Алюминий
10-02-2016, 21:58
Алюминий составляет 8,13% веса земной коры, являясь вслед за кислородом и кремнием одним из наиболее распространенных элементов в почве. В соединении с этими элементами он входит в состав различных почвенных минералов, глин, лесса и цеолитной (минеральной) части поглощающего комплекса почв.
Подвижного алюминия (способного к обмену на катионы нейтральных солей) в разных почвах дерново-подзолистой зоны находится от 0,9 до 21 мг на 100 г почвы.
Нейтральные соли (например, KCl), взаимодействуя с минеральной частью почвы, могут подкислять почвенный раствор и повышать в нем концентрацию солей алюминия. Гидролитически расщепляясь, соли алюминия дают слабое основание и сильную кислоту и со своей стороны могут служить источником Н-ионов в почвенном растворе. По мнению некоторых исследователей, кислотность солевой вытяжки минеральных кислых почв почти нацело вызывается наличием в ней Al (Дайкухара, Каппен, Чернов, Соколов). Гедройц же считал, что происхождение подвижного Al в таких случаях есть явление вторичное, так как KCl вытесняет из поглощающего комплекса кислых почв водород с образованием HCl, действующей на Al(OH)3 или нестойкие соединения глинозема, в результате чего уже появляется в растворе AlCl3. Необходимо различать вредное действие на растения избытка в почвах ионов H и Al. С повышением кислотности почв чувствительность растений к Al возрастает.
В нейтральных и щелочных почвах (черноземы, сероземы, каштановые почвы) алюминий в составе обменных оснований отсутствует.
Подавляя нитрификацию, соли алюминия могут стимулировать деятельность в почве аммонифицирующих организмов.
Наличие подвижных форм алюминия в почве оказывает отрицательное влияние на растения. Однако токсичность иона алюминия не одинакова для различных растений: в то время как наиболее чувствительные растения начинают страдать уже при содержании в почве 1—2 мг подвижного алюминия на 100 г почвы, растения малочувствительные могут без заметного ущерба для их роста переносить в 10 раз большие дозы алюминия.
По степени чувствительности к Al растения подразделяются на следующие группы. Весьма чувствительные — клевер красный, сахарная и столовая свекла, люцерна, горчица, ячмень, морковь, капуста; озимая пшеница и рожь высокую чувствительность проявляют лишь в процессе перезимовки. Среднечувствительные — горох, томаты, лен, подсолнечник, кукуруза, просо, репа, фасоль, яровая пшеница, ячмень, турнепс. Малочувствительные — люпин, кукуруза, просо, чумиза, рожь, гречиха, картофель. Высокоустойчивые — тимофеевка луговая и овес.
Содержание в почве подвижного Al более 2 мг на 100 г почвы ведет к из-реживанию клевера и люцерны, особенно в результате неблагоприятных условий перезимовки. При концентрации Al выше 8 мг увеличивается выпадение и тимофеевки.
Способность растений произрастать на кислых подзолистых почвах определяется, однако, не только их принадлежностью к тому или иному виду, но и особенностями происхождения их сортов. Так, сорта северного происхождения — яровые пшеницы Тулун 70 В/8, Московка, ячмени Винер и Машин и другие хорошо или удовлетворительно произрастали на кислых почвах, проявляя относительно слабую отзывчивость к известкованию, тогда как сорта южного происхождения — яровые пшеницы Лютесценс 62, Северянка, ветвистые пшеницы, ячмень Паллидум 43 и другие очень плохо развивались на таких почвах без известкования.
Способность некоторых растений в процессе их эволюционного развития приспосабливаться к высоким концентрациям алюминия особенно четко проявляется у некоторых представителей дикорастущей флоры. Так, в золе растений семейства Lycopodiaceae без вреда для них накапливается до 50% Al2O3.
Чувствительные к алюминию культурные растения отличаются более высоким его поглощением в молодом возрасте. С увеличением возраста чувствительность растений к алюминию уменьшается.
Под влиянием распыляющего и разлагающего действия на алюмссиликатный комплекс Н-ионов Al2O3 скопляется в элювиальных горизонтах почв.
