содержание его равно 2,5—3%.

Каштановые почвы делятся на темно-каштановые, каш­тановые и светло-каштановые, которые отличаются по агрохимическим свойствам.

Темно-каштановые почвы — переходные от чернозем­ных к каштановым. Мощность гумусового горизонта до­стигает 45 см с постепенным уменьшением содержания гумуса по профилю. Карбонатный горизонт залегает на глубине 45—50 см. Реакция почвы слабощелочная, легко­растворимых солей мало и залегают они глубже 2—2,5 м.

У каштановых и светло-каштановых почв, которые распространены в более засушливых районах сухих сгог пей, меньше мощность гумусового горизонта, ниже содер­жание гумуса и общего азота; более резкое снижение их с глубиной, карбонатный горизонт залегает выше, реакция слабощелочная и щелоч­ная (рН 7,2—8). Среди светло-каштановых почв много солонцеватых и сильносолонцеватых разностей. Для каш­тановых почв характерна различная степень засоления, но солевой горизонт обычно расположен на глубине 1 м и ниже. Из верхнего горизонта водорастворимые соли вымы­ты, содержание их небольшое. В солевом горизонте из водорастворимых солей преобладают сульфаты и хлориды. Каштановые почвы богаты калием, но имеют низкую обес­печенность подвижными формами азота и фосфора.

Сероземы подразделяются на три подтипа: светлые, ти­пичные (обыкновенные) и темные. Земледелие на этих почвах ведется при орошении (без орошения возможно лишь на темных сероземах).

Сероземы имеют слабощелочную реакцию (рН 7,2—8), относительно низкую емкость поглощения (9—10 мэкв у светлых, 12—15 — у типичных и 18—20 мэкв на 100 г у темных сероземов). Из суммы обменно-поглощенных катионов 80—90% составляет Са²⁺, 10—15% Mg²⁺ и 5— 8% К⁺ и Na⁺. Для орошаемых сероземов характерна высокая биологическая активность и нитрификационная способность, но образующиеся нитраты интенсивно миг­рируют (при поливах) по профилю почвы. Для повышения плодородия этих почв крайне важно систематическое при­менение органических и минеральных удобрений.

18. Виды кислотности почв. Значение её в питании растений и применении удобрений.

Кислотность почвы создается наличием ионов Н⁺ в почвенном растворе и поглощающем комплексе. Различают актуальную и потенциальную кислотность почвы. Актуаль­ная кислотность обусловлена повышенной концентрацией ионов Н⁺ в почвенном растворе. Определяется она в вод­ной вытяжке из почвы и измеряется величиной рН, кото­рая обозначает отрицательный логарифм концентрации ионов Н⁺ в растворе.

При нейтральной реакции концентрация ионов Н⁺ и гидроксила (ОН)" одинакова — Ю^-7 г-ион на 1 л раст­вора, т. е. рН раствора 7. Если рН больше 7 — реакция щелочная, если рН меньше 7 — реакция кислая.

Актуальная кислотность создается при недостатке в почве нейтрализующих веществ за счет диссоциации Н⁺ от угольной, других водорастворимых кислот и гидроли­тически кислых солей. В насыщенных основаниями (Са, Mg и Na) и карбонатных почвах происходит нейтрализа­ция кислот, реакция их раствора нейтральная или щелоч­ная.

Реакция водной вытяжки разных почв колеблется от рН 3—3,5 (в сфагновых торфах) до рН 9—10 (в солонцовых почвах). Щелочную реакцию имеют южные черноземы и каштановые почвы (рН 7,5), сероземы (рН до 8,5) и солонцы (рН до 9 и более). Реакция раствора, близкая к нейтраль­ной (рН 6,5—7), у обыкновенного и мощного черноземов, слабокислая реакция (рН 5,5—-6,5) у выщелоченных чер­ноземов и серых лесных почв, а подзолистые и дерново-подзолистые почвы имеют кислую или сильнокислую реак­цию (рН 4—5 и ниже).

Актуальная кислотность находится в тесной связи с потенциальной (скрытой кислотностью), которая, в свою очередь, подразделяется на обменную и гидролитическую.

Кислотность, обусловленная ионами водорода и алю­миния, находящимися в поглощенном состоянии и способ­ными вытесняться в раствор при действии на почву какой-либо нейтральной соли, называется обменной кислотностью. Определяется она обработкой почвы раствором 1 н. КС1 (солевая вытяжка) и выражается в мэкв на 100 г почвы, или величиной рН. В солевой вытяжке определяются актуальная и обменная кислотность, поэтому рН солевой вытяжки обычно ниже, чем рН водной вытяжки.

Обменная кислотность характерна для дерново-подзо­листых и серых лесных почв, оподзоленных и выщелочен­ных черноземов, а также красноземов.

