|
Верхний плодородный слой литосферы, которому присущи свойства как живой, так и неживой природы, называется почвой. Данный природный элемент формируется при участии живых организмов. Поверхностные слои горнах пород выступают исходным субстратом, из которого образуются разные типы почв под влиянием растений, животных и микроорганизмов, а также климата, рельефа и человека. Образование почв происходило в течение тысячелетий. В начале процесса голые камни и скалы заселили микроорганизмы. Потребляя углекислый газ, пары воды, азот из атмосферного воздуха и соединения минералов из горных пород, микроорганизмы продуцировали органические кислоты. Эти химические соединения с течением времени изменили состав горных пород, которые утратили прочность, что привело к разрыхлению поверхностного слоя. Следующий этап почвообразования – поселение лишайников на таких породах. Эти организмы не требовательны к воде и пище, они последовательно продолжили разрушать горные породы, в то же время обогащая их органическим материалом. В процессе совместной работы микробов и лишайников горные породы трансформировались в среду, подходящую для развития растений и обитания животных. Окончательный этап формирования почвы из исходного субстрата происходит за счет жизнедеятельности высших растений и животных. В процессе жизнедеятельности растений происходит поглощение из атмосферы углекислого газа, а из почвы минеральных веществ и воды с последующим образованием органических веществ. После гибели растений почва обогащается органическим материалом. Следующим звеном в пищевой цепочке являются животные, которые поедают растения или их остатки. Экскременты животных и их трупы после смерти также попадают в почвенный слой. В мертвом органическом материале почве обитает множество бактерий и грибов. В процессе своей жизнедеятельности они деструктурируют органические соединения и минерализуют их с образованием сложных устойчивых органических веществ, представляющих собой гумус почвы. В почве осуществляется распад первичных минеральных веществ с образованием глинистых вторичных минералов. Так, происходит круговорот веществ в почве. Влагоемкость и влагопроницаемость почвыПочва характеризуется влагоемкостью – способностью задерживать воду, и влагопроницаемостью способностью пропускать воду. Так, если в почве много песка, она хуже удерживает воду и, соответственно, имеет низкую влагоемкость. Почва с большим содержанием глины, наоборот, обладает высокой влагоемкостью, так как удерживает больше воды. Таким образом, влага лучше задерживается в рыхлых почвах, чем в плотных. Влагопроницаемость обеспечивается наличием в почве многочисленных мелких пор – капилляров. По ним вода перемещается вверх, вниз и в стороны. Чем больше капилляров в почве, тем выше ее влагопроницаемость, и тем быстрее протекает процесс испарения влаги. У песчаных почв влагопроницаемость высокая, у глинистых – низкая. При рыхлении почвы капилляры разрушаются, благодаря чему испарение воды замедляется, и влага задерживается в почве. По такому признаку, как кислотность, выделяют кислые, нейтральные и щелочные почвы. Для лучшего роста растений подходят нейтральные почвы. На сельскохозяйственных угодьях кислые почвы обычно известкуют, а в щелочные добавляют гипс. Структура почвСтруктура разных типов почв различна. По механическому составу почвы подразделяются на глинистые, суглинистые, песчаные, супесчаные. В структуре различают комочки разнообразной формы и величины. Наиболее пригодны для выращивания культурных растений черноземы, имеющие зернистую или мелкокомковатую структуру. В них содержится около 30% гумуса. Содержание большого количества гумуса является признаком плодородия почвы. Кроме черноземов, различают следующие виды почв: тундровые, дерново-подзолистые, подзолистые, сероземные, каштановые, желтоземные и красноземные. Похожие материалы: |
Почва
Почва и её состав
Почва — это особое природное тело, образующееся на поверхности Земли, в результате взаимодействия живой (органической) и мертвой (неорганической) природы. Важнейшим свойством почвы, отличающим её от горных пород, является плодородие. Оно обусловлено наличием в почвах органического вещества гумуса, или перегноя. Благодаря плодородию почвы являются величайшим природным богатством, пользоваться которым нужно очень разумно. Почвы образуются очень медленно: за 100 лет мощность почвы увеличивается на 0,5 — 2 см.
Факторы почвообразования
Выдающийся русский ученый — основоположник науки о почве (почвоведения) В.В. Докучаев писал, что почва — «зеркало» природы. Горные породы, рельеф, климат, воды, микроорганизмы, растения и животные участвуют в формировании почв. Среди этих факторов особое место занимает деятельность человека.
Строение почв. В формировании почв принимают участие процессы выветривания, образования гумуса и передвижение органического вещества, и образование гумуса и передвижения органических и минеральных соединений в пределах почвенного профиля.
Верхний горизонт — гумусовый. Он густо пронизан корнями. Здесь происходит накопление органического вещества и образование гумуса. Гумусовый горизонт самый темный. Цвет его зависит от накопившегося перегноя. Количество перегноя уменьшается сверху вниз, поэтому горизонт светлее в нижней части. При выпадении осадков и таянии снега через гумусовый горизонт просачивается влага, которая растворяет и выносит из него часть органических и минеральных соединений. В почвах, формирующихся в условиях большого количества осадков, под гумусовым горизонтом образуется горизонт вымывания.
Это очень осветленный горизонт, из которого вынесена значительная часть органических и минеральных соединений.
Иногда вынесено всё, что может раствориться, и остается один кремнезём. Это подзолистый горизонт.
Ниже лежит горизонт вмывания. В него попадает то, что теряет верхняя часть почвы. Под ним находится слабо измененная материнская порода, на которой изначально и начался процесс почвообразования. Между горизонтами происходит непрерывный обмен веществом, путем циркуляции почвенного раствора.
По строению почвенного профиля, т.е. по степени выраженности отдельных горизонтов, их мощности и химическому составу, определяют принадлежность почвы к определенному типу.
По механическому составу — соотношение различных по величине минеральных частиц (песка, глины) почвы подразделяются на глинистые, суглинистые и песчаные.
Поддерживанию благоприятного для растений водного и воздушного режима способствует структура почвы — способность почвенных частиц соединяться в относительно устойчивые комочки. Форма, величина комочков неодинаковая в разных типах почв. Лучшей является зернистая, или мелкокомковая, структура с комочками диаметром 1 — 10 мм. Если в почве содержится мало гумуса и глинистых частиц, то такие почвы обычно бывают бесструктурными (песчаные и часто супесчаные).
Разнообразие и размещение почв
Тип, механический состав, структура почвы, её плодородие и т. д. зависят от сочетания факторов почвообразования в конкретных географических условиях. Размещение почв на Земле зависит, прежде всего, от климата. На равнинах наблюдается смена почв от экватора к полюсам, а в горах — от подножия к вершинам.
В условиях одинакового климата разнообразие почв обусловлено рельефом и горными породами. Для каждой территории характерны свои сочетания почв с определенными свойствами. Основными типами почв, распространенными на территории России, являются: тундрово-глеевые, подзолистые, серые лесные, чернозем, каштановые.
Виды почв, их особенности и способы улучшения
Каждый из нас, кто хоть немного знаком с биологией, понимает, что успех выращивания садово-огородных культур зависит сразу от совокупности множества разносторонних факторов. Климатические условия, сроки посадки, сорт, своевременность и грамотность агротехнических приемов — вот далеко не все, что оказывает прямое влияние на урожай.
Чернозём, богатая гумусом почва. © NRCS Soil HealthОдним из основополагающих моментов, часто играющих доминирующую роль в исходе закладки сада и разбивки огорода, является тип почвы. Именно от того, какая на вашем участке почва, будет зависеть возможность выращивания тех или иных культур, необходимость в тех или иных удобрениях, частота поливов и прополок. Да, да! Все это может иметь существенные отличия и идти на пользу или во вред, если не знать с какой почвой имеешь дело.
