Основные свойства почвы и ее состав
Rusopt24.ru

Все про химию

Основные свойства почвы и ее состав

Основы агрономии

Что такое почва и каковы ее свойства

Почваобразованный природными и геологическими процессами поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, т. е. пригодный для произрастания различных форм растений.
Именно этот относительно тонкий верхний слой человек использует для выращивания с.-х. культур, имеющих хозяйственное назначение. Для того, чтобы сохранить и повысить плодородие этого тонкого слоя коры, необходимо применять рациональные приемы и средства для обработки почвы, с учетом ее физических и технологических свойств, а также почвенно-климатических условий.

Как образовалась почва?

Почва – уникальное образование, тончайшим слоем устилающее поверхность многих районов нашей планеты. Она является одним из важнейших факторов развития и процветания жизни на Земле – как флоры, так и фауны.
Появление почвы связано с взаимодействием органической и неорганической природы, причем органика является главным образующим звеном, без наличия которого почвообразование невозможно.

Миллионы лет назад Земля представляла собой безжизненную планету, в недрах и на поверхности которой протекали бурные природные и геологические процессы, повлекшие образование различных минералов, воды и атмосферы.
С появлением на планете воды и атмосферы, как утверждают биологи, появились и первые живые организмы – одноклеточные и микроскопические животные и водоросли, довольствовавшиеся неорганической пищей – минералами, солями, газами и другими веществами на молекулярном уровне, растворенными в воде. Они были ничтожно крохотными и практически не влияли на процессы, протекающие в окружающем мире. Тем не менее, именно эти существа положили начало почвообразованию на Земле.

Природно-геологические процессы (извержения вулканов, потоки лавы, ветра, осадки, солнечные лучи и т. п.) подготовили минеральную компоненту почвы – частицы глины, песка, ила и т. п. Отмирающие организмы – вначале микробы, затем и более высокоразвитые – криль, медузы, рыбы, земноводные – оседали на дно водоемов и смешивались с неорганической “кожей” планеты, формируя гумус и жидкие органические компоненты. С отступлением водоемов, а также с началом освоения животными и растениями суши, почвообразование приняло более широкие масштабы.

Так появилась почва – плодородный слой нашей планеты. Вначале формирование почвы протекало очень медленно – ведь органики на Земле было мало, затем, по мере освоения планеты живыми существами, этот процесс стал ускоряться. Тем не менее, и в наше время формирование почвенного слоя даже в самых благоприятных районах – чрезвычайно медленный процесс – за столетие мощность почвенного слоя увеличивается не более чем на два сантиметра.

По утверждению классика агрономии – Юстуса Либиха (1803 – 1873) , почва – главное богатство любого государства, основа процветания и благополучия его граждан. Более того – падение и взлет наций этот немецкий ученый связывает именно с отношением к плодородному слою своей земли.

Свойства почвы

Для того, чтобы правильно обрабатывать и использовать почву для выращивания сельскохозяйственных (далее – с.-х.) культур, а также эффективно использовать с.-х. технику с соблюдением природоохранных требований, следует знать, что представляет собой почва, как таковая, ее свойства и характеристики, влияющие на плодородие, т. е. повышение урожайности.

Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки.
Питательные свойства почвы во многом зависят от минералогического состава ее твердой составляющей, т. е. от первичных горных пород, из которых образована почва в данной местности, а также от количества в ней разложившейся органики – останков произраставших ранее растений и погибших животных. Оба эти фактора напрямую связаны с природно-климатическими условиями в регионе.

Основные физические свойства почвы:
– гранулометрический состав;
– скважность (порозность, пористость);
– плотность (объемная масса, или отношение массы образца к его объему);
– влажность.

Кроме основных свойств, почвы имеют дополнительные свойства:
– твердость;
– фрикционные свойства;
– липкость;
– удельное сопротивление почвы.

Гранулометрический состав – относительное содержание в почве первичных элементарных частиц (механических элементов) различного размера, которые подразделяют на фракции: камни (крупнее 3 мм), гравий (1-3 мм), песок (0,05-1 мм), пыль (0,001-0,05 мм), ил (0,0001-0,001 мм) и коллоидные частицы (менее 0,0001 мм). В основе классификации почв по гранулометрическому составу положено условное разделение элементарных почвенных частиц на две основные фракции: физическую глину (размер частиц менее 0,01 мм), и физический песок (размер частиц более 0,01 мм).

В зависимости от содержания физической глины все виды почвы подразделяют на:
– глинистые (содержание физической глины более 50 %);
– суглинистые (содержание физической глины от 20 до 50 %);
– супесчаные (содержание физической глины от 10 до 20 %);
– песчаные (содержание физической глины менее 10%).

Глинистые почвы хороши для питания растений, но очень тяжелы в обработке, особенно во влажном состоянии. Органика в них разлагается медленно. Глинистые почвы называют тяжелыми почвами.

Песчаные почвы бедны элементами питания растений, плохо удерживают влагу, но очень легки в с.-х. обработке, поэтому их и называют легкими почвами. Органика в легких почвах разлагается быстро.
Наиболее удобными для выращивания с.-х. культур считаются суглинистые и супесчаные почвы, поскольку они легки в обработке, содержат достаточно большое количество питательных веществ, неплохо удерживают влагу, т. е. обладают хорошим плодородием.