Результаты определения рН солевой вытяжки служат для характеристики степени кислотности почвы. При рН до 4,5 кислотность сильная, рН 4,6—5 — средняя, рН 5,1—5,5 — слабая, рН 5,6— 6,0 — реакция, близкая к нейтральной, >6,0 — нейт­ральная. По величине рН солевой вытяжки устанавливают степень нуждаемости почв в известкова­нии и ориентировочную норму извести.

При обработке почвы 1 н. КС1 из почвенного поглощаю­щего комплекса переходят не все ионы водорода, часть их более прочно поглощена коллоидами почвы и нейтральными солями не вытесняется. Их можно вытеснить при действии на почву раствором гидролитически щелочной соли, на­пример уксуснокислого натрия — CH₃COONa.

Кислотность почвы, обусловленная менее подвижными ионами водорода, которые вытесняются при обработке почвы гидролитически щелочной солью, называется гид­ролитической кислотностью. Определять ее необходимо для решения ряда практических вопросов применения удобрений — установления норм извести и возможности эффективного применения фосфоритной муки.

При обработке почвы раствором уксуснокислого нат­рия в раствор переходят все содержащиеся в почве ионы водорода (и алюминия), т. е. определяется сумма всех видов кислотности (актуальная/ обменная и гидролитическая). Чтобы определить величину собственно гидролитической кислотности, необходимо из общего показателя вычесть величину обменной кислотности.

19. Ёмкость поглощения и состав поглощенных катионов у разных почв, степень насыщенности основаниями, их значение при применении удобрений.

Разные почвы содержат неодинаковое коли­чество способных к обмену поглощенных катионов. Общее содержание в почве всех обменно-поглощенных катионов называется емкостью поглощения. Она обозначается бук­вой Т и выражается в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы.

Величина емкости поглощения характеризует погло­тительную способность почв. Она зависит от механиче­ского и минералогического состава почвы и содержания в ней органического вещества. Почвы с малым количеством коллоидной фракции (песчаные и супесчаные) имеют не­высокую емкость поглощения. Чем больше в почве мине­ральных и органических коллоидных частиц, тем выше ее поглотительная способность. У глинистых и суглинистых почв емкость поглощения больше, чем у песчаных и супес­чаных. Более богатые органическим веществом чернозем­ные почвы отличаются значительно более высокой ем­костью поглощения, чем подзолистые почвы и сероземы.

Поглотительная способность почвы оказывает большое влияние на превращение в ней минеральных удобрений, определяет степень подвижности их в почве. На почвах с малой поглотительной способностью (песчаных и супес­чаных) при внесении легкорастворимых удобрений воз­можно вымывание питательных веществ и излишнее повы­шение концентрации раствора, поэтому азотные и калийные удобрения на таких почвах лучше вносить небольшими до­зами и незадолго до посева

Разные почвы отличаются не только по общей емкости поглощения, но и по составу поглощенных катионов.

В большинстве почв в составе поглощенных катионов преобладает Са²⁺, второе место занимает Mg⁸⁺ и в значи­тельно меньших количествах находятся К⁺ и NH4. Сумма Са²⁺ и Mg²⁺ обычно составляет около 90% общего коли­чества обменно-поглощенных катионов. В кислых почвах (подзолистых и красноземах) среди поглощенных катионов значительную часть занимают Н⁺ и А1³⁺, а в солонцовых почвах — Na⁺.

Состав поглощенных катионов оказывает большое влия­ние на свойства почвы и условия роста растений. Кальций коагулирует органические и минеральные коллоиды. По­этому преобладание в составе поглощенных катионов Са²⁺, например на черноземах, способствует поддержанию прочной структуры и обусловливает хорошие физические свойства почвы. Насыщение почвы натрием (у солонцовых почв) вызывает пептизацию коллоидов, что приводит к их вымыванию, разрушению структурных агрегатов и ухудшению физических свойств почвы (плотное сложение, вязкость и т. д.). Кроме того, при наличии натрия в поч­венном поглощающем комплексе происходит вытеснение его в раствор в обмен на другие катионы с образованием соды, что вызывает щелочную реакцию раствора, неблаго­приятную для развития растений

Повышенная кислотность раствора и особенно высокое содержание в нем алюминия оказывают вредное действие на растения.

20. Буферная способность почвы.

Емкость поглощения и степень насыщенности почв осно­ваниями определяют ее буферную способность, т. е. спо­собность почвы сопротивляться изменению реакции поч­венного раствора в сторону подкисления или подщела-чивания при внесении физиологически кислых или физио­логически щелочных удобрений. Чем выше емкость по­глощения почвы, тем сильнее ее буферная способность. Поглощенные основания (кальций, магний и др.) оказы­вают буферное действие против подкисления, а поглощен­ный водород — против подщелачивания реакции почвен­ного раствора:

(ППК)Са+2НN0₃→(ППК)_H^H + Са(N0₃)₂; (ППК)^Hн + Са(ОН)₂→ (ППК)Са + 2Н₂0.