Основные виды почв
К основным видам почв, с которыми чаще всего сталкиваются огородники России, относятся: глинистая, песчаная, супесчаная, суглинистая, известковая и болотистая. Каждая из них имеет как положительные, так и отрицательные свойства, а значит отличается в рекомендациях по улучшению и подбору культур. В чистом виде они встречаются редко, в основном в комбинации, но с преобладанием определенных характеристик. Знание этих свойств составляет 80 % успеха хорошего урожая.
Глинистая почва
Определить глинистую почву достаточно легко: после перекопки она имеет крупнокомковатую плотную структуру, в дожди жирно липнет к ногам, плохо впитывает воду, легко слипается. Если из горсти такой земли (влажной) скатать длинную колбаску — ее можно легко согнуть в кольцо, при этом она не станет рассыпаться на части или трескаться.
В связи с высокой плотностью, такая почва считается тяжелой. Она медленно прогревается, плохо вентилируется, имеет низкий коэффициент водопоглощения. Поэтому выращивать на ней культуры достаточно проблематично. Однако, если глинистую почву грамотно окультурить, она способна стать достаточно плодородной.
Чтобы облегчить и обогатить данный вид почвы, рекомендуется периодическое внесение песка, торфа, золы и извести. Песок снижает показатели влагоемкости. Зола обогащает питательными элементами. Торф разрыхляет и увеличивает водопоглощающие свойства. Известь снижает кислотность и улучшает воздушный режим почвы.
Сколько чего вносить — вопрос индивидуальный, напрямую связанный с показателями именно вашего грунта, которые точно можно определить только в лабораторных условиях. Но, в целом: песка — не более 40 кг на 1 м², извести — около 300-400 г на м², под глубокую перекопку один раз в 4 года (на почвах со слабокислой реакцией), для торфа и золы ограничений нет. Если есть выбор органики, то лучшим вариантом для повышения плодородия глинистых почв является конский навоз. Не бесполезным будет и высев сидератов, таких как горчица, рожь, овес.
Растениям на глинистых почвах приходится не легко. Плохая прогреваемость корней, недостаток кислорода, застой влаги, образование почвенной корки работают не на пользу урожая. Но все же деревья и кустарники, имея достаточно мощную корневую систему, данный тип почв переносят хорошо. Из овощей на глине неплохо себя чувствуют картофель, свекла, горох и топинамбур.
Для остальных культур можно порекомендовать высокие грядки, посадку на гребнях, применение меньшей глубины заделки семян и клубней в почву, высадку рассады наклонным способом (для лучшего прогревания корневой системы). Среди агротехнических приемов, особенное внимание на глинистых почвах необходимо уделять рыхлению и мульчированию.
Песчаная почва
Песчаная почва относится к легким видам почв. Узнать ее так же не составит труда: она рыхлая, сыпучая, легко пропускает воду. Если горсть такой земли взять в руки и попробовать сформировать комок — ничего не получится.
Все качества, присущие песчаным почвам, являются и их плюсом, и их минусом. Такие почвы быстро прогреваются, хорошо аэрируются, легко обрабатываются, но вместе с тем быстро охлаждаются, скоро пересыхают, слабо удерживают в зоне корней минеральные вещества (питательные элементы вымываются водой в глубинные слои грунта). В результате этого они бедны на наличие полезной микрофлоры и плохо пригодны для выращивания каких-либо культур.
Чтобы повысить плодородие таких почв, необходимо постоянно заботиться об улучшении их уплотняющих и связующих свойств. Регулярные внесения торфа, компоста, перегноя, глиняной или буровой муки (до двух ведер на 1 м²), применение сидератов (с заделкой в почву), качественное мульчирование уже через 3 — 4 года дают достойный устойчивый результат.
Но даже если участок еще только в процессе окультуривания, на нем можно выращивать морковь, лук, дыни, клубнику, смородину, плодовые деревья. Несколько хуже на песчаных почвах будут себя чувствовать капуста, горох, картофель и свекла, однако если удобрять их быстродействующими удобрениями, в малых дозах и достаточно часто, то можно добиться хороших результатов.
Для тех, кто возиться с окультуриванием не хочет, существует другой способ возможности облагораживания данных почв — создание искусственного плодородного слоя путем глинования. Для этого, на месте грядок, необходимо устроить глинистый замок (выложить глину слоем в 5-6 см) и на него насыпать 30-35 см супесчаной или суглинистой почвы, взятой со стороны.
Супесчаная почва. © pictonsandandsoilСупесчаная почва
Супесчаная почва — еще один вариант легких по механическому составу грунтов. По своим качествам она схожа с песчаными почвами, но содержит несколько больший процент глинистых включений, а значит обладает лучшей удерживающей способностью к минеральным и органическим веществам, не только быстро прогревается, но и долго удерживает тепло, меньше пропускает влагу и медленнее пересыхает, хорошо аэрируется и легко поддается обработке.
Определить ее можно тем же методом сдавливания горсти влажной земли в колбаску или комок: если она формируется, но плохо удерживает форму — перед вами супесчаный грунт.
Расти на таких почвах может все, при обычных методах агротехники и выборе районированных сортов. Это один из неплохих вариантов для садов и огородов. Однако приемы повышения и поддержания плодородия для данных почв так же не окажутся лишними. На них рекомендовано регулярно вносить органику (в обычных дозах), высевать сидеральные культуры, проводить мульчирование.
Суглинистая почва. © gardendrumСуглинистая почва
Суглинистая почва — самый подходящий вид почв для выращивания садово-орогодных культур. Она легко поддается обработке, содержит большой процент питательных элементов, имеет высокие показатели воздухо- и водопроводимости, способна не только сохранять влагу, но и равномерно распределять ее по толще горизонта, хорошо удерживает тепло. Если взять пригоршню такой земли в ладони и скатать ее, то можно легко сформировать колбаску, которую, однако, нельзя согнуть в кольцо, так как при деформировании она развалится.
Благодаря совокупности имеющихся свойств, суглинистую почву не нужно улучшать, а необходимо только поддерживать ее плодородие: мульчировать, вносить под осеннюю перекопку навоз (3-4 кг на 1 м кв.) и, по мере надобности, подкармливать высаженные на ней культуры минеральными удобрениями. Выращивать на суглинистых почвах, можно все.
Известковая почва. © midhantsИзвестковая почва
Известковая почва относится к категории бедных почв. Обычно она имеет светло-коричневый цвет, большое количество каменистых включений, характеризуется щелочной средой, при повышенных температурах быстро нагревается и пересыхает, плохо отдает растениям железо и марганец, может иметь тяжелый или легкий состав. У выращиваемых культур на такой почве желтеет листва и наблюдается неудовлетворительный рост.
Чтобы улучшить структуру и повысить плодородие известковых почв необходимо регулярно вносить органические удобрения, причем не только под основную обработку, но и в виде мульчи, высевать сидераты, применять калийные удобрения.
Выращивать на данном виде грунтов, можно все, но при частом рыхлении междурядий, своевременных поливах и продуманном применении минеральных и органических удобрений. От слабой кислотности будут страдать: картофель, томаты, щавель, морковь, тыква, редька, огурцы и салаты, поэтому подкармливать их нужно удобрениями, склонными подкислять, а не подщелачивать почву (например, сульфатом аммония, мочевиной).
Торфяной среднеразложившийся горизонт дерново-подзолистой почвы. © own workБолотистая почва
Болотистые или торфяные почвы, так же находят применение под разбивку садово-огороднических участков. Однако, назвать их хорошими для выращивания культур достаточно сложно: содержащиеся в них элементы питания мало доступны для растений, воду они впитывают быстро, но так же быстро и отдают, плохо прогреваются, часто имеют высокий показатель кислотности. Зато, такие почвы хорошо задерживают минеральные удобрения и легко поддаются окультуриванию.