Еще одно важное качество почвы – структурность.
Различают песчаные бесструктурные почвы, глинистые почвы со сплошной структурой и почвы с агрегатной структурой, т. е. состоящие из почвенных комочков, образованных склеиванием мелких частиц и элементов. Структурные агрегатные почвы (с максимальным содержанием комочков величиной 0,25 – 7 мм) считаются наиболее благоприятными для с.-х. земледелия, поскольку обеспечивают хорошее питание, воздушный и водный режимы растениям.

Скважность почвы (пористость, порозность) – отношение объема пустот в образце почвы к общему объему этого образца и выражается в процентах. Скважность почвы зависит от размеров почвенных частиц, и составляет для песчаных и супесчаных почв – 40-50%, для глинистых и суглинистых почв – 50-60 %, для торфяников – 80-90 %.

Плотность почвы – отношение массы почвенного образца к его объему, причем образец берется без нарушения естественного сложения почвы (без разрыхления, уплотнения и т. п. ).
Плотность почвы напрямую зависит от ее гранулометрического состава и скважности. Чем пористей и рыхлей почва – тем выше ее плодородные свойства и ниже плотность. Обычно плотность различных почв варьирует в пределах от 0,9 до 1,8 г/см 3 .
Для разных видов с.-х. культур существует наиболее оптимальная плотность почв, например:
– зерновые колосовые культуры – 1,1 – 1,3 г/см 3 ;
– картофель и подсолнечник – 1,0 – 1,2 г/см 3 ;
– сахарная свекла – 1,1 – 1,5 г/см 3 и т. д.

Влажность почвы – характеризуется наличием в ее составе воды, как в связанном, так и в свободном состоянии. На технологические свойства почвы (в т. ч. липкость, пластичность) влияет только свободная вода, доступная корням растений. При оптимальном количестве влаги в почве она легко крошится на частицы, и для ее обработки необходим минимум затрат энергии. Такое состояние почвы называют ее физической спелостью.

Влажность почвы оценивают по абсолютной составляющей и относительной составляющей.
Абсолютная влажность – соотношение между сухой составляющей почвы и влагой, содержащейся в ней (в %).
Относительная влажность – соотношение между абсолютной влажностью образца почвы и максимальной влагоемкостью этого образца, т. е. до предела насыщенного водой (в %).
Физическая спелость почвы наступает при абсолютной влажности 15-30 % и относительной влажности – 40-70 %.

Твердость почвы – ее способность сопротивляться смятию. Обычно твердость измеряют специальным прибором – твердомером, имеющим плунжер-конус, вдавливаемый в образец почвы. Полученный отпечаток измеряют и по формулам определяют твердость образца в н/см 2 . Фрикционные свойства почвы – качественная характеристика, выражающаяся в трении почвы о поверхность рабочих органов машин при обработке или внутреннем трении между слоями почвы.

Липкость почвы – способность частиц почвы склеиваться и прилипать к различным предметам, в т. ч. и к рабочим органам машин. Липкость, в основном, зависит от гранулометрического состава почвы и ее влажности, а также материала рабочего органа машины. Повышенная липкость существенно снижает качество обработки почвы и повышает тяговое усилие при обработке, что сказывается на повышении затрат.

Удельное сопротивление почвы – усилие, необходимое для обработки (например, вспашки) единицы площади поперечного сечения пласта. По затрачиваемому усилию почвы подразделяют на тяжелые, среднетяжелые, средние и легкие.

Небольшой видеоролик рассказывает о том, что такое почва, как она образуется и какие типы почвы встречаются в нашей стране. Фильм предназначен для школьников, однако будет интересен и тем, кто изучает основы агрономии.
Важно: для просмотра фильма необходимо, чтобы на вашем компьютере была установлена программа просмотра видеоматериалов из Интернета Adobe Flash Player (если у вас ее нет, можно бесплатно скачать здесь), ну и, конечно же, достаточная скорость.

Состав и свойства почвы (стр. 1 из 4)

Воронежская Государственная Медицинская Академия им Н.Н.Бурденко

Институт Сестринского Образования

Отделение Высшего Сестринского Образования

К О Н Т Р О Л Ь Н А Я Р А Б О Т А

1) Состав и свойства почвы. Самоочищение почвы.

2) Хранение и консервирование пищевых продуктов.

ВЫПОЛНИЛ: студентка 3 курса

2. ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ.

6. КРИТЕРИИ КАЧЕСТВЕННОЙ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПОЧВЫ.

7. ХРАНЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ.

8. КОНСЕРВИРОВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ.

9. ТРЕБОВАНИЯ К ХРАНЕНИЮ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ.

10. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

Почва – наружный слой горных пород измененный под влиянием воды, воздуха и различных организмов.

Почва состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразных фаз. Для всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов почв к нижним.

Горизонт А1 – темноокрашенный, содержащий гумус, обогащен минеральными веществами и имеет для биогенных процессов наибольшее значение.

Горизонт А2 – элювиальный слой, имеет обычно пепельный, светло-серый или желтовато-серый цвет.

Горизонт В – элювиальный слой, обычно плотный, бурый или коричневой окраски, обогащенный коллоидно-дисперсными минералами.

Горизонт С измененная почвообразующими процессами материнская порода.

Горизонт В – исходная порода.

Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ. По дисперсионности минеральные вещества делятся на две группы: с диаметром более 0,001 мм (обломки пород и минералов, минеральные новообразования) и менее 0,001 мм (частицы выветривания глинистых минералов, органических соединений). Полидисперсность частиц твердой частицы почвы обусловливает её рыхлость. Часть объема почвы, заполненного воздухом или водой, называют пористостью почвы, которая составляет 40-60%, иногда до 90% (торф), бывает до 27% (суглинки).

В состав минеральной части почвы входят Si, Al, Fe, К, Na, Mg, Ca, P, S и другие химические элементы, которые, в основном, находятся в окисленном состоянии (SiO2, A12O3, Fe2O3, К2О, Na2O, MgO, CaO), а также в виде солей: угольной, серной, фосфорной, хлористо-водородной.

В состав твердой части почвы входят и органические вещества (преимущественно в гумусе), где содержатся углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера и др. элементы. Многие элементы растворены в почвенной влаге, заполняющей часть пор, а в остальной части пор находится воздух, который в верхних слоях (15-30 м) состоит из N2 (78-60%), O2 (11-21%), СO2 (0,3-8,0%).

Читать еще:  Секреты успешного выращивания яблонь Чемпион

Почвообразующие факторы: различают по карйне мере 6 почвообразующих факторов. Вообще, процесс почвообразования начался тогда, когда появились первые микроорганизмы и одноклеточные водоросли.

Первым почвообразующим фактором является материнская порода, она подразделяктся на три вида: магматические породы (это те породы, которые образовались в результате остывания магматических масс при извержении вулканов (граниты, базалиты)), метаморфические породы – это те породы, которые образовались в результате действия высоких температур и давления, осадочные породы – те породы которые образовались в результате выветривания и размельчения. Осадочные породы являются главными почвообразующими породами. На осадочные породы воздействовали живые организмы, шел процесс почвообразования.

Второй почвообразующий фактор – возраст почвы. Чем раньше начался процесс почвообразования, тем толще слой почвы.

Рельеф поверхности. На горных склонах происходит сползание почвенного слоя.

Почвенные организмы. От набора и количества организмов завист как количество почвы, так и ее качество.

Деятельность человека. В результате жизнедеятельности человека, работы транспорта, промышленности почва становится причиной изменений в состоянии здоровья человека.

В настоящее время почва рассматривается как саморазвивающаяся система, обеспечивающая круговорот веществ в природе. В почве происходит обезвреживание всех видов отходов (функция самоочищения почвы).

Различные типы почв сформировались в связи с преобладанием того или иного почвообразующеоо фактора. На территории России выделяют следующие почвы:

· слабоподзолистые и подзолистые почвы ( составляют большую часть почв России).

· серые лесные почвы ( характерны для боее южного региона России).

· черноземы ( начинаются в районе Тамбова) занимают небольшую территорию.

· бурые, солончаковые почвы характерны для южных степных и пустынных местностей.

Типы почвы имеют значение, в основном, для сельского хозяйства.

Предпочтительно строить дома, постройки на сухих, песчаных почвах, потому что эти почвы будут благоприятный в плане самоочищения, не будет

создаваться заболачивания, не будет комаров и т.д.

Гигиенические свойсва почвы во многом зависят от ее механического состава (от гранулометрического состава). Он определяется, главным образом, теми породами на которых почва образовалась. В каждой почве различают минерульную и органическую часть. Существует целая классификация почв по механическому составу. Мы пользуемя классификацией Качинского согласно которой почвы делятся на структурную (преобладают крупные структуры) и бесструктурную (преобладают мелкие структуры почвы). В зависимости о того структурная или бесструктурная почва определяются многие физические свойства почвы, важные в гигиеническом отношении.

К физическим свойствам почвы относятся:

1. Пористость ( зависит от величины и формы зерен) крупнозернистые почвы

содержат мало пор, примерно до 25% на песке или гравии, а на черноземе

пористость достигает 85%, на глинистой почве пористость составляет 40-

2. Капиллярность почвы. Способность почвы поднимать влагу. Капиллярность выше у мелкозернистых почв, а значит высота поднятия грунтовых вод, скажем, у чернозема выше, чем на песчаной почве. Поэтому строительство благоприятнее на крупнозернистых почвах, меньше сырость, ниже грунтовые воды.

3. Влагоемкость почвы – то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва. Это имеет значение для создания оптимального по влажности микроклимата внутри зданий. Считается, что почвы с большой влагоемкостью являются нездоровыми.

4. Гигроскопичность почвы – это способность притягиваь водяные пары из воздуха. Минимальной гигроскопичностью обладают крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений.

5. Почвенный воздух. Он заполняет поры меду частицами почвы, находясь в непосредственном контакте с атмосферным воздухом, отличается по составу от атмосферного. Если в атмосферном воздухе содержание кислорода достигает 21%, то в почвенном воздухе содержание кислорода занчительно меньше – 18-19%. В чистой почве содержится в основном кислород и углекислый газ, в загрязненных почвах добавляется водород и метан. Чем больше кислорода в почвенном воздухе, тем лучше идут в почве процессы самоочищения. Например, в куче мусора, где нет доступа кислорода преобладают процессы гинения,а если отходы обезвреживются в незагрязненной почве ( то есть мало отходов, много чистой почвы) то процессы самоочищения идут до конца, заканчиваясь минерализацией гумификацией то есть образованием гумуса.

6. Почвенная влага – существует в химически связанном, в жидком и газообразном состоянии. Влага почвы оказывает влияние на микроклимат и на выживание микроорганизмов в почве.