В почвах, насыщенных основаниями, свободные кис­лоты (например, HN0₃) нейтрализуются вследствие по­глощения почвой ионов Н⁺ кислоты в обмен на катионы Са²⁺, которые из поглощенного состояния вытесняются в раствор, и в нем вместо кислоты образуется нейтральная соль. В почвах, не насыщенных основаниями, имеющих обменную или гидролитическую кислотность, нейтрали­зация щелочи Са(ОН)₂ происходит в результате погло­щения ее катиона в обмен на ионы Н⁺, которые вытес­няются в раствор и связывают ионы ОН" с образованием воды.

Чем больше гидролитическая кислотность почвы, тем выше буферность ее против подщелачивания. Почвы, имеющие высокую степень насыщенности основаниями (черноземы, сероземы), имеют высокую буферность против подкисления Внесение высоких доз органических удоб­рений и известкование повышают буферность почвы про­тив подкисления.

21. Минеральная часть почвы, значение её для питания растений и применения удобрений.

Минеральная часть составляет 90—99% массы твердой фазы почв и имеет сложный минералогический и химиче­ский состав. Она представлена кристаллическими кремне-кислородными и алюмокремне-кислороднымн (или силикат­ными и алюмосиликатными) минералами, аморфными и кристаллическими гидроксидами алюминия, железа и крем­ния, а также различными нерастворимыми минеральными солями.

Наиболее распространен в почве первичный силикатный минерал кварц (Si0₂, двуокись кремния). Содержание его во всех почвах превышает 60%, а в легких песчаные достигает 90% и более. Кварц характеризуется большой механической прочностью и устойчивостью к химическому выветриванию, он не участвует в химических реакциях в почве.

Из первичных алюмосиликатных минератов в почве широко распространены калиевые и натрие-калиевые по­левые шпаты, в меньшей степени — калийная и железисто-магнезиальные слюды. Постепенно разрушаясь, эти ми­нералы служат источником калия, кальция, магния и железа для растений.

Первичные минералы — кварц, шпаты и слюды — обычно присутствуют в почве в виде частиц песка и пыли.

Вторичные, или глинистые, минералы образуются при изменении полевых шпатов и слюд в процессе выветрива­ния и почвообразования. Они находятся в почве главным образом в виде мелкодисперсных илистых и коллоидных частиц и обладают большой суммарной поверхностью и поглотительной способностью. По строению кристалличе­ской решетки, степени дисперсности и другим свойствам глинистые минералы объединяют в три группы: каолинито-вую, монтмориллонитовую и гидрослюд. Они состоят главным образом из кремния, алюминия, кислорода и водорода, а также содержат небольшое количество железа, кальция, магния, калия и могут быть источником этих элементов для растений.

В твердой фазе почвы всегда присутствуют в сравни­тельно небольшом количестве труднорастворимые соли фосфорной кислоты (фосфаты кальция, магния, железа и алюминия), а в отдельных почвах может быть значитель­ное количество малорастворимых карбонатов кальция, магния и сульфата кальция.

В почве постоянно протекают процессы превращения труднорастворимых соединений в легкорастворимые и, следовательно, более доступные растениям. Одновременно происходят и обратные процессы.

Различные механические фракции почвы имеют неодина­ковый минералогический и химический состав, отличаются по содержанию элементов питания. Более крупные частицы почвы — песчаные и пылеватые — состоят в основном из кварца, поэтому характеризуются высоким содержанием кремния.

В состав мелкодисперсной коллоидной и илистой фрак­ции входят преимущественно первичные и вторичные алю­мосиликатные минералы, поэтому в ней больше содержится алюминия и железа, а также кальция, магния, калия, нат­рия, фосфора и других элементов питания.В связи с этим более тяжелые глинистые и суглинистые почвы богаче элементами питания, чем песчаные и супесчаные. Мелко­дисперсные минеральные частицы почвы (глинистые мине­ралы) вместе с органическим веществом обусловливают ее поглотительную способность, которая играет важную роль при взаимодействии удобрений с почвой.

Следовательно, механический состав почвы в значи­тельной степени определяет многие важные ее свойства — содержание элементов питания (Са, Mg, К, Р, Fe, микро­элементов), поглотительную способность, а также физи­ческие свойства (влагоемкость, водопроницаемость, воз­душный и тепловой режим).

22. Значение меди в питании растений. Медные микроудобрения и условия их эффективного применения.

