Участие микроэлементов в важнейших почвенных процессах

В.В. Ковальский (1970) разрабатывал биогеохимическое районирование территории России на основании, которого выделил четыре главные биогеохимические зоны.

Таежно-лесная нечерноземная зона. Реакции живых организмов в этой зоне обусловлены недостатком кальция, фосфора, кобальта (73 % всех почв), меди (70 %), йода (80 %), молибдена (53 %), бора (50 %), цинка (49 %), оптимумом содержания марганца (72 %), относительным избытком, особенно в поймах рек, стронция (15 %).

Лесостепная и степная черноземная. В этой зоне характерно оптимальное содержание в почве кальция и кобальта (96 % для серых лесных и 77 % для черноземных), меди (72-75 %), марганца (71-75 %), йод, цинк, молибден сбалансированы с другими элементами. Иногда наблюдается недостаток подвижного марганца.

Сухостепная, полупустынная, пустынная. На живые организмы влияют повышенные уровни содержания сульфатов, бора (88 %), цинка (76 %), часто стронция (47 %), молибдена (40 %), низкое содержание меди (40 %), иногда кобальта (52 %).

Горные зоны. Часто проявляется недостаток йода, кобальта, меди, цинка, хотя возможны и варианты избытка меди, цинка, кобальта, молибдена, стронция.

В каждой зоне выделены биогеохимические провинции. Так, в провинциях с недостатком кобальта ослабляется синтез витамина В₁₂, что характерно для Нечерноземной зоны; при недостатке йода нарушается функция щитовидной железы и возникает эндемический зоб; при избытке селена происходит деформация копыт, нарушение волосяного покрова у животных.

Недостаточное или избыточное содержание микроэлементов в почвах обусловлено двумя группами причин: биохимическими особенностями почв и ландшафтов и влиянием техногенных потоков веществ.

Провинции с повышенным содержанием элементов формируются в районах с преобладанием аккумулятивных ландшафтов, а также вблизи рудных месторождений, в зонах деятельности вулканов, в результате технического загрязнения территории.

Первичными источниками микроэлементов являются горные породы, частично атмосферный воздух и почвенно-грунтовые воды. Микроэлементы потребляются растениями из почвы, но некоторые элементы поступают в растения из воздуха и воды. Микроэлементы могут поступать в почву с газами атмосферы, дымом вулканов, с метеоритными осадками при внесении пестицидов для борьбы с болезнями и вредителями растений, с минеральными удобрениями.

Микроэлементы в почвах содержатся: в кристаллической решетке первичных и вторичных минералов в виде изоморфной подмеси; в форме нерастворимых соединений (солей, оксидов); в ионообменном состоянии; в составе органического вещества; в почвенном растворе.

Одним из критериев степени обеспеченности растений микроэлементами является их содержание в почве. При этом наиболееважно не валовое (общее) количество в почве отдельных микроэлементов, а наличие подвижных форм, которые определяют их доступность для растений.

Доступность микроэлементов для растений определяется содержанием их в почвенном растворе и в ионообменном состоянии. Преобладающая часть содержащихся в почве микроэлементов растениям недоступна. Так, подвижные соединения Сu, Со, Мn составляют только 10-25 % от их общего количества, доля доступных соединений цинка и молибдена меньше, иногда до 1 %. Количество подвижных форм в почвах сильно варьирует, что объясняется генетическими особенностями почв, интенсивностью их окультуривания.

Содержание микроэлементов в подвижной форме определяется типом почвы, характером материнских пород и растительности, микробиологической активностью почвы, реакцией среды, содержанием органического вещества.

В агрономических целях в почвах определяют валовое и подвижное количество микроэлементов (мг/кг). Показатели содержания подвижных элементов в почвах используют для определения необходимости использования микроудобрений.