Вредное влияние алюминия на растения может вызываться неправильными приемами углубления пахотного слоя подзолистых почв, применением высоких доз физиологически кислых удобрений, систематическим их внесением на кислых подзолистых почвах. Вредное действие алюминия устраняется известкованием почв, применением навоза и хорошим обеспечением растений фосфором, особенно в начальном периоде их развития. Положительную рель играет также хорошая аэрация почв путем их соответствующей обработки и борьбы с избыточным увлажнением.
Алюминий, как трехвалентный (легко адсорбируемый) катион, проникая в растения, задерживается главным образом в корнях, что ослабляет его вредное действие. Анионы фосфорной кислоты связывают алюминий в малоподвижные соединения (фосфаты алюмния) не только в почвах, но еще белее в корнях растений.
Водные культуры показали, что рост корней пшеницы задерживается при дозе Al в 2 мг на 1 л и прекращается при дозе Al в 6 мг на 1 л. Страдание корневой системы гороха обнаружилось при дозе Al 9 мг на 1 л, при этом уменьшалось количество клубеньков на корнях. Калий и особенно кальций подавляют поступление в растения алюминия.
Положительно влияет и присутствие в питательной среде солей кремния: с увеличением в коллоидной части почвы соотношения SiO2 : R2O содержание Al в почвенном растворе уменьшается (см. Кремний). При нейтрализации почвенной кислотности (известковании) обменный алюминий почти полностью переходит в труднорастворимую, неактивную форму. Защитная роль извести связана не только с понижением кислотности. Вытесняемый из поглощающего комплекса кальцием алюминий под действием CaCO3 переходит через золь Al(OH)3 в безвредный гель.
Относительный избыток в растениях Al отрицательно влияет на обмен в них веществ. Он понижает содержание в растениях сахаров, задерживает превращение моносахаридов в сахарозу и в более сложные органические соединения. Задерживается также переход азота в белковые соединения при накоплении в растениях небелковых форм азота. Замедляется и образование фосфатидов и нуклеопротеидов. В результате этих процессов понижается способность у растений к закладке генеративных органов, оплодотворению, наливу зерна и образованию других органов размножения, что может значительно снижать продуктивность растений.
Подвижного алюминия (способного к обмену на катионы нейтральных солей) в разных почвах дерново-подзолистой зоны находится от 0,9 до 21 мг на 100 г почвы.
Нейтральные соли (например, KCl), взаимодействуя с минеральной частью почвы, могут подкислять почвенный раствор и повышать в нем концентрацию солей алюминия. Гидролитически расщепляясь, соли алюминия дают слабое основание и сильную кислоту и со своей стороны могут служить источником Н-ионов в почвенном растворе. По мнению некоторых исследователей, кислотность солевой вытяжки минеральных кислых почв почти нацело вызывается наличием в ней Al (Дайкухара, Каппен, Чернов, Соколов). Гедройц же считал, что происхождение подвижного Al в таких случаях есть явление вторичное, так как KCl вытесняет из поглощающего комплекса кислых почв водород с образованием HCl, действующей на Al(OH)3 или нестойкие соединения глинозема, в результате чего уже появляется в растворе AlCl3. Необходимо различать вредное действие на растения избытка в почвах ионов H и Al. С повышением кислотности почв чувствительность растений к Al возрастает.
В нейтральных и щелочных почвах (черноземы, сероземы, каштановые почвы) алюминий в составе обменных оснований отсутствует.
Подавляя нитрификацию, соли алюминия могут стимулировать деятельность в почве аммонифицирующих организмов.
Наличие подвижных форм алюминия в почве оказывает отрицательное влияние на растения. Однако токсичность иона алюминия не одинакова для различных растений: в то время как наиболее чувствительные растения начинают страдать уже при содержании в почве 1—2 мг подвижного алюминия на 100 г почвы, растения малочувствительные могут без заметного ущерба для их роста переносить в 10 раз большие дозы алюминия.