7. Химический состав почвы. В почве могут содержатся все химические элементы. Тело человека по качественному составу содержит те же макро и микроэлементы, что и почва, поскольку почва участвует в круговороте веществ в природе, а, значит почва влияет на состояние здоровья человека.

Здоровой почвой называют легкопроницаемую, крупнозернистую незагрязненную почву. Почва считается здоровой если содержание глины и песка в ней составляет 1:3, отсутствуют возбудители болзней, яйца гельминтов, а микроэлементы содержатся в количествах, не вызывающих эндемические заболевания.

По мироэлементному составу различвают 3 вида почв:

почвы с нормальным микроэлементным составом, с избыточным и с недостаточным микроэлементным составом. Такие территории, характеризующие нормальны, избыточным или недостаточным микроэлементным составом назыают провинциями. Это природные геохимические провинции. Существуют провинции с недостаточным содержанием фтора, такие территории эндемичны по кариесу. Провинции с избыточным содержанием фтора эндемичны по флюорозу. Провинции с недостаточным содержанием иода – на них регстрируется эндемический зоб и базедова болезнь. Существуют также природные терротории на которых отмечается такое симптомокомплекс как уровская болезнь, или болезнь Кашина – Пека, или хондроостеодистрофия. Эта болезнь связана с несбалансированностью стронция и кальция. Имеются провинции с повышенным содержанием молибдена. На них отмечается такое забоелвание как молибденоз ил эндемическая подагра.

Что такое почва — состав, типы и их характеристика

Что такое почва? Каков ее состав, какова ее роль и свойства?

Как образуется слов земли, содержащий в себе минералы, жидкости и газы, органические вещества?

Обо всем, что касается темы «Почва» пойдет речь в данной статье.

Что такое почва

Почва — сложное соединение органических и неорганических веществ, верхний слой земной коры.

Продукт бесчисленных поколений живых организмов, основа биосферы планеты – вот, что такое почва. Её строение, химический состав, свойства – изучает наука почвоведение.

Состав почвы

Слагается из двух частей — минеральной и органической. Неорганический субстрат составляют глинистые, пылевые и песчаные компоненты, образованные в результате эрозии горных пород. Органическая часть представлена животными и растительными остатками и гумусом.

Гумус представляет собой органический материал, разложившийся до последней степени и остающийся в стабильном состоянии многие годы. Он является источником питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности растений.

В зависимости от концентрации почвенных элементов меняются физические свойства почвы:

  • плотность – отношение твёрдого вещества к эквивалентному объёму воды;
  • объёмная масса – масса кубического сантиметра почвенного вещества, без учёта воды;
  • пористость – содержание пустот в почве относительно её объёма в целом.

В прямом соответствии этим факторам колеблется насыщенность почвы влагой, воздухом и живыми организмами.

Вода в поверхностном слое земли образует почвенный раствор, являющийся питательной средой для растений. Пустоты, заполненные воздухом, обеспечивают дыхательные процессы жителей плодородного слоя.

Особую часть почвенной системы составляют её непосредственные обитатели – насекомые, черви, микробы. Они играют ключевую роль в сохранении и наращивании своей жизненной среды.

Главное свойство почвы

Плодородие – основное свойство почвы.

Определение плодородной земли возможно, когда:

  • она способна обеспечить растения питательными веществами и водой в количествах, достаточных для роста и воспроизводства;
  • в ней отсутствуют вредные примеси, препятствующие жизнедеятельности растений.

Разные виды растений могут существенно отличаться по терпимости к условиям среды. Тип земли плодородный для одного вида сельскохозяйственных культур подходит, для жизни другого бывает непригоден.

Однако в большинстве ситуаций почва является плодородной, если:

  • её толщина достаточна для роста корней и поглощения ими воды;
  • проницаемость земли способствует отводу излишков влаги и доступу воздуха к корням;
  • содержание органических веществ обеспечивает сохранение структуры почвы и образование почвенного раствора;
  • кислотность почвы (pH) находится в пределах 5,5 – 7;
  • достигается необходимая концентрация питательных элементов растений в доступной для поглощения форме;
  • наличествует спектр микроорганизмов, поддерживающих развитие растений.

Возделываемые земли нуждаются в постоянной поддержке их плодородия. Процессы истощения и эрозии здесь проявляются острее, чем на земле, не затронутой человеком.

Основные виды почв и их характеристика

Различаются почвы как по их механической составляющей, так и по преобладанию органической части.

Неорганическое описание видов включает:

Глинозём. Отличается плотностью из-за высокого содержания глинистых частиц. Вследствие этого вода застаивается на поверхности глинозёма, количество пор невелико. Такая субстанция легко слипается, отличается тяжестью по сравнению с другими типами почв. Слепленный из глинозёма комок держит форму и с усилием поддаётся разрушению. Окультуривается сложно.

Суглинок. Преобладание глинистых частиц разбавлено значительной долей песка. Более рыхлый тип, чем глинозём, суглинок отличается оптимальной водопроницаемостью, содержит приемлемое количество пор. Хорошо подходит для огородничества. Землю легко слепить в комок, но при внешнем воздействии ком рассыпается.

Песчаник. Концентрация песчаных частиц подразумевает увеличенную сыпучесть и проницаемость. Структура предоставляет слабую поддержку корням и не способствует поддержанию стабильной питательной среды. Сжатая в горсти земля не может сформировать комок и распадается.