Чтобы улучшить плодородие болотистых почв, необходимо насытить землю песком (для этого необходимо проводить глубокие перекопки так, чтобы поднять песок с нижних слоев) или глиняной мукой, на особо кислых вариантах применять обильное известкование, заботиться о повышении в земле содержания полезных микроорганизмов (вносить навоз, навозную жижу, компост, не обходить стороной микробиологические добавки), не забывать о калийно-фосфорных удобрениях.
Если закладывать сад на торфяных почвах, то лучше высаживать деревья либо в ямы, с индивидуально заложенным под культуру грунтом, либо в насыпные холмы, высотой от 0,5 до 1 м.
Под огород тщательно окультуривать землю, или, как в варианте с песчаными почвами, закладывать глиняную прослойку и уже на нее засыпать перемешанный с торфом суглинок, органические удобрения и известь. А вот если выращивать только крыжовник, смородину, черноплодную рябину и садовую землянику, то можно ничего и не делать — только поливать и выпалывать сорняки, так как данные культуры на таких почвах удаются и без окультуривания.
Чернозём. © carlfbaggeЧерноземы
И, конечно же, говоря о почвах, сложно не упомянуть про черноземы. На наших дачных участках они встречаются не так часто, но достойны особого внимания.
Черноземы — это почвы высокого потенциального плодородия. Устойчивая зернисто-комковатая структура, высокое содержание гумуса, большой процент кальция, хорошие водопоглощающие и водоудерживающие способности позволяют рекомендовать их, как лучший вариант для выращивания сельскохозяйственных культур. Однако, как и любые другие почвы они имеют свойство истощаться от постоянного использования, поэтому уже через 2-3 года после их разработки, на грядки рекомендуется вносить органические удобрения, высевать сидераты.
Кроме того, черноземы сложно назвать легкими почвами, исходя из этого, их часто разрыхляют внесением песка или торфа. Так же они могут быть кислыми, нейтральными и щелочными, что так же требует своей корректировки.
Чернозём. © Axel HindemithЧтобы понять, что перед вами действительно чернозем необходимо взять гость земли и сжать ее в ладони, на руке должен остаться черный жирный отпечаток.
Некоторые путают чернозем с торфом — тут тоже существует прием для проверки: мокрый комок грунта нужно отжать в руке и положить на солнце — торф высохнет мгновенно, чернозем же будет долго удерживать влагу.
Что такое почва? — урок. Окружающий мир, 3 класс.
Почва — это верхний плодородный слой земли.
Плодородие почвы — это способность почвы обеспечивать растения необходимыми веществами и давать урожай.
Рассмотри повнимательнее почву.
В ней много разных частиц. Видны корешки растений, их полусгнившие листья и стебли, личинки насекомых. Можно заметить в ней норки разных животных. Можно рассмотреть песчинки и частицы глины.
Почва состоит из объектов неживой и живой природы.
Объекты неживой природы:
- глина;
- песок;
- перегной;
- минеральные соли;
- вода;
- воздух.
Объекты живой природы:
- корни растений;
- мелкие животные;
- бактерии.
Каждый элемент почвы выполняет свою функцию.
Песок и глина служат основой почвы.
Воздух используют для дыхания корни растений и почвенные животные.
Минеральные соли вместе с водой всасываются корнями растений. Они дают растениям питание.
Минеральных солей в почве содержится совсем немного, и растения их постоянно расходуют. Запас солей пополняется благодаря перегною, который образуется из растительных и животных остатков. Его медленно превращают в минеральные соли почвенные бактерии.
Перегной придаёт почве тёмный цвет. Почвы с небольшим содержанием перегноя светлые, а богатые на перегной — тёмные.
В почве мало перегноя
В почве много перегноя
Чем больше в почве перегноя, тем она плодороднее. Самая плодородная почва — чернозём.
В почве живут мелкие животные: мыши, кроты, медведки, дождевые черви, личинки насекомых. Они роют в почве ходы, рыхлят её, перетаскивают и измельчают разные остатки. Так они повышают плодородие почвы.
Реферат: Почва и ее структура
Оглавление
Введение
Почва и ее структура
Гумус почв и его свойства
Происхождение и состав плодородного слоя почвы
Химический состав почв
Физические свойства почв
Почвенные коллоиды
Заключение
Список литературы
Введение
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.
Почва и ее структура
Почва — это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, особое природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах. Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами биогеоценоза.
В состав почвы входят четыре важнейших компонента:
минеральная основа (50-60 % от общего объёма)
органическое вещество (до 10 %)
воздух (15-25 %)
вода (25-35 %)
Почвы состоят из частиц различного размера, начиная от крупных валунов и заканчивая мелким грунтом (частицы мельче 2 мм в диаметре) и коллоидными частицами (< 1 мкм). Обычно частицы, составляющие почву, делят на глину (мельче 0,002 мм в диаметре), ил (0,002-0,02 мм), песок (0,02-2,0 мм) и гравий (больше 2 мм). Механическая структура почвы имеет очень важное значение для сельского хозяйства, определяет усилия, требуемые для обработки почвы, необходимое количество поливов и т. п. Хорошие почвы содержат примерно одинаковое количество песка и глины; они называются суглинками. Преобладание песка делает почву более рассыпчатой и лёгкой для обработки; с другой стороны, в ней хуже удерживается вода и питательные вещества. Глинистые почвы плохо дренируются, являются сырыми и клейкими, но зато содержат много питательных веществ и не выщелачиваются. Каменистость почвы (наличие крупных частиц) влияет на износ сельскохозяйственных орудий.
В состав почвы входят песок и алеврит (формы кварца (кремнезёма) SiO2 с добавками силикатов (Al4(SiO4)3, Fe4(SiO4)3, Fe2SiO4) и глинистых минералов (кристаллические соединения силикатов и гидроксида алюминия).
Органические вещества в почве образуются из остатков растений и животных. Важную роль в процессе разложения играют сапрофиты. В результате образуется аморфная масса — гумус — тёмно-коричневого или чёрного цвета. Химический состав гумуса — фенольные соединения, карбоновые кислоты, эфиры жирных кислот. В почве частицы гумуса прилипают к глине <#»justify»>Некоторые химические элементы (азот, фосфор, сера) в процессе разложения переходят из органических соединений в неорганические. Происходит так называемый процесс минерализации вещества.
Воздух и вода удерживаются в почве в промежутках между её частицами. Часть воды просачивается сквозь почву, образуя грунтовые воды; остальная вода остаётся в почве благодаря силам поверхностного натяжения либо адсорбируется на поверхностях кристаллов кварца или глины.
Почва образуется из горной породы в результате выветривания и деятельности живых организмов. Суточные температурные колебания приводят к расширению и сжатию горных пород. Неравномерное расширение ведёт к их постепенному разрушению. Вода, просачиваясь в трещины, при замерзании создаёт огромное давление, что также способствует разрушению породы. Перемещаемые водой и ветром частицы вызывают эрозию. Наконец, выветривание вызывается вымыванием из горной породы различных химических веществ водой. Важным фактором, определяющим образование почвы, является рельеф местности.
Единая международная классификация почв пока ещё не разработана. Почвы одного типа обычно образуют широтные зоны, вытянутые вдоль областей с одинаковым увлажнением и среднегодовой температурой. В горах чётко прослеживается высотная зональность почв.
Почва образуется вследствие продолжительных процессов изменения материнской породы и содержит как продукты выветривания этих пород, так и продукты разложения живых организмов. Такое сочетание продуктов выветривания и продуктов разложения образует сложнейший химический состав и большое многообразие химических элементов, которые содержатся в почве. В состав почвы входят практически все известные химические элементы, но особый интерес представляют те из них, которые необходимы для питания растений.
