Půda se skládá z pevné, kapalné (půdní roztok; a plynné (půdní vzduch) fáze).
Půdní vzduch se od atmosférického liší zvýšeným obsahem oxidu uhličitého (průměrně asi 1 %, někdy až 2-3 % i více) a nižším obsahem kyslíku. Složení půdního vzduchu závisí na intenzitě výměny plynů mezi půdou a atmosférou. K tvorbě oxidu uhličitého v půdě dochází v důsledku rozkladu organické hmoty mikroorganismy a dýcháním kořenů. Vzniklý oxid uhličitý se částečně uvolňuje z půdy do atmosféry, zlepšuje vzdušnou výživu rostlin a částečně se rozpouští v půdní vlhkosti za vzniku kyseliny uhličité (H2O + CO2 = H2S3). Ta způsobuje okyselení roztoku, v důsledku čehož se podporuje rozpouštění a přeměna nerozpustných minerálních sloučenin P, K, Ca, Mg aj. obsažených v půdě do formy stravitelné rostlinami.
Při nadměrné půdní vlhkosti a špatném provzdušňování se zvyšuje obsah oxidu uhličitého v půdním vzduchu a množství kyslíku klesá na 8-12 % i méně, což negativně ovlivňuje vývoj rostlin a mikroorganismů.
Půdní roztok – nejmobilnější a nejaktivnější část půdy. Je přímým zdrojem vody a živin pro rostliny. Jeho složení a koncentrace se mění v důsledku různých biologických, chemických a fyzikálně-chemických procesů. Mezi kapalnou, plynnou a pevnou fází půdy se neustále ustavuje mobilní (dynamická) rovnováha. Přísun solí do půdního roztoku závisí na postupu procesů zvětrávání a destrukce minerálů, rozkladu organické hmoty v půdě, na aplikaci organických a minerálních hnojiv.
Koncentrace půdního roztoku v nezasolených půdách je nízká a pohybuje se od desetin gramu až po několik gramů látek na litr. V zasolených půdách dosahuje obsah rozpuštěných látek desítek a někdy i stovek gramů na litr.
Přebytek vodorozpustných solí v půdě (více než 0,2 %, resp. 2 g na 1 kg půdy) působí na rostliny škodlivě a při jejich obsahu 0,3 – 0,5 % rostliny hynou.
Půdní roztok obsahuje nejen minerály, ale také organické látky, organominerální sloučeniny a také rozpuštěné plyny (oxid uhličitý, kyslík, čpavek atd.). Půdní roztok může obsahovat různé anionty a kationty. Pro výživu rostlin je nejdůležitější přítomnost iontů K +, Ca 2+, Mg 2+, NH v půdním roztoku4 +, NE3 – , TAK4 2- a H2PO4 – a jejich neustálé doplňování. Železo a hliník jsou obsaženy v půdním roztoku především ve formě stabilních komplexů s organickými látkami a v kyselých půdách – ve formě kationtů a hydrátů seskvioxidu v koloidně rozpustné formě.
Velký význam pro výživu a růst rostlin má, jak již bylo zmíněno dříve, reakce půdního roztoku.
Osmotický tlak půdního roztoku a absorpce vody kořeny rostlin závisí na koncentraci a stupni disociace rozpuštěných látek. Osmotický tlak půdního roztoku v neobydlených půdách je výrazně nižší než v míze rostlinných buněk. Na zasolených půdách s vysokým osmotickým tlakem je absorpce vody kulturními rostlinami obtížná.
Koncentrace soli a osmotický tlak půdního roztoku závisí na vlhkosti půdy a jsou velmi dynamické hodnoty.
Půdní pevné látky sestává z minerálních a organických částí, které jsou hlavním zdrojem živin pro rostliny.
Asi polovinu pevné fáze tvoří kyslík, třetinu křemík, přes 10 % hliník a železo a pouze 7 % tvoří ostatní prvky (tabulka 1)
Stůl 1.