Супесь. Преимущество песчаных частиц снижено с увеличением присутствия глинистых. За счёт более вязкой структуры проницаемость супеси ниже, чем у песчаника – питательные вещества и влага удерживаются лучше. Комок земли после сжатия может некоторое время удерживать форму. Пригодность для земледелия – хорошая.

Классификация органическая состоит из:

  • бурых и красных почв;
  • серозёмов;
  • чернозёмов.

Бурая почва. Также называется лесной, образуется в районах преимущественного произрастания лиственных пород деревьев – дубов, буков, ясеней. Основным источником органики здесь выступает палая листва.

Серозём. Земля степных полупустынных зон. Формирование гумусового слоя осуществляется за счёт отмёрших стеблей травянистых растений – осоки, мятлика, ячменя.

Чернозём. Образуется как результат многолетнего накопления органики на богатых травянистой растительностью луговых равнинах. Погодные условия, в которых происходит формирование чернозёма, и сама земля представляют превосходные предпосылки к окультуриванию.

Для кого подходит почвенная среда обитания

По величине жители почвы классифицируются на:

  1. Отличающуюся наибольшей величиной мегафауну. Организмы, чья длина превышает 8 см. К таковым относятся кроты, змеи, некоторые виды насекомых, норные животные.
  2. Стоящую ступенью ниже макрофауну. Их длина колеблется от 0,4 см до 8 см. Представители – улитки, черви, насекомые.
  3. Идущую следующей в сторону уменьшения группу мезофауны. Сюда входят некоторые членистоногие, отдельные виды червей. Величина – меньше 4, но больше 0,2 мм.
  4. Невидимую невооружённым взглядом микрофауну. По большей части это одноклеточные организмы, но сюда относятся и некоторые многоклеточные, меньше 0,2 мм.

Разнообразие видов не уступает по численности животным поверхности. В числе тех, кто живёт в земле, по биомассе абсолютно доминируют беспозвоночные.

По степени адаптации различают:

  1. Геобионтов – чья жизнь полностью проводится в земляной среде. Как, например, дождевые черви.
  2. Геофилов – проводящих в земле только часть жизни. В основном это остающиеся под землёй в личиночной стадии насекомые.
  3. Геоксенов – к ним относятся животные, укрывающиеся в земле при устройстве логова. В основном это обитатели нор – лисы, кролики, барсуки.
Читать еще:  Как ухаживать за ирезине

Вклад фауны в формирование и поддержку почвенной экосистемы сравним с вкладом растений.

Животным отведены две ключевые функции:

  1. Переработка. До того как органическая часть почвы становится пригодной для усвоения растениями, она должна быть разложена до определённой степени. Процесс проходит в несколько ступеней, от поедания остатков растений более крупными животными, до разложения продуктов их жизнедеятельности микроорганизмами.
  2. Перемешивание. Двигаясь в толще земли, осуществляя свою жизнедеятельность, почвенные организмы способствуют равномерному распределению органики. При этом улучшается пористость земли, необходимая для нормального развития растений.

Как образуется почва

Формирование почвы начинается как геология процессов выветривания, когда каменная горная порода разрушаются до уровня осадочной. С достаточным насыщением водой и элементами питания эта минеральная основа становится приемлемой средой для поселения автотрофных бактерий.

Со сменой поколений автотрофов они извлекают из субстрата связанные элементы, фиксируют атмосферный азот, который изначально не входит в состав породы. В результате воспроизводятся условия для роста неприхотливых растений. Их жизненный цикл вносит в среду органические остатки.

Накопление органики стимулирует размножение перерабатывающих её микроорганизмов. Возникают условия формирования гумуса. Полная минерализация части органической массы доходит до стадии воды, углекислого газа, ионов, повышая потенциальное плодородие.

С достижением возможности для поселения сложных растений, их корневые системы, а также локальный водный цикл способствуют разграничению слоёв грунта. Зарождается и стабилизируется схема горизонтов почвы. После их окончательного формирования, состав и свойства земли уже не переживают кардинальных изменений, оставаясь постоянными в течение многих лет.

Понятие скорости почвообразования зависит от климатических особенностей регионов. В тропическом поясе процесс проходит в разы быстрее, чем в зонах умеренного климата.

Какое значение имеет в природе почва

Существование жизни в её современном состоянии возможно только за счёт возникновения почвы на Земле. Главный вклад почвы в поддержание биосферы планеты – она является прямым источником питания для растений и опосредованным для животных и человека.

Наличие или отсутствие почвы оказывает критическое воздействие на окружающую среду. Впитывая и задерживая дождевую воду, земля предотвращает сначала наводнения, а в дальнейшем засуху. Ещё одна особенность земли – функция фильтра, очищающего воду от посторонних примесей.

Земля влияет на стабилизацию климата, связывая в своём составе углерод. Даже в пустынных районах цианобактерии, лишайники и мхи поглощают существенное количество углерода в процессе фотосинтеза. Деградация почвенного слоя способствует переходу углерода из связанного состояния в свободное. Это увеличивает парниковый эффект, одну из причин глобального потепления.

Поверхность и толща земли являются средой обитания огромного количества видов, включая человека. Без почвы существование значительной части биосферы планеты станет невозможным.

Именно поэтому растёт количество мер, предпринимаемых для охраны почвы. Только повышение качества защиты почвы от естественных и антропогенных разрушительных процессов позволит продолжить жизнь на Земле будущим поколениям.