Гумус почв и его свойства
В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофагами. Они создают мелкоземистость и рыхлость, влияют на физические свойства и структуру, на химическиепроцессы, приводят к смешению химических элементов, их аккумуляции и стабилизации в форме гумусовых веществ, определяющих почвенное плодородие. Чем больше гумуса в почве, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы плодородного слоя, тем лучше питание растений, тем активнее идет образование нитратов и углекислоты, необходимых для фотосинтеза и фиксации атмосферного азота свободноживущими в корнеобитаемом горизонте микроорганизмами. Физико-химическое взаимодействие новообразованных гумусовых кислот с минералами предохраняет их от быстрого вовлечения в биохимический кругооборот и способствует закреплению гумуса в почве.
Органические вещества растительных остатков с помощью бактерий и червей превращаются в гумусные кислоты и фульвокислоты. В растительных остатках содержатся и так называемые зольные элементы — различные металлы, кремний и т.д. Гумусные кислоты и фульвокислоты взаимодействуют с металлами и образуют соли — гуматы и фульваты. Гуматы лития, калия, натрия растворимы, легко вымываются водой. Они же представляют наиболее ценную часть гумуса, легко доступную растениям. Гуматы кальция, магния, кремния и тяжелых металлов нерастворимы и составляют ту часть гумуса, которую можно назвать консервами почвенного плодородия. Они накапливались в черноземах весь послеледниковый период. Эти гуматы способны растворяться под влиянием ферментов корневой системы растений, но в количествах, удовлетворяющих только их потребность. Они не подвержены гидролизу, но оказывают большое влияние на создание агрономически ценной, связной, водопрочной и пористой структуры, не подверженной влиянию эрозийных воздействий.
Особо следует подчеркнуть, что гуматы тяжелых металлов еще более устойчивы к гидролизу ферментами корневой системы растений и практически не усваиваются ими. Это есть главное экологическое свойство гумуса — связывание тяжелых металлов в почве и предохранение всего живого на Земле от их токсического воздействия, в том числе от тяжелых радионуклидов! Это защитное свойство столь же важно для всего живого, как и защитное свойство озонового слоя вокруг Земли. Чем больше гумуса в почве, тем ярче выражено такое буферное свой-ство почв: пищевая и кормовая продукция, выращенная на высокогумусных почвах, является экологически чистой.
Буферное свойство гумусных почв можно проиллюстрировать следующими данными. По расчетам академика В. А. Ягодина (1990), при ежегодном сжигании в мире 33 млрд т угля вместе с золой рассеивается до 220 тыс. т урана и 280 тыс. т мышьяка (для сравнения: мировое производство этих двух металлов составляет соответственно 30 и 40 тыс. т в год). Кроме того, металлургические предприятия ежегодно выбрасы-вают на поверхность земли (с дымами) более 150 тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т свинца, 30 т ртути, массу других металлов и многие миллионы тонн серной, соляной, азотной, фосфорной и других кислот. С выхлопными газами на поверхность почвы попадает более 250 тыс. т свинца. В процесс техногенного загрязнения окружающей среды вносит свой «вклад» и промышленность, производящая минеральные удобрения, в частности фосфорные (Р. Е. Елсшев, А. Л. Иванов, М. Шахаджахан, 1991). В почву попадают при этом все остальные элементы таблицы Д. И. Менделеева, включая кадмий, стронций, селен, фтор и т.д. и т.п. Трудно себе представить массу этих и других элементов, попавших в почву хотя бы за послевоенный период. Но вселенской катастрофы и гибели живого не произошло, отмечались лишь локальные болезни лесов, озер, и только в северных регионах Канады, Скандинавии, Сибири, где в почвах мало гумуса. Регионы с большим содержанием гумуса в почве пострадали меньше, а в странах, где производство гу-мусных удобрений освоено достаточно широко, быстро произошло оздоровление почвы, животных и людей (США, Канада, Западная Европа, Япония, страны Южной Азии и другие).
Гумус — это «хлеб для растений». В нем сосредоточено 98% запасов почвенного азота, 60% фосфора, 80% калия и содержатся все другие минеральные элементы питания растений в сбалансированном состоянии по природной технологии. В инертном гумусе пахотного слоя заключено до 87,5% энергии.
Наиболее богаты гумусом черноземы, где богатая травянистая растительность и активная деятельность микроорганизмов и дождевых червей способствуют обильному образованию гумусовых веществ, а высокое содержание глинистых минералов обеспечивает их закрепление в почве. Так формировался гумусовый фонд почвы — итоговый результат длительных (десятилетия и столетия) и разнообразных процессов разложения и консервации веществ растительного и микробного происхождения.
Запасы гумуса в почвенном покрове земли распределены неравномерно: больше всего его в черноземах луговых степей — от 400 до 700 т/га, меньше — в почвах тундр и пустынь — всего 0,6…0,7 т/га.
Гумус не только участвует в снабжении растений азотом, фосфором, калием и другими важными макро- и микроэлементами питания, неоспорима его роль и в других важнейших процессах почвообразования и обеспечения плодородия почв, таких, как предохранение почв от выветривания, создание их гранулярной структуры, снабжение растений необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами. Поэтому сохранение и преумножение запасов гумуса — одна из первоочередных задач земледельцев.
Агрономическая ценность гумуса в значительной степени определяется соотношением содержащихся в нем гуминовых кислот и фульвокислот. При преимущественном синтезе гуминовых кислот в почвах формируется четко выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким плодородием. Такие почвы характеризуются водопрочной, водоемкой структурой и гидрофильностью, богаты органическими формами азота, фосфора и других элементов питания растений.
При интенсивном образовании фульватного гумуса почвы легко обедняются щелочными катионами и другими элементами, приобретают кислую реакцию среды, обеструктуриваются. Повышение плодородия этих почв связано с длительным окультуриванием и внесением больших доз биогумуса (до 100 т/га).
В гумусе сосредоточено огромное количество энергии. При расчете ее теплотворная способность гумуса для всех типов почв условно принимается равной 4000 калорий на 1 г. Из изученных почв по энергетике гумуса резко выделяется чернозем — 20000 калорий в призме сечением 1 см2 и мощностью до 300 см. Гумус других типов почв характеризуется значительно меньшими запасами энергии — 4000…8000 калорий в том же объеме почвы. Если сравнить содержание энергии на 1 га земли, имеющем запас энергии в призме 4000 малых калорий, то общий ее запас сопоставим с 50000 л бензина, а на черноземах — 250000 л.
Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах;
Гумус — основной источник энергии для процессов превращения в почве минеральных соединений, биосинтетических реакций, жизнедеятельности микроорганизмов, роста и формирования растений и т.д. Черноземы, как было отмечено, характеризуются преобладающей аккумуляцией энергии в гумусе (88% суммы энергии в гумусе и растительном веществе), что хорошо согласуется с выдающимся и устойчивым плодо¬родием черноземов.
Плодородие полей и огородов напрямую связано с количеством и качеством гумуса в почвах. Наиболее богаты им черноземы. В знаменитых черноземах Центрального и Северокавказского регионов содержалось 10…14% гумуса, а мощность слоя чернозема — до 1 м.
Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединений для растений. Высокогумусированные почвы отличаются более высоким содержанием физиологически активных веществ. Гумус активизирует биохимические и физиологические процессы, Повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая и улучшением его качества.