Медь_также входит в состав целого ряда окислительно-восстановительных ферментов и принимает участие в про­цессах фотосинтеза, углеводного и белкового обмена. Недо­статок доступной растениям меди на осушенных торфянисто-болотных почвах с нейтральной или щелочной реакцией вызывает «болезнь обработки», или «белую чуму», у зерновых культур. Заболевание начинается с внезапного побеле-ния и засыхания кончиков листьев. Пораженные растения совсем или частично не образуют колосьев или метелок, а образующиеся соцветия бесплодны либо слабо озернены. При недостатке меди резко снижается урожай^-зерна, а при остром медном голодании наблюдается полное отсутствие плодоношения.

Медные удобрения. Особенно бедны медью вновь освоен­ные низинные торфяники и заболоченные почвы с нейтраль­ной или щелочной реакцией, а также дерново-глеевые поч­вы. Применение медных удобрений на этих почвах — не­пременное условие получения высоких урожаев. Зерновые культуры на торфяниках без медных удобрений дают нич­тожные урожаи зерна — 2—3 ц с 1 га, а при их внесении урожайность повышается до 20—25 ц с 1 га.

Хорошо отзываются на медь также лен, конопля, са­харная свекла, подсолнечник, горчица, горох, тимофеевка, менее отзывчивы кормовая и столовая свекла, турнепс, морковь. Медные удобрения положительно влияют и на качество продукции: увеличивается содержание белка в зер­не, сахара в корнеплодах, витамина С в плодах и овощах. Наиболее устойчивы к недостатку меди картофель, а также капуста и рожь.

В качестве медных удобрений главным образом применя­ют отходы серно-кислотной промышленности — пиритные огарки, содержащие 0,25—0,6% меди, а также медный купорос CuSO„ -5Н₂0, содержащий 23—25% меди. Пирит­ные огарки вносят раз в 4—5 лет с осени под зяблевую вспашку (0,8—1,5 кг Си на 1 га) или весной, не позднее чем за 10—15 дней до посева. Медный купорос может применяться для некорневой подкормки и для предпосев­ного намачивания семян. Для подкормки растворяют 250— 500 г медного купороса в 300—500 л воды. Расход соли для предпосевной обработки 50—100 г на 1 ц семян. На торфя­ных почвах эффективно применение медно-калийных удобрений

23. Фосфоритная мука, свойства, превращение в почве. Условия эффективного применения.

Получается путем размола фосфорита до состояния тон­кой муки. Фосфор в ней содержится в виде соединений фторапатита, гидроксилапатита, карбонатапатита (то есть находится в основном в форме трехкальциевого фосфата Са₃(Р0₄)₂. Эти соединения не растворимы в воде и слабых кислотах и слабодоступны для большинства растений.

Фосфоритная мука негигроскопична, не слеживается, может смешиваться с любым удобрением, кроме извести. Туковая промышленность выпускает четыре сорта фосфо­ритной муки с общим содержанием Р₂0₅: высший сорт — 30%; 1-й — 25; 2-й — 22; 3-й — 19%.

Для изготовления фосфоритной муки могут быть ис­пользованы низкопроцентные фосфориты, непригодные для химической переработки в суперфосфат. Фосфоритная мука — самое дешевое фосфорное удобрение.

Эффективность фосфоритной муки зависит от состава, фосфоритов, тонины помола, особенностей растений, свойств почвы и сопутствующих удобрений.

Эффективность фосфоритной муки увеличивается с по­вышением тонины помола. Чем тоньше частицы, тем боль­ше их поверхность и соприкосновение с почвой и лучше происходит разложение фосфоритной муки под действием почвенной кислотности до усвояемых растениями соедине­ний. Значение тонины помола для повышения эффектив­ности фосфоритной муки особенно велико на почвах, имею­щих недостаточную кислотность для ее разложения, на оподзоленных и выщелоченных черноземах.

Лишь немногие растения (люпин, горчица, гречиха и отчасти эспарцет, горох и конопля) могут усваивать фосфор фосфоритной муки при нейтральной реакции почвенного раствора, т. е. без предварительного разложения ее под действием почвенной кислотности.

Большинство растений — все злаки, лен, свекла, кар­тофель — могут использовать фосфорит только при опре­деленной кислотности почвы, достаточной для его разложе­ния, поэтому на почвах с нейтральной реакцией применение фосфо­ритной муки малоэффективно.

В разложении фосфоритной муки участвует не только актуальная, но и потенциальная кислотность. Под влияни­ем почвенной кислотности фосфоритная мука превращается в усвояемый растениями дикальцийфосфат СаНР0₄. Однако действие ее зависит не только от величины кислотности почвы, но и от емкости поглощения (Т) и степени насыщен­ности основаниями (V).

Норма фосфоритной муки устанавливается также в за­висимости от кислотности почвы. На сильно- и средне-кислых почвах (рН 5,0 и меньше) можно вносить фосфо­ритную муку в той же норме, что и суперфосфат, а на слабо­кислых почвах — в двойной и даже тройной норме. На произвесткованных почвах эф­фективность ее снижается.