Основные свойства и состав почвы

Почва – это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействий, живых микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие почвы, т.е. способность обеспечить рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе и поддерживает газовый состав атмосферы.

Состав и свойства почвы

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почв, но в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов то верхних горизонтов почвы к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних и горизонтов к верхним. В твердой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместо с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, – более тонкие. Рыхлость сложения почвы обусловливают состава ее твердой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы, измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см). Основную массу почв составляет обычно мелкозем – частицы менее 1 мм

Твердые частицы в естественном залегании заполняются не весь объем почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры – промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. Суммарный объем пор называется пористостью почвы. Для большинства минеральных почв эта величина варьирует в пределах от 40 до 60%. В органогенных (торфяных) почвах она возрастает до 90%, в заболоченных, оглеенных, минеральных – уменьшается до 27%. От пористости зависят водные составы почвы (водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость) и плотность почвы. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывность меняется вследствие поступления в почву атмосферу осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также расхода влаги – почвенного стока, испарения (отсасывание корнями растений) и др.

Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и почвенный режим почвы. Чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен (особенно О2 и СО2) между почвой и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее – процессы восстановления. В порах также обитают почвенные микроорганизмы. Плотность почвы (или объемная масса) в ненарушенном сложении определяется пористостью и средней плотностью твердой фазы. Плотность минеральных почв от 1 до 1,6 г/см3, реже 1,8г/см3, заболоченных оглеенных – до 2 г/см3, торфяных – 0,1-0,2 г/см2.

С дисперсностью сопряжена большая суммарная поверхность твердых частиц: 3-5 м2/г у песчаных почв, 30-150 м2/г у супесчаных, до 300-400 м2/г у глинистых. Благодаря этому почвенные частицы, особенно коллоидная и илистая фракции, обладают поверхностной энергией, которая проявляется в поглотительной способности почвы и буферности почвы.

Минеральный состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные почвы почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Сu, Mo, I, B, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество СаСО3 (особенно если почвы образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей – СаSO4 и др. более легко растворимые соли; почвы влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Одна реакция этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста почвы, особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются почвы более богатые Al, Fe, щелочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава – Si. Во влажны тропиках на молодой коре выветривания почв значительно беднее окисями железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с почвой умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твердой части почвы незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.

В состав твердой части почвы входит органическое вещество, основная (80 – 90%) часть которого представлена сложным комплектом из гумусовых веществ, или гумуса. Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.д. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в почве содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая теоретическая структура почвы во многом определяет ее физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо – минеральные соединения представлены солями, глинисто – гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в почву.

Жидкая часть, т.е. почвенный раствор, – активный компонент почвы, осуществляющий перенос веществ внутри нее, вынос из почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания. Обычно содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.

Газовая часть или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, O2, CO2, летучие органические соединения и пр., постоянны и определяются характером множества протекающих в почве химических, биохимических процессов. Например количество СО2 в почвенном воздухе существенно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии СО2 из почвы в атмосферу и О2 в противоположном направлении.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представлений многих групп беспозвоночных животных – простейших, червей, моллюсков, насекомых и их роющих позвоночных и др. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам – важнейшим компонентам биосферы.

Химический состав почвы оказывает влияние на состояние здоровья человека через воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических элементов в почве бывает столь велик, что приводит к нарушению обмена веществ, вызывает или способствует развитию серьезных заболеваний. Так, широко распространенное заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. При высоком содержании фтора (свыше 1,2 мг/л) нередко возникают заболевания костной системы (флюароз).

Почва представляет собой сложную природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения эти соединения переходят в формы, доступные для усвоения растениями. Они частично входят в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерных круговорот химических элементов в системе “почва – растения – (животные – микроорганизмы) – почва”. Этот круговорот В.Р. Вильямс назвал малым, или биологическим. Благодаря малому круговороту веществ в почве постоянно поддерживается плодородие. В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. Из – за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится малоплодородной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека. Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к повышению их плодородия, в других – к ухудшению, деградации и гибели.

Читать еще:  Сорт винограда Гала

Типы почв по механическому составу

В почвоведении принята классификация почв по механическому составу разработана Качинским, по которой все почвы подразделяются в зависимости от содержания в них физической глины, т.е. частиц, диаметр которых менее 0,01мм. Для каждого типа почвообразования нормы содержания физической глины не однократны.

Классификация почв по механическому составу. (Н.А. Качинский, 1965)

Краткое название почв по механическому составу

Состав, основные свойства и характеристики почвы

Грунт представляет собой обособленную систему с отличительным ритмом развития. Экономический ресурс используется для выращивания продуктов питания, поэтому аграрии обращают внимание на основные свойства почвы. Любая земля отличается структурой, физическими характеристиками, механическим составом и химическими показателями. Свойства грунтов изменяются из-за загрязнения, вырубки лесов, неправильной обработки.

Понятие о почве

Структурным называется грунт, содержащий в составе воду и воздух одновременно. Влага располагается внутри капилляров и комков, воздух содержится в пустотах между элементами. Такая почва отличается повышенными тепловыми свойствами, что может указать на благоприятные условия для полезных микроорганизмов. В структурной почве разложение животных останков происходит тщательнее, внутри комков накапливается перегной. В составе грунта содержатся несколько компонентов:

  • материнская порода в виде минеральной части;
  • гумус или органическая часть;
  • почвенный воздух и вода;
  • живые микроорганизмы;
  • другие включения.