В литературе накоплен огромный экспериментальный материал, показывающий тесную зависимость урожая от уровня гумусированности почв. Коэффициент корреляции содержания гумуса в почве и урожая составляет 0,7…0,8 (данные ВНИПТИОУ, 1989). Так, в исследованиях Белорусского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии (БелНИИПА) увеличение количества гумуса в дерново-подзолистых почвах на 1% (в пределах его изменения от 1,5 до 2,5…3%) повышает урожайность зерна озимой ржи и ячменя на 10…15 ц/га. В колхозах и совхозах Владимирской области при содержании гумуса в почве до 1% урожай зерновых в период 1976-1980 гг. не превышал 10 ц/га, при 1,6…2% составлял 15 ц/га, 3,5…4% — 35 ц/га. В Кировской области прирост гумуса на 1% окупается получением дополнительно 3…6 ц зерна, в Воронежской — 2 ц, в Краснодарском крае — 3…4 ц/га.
Еще более существенна роль гумуса в увеличении отдачи при умелом применении химических удобрений, эффективность его при этом увеличивается в 1,5…2 раза. Однако необходимо помнить, что химические удобрения, внесенные в почву, вызывают усиленное разложение гумуса, что приводит к снижению его содержания.
Практика современного сельскохозяйственного производства показывает, что повышение содержания гумуса в почвах является одним из основных показателей их окультурирования. При низком уровне гумусовых запасов внесение одних минеральных удобрений не приводит к стабильному повышению плодородия почв. Более того, применение высоких доз минеральных удобрений на бедных органическим ве¬ществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитра-тов и других вредных соединений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур.
Происхождение и состав плодородного слоя почвы
К органической части почвы относятся неразложившиеся и полуразложившиеся остатки растений, почвенных животных и гумус. Остатки растительных и животных организмов, постепенно разлагаясь, восстанавливают и пополняют в почве запасы гумуса. Процесс происходит при активном участии микроорганизмов и животных (дождевых червей, личинок насекомых). Этот сложный биохимический процесс распада и синтеза идет одновременно.
Во время разложения органического вещества вследствие действия ферментов, которые выделяют грибы и бактерии, происходят процессы повторного синтеза, полимеризации и конденсации с образованием новых высокомолекулярных соединений коллоидного характера. Образуется сложное органическое вещество, получившее название гумус (почвенный перегной). Почвы сильно отличаются по содержанию, составу и свойствам гумуса.
В состав гумуса входят гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.
Гуминовые кислоты — это группа веществ темного цвета, которые выделяются из почвы щелочами и осаждаются кислотами. Они характеризуются высоким содержанием углерода (50-62 %), аморфным состоянием, полидисперсностью (различной величиной частиц) и гетерогенностью.
При взаимодействии с катионами гуминовые кислоты образуют соли — гуматы. Гуматы одновалентных катионов К+, Na+, N+ образуют в почве коллоидные растворы — золи, которые легко растворяются и вымываются из почвы. Гуматы двух- и трехвалентных катионов (Са2+, Mg2+, Al3+, Fe3+) находятся в почве в виде нерастворимых гелей, не вымываются, накапливаются в местах образования, больше всего их в верхних слоях почвы.
Гуминовые кислоты — наиболее ценная часть гумуса, они имеют большую собирательную поверхность, играют важную роль в образовании агрономически ценной структуры почвы и основного фонда питательных веществ (прежде всего азот для растений).
Фульвокислоты — это гуминовые вещества желтого или красного цвета, которые остаются в растворе после выпадения в осадок гуминовых кислот. Фульвокислоты отличаются от гуминовых меньшим содержанием азота, более высокой кислотностью, высокой растворимостью в воде их соединений с минеральной частью почвы. Благодаря высокой кислотности фульвокислоты разрушают почвенные минералы и способствуют перемещению продуктов разложения в нижние слои почвы.
Гумины представляют собой комплекс гуминовых веществ с меньшим содержанием углерода и состоят из тех же гуминовых и фульвокислот, высоко полимеризованных, уплотненных и более тесно связанных между собой.
Состав перегноя и соотношение гуминовых и фульвокислот в разных почвах неодинаковы. Состав перегноя в значительной мере определяется составом высших растений, остатки которых составляют основу его образования, а также соотношением групп микроорганизмов, особенностями увлажнения и распада органического вещества, а в обрабатываемых почвах — способами обработки и удобрением почвы, севооборотами.
Гумус играет важную роль в процессах, происходящих в почвах. Он улучшает его химические, физико-химические и биологические свойства. Свежий почвенный перегной насыщает комочки почвы, склеивает их, а кальций и магний цементирует, способствуя образованию прочной, агрономически ценной структуры. Медленно разлагаясь, гумус является источником зольных элементов и азота для растений, а вбирая растворимые элементы питания (калий, фосфор), предотвращает их вымывание.
Факторы почвообразования, внешние условия в значительной мере влияют на накопление, особенности образования органических остатков и состав гумуса. Решающую роль в этом имеют растительность и соответствующая ей микрофлора почвы, которая разлагает остатки этой растительности. Например, древесный опад хвойных лесов медленно разлагается преимущественно грибной микрофлорой почвы, вследствие чего образуется гумус с содержанием большого количества фульвокислот. Они растворяют минеральные вещества верхнего слоя почвы, и почвообразующий процесс идет по типу подзолообразования. Этому содействуют повышенная кислотность материнской породы (морена, моренные отложения), достаточное количество осадков.
В почвах, покрытых травянистой растительностью, особенности и химический состав отмерших остатков другие, разлагаются они преимущественно бактериями, вследствие чего образуется больше малорастворимых гуминовых кислот, которые вступают в соединения с кальцием, магнием и другими катионами почвы, закрепляя в гумусе питательные вещества. Это способствует образованию хорошей структуры и других благоприятных физических свойств почвы.
Незначительное проникновение осадков в глубокие слои почвы, содержание в материнской породе карбонатов кальция и магния способствуют накоплению в ней значительных количеств гумуса. В таких условиях образовались черноземы и лугово-черноземные почвы, содержание гумуса в которых составляет 5-6 %, а в отдельных случаях- 10-12 %.
От содержания и качества почвенного перегноя в значительной мере зависит плодородие почвы.
Разные типы почв содержат неодинаковое количество гумуса. Бедные на гумус подзолистые и дерново-подзолистые почвы полесья содержат его от 0,5 до 2 %, серые лесные почвы лесостепи — 1,5-3,0%. В черноземах лесостепной и степной зон Украины от 3 до 6 % гумуса, а в черноземах Сибири его накапливается до 10-12 %. Торфяные почвы, в которых остатки водной и болотной растительности разлагаются без доступа воздуха, содержат 80-90 % органического вещества.
Гумус почвы необходимо не только сохранять, но и заботиться об увеличении его содержания и повышении качества. С этой целью вносят в почву перегной, торф, компосты, высевают многолетние травы, люпин и т. д. Внесение достаточного количества минеральных удобрений и окультуривание способствуют развитию в почве микрофлоры, что, в свою очередь, усиливает процессы образования гумуса с преобладанием в нем гуминовых кислот. Противоэрозионная безотвальная обработка предотвращает разложение и способствует накоплению гумуса.
Химический состав почв
В основном в состав почв входят следующие элементы (в % к валовому количеству):
üкислород (содержится преимущественно в органическом веществе) — 55;
üкремний (значительная часть в кварце) — 20;
üуглерод (в гумусе, органических остатках) — 2;
üводород (больше в гумусе) — 5;
üазот (в основном в гумусе) -0,1;
üфосфор (в гумусе, в минеральной части) — 0,08;
üсера (в гумусе) — 0,04;
üжелезо — 2;
üкальций — 2;
üмагний — 0,6;
üкалий — 1;
üнатрий — 1.