Фосфоритная мука применя­ется как основное удобрение, вносить ее лучше заблаговремен­но, с осени, и обязательно с глубокой заделкой под плуг. Наиболее эффективно внесение ее вместе с навозом в пару под озимые культуры, а также под пропашные культуры — сахар­ную свеклу, картофель, куку­рузу и др. Положительное дей­ствие фосфоритной муки продол­жается в течение нескольких лет. Чем больше норма фосфо­ритной муки, тем выше и про­должительнее ее действие.

Для увеличения содержания подвижного фосфора в кислых почвах практикуется прием фосфоритования — внесения высоких норм фосфоритной му­ки. При этом одновременно достигается некоторое сниже­ние кислотности почвы.

24.предмет и методы.агрохимия-наука о взаимодействии рас-й,почвы и удобрений в процессе выращ.с.х.культур,о круговороте веществ в земледелии и использовании удобрений для увелич. урожая,улучшения его качества и повышения плодородия почвы.Главная задача-управление круговоротом и балансом химических элементов в системе почва-растение.Цель-создание наилучших условий питания рас.с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений,особенностей их взаимодействия с почвой,определение наиболее эффективных форм,способов,сроков применения удобрений.

Методы исследований в агрохимии: БИОЛОГИЧЕСКИЕ включают полевой опыт,вегетационный,лизиметрический методы.Полевой опыт проводится в природной обстановке на выделенном участке.Это основной метод изучения эффективности удобрений в различных почвенно-климатич.условиях в зависимости от агротехнических и др.факторов.Производственные опыты ,закладываемые в колхозах и совхозах,дают возможность установить действие удобрений на урожай и его качество в производственных условиях.Вегетационный метод позволяет выделить и исследовать воздействие отдельных факторов на рост,развитие,обмен веществ,питание и урожай растений.Лизиметрический метод позволяет в природных условиях с помощю специальных устройств-лизиметров- изучать передвижение и просачивание воды сквозь слой почвы.ЛАБОРАТОРНЫЕ методы агрохимического анализа растений,почв и удобрений включают биохимические,микробиолог-е методы,а также метод изотопных индикаторов.

25.влияние концентрации пит.р-ра. При недостаточной конц. Питательного р-ра растения страдают от нехватки элементов мин.пит. и хуже растут.Повышенная концентрация раствора неблагоприятно действует на рост и может вызвать угнетение растений.Оптимальная кон.пит.р-ра сильно варьирует и постоянно изменяется в различные периоды онтогенеза для каждого вида и даже сорта растения.Корневая система растений обладает способностью к усвоению питательных вещ. из сильно разбавленных растворов(0.01-0.05%).В естественных условиях кон.раствора незасоленных почв(0.02-0.2%).Лучше усваиваются ионы элементов питания из растворов умерено повышенных концентр.Повышенные концентрации солей в растворе увеличиваетего осмотическое давление и затрудняет поступление в растение воды и питательных веществ.Особенно чувствительны растения к избыточному повышению кон.пит.р-ра в молодом возрасте.

Каждому виду растений необходимо определенное соотношение питательных элементов,изменяющихся в течении вегитации.Соблюдение этого соотношения оказывает определяющее действие на продуктивность растений и качество урожая.Одновалентные катионы должны поступать в клетки корня быстрее ,чем двух- и многовалентные.При резком избытке элемента защитная реакция растений проявиться в увеличении микроэлементо.Избыток элементов питания можно частично устранить внесением иных элементов.Нормальное функционирование растит.организма осуществляется при строго определенном соотношении катионов и анионов во внешней среде.

26. Роль бора в питании растений. Борные микроудобрения.Среднее содержание бора в растениях 0,0001%, ил 1мг на 1кг массы. Наиболее нуждаются в боре двудольные растения. Значительное содержание этого элемента в цветках, особенно в рыльцах и столбиках. В растительных клетках большая часть бора находится в клеточных стенках. Бор усиливает рост пыльцевых трубок, прорастание пыльцы, увеличивает количество цветков и плодов. Бор необходим растениям в течение всей жизни. Он не может реутилизироваться в растениях, поэтому при его недостатке особенно страдают молодые растущие органы. Возникают заболевание и отмирание точек роста. В растениях бор улучшает углеводный обмен, влияет на белковый и нуклеиновый обмен. При его недостатке нарушаются синтез, превращение и передвижение углеводов, формирование репродуктивных органов, оплодотворение и плодоношение. В качестве борных удобрений используют в основном боросуперфосфат и бормагниевые удобрения. Боросуперфосфат содержит 0,2% В, его применяют под сахарную свеклу, кормовые корнеплоды, зерновые бобовые, гречиху, подсолнечник, огурец, овощи, плодово-ягодные. Бормагниевое удобрение (2,2% В) применяют под сахарную свеклу, кормовые корнеплоды, зерновые бобовые, гречиху и лен. Борная кислота (17% В) используется для некорневых подкормок под многолетние травы и овощные культуры.

27. Поглотительная способность почв. Виды поглощения, их роль в питании растений и применение удобрений.Способность почвы поглощать из окружающей среды ионы, молекулы, частицы, микроорганизмы, другие вещества и удерживать их называется поглотительной способностью. Биологическая обусловлена наличием в почве живых организмов – растений, микроорганизмов, насекомых, червей и других. Микроорганизмы, потребляя органические вещества в качестве пищи и энергетического материала, переводят питательные элементы в минеральную форму. Многие микроорганизмы улучшают существенно питание растений и влияют на трансформацию удобрений. Биологическое поглощение играет очень важную роль в азотном питании растений и превращении азотных удобрений в почвах. Механическая обусловлена пористостью почвы, способностью задерживать твердые частицы из воздуха и фильтрующихся вод. Благодаря такому поглощению в верхних горизонтах почв сохраняются наиболее ценные коллоидные и предколлоидные фракции, микроорганизмы, тонкоразмолотые нерастворимые в воде удобрения и мелиоранты. Физическая – это способность почвы поглощать или отторгать целые молекулы различных веществ поверхностью дисперсионных частиц. Физическое поглощение имеет большое значение для рационального применения удобрений, в составе которых содержатся растворимые нитраты и хлориды. Химическая – это поглощение. Свежеосажденные трехзамещенные фосфаты железа, алюминия и кальция благодаря корневым выделениям растений могут усваиваться, но при старении осадков кристаллизуются и становятся менее растворимыми и доступными растениям. Физико-химическая(обменная) – способность поглощать ионы почвенного раствора путем эквивалентного обмена на одноименно заряженные ионы диффузного слоя минеральных, органических и органо-минеральных коллоидов твердой фазы почвы.

28. Содержание основных веществ в с/х культурах. Качество урожая.В состав растений входит вода и сухое вещество, представленное органическими и минеральными соединениями. Соотношение между количеством воды и сухого вещества в растениях изменяется в широких пределах. Вода. В тканях растущих вегетативных органов растений ее содержание колеблется от 70 до 95%, а в запасающих тканях семян и клетках механических тканей – от 5 до 15%. По мере старения растений общий запас и относительное содержание воды в тканях снижается. Сухое вещество на 90-95% представлено органическими соединениями – белками и другими азотистыми веществами, углеводами(сахарами, крахмалом, клетчаткой, пектиновыми веществами), жирами, содержание которых определяет качество урожая. Содержание белков в вегетативных органах растений обычно составляет 5-20% их массы, в семенах хлебных злаков – 6-20%, а в семенах бобовых и масличных культур – 20-35%.углеводы представлены моносахарами, олигосахаридами, крахмалом, клетчаткой, пектиновыми веществами. Жиры и жироподобные вещества (липиды) являются структурными компонентами цитоплазмы растительных клеток, а у масличных культур выполняют роль запасных соединений. Количество структурных липидов обычно небольшое – 0,5-1% сырой массы растений. Качество продукции с/х культур может зависеть и от наличия других органических соединений – витаминов, алкалоидов, органических кислот и пектиновых веществ, эфирных и горчичных масел.

29. Физиологические основы определения потребности с/х культур в удобрениях.Рациональное внесение питательных веществ в виде удобрений — мощный фактор повышения урожайности растений. Особое значение это приобретает при развитии интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Однако необходимо учитывать, что завышенные дозы удобрений представляют не только бесполезную их трату, но могут привести к ряду весьма вредных последствий. Прежде всего, это может создать повышенную концентрацию почвенного раствора. Большинство культурных растений чувствительны к этому показателю. Повышение содержания какой-либо питательной соли может оказать непосредственное токсическое действие на растительный организм. Наконец, повышенное содержание солей в растении может ухудшать качество сельскохозяйственной продукции. Для установления обоснованных норм удобрений необходимо учитывать наличие питательных веществ в почве, потребности данного растения и свойства вносимых удобрений. Растения резко различаются по содержанию, а следовательно, и по потребности в питательных веществах, по темпам их поступления, по усвояющей способности корневых систем. Растения с растянутым ходом поступления питательных веществ (в течение всего вегетационного периода), как правило, менее требовательны к удобрениям по сравнению с растениями со сжатым периодом поступления. Так, например, растения льна поглощают все необходимые вещества в течение 15 суток. Естественно, именно в этот период лен особенно требователен к содержанию питательных веществ в почве. Необходимо помнить, что с помощью удобрений можно регулировать не только массу урожая, но и его качество. Так, для получения зерна пшеницы с высоким содержанием белка необходимо прежде всего внесение азотных удобрений, тогда как для получения продуктов с высоким содержанием крахмала (например, зерна пивоваренного ячменя или клубней картофеля) прежде всего надо улучшить питание фосфором и калием. Важное значение имеет состав корневых выделений. Растения с кислыми корневыми выделениями (такие, как люпин, гречиха, горчица) могут усваивать фосфор из нерастворимой соли Са3(Р04)2. Важное значение в этом отношении имеет и повышенная потребность указанных растений в кальции. Обменивая Са2+ на Н+ эти культуры обладают способностью переводить фосфат в растворимую форму. В этом случае можно применять в качестве удобрения фосфоритную муку. Применение фосфоритной муки возможно также на кислых почвах или в сочетании с физиологически кислыми удобрениями. Известно, что многие питательные соли вносятся с дополнительным ионом, например КСl содержит не только К+, но и Сl-. Между тем Сl-, хотя и необходим в небольших количествах, однако тормозит синтез крахмала и тем самым ухудшает качество картофеля. Как уже упоминалось, избыточное накопление нитратов в растениях может быть вредно для человека. Важное значение имеет правильное установление сроков и способов внесения удобрений. Так, с физиологической точки зрения оправдано внесение гранулированных удобрений, создающих местные очаги с повышенной концентрацией питательных веществ. Это, с одной стороны, уменьшает соприкосновение питательных солей с почвой, а с другой — повышает их усвоение растением в результате способности корней расти по направлению питательных веществ (хемотропические изгибы). С физиологической точки зрения весьма существенное значение имеет внесение питательных веществ на протяжении вегетационного периода (подкормки). Это позволяет регулировать соотношение питательных веществ в зависимости от фазы развития растения и условий среды. Известно, что в осенний период для озимых культур не рекомендуется вносить азотные удобрения, так как они усиливают ростовые процессы, снижая устойчивость растений. В осенний период должно быть усилено фосфорное питание. Вместе с тем весной очень благоприятное влияние оказывает подкормка азотом. В ряде случаев полезны внекорневые подкормки, основанные на способности клеток листьев поглощать минеральные соли. В этом случае можно воздействовать непосредственно на процессы, протекающие в листе. Как показывает практика, с помощью внекорневых фосфорных подкормок, проведенных незадолго до уборки, оказалось возможным усилить отток ассимилятов из листьев сахарной свеклы к корнеплодам и тем самым увеличить ее сахаристость (И.В. Якушкин, М.М. Эделыптейн). Ведущими в определении рационального питания растений были и остаются вегетационные и особенно полевые опыты. Именно эти опыты позволяют учесть все составляющие комплекса: почва — растение — удобрения. Поскольку на большинстве почв растения в первую очередь нуждаются в трех элементах питания — азоте, фосфоре, калии, то в простейшем случае опыт может быть заложен по схеме, включающей 5 вариантов: 1) контроль без удобрений; 2) N (внесение азотных удобрений); 3) Р (внесение фосфорных удобрений); 4) К (внесение калийных удобрений); 5) NPK (сочетание всех трех видов удобрения). Полевые опыты обязательно должны проводиться в определенной повторности результаты подвергаться статистической обработке. Наряду с решением агрономических задач такие опыты могут иметь обучающий характер, и их следует применять как на агробиостанциях вузов, так и на пришкольных участках. В настоящее время широко применяется метод программирования урожая. Это требует расчета норм удобрений, исходя из заданного урожая. При этом должно учитываться: 1) вынос питательных веществ данной культурой; 2) использование питательных веществ почвы данным растением; 3) нормы удобрений. Важно подчеркнуть при этом, что при планировании урожая той или иной культуры должны быть учтены возможности снабжения водой (транспирационные коэффициенты), а также уровень фотосинтетической деятельности листового аппарата. Наивысшая эффективность удобрений может быть достигнута при оптимальном течении фотосинтеза и достаточном снабжении водой.

30. Роль азота в питании, и поглощение его растениями.Азот входит в состав нуклеиновых кислот, всех простых и сложных белков, составляя 16-18% их массы. Также азот входит в состав таких жизненно важных для растений органических соединений, как хлорофилл, ферменты, фосфатиды, гормоны и большинство витаминов. При хорошем азотном питании растений повышается синтез белковых веществ. Растения образуют мощные стебли и листья, имеющие интенсивно зеленую окраску. Мощный ассимиляционный аппарат позволяет растениям накапливать большое количество продуктов фотосинтеза. В результате значительно повышается урожай растений и, как правило, его качество. При недостатке азота рост растений сильно ухудшается, листья мелкие, светло-зеленой окраски, преждевременно желтеют, стебли становятся тонкими и слабо ветвятся. Основными источниками азота для питания растений являются соли азотной кислоты и аммония. Растения способны усваивать и некоторые растворимые в воде органические соединения азота: мочевину, аминокислоты, аспарагин. Поступившие в растение азотистые соединения подвергаются в его тканях сложным превращениям, в результате которых образуются сначала аминокислоты, а затем белки. Из всех поступивших из почвы в растения соединений азота только один аммиак может быть непосредственно использован для биосинтеза аминокислот. Нитраты и нитриты могут вовлекаться в синтез аминокислот только после их восстановления в тканях растений. Если нитратный азот поступает в растения в избытке, то часть его в неизменном состоянии доходит до листьев, где продолжается восстановление нитратов.

31. Суперфосфат двойной, свойства, взаимодействие с почвой. Применение двойного суперфосфата.Двойной суперфосфат –высококонцентрированное фосфорное удобрение, получаемое из апатита или фосфорита обработкой их фосфорной кислотой. Двойной суперфосфат содержит 45-49% усвояемой Р₂О₅, не более 2,5% свободной кислоты, не менее 85% водорастворимой Р₂О₅. Выпускают двойной суперфосфат в виде гранул светло-серого цвета. Стоимость 1т Р₂О₅ двойного суперфосфата на 6-13% выше, чем простого. Однако высокая концентрация Р₂О₅ в двойном суперфосфате обусловливает значительную экономию при транспортировке и хранении этого удобрения. Эффективность двойного суперфосфата при равной дозе близка к эффективности простого суперфосфата. Преимущество двойного суперфосфата может проявляться на карбонатных почвах. А при удобрении культур, положительно отзывающихся на наличие гипса (серы) в удобрениях, более эффективен простой суперфосфат.

32. Состав, хранение и применение подстилочного навоза.Навоз – это смесь твердых и жидких выделений различных животных с подстилкой или без нее. Состав зависит от количества и соотношения твердых и жидких выделений животных и подстилки. Твердые и жидкие выделения неравноценны по составу и удобрительной ценности: почти весь фосфор (более 95%) содержится в твердых, а от 50 до 75% азота и не менее 80-90% калия – в жидких выделениях. Плотное (холодное) хранение – укладка навоза в навозохранилище или в полевые штабеля послойно шириной 5-6м и высотой 1м с немедленным уплотнением. Хранение навоза под скотом-применяют при беспривязном содержании животных. Рыхлоплотное (горячепрессованное) – применяется, когда нужно быстро разложить сильносоломистый навоз или с целью биотермического уничтожения семян сорняков и возбудителей желудочно-кишечных заболеваний. Свежий навоз укладывают рыхлым слоем высотой до 1м, на зиму прикрывают соломой или торфом. Рыхлое(горячее) хранение. При таком хранении наблюдаются максимальные потери жижи из навоза. Дозы и место внесения навоза устанавливают с учетом: неодинаковой отзывчивости культур, организационно-технических возможностей, максимально возможной эффективности и экологической безопасности. Наиболее качественное внесение и заделка навоза под любую культуру севооборота наблюдаются в чистых и занятых парах и после раноубираемых предшественников.

33.Хранение минеральных удобрений.Мин.уд-этопромыш.или ископаемые продукты,содерж.эл-ты,необходимые для питания растений и повышения плодородия почвСущ.знач.для эффективного использ уд.имеет правильная организация их транспортировки,хранения,подготовки для внесения в почву.Это невозможно без знания основных физико-механ.и химич.св-в уд.:таких как растворимость в воде,гигроскопичность,слеживаемость,влагоемкость,рассеиваемость,гранулометрический сост.и прочность гранул.Для предотвращения потерь уд.при их трансп.и хранении нужно знать их способность к расслоению-сегрегации(для смешанных уд.),упругость паров и вязкость(для жидких уд.),насыпную плотность и угол естественного откоса(для порошковидных форм).Также следует знать такие св-ва,как огне-и взрывоопасность,наличие свободной кислотности,скорость и условия распада уд.с выделением аммиака и др.Для каждого уд.определены ГОСТы и технические условия,регламентирующие содержание влаги и не только.Н-р,для мочевины В. должна быть 0,2-0,3%.Отклонение влечет за собой значительные изменения,что делает их малопригодными для дальнейшего применения.Условия хранения,транспортировки и упаковки уд.во многом опр-ся их гигроскопичностью.Сильногигроскоп.уд.(7-10баллов)хранят и перевозят только в герметичной таре-полиэтиленовых мешках.В процессе хранения и длит транспорт уд.могут слеживаться,их использ.в таком виде связано с большими затратами на измельчение перед внесением в почву.Сохранность гранулом.сост.уд.при хран.транспорт.и внесении в значительной мере зависит от прочности гранул.При расчетах необходимых размеров складских помещений нужно учитывать и плотность уд,и массу ед.их объема.Уд.обладающие хор.физ-механ.св-вами(сульфат аммония,калия)можно транспортировать и хранить бестарным способом-насыпью.в этом случае учитывают угол естест.откоса.