Количество гумуса влияет на плодородие грунта. В почве находится множество организмов (от микроскопических бактерий до клещей или земляных червяков). Млекопитающие также проживают в почве, например, кроты.

Не все почвы в природе отличаются достаточной структурностью для обеспечения большого урожая. Аграрии применяют насыщение кальцием (известь или гипс) и закладывают в пашню перегной. Имеет значение увлажнение и введение в севооборот многолетних бобовых и злаковых культур. Мощная система корней разделяет почву на отдельные элементы, и грунт обогащается азотом и гумусом.

Своевременная вспашка влияет на показатели урожайности поля. При перекопке сухой земли структура разрушается (распыляется), обработка водянистого грунта становится причиной раздавливания и смазывания комков. Поле распахивается при среднем показателе влажности, когда он составляет 55—70%, так достигается лучшая по качественным характеристикам структурная пашня.

Механический состав

В земле присутствуют элементы разной величины, в том числе камни, вкрапления пород и минералов. Почва содержит и мелкие частицы, которые различаются только приборами. Свойства субстрата зависят от габаритов включений. Грунты делятся на классы:

Глинистые почвы наполовину состоят из горных осадочных пород, например, каолинита, монтмориллонита, алюмосиликата. Состояние образца земли характеризуется вязкостью, тяжестью и липкостью. Вода медленно просачивается через грунт, остается на поверхности. Липкая глина пристает к садовым инструментам и затрудняет обработку огорода.

Супесчаные пробы растираются между пальцами, в их составе невооруженным взглядом просматриваются песчинки, пылеватые частицы. Такие грунты содержат песка до 80%, а намоченный образец не скатывается в шнурок. Почвы плохо впитывают влагу, обладают рассыпчатостью и не слишком пригодны для земледелия.

Бессвязные песчаные грунты содержат до 95% зерен, появившихся в результате разрушения твердых пород, например, кварца. Такие грунты именуются просто песком и применяются в строительстве и другой промышленности.

Суглинистые почвы бывают легкие и тяжелые в зависимости от состава и крупности зерен. Рыхлые остатки образуются на континентах, содержат 30—50% осадочных пород и 70—60% песка. Диаметр глиняных частиц составляет до 0,005 мм, вкрапления влияют на физические характеристики почвы. Различают следующие суглинки:

  • пылеватые грунты;
  • глинопесчаные почвы;
  • мелкодисперсные земли.

Более легкие суглинки содержат значительный объем кварца, а в тяжелых субстратах присутствует много глинистых минералов. Водорастворимые соли и органические примеси часто обнаруживаются в таких почвах, если они находятся в аридных областях.

Физические свойства

Плотность — это главное свойство почвы. Индекс показывает, сколько весит 1 кубический сантиметр образца почвы в естественном состоянии. Плотность зависит от взаимного положения элементов, имеет свободное пространство между частицами. На показатель влияют свойства минералов, размер вкраплений, структура земли. От плотности зависит способность грунта к поглощению влаги, степень газообмена. Структуры почв в зависимости от определения показателя:

  1. Слитое или плотное уложение препятствует механической обработке, лезвие лопаты входит в глубину на 1 см. Такие земли называются столбчатыми солонцами.
  2. Плотная структура позволяет лопате войти в грунт на 4—5 см, образец трудно разламывается. Почвы называются тяжелыми, глиняными, иногда встречаются на необработанных участках.
  3. Рыхлые грунты применяются в сельском хозяйстве, структура позволяет обрабатывать поле инструментом. К категории относятся супесчаные почвы и верхние горизонты суглинков.
  4. Рассыпчатое сложение отличается высокой подвижностью зерен, связь между обособленными частицами почти отсутствует. Грунты называются супесчаными или бесструктурными субстратами.

Пористость дает характеристику свободного пространства между частицами грунта. Выражается коэффициент процентным отношением воздуха к общему объему образца. Показатель находится в пределах 27—80% для минеральных сельскохозяйственных грунтов.

Земляные поры отличаются формой и размерами, поэтому субстраты делятся на некапиллярные и капиллярные типы. В первом случае берутся параметры только крупных промежутков, во втором дополнительно учитываются капилляры. Пористость также относится к группе важнейших свойств почвы и зависит от структуры, плотности и состава.

Аграрии находят соотношение показателей в нормативных таблицах сборников, что помогает выбрать оптимальный вариант обработки поля. Если бесструктурная почва высыхает, то на площади образуется твердая корка, которая плохо влияет на состояние корневой системы растений.

Показатели урожайности

Концентрации песка и глины можно назвать свойствами, которые сказываются на количестве и качестве полученного сбора. Рассыпчатые или вязкие грунты не способствуют повышению урожайности, если растение чудом там приживется. Самыми приемлемыми считаются черноземы с дополнительным внесением органики и минеральных компонентов. Если вести речь о том, какое основное свойство почвы, то можно выделить следующие показатели, влияющие на урожай:

  • плодородие и поглотительная способность;
  • кислотная реакция;
  • водопоглощение и способность удерживать влагу;
  • воздухоемкость;
  • тепловые характеристики.