Průměrné chemické (elementární) složení pevné fáze půdy (podle L.P. Vinogradova)
| Prvek | % | Prvek | % | Prvek | % |
| Kyslík | 49,0 | Baryum | 0,05 | Gallium | 10 -3 |
| Silikon | 33,0 | Stroncium | 0,03 | Cín | 10 -3 |
| Hliník | 7,1 | Zirkonium | 0,03 | Kobalt | 8 * 10 -4 |
| Železo | 3,7 | Fluorid | 0,02 | Thorium | 6 * 10 -4 |
| Uhlík | 2,0 | Chrome | 0,02 | Arsen | 5 * 10 -4 |
| Vápník | 1,3 | Chlor | 0,01 | Jod | 5 * 10 -4 |
| Draslík | 1,3 | Vanad | 0,01 | Cesium | 5 * 10 -4 |
| Sodík | 0,6 | Rubidium | 6 * 10 -3 | Molybden | 3 * 10 -4 |
| Hořčík | 0,6 | Zinek | 5 * 10 -3 | Uran | 1 * 10 -4 |
| Vodík | (0,50) | Cerium | 5 * 10 -3 | Berýlium | (10-4) |
| Titan | 0,46 | Nikl | 4 * 10 -3 | Německo | 10 -4 |
| Dusík | 0,10 | Lithium | 3 * 10 -3 | Kadmium | 5 * 10 -5 |
| Fosfor | 0,08 | Měď | 2 * 10 -3 | selen | 1 * 10 -6 |
| Síra | 0,08 | Бор | 1 * 10 -3 | Rtuť | (10-6) |
| Mangan | 0,08 | Olovo | 1 * 10 -3 | Rádium | 8 * 10 -11 |
Dusík je téměř celý obsažen v organické části půdy, uhlík, fosfor, síra, kyslík a vodík – v minerální i organické části, a všechny ostatní prvky uvedené v itza – v minerální části půdy.
Minerální část tvoří 90-99 % hmoty pevné fáze půd a má složité mineralogické a chemické složení. Jsou zastoupeny krystalickými křemíko-kyslíkatými a hlinito-křemičito-kyslíkatými (případně silikátovými a hlinitokřemičitanovými) minerály, amorfními a krystalickými hydroxidy hliníku, železa a křemíku a také různými nerozpustnými minerálními solemi. Nejběžnějším primárním silikátovým minerálem v půdě je křemen (SiO2, oxid křemičitý). Jeho obsah ve všech půdách přesahuje 60 % a v lehkých písčitých půdách dosahuje 90 % i více. Křemen se vyznačuje velkou mechanickou pevností a odolností proti chemickým povětrnostním vlivům, neúčastní se chemických reakcí v půdě.
Z primárních hlinitokřemičitanových minerálů v půdě jsou rozšířeny draselné a sodno-draselné živce, v menší míře draselné a feromagnézské slídy. Postupně se tyto minerály odbourávají a slouží jako zdroj draslíku, vápníku, hořčíku a železa pro rostliny.
Primární minerály – křemen, jitrocel a slídy – jsou v půdě obvykle přítomny ve formě písku a prachových částic.
Sekundární neboli jílové minerály vznikají při změně živců a slíd při zvětrávání a tvorbě půdy. Nacházejí se v půdě převážně ve formě jemných prachovitých a koloidních částic a mají velký celkový povrch a absorpční kapacitu. Podle struktury krystalové mřížky, stupně disperze a dalších vlastností se jílové minerály dělí do tří skupin: kaolinit, montmorillonit a hydroslída. Skládají se převážně z křemíku, hliníku, kyslíku a vodíku, dále obsahují malé množství železa, vápníku, hořčíku, draslíku a mohou být zdrojem těchto prvků pro rostliny.
V pevné fázi půdy jsou vždy v relativně malém množství přítomny těžko rozpustné soli kyseliny fosforečné (fosforečnany vápenaté, hořečnaté, železité a hlinité), v některých půdách může být značné množství těžko rozpustných uhličitanů vápenatých, hořčíku a síran vápenatý.
V půdě neustále probíhají procesy přeměny těžko rozpustných sloučenin na snadno rozpustné a tedy pro rostliny dostupnější. Současně dochází i k reverzním procesům.
Různé mechanické frakce půdy mají různé mineralogické a chemické složení a liší se obsahem živin. Větší částice půdy – písčité a prachovité – se skládají převážně z křemene, a proto se vyznačují vysokým obsahem křemíku, ale nižším obsahem hliníku, železa, dále vápníku, hořčíku, draslíku, fosforu a dalších prvků.
Složení jemně rozptýlené koloidní a kalové frakce zahrnuje převážně primární a sekundární hlinitokřemičitanové minerály, takže obsahuje více hliníku a železa, dále vápník, hořčík, draslík, sodík, fosfor a další živiny. V tomto ohledu jsou těžší jílovité a hlinité půdy bohatší na živiny než písčité a hlinitopísčité půdy. Jemné minerální částice půdy (jílovité minerály) spolu s organickou hmotou určují její absorpční schopnost, která hraje důležitou roli při interakci hnojiv s půdou.
Mechanické složení půdy následně do značné míry určuje mnoho jejích důležitých vlastností – obsah živin (Ca, Mg, K, P, Fe, mikroprvky), absorpční schopnost, ale i fyzikální vlastnosti (vlhkostní kapacita, propustnost vody, vzduch a tepelné podmínky).
půdní organická hmota
tvoří malou část pevné fáze, ale je důležitý pro její plodnost a výživu rostlin. Obsah organické hmoty v půdách se pohybuje od 1-3 % (v podzolických půdách a šedých půdách) do 8-10 % i více v hlubokých černozemích.
Půdní organická hmota je zastoupena převážně (85-90 %) huminovými látkami (huminovými a fulvovými kyselinami) a jen malou částí nezahuštěnými zbytky rostlinného, mikrobiálního a živočišného původu.
Celková zásoba humusu v orné vrstvě půd s relativně nízkým obsahem – šedé půdy a sodno-podzolické půdy – je 30-50 tun, v černozemích – 100-200 tun a v metrové vrstvě – 50-120 a 300 tun. -800 tun na 1 hektar, resp.
Organická hmota obsahuje hlavní zásobu dusíku, takže půdy obsahující více organické hmoty mají také více dusíku. Mezi organické látky patří také síra a fosfor. Při jeho mineralizaci se dusík, fosfor a síra přeměňují na minerální formu, kterou rostliny asimilují. Huminové kyseliny a fulvokyseliny a také oxid uhličitý vznikající v půdě při rozkladu organické hmoty mají rozpouštěcí účinek na těžko rozpustné minerální sloučeniny fosforu, vápníku, draslíku, hořčíku; V důsledku toho jsou tyto prvky převedeny do formy přístupné rostlinám.
Huminové látky se spolu s jemnými minerálními částicemi půdy podílejí na adsorpčních procesech a určují absorpční kapacitu půdy a její pufrační kapacitu. Organická hmota slouží jako zdroj výživy a energie pro většinu půdních mikroorganismů. Huminové látky v půdě se mineralizují hůře než organické sloučeniny rostlinných zbytků a nezvlhčené látky. Při dlouhodobém pěstování zemědělských plodin bez aplikace hnojiv však může dojít k výraznému poklesu celkového množství humusu a dusíku v půdě. Velikost roční mineralizace organické hmoty v orné vrstvě sodno-podzolových půd je 0,6-0,7 t a černozemě – 1,0 t na 1 ha, s tvorbou odpovídajícího množství (30-35 a 50 kg/ha, respektive) minerálních minerálů dostupných rostlinám dusík. S průměrným obsahem dusíku v humusu asi 5 % na každou jednotku dusíku dostupného rostlinám (NO3 — + NH4 + ) by mělo být mineralizováno dvacetinásobné množství humusu.
Humus se nejintenzivněji rozkládá v čistých parách, kde se v půdě může nahromadit až 100-120 kg N-NO3 na 1 hektar. Současně s mineralizací organické hmoty v půdě vzniká vlivem rozkládajících se rostlinných zbytků neustále nový humus a změna jeho celkového množství je dána vztahem mezi těmito procesy.
Systematické používání organických a minerálních hnojiv, které zajišťuje zvýšení produktivity zemědělských plodin, přispívá k zachování a akumulaci zásob humusu a dusíku v půdě, protože se zvyšujícím se výnosem se zvyšuje množství kořenových a rostlinných zbytků vstupujících do půdy a zintenzivňují se procesy tvorby humusu.
Obsah základních živin v půdách a jejich dostupnost pro rostliny. Různé typy půd se liší obsahem základních živin (tab. 2). Celková zásoba dusíku, fosforu a draslíku ve většině půd je významná, desítky a stokrát větší než jejich odstranění sklizní jedné plodiny. Převážná část živin se však nachází v půdě ve formě sloučenin, které nejsou dostupné pro přímou výživu rostlin. Hrubá zásoba živin v půdě charakterizuje pouze její potenciální úrodnost. Pro posouzení efektivní úrodnosti půdy a její skutečné schopnosti poskytovat vysoké výnosy zemědělských plodin je důležitý obsah živin ve formách přístupných rostlinám.
Stůl 2.
Hrubý obsah dusíku, fosforu a draslíku v orné vrstvě různých půd
| Půdy | číslo | P2O5 | K2O | |||
| % | t na 1 ha. | % | t na 1 ha. | % | t na 1 ha. | |
| Sod-podzolic: písčitá | 0,02-0,05 | 0,6-1,5 | 0,03-0,06 | 0,9-1,8 | 0,5-0,7 | 15-21 |
| Sod-podzolic: hlinitý | 0,05-0,13 | 1,5-4,0 | 0,04-0,12 | 1,2-3,6 | 1,5-2,5 | 45-75 |
| Černá země | 0,2-0,5 | 6-15 | 0,1-0,3 | 3-9 | 2-2,5 | 60-75 |
| Serozemy | 0,05-0,15 | 1,5-4,5 | 0,08-0,2 | 1,6-6 | 2,5-3 | 75-90 |
Pro výživu rostlin jsou k dispozici pouze ty živiny, které jsou v půdě ve formě sloučenin rozpustných ve vodě a slabých kyselinách a také ve výměnně absorbovaném stavu. V půdě neustále dochází pod vlivem biologických, fyzikálně-chemických a chemických procesů k mobilizaci živin a přechodu těžko rozpustných sloučenin do stravitelné formy.
V různých půdách probíhají mobilizační procesy s nestejnou intenzitou v závislosti na povaze sloučenin, které představují živiny, klimatických podmínkách, úrovni zemědělské techniky atd. Tyto procesy obvykle probíhají pomalu a množství forem živin, které mají rostliny k dispozici. vytvořené v půdě během vegetačního období, nestačí uspokojit potřeby rostlin. Proto téměř na všech půdách aplikace hnojiv výrazně zvyšuje výnosy plodin.
Obsah stravitelných forem živin závisí na typu půdy, její kultivaci a předchozím hnojení. Na různých farmách a v jednotlivých polích farmy to může být různé. Pro správné používání hnojiv jsou proto důležité agrochemické rozbory půd ke stanovení mobilních forem dusíku, fosforu a draslíku, které provádějí zonální agrochemické laboratoře.
V závislosti na typu půdy a dalších podmínkách se používají různé metody analýzy. Pro predikci účinnosti dusíkatých hnojiv stanovte: a) obsah dusičnanů nebo množství minerálního dusíku (NO3 — + NH4 + ) ve vrstvě půdy 0-20 nebo 0-40 cm na jaře před setím; b) mobilní dusík (NO3 — , N.H.4 + ) v 1 % K2 – před a po kompostování.
Metody stanovení mobilního fosforu a draslíku se liší především použitým činidlem pro jejich extrakci a také poměrem a dobou jeho interakce s půdou.
Tabulka č. 3 (pokračování).
Seskupování půd podle zásoby mobilních forem draslíku, mg na 100 g půdy
| Třída půdy | K2O | |||
| podle Maslova | podle Kirsanova | podle Chirikova | v Michiganu | |
| I | ||||
| II | 5-10 | 4-8 | 2-4 | 10-20 |
| III | 10-15 | 8-12 | 5-8 | 20-30 |
| IV | 15-20 | 12-17 | 9-12 | 30-40 |
| V | 20-30 | 17-25 | 13-18 | 40-60 |
| VI | > 30 | > 25 | > 19 | > 60 |