По степени чувствительности к Al растения подразделяются на следующие группы. Весьма чувствительные — клевер красный, сахарная и столовая свекла, люцерна, горчица, ячмень, морковь, капуста; озимая пшеница и рожь высокую чувствительность проявляют лишь в процессе перезимовки. Среднечувствительные — горох, томаты, лен, подсолнечник, кукуруза, просо, репа, фасоль, яровая пшеница, ячмень, турнепс. Малочувствительные — люпин, кукуруза, просо, чумиза, рожь, гречиха, картофель. Высокоустойчивые — тимофеевка луговая и овес.
Содержание в почве подвижного Al более 2 мг на 100 г почвы ведет к из-реживанию клевера и люцерны, особенно в результате неблагоприятных условий перезимовки. При концентрации Al выше 8 мг увеличивается выпадение и тимофеевки.
Способность растений произрастать на кислых подзолистых почвах определяется, однако, не только их принадлежностью к тому или иному виду, но и особенностями происхождения их сортов. Так, сорта северного происхождения — яровые пшеницы Тулун 70 В/8, Московка, ячмени Винер и Машин и другие хорошо или удовлетворительно произрастали на кислых почвах, проявляя относительно слабую отзывчивость к известкованию, тогда как сорта южного происхождения — яровые пшеницы Лютесценс 62, Северянка, ветвистые пшеницы, ячмень Паллидум 43 и другие очень плохо развивались на таких почвах без известкования.
Способность некоторых растений в процессе их эволюционного развития приспосабливаться к высоким концентрациям алюминия особенно четко проявляется у некоторых представителей дикорастущей флоры. Так, в золе растений семейства Lycopodiaceae без вреда для них накапливается до 50% Al2O3.
Чувствительные к алюминию культурные растения отличаются более высоким его поглощением в молодом возрасте. С увеличением возраста чувствительность растений к алюминию уменьшается.
Под влиянием распыляющего и разлагающего действия на алюмссиликатный комплекс Н-ионов Al2O3 скопляется в элювиальных горизонтах почв.
Вредное влияние алюминия на растения может вызываться неправильными приемами углубления пахотного слоя подзолистых почв, применением высоких доз физиологически кислых удобрений, систематическим их внесением на кислых подзолистых почвах. Вредное действие алюминия устраняется известкованием почв, применением навоза и хорошим обеспечением растений фосфором, особенно в начальном периоде их развития. Положительную рель играет также хорошая аэрация почв путем их соответствующей обработки и борьбы с избыточным увлажнением.
Алюминий, как трехвалентный (легко адсорбируемый) катион, проникая в растения, задерживается главным образом в корнях, что ослабляет его вредное действие. Анионы фосфорной кислоты связывают алюминий в малоподвижные соединения (фосфаты алюмния) не только в почвах, но еще белее в корнях растений.
Водные культуры показали, что рост корней пшеницы задерживается при дозе Al в 2 мг на 1 л и прекращается при дозе Al в 6 мг на 1 л. Страдание корневой системы гороха обнаружилось при дозе Al 9 мг на 1 л, при этом уменьшалось количество клубеньков на корнях. Калий и особенно кальций подавляют поступление в растения алюминия.
Положительно влияет и присутствие в питательной среде солей кремния: с увеличением в коллоидной части почвы соотношения SiO2 : R2O содержание Al в почвенном растворе уменьшается (см. Кремний). При нейтрализации почвенной кислотности (известковании) обменный алюминий почти полностью переходит в труднорастворимую, неактивную форму. Защитная роль извести связана не только с понижением кислотности. Вытесняемый из поглощающего комплекса кальцием алюминий под действием CaCO3 переходит через золь Al(OH)3 в безвредный гель.
Относительный избыток в растениях Al отрицательно влияет на обмен в них веществ. Он понижает содержание в растениях сахаров, задерживает превращение моносахаридов в сахарозу и в более сложные органические соединения. Задерживается также переход азота в белковые соединения при накоплении в растениях небелковых форм азота. Замедляется и образование фосфатидов и нуклеопротеидов. В результате этих процессов понижается способность у растений к закладке генеративных органов, оплодотворению, наливу зерна и образованию других органов размножения, что может значительно снижать продуктивность растений.