21. Содержание в почве доступного азота, фосфора, калия, кальция. Кислотность почвы.

Содержание доступного азота. Азот необходим для растений, так как он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Зеленые растения не могут усваивать молекулярный азот из воздуха. Им также недоступен азот, который входит в состав органических ве­ществ (например, остатков отмерших растений, находящихся в почве или на ее поверхно­сти). Для питания растений необходимы только минеральные соединения азота, раство­римые в воде: соли аммония, нитриты и нитраты. Наибольшее значение имеют последние.

Азота в минеральной форме в почве очень мало, он обычно находится в дефиците.

Источники поступления в почву нитратов, которые являются наиболее важными для питания растений, различны. Часть нитратов поступает при разложении всевозможных растительных остатков, содержащих белковые соединения (опавшие листья, ветви, отмершие корни и т.д.).

Наибольшее же количество нитратов образуется в результате биологической фик­сации азота из атмосферы. Этот процесс осуществляют азотфиксирующие микроорганиз­мы-прокариоты, находящиеся в почве (бактерии, сине-зеленые водоросли, актиномицеты). Некоторые из них свободно живут в почве, другие находятся в симбиозе с высшими зелеными растениями и развиваются в клубеньках на их корнях.

Требовательность разных видов растений к содержанию в почве минерального азо­та различна. Выделяют группу видов, которые характеризуются особенно большой требо­вательностью к азоту. Такие растения называют нитрофилами. Примерами нитрофилов могут быть крапива и малина.

Существуют также растения, безразличные к азоту (одуванчик, мать-и-мачеха и др.)

Содержание доступного фосфора. Фосфор, как и азот, играет важнейшую роль в

жизни растений. Он входит в состав АТФ, нуклеиновых кислот, фосфолипидов и т.д. Не­достаток фосфора подавляет фотосинтез (вследствие нарушения системы фосфорилирования).

Доступных растениям соединений фосфора в почве, как правило, содержится мало. Они поступают почти исключительно при разложении остатков отмерших растений. Од­нако недоступного фосфора в почве гораздо больше. Часть его растения могут усваивать благодаря микоризе (симбиоз между гифами криба и корнями высших растений), разви­вающейся на корнях. Микориза играет важнейшую роль в поглощении фосфора.

Разные виды растений неодинаково относятся к содержанию в почве фосфора. На­пример, обогащение почвы фосфором значительно улучшает рост крапивы, герани луго­вой. В то же время рост луговика извилистого мало улучшается. А рост щавеля кислого даже ухудшается.

Содержание доступного калия. Роль калия в жизни растений также очень велика. Он, в частности, поддерживает тургор клеток (недостаток калия вызывает завядание), спо­собствует лучшему фотосинтезу. Характерно, что особенно много калия содержится в ли­стьях, т.е. в тех органах, где в основном происходит фотосинтез.

В большинстве почв калия достаточно, он обычно не находится в дефиците.

Содержание кальция. Кальций наряду с азотом, фосфором и калием относится к числу макроэлементов. Говоря о кальции, обычно имеют в виду карбонат кальция, или известь (СаСОз).

Роль кальция в жизни растений многообразна. Он необходим для нормального об­мена веществ, для развития меристем, входит в состав клеточных оболочек. Вместе с тем кальций благоприятно влияет на почву (если содержится не в избытке). Он улучшает структуру почвы, обеспечивая прочность почвенных структурных отдельностей, снижает кислотность почвы, способствует накоплению гумуса и питательных веществ.

Почвы, бедные кальцием, имеют более или менее кислую реакцию, содержащие много кальция — нейтральную или слабощелочную. Содержание кальция в почве различ­но в зависимости от климата. В районах с влажным климатом преобладают почвы, бедные кальцием (он вымывается нисходящим почвенным током влаги). В районах с засушливым климатом широко распространены почвы, богатые кальцием (например, в степной зоне).

По отношению к содержанию кальция в почве растения подразделяют на три груп­пы:

Кальцефилы (известколюбы) - предпочитают почвы, богатые известью (например, венерин башмачок, ветреница лесная);

Кальцефобы - избегают почвы, богатые известью (например, сфагновые мхи, бело­ус).

Безразличные к содержанию кальция (например, пупавка красильная).

Содержание в почве кальция оказывает большое влияние на распространение рас­тений по земной поверхности. Так, некоторые типично стенные растения встречаются на богатых известью почвах (при близком залегании известняков) далеко на севере, и таеж­ной полосе.

Необходимо упомянуть также о растениях, которые развиваются на меловых обна­жениях (выходах мела). Эти местообитания очень богаты кальцием и отличаются своеоб­разием экологических условий (крайняя сухость почвы, сильная освещенность вследствие отражения света от поверхности мела и т.д.). Здесь распространены специфические расте­ния, приуроченные к местообитаниям подобного типа (меловая флора).

Кислотность почвы. Кислотностью почвы называют активную реакцию почвен­ного раствора (рН), которая определяется соотношением катионов Н⁺ и анионов ОН". Ки­слотность выражают числом, представляющим собой отрицательный логарифм концен­трации водородных катионов в растворе.

Диапазон рН почвы в природе колеблется в довольно широких пределах — от 3 до 11. Сильно кислые почвы (торф) встречаются на верховых (сфагновых) болотах, сильно щелочные — на солончаках. Во влажном холодном климате (тундра, северная часть лес­ной зоны) преобладают более или менее кислые почвы, в сухом жарком климате (степи, пустыни) — нейтральные и щелочные.

Реакция почвенного раствора имеет очень большое значение в жизни растений. Она во многом определяет особенности минерального питания растений.

На кислых почвах корни не могут нормально поглощать питательные вещества (как макро-, так и микроэлементы). Кроме того, кислая среда резко снижает активность почвенных микроорганизмов. Вследствие этого сильно замедляется разложение мертвых органических остатков, затрудняется нитрификация и биологическая фиксация азота ат­мосферы. В результате почва крайне обедняется питательными веществами, в особенно­сти азотом.

Сильно щелочные почвы также неблагоприятны для многих растений. На таких почвах, например, некоторые элементы (алюминий, железо, медь) иногда становятся ток­сичными. Таким образом, на растения отрицательно влияет как повышенная кислотность, так и повышенная щелочность почвы.