Почва относится к самостоятельным природным формированиям, обладающим определенной структурой, составом. Земля обеспечивает взаимодействие химических элементов, дает корневой системе питание и благоприятные условия.

Плодородие земли

Характеристика грунта говорит о способности обеспечивать нормальный рост. Плодородие проявляется при сольватации компонентов, на него влияет состав, содержание азота, концентрация фосфора, калия и других химических веществ. Процессы в почве взаимосвязаны, поэтому изменение одной составляющей ведет к инверсии ценных качеств.

Если происходит деградация плодородного слоя, то реакцию трудно прекратить. Начинается эрозия грунта, происходит вымывание эффективных компонентов, что приводит к плохому развитию культур. Восстановительные мероприятия стоят дорого, длятся не один год, поэтому важно следить за состоянием поля, подкармливать и очищать.

Биологическая способность к поглощению зависит от деятельности почвенных организмов и растений. Бионты поглощают минералы, перерабатывают их в органику и предупреждают выщелачивание земли. Микроорганизмы и растения отмирают, разлагаются, происходит гумификация. Интенсивность протекания зависит от влажности, своевременного перепахивания, количества удобрений. Биологическое поглощение способствует закреплению минерального азота в грунте, чего нельзя достичь при других процессах.

Кислотность грунта

Этот показатель говорит о способности земли проявлять особенности кислот. Субстрат дает кислую реакцию, когда в почвенном растворе присутствуют ионы водорода или в комплексе есть частицы алюминия при неполноценной нейтрализации. Различается следующая кислотность растворов:

  1. Актуальная — измеряется субацидностью водной вытяжки из образца. Если pH равняется 7, то грунт нейтральный, снижение говорит о кислой реакции, повышение переводит землю в щелочную группу.
  2. Потенциальная — учитывает влияние катионов, изменяющих показатели твердого грунта.
  3. Обменная — вызывается катионами алюминия и водорода при действии нейтральных солей. Показатель pHKC подзолистых почв находится в диапазоне 3,6—5,1, а у лесных бурых и серых грунтов значительно повышается.
  4. Гидролитическая — вытяжка из образца делается с помощью щелочного вещества, определяется ионами, вытесняемыми при взаимодействии. Насыщенность земли химическими основаниями влияет на величину индекса.

Повышенная кислотность плохо действует на рост культур, в таких грунтах не растворяются микроэлементы. В земле увеличивается лизис токсичных соединений, что также ухудшает урожайность. Известкование грунта снижает этот показатель.

Характеристика водопроницаемости

Проходимость грунта для влаги зависит от текстуры и конструкции массы, гранулометрического состава, однородности, пористости. Коэффициент фильтрации снижается в условиях повышенного геостатического давления. Нарастание окружающей температуры ведет к улучшению водопроницаемости.

Влагоемкость характеризует способность субстрата поглощать и удерживать внутри воду без последующего стекания. Отношение массы впитанной влаги к весу образца, выраженное в процентах и миллиметрах водяного столба, является индексом свойства. Виды влагоемкости:

  1. Максимальная — включает наибольший объем связанной влаги, удерживаемой своими силами.
  2. Капиллярная — показывает влагу, находящуюся в менисковых протоках грунта. Индекс зависит от удаленности почвенных вод и толщины слоя. В малоструктурных грунтах быстрее поднимается и испаряется жидкость, иногда накапливается в верхнем слое и растворяет вредные вещества.
  3. Наименьшая — показывает количество влаги, содержащееся в природе, когда нет дополнительного притока и испарения. Зависит от плотности, минерального и химического состава грунта.
  4. Полная — характеризует общий объем воды, накопленной в промежутках и капиллярах.

Влагоемкость рассчитывается с учетом пористости. Значения используются для определения пользовательских характеристик земли и влияют на урожайность.

Насыщение воздухом

Сухая земля содержит большой объем воздуха в промежутках между частицами. Элементы впитывают атмосферу, такой объем называется поглощенным и малоподвижным. Если молекулы находятся в крупных порах, то воздух считается свободным и обладает определенной скоростью перемещения.

Произвольный объем вытесняется из грунта или растворяется в почвенных жидкостях, обогащая субстрат кислородом. Озон соединяется с веществами и употребляется бактериями, служит для разложения и окисления органики. Взамен выделяется углекислота при дыхании микроорганизмов и тлении останков.

Происходит регулярный обмен почвенного воздуха с внешней средой за счет изменения температуры грунта, насыщения осадками, выдувания ветром. Развитие культурных растений требует высокого грунтового воздухообмена и постоянного образования кислорода.

Тепловые особенности

Земля нагревается от солнца, внутренних теплых слоев или термальных источников. Небольшая часть энергии поступает при дыхании микроорганизмов и разложении органики. Темные земли с перегноем нагреваются быстрее, чем сырые и светлые почвы. Грунты на южных склонах быстрее повышают температуру, северные и восточные скосы получают мало живительной энергии.

Совокупность всех явлений по увеличению и расходованию температуры в грунте называется тепловым режимом. Значение имеют эндо- и экзотермические реакции в земле химического и физического характера. Поступление и преобразование энергии зависит от теплопроводности, теплоемкости субстрата и климатических условий.

На картах точки грунта с аналогичными температурными показателями соединяются общими кривыми линиями. В России области с положительной среднегодовой температурой идут с северо-запада и следуют на юго-восток. Участки с отрицательными показателями располагаются в регионах многолетней мерзлоты.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector