Вопрос 15. Алюминий в почве

Из элементов III группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева только алюминий содержится в почвах в макро­количествах и играет важную конституционную роль. Остальные элементы могут быть отнесены к группе микро- и ультрамикроэле­ментов; в их числе существенное физиологическое и сельскохозяй­ственное значение имеет бор.

Среднее содержание А1 в земной коре составляет около 8 % (массовых); Для алюминия характерна отчетливо выраженная кон­центрационная дифференциация в зависимости от породы. Ульт­раосновные породы содержат в среднем около 0,45 % А1, а в оса­дочных породах (глинах, сланцах) оно возрастает до 10—11 %. Кис­лые, средние и основные породы (граниты, диориты, базальты и т. п.) занимают промежуточное положение — 7—9 %.

Равномерное распреде­ление А1 по профилю характерно для многих степных почв, осо­бенно для черноземов. Значение алюминия в почвообразовании и плодородии почв определяется следующими положениями.

1. Высокое содержание А1 в почвах и его участие в формирова­нии алюмосиликатов обусловливает его ведущую наряду с Si, О и С конституционную роль. Следует упомянуть, что алюмосиликаты — наиболее распространенные минералы, составляющие до 85 % массы земной коры. При этом какое-либо специфическое влияние Аl на морфологические признаки почв не выражено.

2. Алюминий обладает достаточно высокой реакционной и ми­грационной способностью и образует многообразные формы со­единений. Он активно участвует в перераспределении вещества по почвенному профилю, а его соединения и их распределение по профилю могут быть использованы для диагностики почв и неко­торых процессов.

3. Алюминий участвует в формировании потенциальной (об­менной и гидролитической) кислотности почв.

4. Для растений небезразлично повышенное содержание под­вижных соединений А1; в их присутствии образуются труднорас­творимые фосфаты алюминия, фосфор которых при старении и кристаллизации осадков становится малодоступным растениям. Кроме того, алюминий токсичен для многих растений; уже при концентрации А1 в растворе около 2 мг/л наблюдается резкое ухуд­шение развития корневой системы, нарушается углеводный, азот­ный и фосфатный обмен в растениях. Более высокие концентра­ции алюминия вызывают резкое снижение урожая зерновых куль­тур и даже их гибель.

Поведение А1 в почве обусловлено его положением в периоди­ческой системе элементов Д.И. Менделеева. Находясь в III группе периодической системы, алюминий имеет следующее распределе­ние электронов в атоме:1s²2р⁶3s²3р¹.

Во всех встречающихся в почвах соединениях алюминий трехва­лентен, хотя в очень жестких лабораторных условиях могут быть по­лучены соединения, в которых А1 проявляет валентность 1⁺ и 2⁺.