В пределах нашей страны выделяют пять основных почвенно-климатических зон, в которых развиваются следующие типы почв: подзолистые и дерново-подзолистые, черноземы, каштановые, сероземы, почвы влажных субтропиков (красноземы и желтоземы). Кроме того, выделяются разнообразные болотные почвы, почвы речных долин, горные почвы.
Все эти почвы далеко не равноценны по плодородию, и агрохимический состав их различен. Например, общее содержание основных элементов азота, фосфора и калия в пахотном слое дерново-подзолистых почв в среднем составляет (в процентах):
üазота — 0,04 — 0,13;
üфосфора (в окислах) -0,02-0,15;
üкалия (в окислах) -0,5-2,5.
В низинных торфах с травяной растительностью количество азота в десятки раз, фосфора в 2-5 раз больше, а калия в несколько раз меньше. Резко отличается содержание азота, фосфора и калия в почвах с разным механическим составом: например, в глинистых почвах, как правило, больше азота, чем в легкосуглинистых, а последние богаче песчаных. Это различие усиливается под влиянием естественной растительности.
Под хвойным лесом почвы бедны азотом, а в лиственных лесах, наоборот, содержание последнего выше, особенно если в них растет ольха, на корнях которой обитают клубеньковые бактерии, фиксирующие азот. Почвы смешанных лесов имеют более высокий общий запас азота в слое 30 и 50 см. В почвах болотного типа с низинным торфом количество азота, как это указывалось раньше, во много раз больше, чем в минеральных почвах.
Плодородный слой почвы — верхняя гумусированная часть почвенного покрова, обладающая благоприятными для роста растений химическими, физическими и биологическими свойствами.
Гумус — это сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении органических остатков. Содержание гумуса в почвах определяется условиями и характером почвообразовательного процесса; оно колеблется в верхних горизонтах от 1 — 2 до 12 — 15%, резко или постепенно уменьшаясь с глубиной.
В составе почвенного гумуса выделяют специфическую часть (85 — 90 % всего гумуса), представленную гумусовыми веществами, и неспецифическую часть (10 — 15%), представленную негумифицированными органическими веществами. Последние по своему составу могут, быть весьма разнообразны и включать: азотистые соединения (белки, ферменты, аминокислоты), углеводы (моносахариды, олигосахариды, полисахариды), липиды (жиры, воски, фосфолипиды), дубильные вещества (таннины, галловая кислота, флобафены и другие полифенолы), органические кислоты; кроме того, лигнины, смолы, спирты, альдегиды.
Гумусовые вещества почвы представлены гуминовыми и фульвокислотами, а также гуминами.
Гуминовые кислоты — это высокомолекулярные азотсодержащие (до 3 — 6%) органические кислоты, имеющие циклическое строение, не растворимые в воде и минеральных кислотах, но растворимые в слабых щелочах и некоторых органических растворителях.
Гуминовые кислоты состоят из углерода (50 — 62%), водорода (3 — 7%), кислорода (31 — 40%) и азота (2 — 6%). Их элементный состав зависит от типа почвы, химического состава разлагающихся остатков, условий гумификации. Так, гуминовые кислоты в подзолистых почвах в отличие от черноземов и каштановых почв содержат меньшее углерода, но больше водорода.
В составе гуминовых кислот может содержаться от 1 до 10 % зольных элементов, однако они не являются постоянными компонентами молекулы, а присоединяются в результате химических реакций.
Молекулы гуминовых кислот неодинаковы по размерам и химическому составу. Молекулярная масса их колеблется от 4000 до 100 000, поэтому они легко разделяются на фракции. Гуминовые кислоты в почвах находятся преимущественно в виде гелей, которые под действием минеральных кислот слабо гидролизуются, а под действием щелочей переходят в раствор.
Взаимодействуя с минеральной частью почвы, гуминовые кислоты образуют соли — гуматы, сложные органо — минеральные комплексы, которые могут устойчиво и прочно адсорбироваться поверхностью глинистых минералов.
Гуматы щелочей (натрия, калия, аммония) хорошо растворимы в воде, образуют истинные и коллоидные растворы, могут вымываться из верхних горизонтов почв, а при соответствующих условиях — иллювироваться в глубину почвенного профиля и там осаждаться и накапливаться. Это хорошо выражено в осолоделых солонцах и солонцеватых почвах.
Гуматы кальция и магния нерастворимы в воде и закрепляются в почве в виде гелей. Они способны склеивать и цементировать механические элементы в агрегаты и способствуют образованию водопрочной структуры. Это наблюдается в черноземных, лугово — черноземных и дерново — карбонатных почвах.
При взаимодействии гуминовых кислот с несиликатными соединениями образуются сложные органо — минеральные комплексы. Железо с гуминовыми кислотами связывается прочно и в последующем в реакциях обмена не участвует. В комплексах с алюминием часть алюминия проявляет способность к обмену. Образование комплексных соединений гуминовой кислоты способствует ее прочному закреплению в почве.
Основная часть гуминовых кислот в любой почве (рН более 5) находится в форме нерастворимых в воде органо — минеральных соединений, а в почвах с кислой реакцией (рН менее 5) — в форме дегидратированных гелей и частично растворяется при действии щелочных растворов, образуя молекулярные и коллоидные растворы.
Фульвокислоты, как и гуминовые кислоты, представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. Они растворяются в воде, кислотах, слабых растворах щелочей, пирофосфата натрия и водном растворе аммиака, образуя водорастворимые соли — фульваты. Кроме того, они растворяются во многих органических растворителях. Их растворы в зависимости от концентрации имеют окраску от соломенно — желтой до оранжевой. Водные растворы их обладают сильнокислой реакцией (рН 2,2 — 2,8). Фульвокислоты состоят из углерода, водорода, кислорода и азота, но меньше, чем гуминовые кислоты, содержат углерода и больше кислорода. В среднем в фульвокислотах содержится углерода 40 — 52 %, водорода 4 — 6 %, кислорода 40 — 48 % и азота 2 — 6 %
Фульвокислоты благодаря сильнокислой реакции и хорошей растворимости в воде энергично разрушают минеральную часть почвы.
Фульватные соли (фульваты) щелочных и щелочно — земельных металлов хорошо растворимы. Комплексные соединения фульвокислот с железом и алюминием также частично растворимы, причем фульватно — железистые сильнее, чем комплексы с алюминием. Степень подвижности таких комплексных соединений зависит от насыщенности их металлом. При высокой насыщенности комплекс становится нерастворимым и выпадает в осадок.
Гумины представляют ту часть гумуса, которая не извлекается из декальцинированной почвы щелочами. Они почти полностью извлекаются при попеременном воздействии на остаток почвы с гуминами различных кислот и щелочей. Исследования показали, что в большинстве случаев гумины состоят из тех же групп гуминовых и фульвокислот, что и извлекаемые щелочью из гумуса. Эти кислоты в гуминах находятся в сложных и проч ных связях как между собой, так и с минеральной частью почвы.
В группу гуминов входят также инертные карбонизированные углистые частицы и неполностью гумифицированные органические остатки. Содержание гуминов в гумусе составляет 15 — 20%, а в некоторых почвах даже 40 — 48 %.
Физические свойства почв
Огромное разнообразие почв существует благодаря разнообразию растительного мира, которое зависит от климата, а также разнообразия поверхностных геологических пород, форм рельефа. Есть почвы глинистые, которые обладают большим количеством органического вещества, есть супесчаные или песчаные, то есть в них совсем отсутствует органика, есть суглинистые, то есть со средним увлажнением, и т.д. Предположим, торфяные почвы невозможно использовать для сельского хозяйства, если предварительно их не осушили и не окультурили. Минеральные почвы получили свое название из-за физического смысла. Существует крупнозем, а также мелкозем. К крупнозему относятся частицы геологических пород, размер которых превышает 1 мм. У них нет липкости, либо пластичности, отсутствуют химические реакции. Они представляют собой неактивный скелет почвы.
Мелкоземом же считаются частицы менее 1 мм. Он делится на «физический песок», когда частицы от 0,05 до 1,0 мм, крупную пыль (0,05 — 0,01мм) и «физическую глину» (менее 0,01 мм). От доли «физической глины» будут зависеть физические свойства почвы, а также название, связанное с механическим составом. В случае песчаных почв доля «физической глины» не должна быть больше 10%, у супесчаных — не более 20%, в легкосуглинистых — 30%, в среднесуглинистых — 40%, а в тяжелосуглинистых — 45%. Если в почве содержание «физической глины» превышает 45%, то она будет считаться глинистой. Для земледелия почвы подразделяются на легкие и тяжелые. К первым относятся песчаные и супесчаные почвы, а ко вторым — суглинистые вместе с глинистыми.
Самыми активными считаются минимальные частицы почвенной массы, обычно их диаметр составляет тысячную долю миллиметра. Такая почва способна активно взаимодействовать с водными растворами солей, кислот, а также с корнями растений. Наиболее «тяжелые» почвы имеют около 90% таких частиц, размер которых не превышает 0,001 мм. Вот только данные почвы не всегда подходят для сельскохозяйственного использования. Помимо этого размеры частиц вместе с химическим составом зависят от плотности сложения почвы. Самая сухая почва создается при помощи удаления из нее всей влаги, исключая ту воду, которая связана в кристаллических решетках минералов.
У «тяжелых» и кислых почв наиболее высокая плотность, чаще всего она превышает 1,5 г/ см куб. Растения не могут укорениться в настолько плотной почве. А если помимо этого такая почва будет обработана гусеничной, либо колесной техникой, то плотность достигнет 1,8 — 1,9 г/см куб. В теории же плотность не может быть выше 2,0 г/см куб. Естественно, что данная почва абсолютно не подходит для растений.
У любой части почвенной толщи есть определенный объем в естественном состоянии. Если предположить, что из почвы можно вырезать кубик, имеющий стороны 10 см, то в сухом состоянии он будет содержать в себе исключительно почвенные частицы и воздух. По соотношению химических элементов и их плотности определяется масса почвенных частиц, в большинстве случаев она не больше 2,5 — 2,75 г/см куб. То есть кубический дециметр сухой почвы должен весить 2,5 — 2,75 кг, но в реальности он весит примерно 1,3 — 1,6 кг, ведь любые частицы не могут занять весь объем. Эту разницу в массе занимает воздух, который находится в поровом пространстве.
Самой важной агрофозической характеристикой почвы является объем пор, либо пористость. Данная характеристика будет зависеть от влажности почвы и механического состава. Количество влаги, находящееся в почве, зависит от структуры порового пространства. В случае крупных пор вода будет стекать свободно, оказываясь под давлением собственной тяжести. Если поры мельче, то влагу они удерживают гораздо лучше. Если взять сухой песок в пригоршню, то он рассыплется при разжимании ладони. Если же добавить влагу, то из песка можно слепить комок, вот только когда влага будет исчезать, комок также распадется. Глина же, напротив, твердая как камень, если даже пористость достаточно велика. Раскрошить ее можно только молотком, но изменения плотности не произойдет. Если глину смочить, то она станет очень мягкой и пластичной, при сжатии произойдет изменение пористости влажной минеральной массы. Произойдет слипание крупных пор, и они исчезнут. А в мелких порах происходит удержание воды с такой силой, что растениям невозможно взять ее из почвы.
Если выбирать почву по агрофизическим и водно-физическим свойствам, то наиболее оптимальной считается легкий, либо средний суглинок с плотностью 1,1 — 1,3 г/см куб. У такой почвы пористость будет примерно 45-55%.
Количество влаги, которое может удержать почва, называется наименьшей влагоемкостью почв. Вот только не стоит путать влагоемкость почвы и запасы воды в почве. У почвенной влаги есть несколько категорий:
доступная,
несвязанная,
плёночная,
рыхлосвязанная,
гигроскопическая (прочносвязанная),
кристаллизационная (абсолютно прочносвязанная).
Если в почве есть только гигроскопическая вода, то для ладони такая почва будет казаться совсем сухой. В данном состоянии почва имеет свойство пылить. Идентична по ощущениям почва, у которой на стенках пор остается пленка воды после того, как растения высосали доступную влагу.
У наиболее мелких пор, сила поверхностного давления на воду чаще всего гораздо выше, чем давление сосущей силы корней, в связи с чем вода остается недоступной. В случае суглинистых почв общий объем всех форм воды составляет примерно 30 -50 % от наименьшей влагоемкости. Вся же остальная вода является запасом, который используется растениями и микроорганизмами. Возможно увеличение водоудерживающей способности почвы, в случае улучшения внутренней структуры порового пространства. Для этого добавляется глина в песчаные почвы и, наоборот, песок в глинистые. Во только заранее лучше просчитать, насколько целесообразно и выгодно такое мероприятие на вашем дачном участке <#»justify»>почва гумус растительный плодородный
Почвенные коллоиды
Почва, как уже отмечалось, является сложной многофазовой системой, включающей твердую, жидкую и газообразную фазы. Кроме того, почва — полидисперсная система, т. е. содержит разные дисперсные системы: грубодисперсные, тонкодисперсные (коллоидные) и гомогенные (растворы). В коллоидных системах отдельные частицы имеют размеры 1 — 100 нм. Высокодисперсные системы, отдельные частицы которых имеют диаметр меньше 1 нм, относят к категории молекулярных или истинных растворов. Системы с частицами больше 100 нм называют суспензиями или эмульсиями.
Коллоидные системы состоят из дисперсионной фазы (массы коллоидных частиц) и дисперсной среды (почвенный раствор), в которой распределяются коллоидные частицы.
Почвенные коллоиды образуются в результате раздробления крупных частиц при выветривании или путем конденсации молекул или ионов. По своему происхождению и составу все почвенные коллоиды можно разделить на три группы: минеральные, органические и органо-минеральные. Минеральные коллоиды образуются в результате выветривания горных пород и минералов. Они представлены преимущественно глинистыми минералами, гидроокисями кремния SiО2nh3О, железаFe(OH)3nh3O, алюминия А1(0Н)3nh3О, марганцаMn2O3nh3O, а также некоторыми первичными минералами, раздробленными до коллоидного состояния (кварц).
Органические коллоиды образуются в процессе разложения и гумификации органических остатков. Они представлены в основном гумусовыми кислотами и их солями (гуматами, фульватами, алюможелезо-гумусовыми соединениями), а также белковой плазмой микроорганизмов, величина которых находится в интервале фракций коллоидной системы. При взаимодействии гумусовых веществ с высокодисперсными минеральными частицами образуются комплексные соединения более сложного состава — органо-минеральные коллоиды. Чем тяжелее почва по механическому составу и чем больше в ней гумуса, тем больше в ней коллоидов. Почвы глинистые и суглинистые, содержащие значительное количество гумуса, содержат больше коллоидов, чем песчаные и супесчаные, бедные органическим веществом. Количество коллоидов в почве колеблется от 1-2 до 30-40% от массы почвы. В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды, составляющие 85-90% их общей массы.
Заключение
Почва — колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных — кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством — плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества.
Список литературы
1. Ю. В. Новиков «экология, окружающая среда и человек»; м., 1999г.
. Л. Дотто «Планета Земля в опасности»; м., 1988г.
. Г. Иванов «В судьбе природы — наша судьба»; м., 1990г.
. А. П. Ошмарин «экология»; Ярославль, 1998г.
. Т. В. Афанасьева «Почвы СССР» Москва,1979г.
. #»justify»>. http://www.narzem.ru/
Теги: Почва и ее структура Реферат Сельское хозяйство
роль почвы в природе и жизни человека
Природа наградила наш мир почвой, которая является основополагающим критерием существования всего живого на Земле. Из почвы мир получает все жизненно необходимые элементы. Именно поэтому ее нужно оберегать, удобрять и избавлять от негативных факторов.
Почва в природе
Почва является одной из главных составляющих педосферы — геофизической оболочки планеты.
Основной функцией почвы, как отдельного элемента в природе, является обеспечение жизни в целом. Ведь именно она дает возможность существования, роста и размножения всему живому — различным микроорганизмам, экосистемам, растениям, животным, человеку.
Почва является основой для образования всех жизненно необходимых элементов — воды и элементов минерального питания в виде химических соединений.
Пример: 1) растение в горшке с песком; 2) растение в горшке с глиной; 3) растение в горшке с почвой
Почва является не только необходимым условием для жизни на Земле, но и также следствием этой жизни.
Почва необходима для запаса энергии. Именно в ней проходят процессы фотосинтетической деятельности растительного мира. Примером такой деятельности является использование человеком огромного количества топлива, пищи и кормов, образующихся в недрах земного покрова. Уголь, газ, нефть, торф — все это следствие фотосинтетических процессов.
Почва играет большую роль в природе. Она обеспечивает безостановочное взаимодействие геологического и малого биологического обмена веществ. Круговорот кислорода, углерода, азота осуществляется именно через нее. Через почву эти элементы поступают в корни растений, создавая необходимые условия для пищевых цепочек. Таким образом она регулирует состав атмосферы и гидросферы.
Почва регулирует различные процессы, происходящие в природе. Одним из них является биосферный процесс. Роль почвы в этом процессе — стабилизация плотности и продуктивности всего живого на Земле.
Земельные ресурсы в жизни человека
Земельные ресурсы — земли, используемые человеком в хозяйственной деятельности.
Земельные ресурсы определяются по нескольким критериям. Огромную роль играет рельеф определенной местности. Он может быть удобен, не удобен или непригоден для осуществления конкретной деятельности. Равнинные территории подходят для взращивания культурных пород или определенной обработки. Горная и бугристая местность не достаточно удобна для орошения или удобрения растительных пород. А есть территории, на которых невозможно заниматься какой-либо целенаправленной деятельностью — расчлененные овраги, каменистые возвышенности, болота и другие.
Плодородие земельных ресурсов также важно для осуществления человеческой деятельности. Хороший почвенный покров сможет напитать все растения достаточным количеством необходимых веществ и элементов.
Почва и земельные ресурсы играют важную роль в жизни человека. Именно из почвы мы получаем все необходимое для жизни — пищевые ресурсы.
Земельные ресурсы помогают в осуществлении сельскохозяйственной деятельности и лесоводства. Также земля является источником строительных материалов, благодаря которым строятся современные сооружения.
Загрязнение окружающей среды почвы
Практически каждый вид деятельности человека наносит огромный вред почвенному покрову. Промышленные отходы черных и цветных металлов, отходы химической промышленности, органические химические соединения, продукты неорганической химии — все это сказывается на качестве почвы и земельных ресурсов.
Предприятие, не устанавливающие очистительные фильтры, выбрасывают в атмосферу диоксид серы, оксид углерода, пыль, золу, дым, сульфаты и нитраты.
Предприятия, занимающиеся простым органическим синтезом, оставляют отпечаток на почве. Они выбрасывают технологические отходы, которые не перерабатываются в условиях естественной среды.
Производство высокомолекулярных соединений сказывается на состоянии почвы. При осуществлении подобной деятельности в природу попадают мономеры, катализаторы, растворители, стабилизаторы, пластмасса, резина и другие вещества, загрязняющие окружающую среду почвы.
Какие бывают виды почв
Однородность строения почвенного профиля, а также близкие физические и химические свойства определяют вид почвы: чернозем, бурозем, дерново-подзолистая, оглеенная, дерновая, луговая, пойменная, глеевая, болотная, торфяная, солончаковая, солонцовая, бурая, краснозем, подзолистая, рендзина, альпийская дерновая, ювенильная, антропогенная и подводная. Для получения на своем приусадебном участке богатого урожая важно знать, какие основные виды почв бывают.
Чернозем встречается в достаточно сухих и теплых широтах. Он возникает в результате накопления разложившихся остатков растений в рыхлых карбонатных породах.
Бурозем образуется на возвышенностях и в котловинах под пологом широколистных лесов при накоплении слабокислого гумуса и вертикального перемещения глинистых частиц в карбонатных материнских породах после их нейтрализации.
Дерново-подзолистая почва располагается на повышенных рельефах, плоских водоразделах и склонах с глубоким залеганием грунтовых вод. Она формируется под пологом широколистного леса при накоплении кислого гумуса и выраженном вертикальном перемещении глинистых частиц в рыхлых материнских породах.
Дерновая почвавстречается в низинах вдоль русел крупных рек. Возникает в результате слабого накопления гумуса на песчаных породах, содержит много питательных веществ. Применяется как основной вид почвы для парников и теплиц, выращивания рассады.
Пойменная почва образуется в поймах рек и ручьев и является наиболее молодой почвой. Возникает она в результате накопления и наноса гумуса.
Оглеенная почва формируется под луговой и лесной растительностью при поверхностном переувлажнении глинистых рыхлых пород.
Глеевая почва распространена в долинах, предсклоновых, предгорных и горных областях. Образуется при накоплении низкокачественного гумуса и переувлажнении почвы подземными водами.
Болотная почва распространена на постоянно увлажненных территориях у болот и озер. Возникает из пород, в которых накапливались остатки водных растений.
Торфяная почва формируется в результате оторфовывания остатков болотных растений, которые накапливаются на глеевом горизонте. Относится к избыточно увлажненным почвам.
Солончаки — довольно редкий тип почв в России. Они характеризуются тем, что в водном растворе у поверхности почвы содержится около 1% растворимой соли.
Солонцы образуются в наиболее теплых и сухих районах на небольших площадях. Отличие от солончаков в том, что водорастворимые соли находятся на глубине, а не в верхних слоях.
Бурая почва относится к наиболее распространенным почвенным типам. Возникает в горах под пологом леса, где в слое выветрившейся твердой породы накапливается гумус.
Краснозем — данная почва возникла, когда на Земле росли тропические леса. Остатки ее встречаются на известняках и редко на других породах.
Подзолистая почва находится в низинах и горах под хвойным лесом. Возникает в результате накопления кислого гумуса.
Рендзина — почва предгорий и возвышенностей, где в выветренной твердой карбонатной породе аккумулируется гумус.
Альпийская дерновая почва в садах не встречается.
Ювенильная почва — тонкий слой обломков породы с включением гумуса, под которым непосредственно идет твердая некарбонатная порода.
Значительную часть Нечерноземной зоны занимают два основных типа почв России: дерново-подзолистые и торфяно-болотные почвы. Основные генетические горизонты дерново-подзолистых почв — гумусовый, элювиальный (подзолистый), иллювиальный слои плюс материнская порода. Профиль торфяно-болотных почв слагается из следующих генетических горизонтов: сфанового, очеса, торфяного, глеевого, солевого. У торфяно-болотных почв отсутствует гумусовый горизонт — верхняя часть почвенного профиля бурого или темно-бурого цвета с рыхлой структурой и визуально заметными следами жизнедеятельности почвенных организмов. Зато только этот вид почв имеет торфяной горизонт, расположенный на поверхности почвы. Он иногда покрыт сфагновым мхом, у него рыхлая, как губка, консистенция, черный или бурый цвет. Это низинный или верховой торф.
Элювиальный (подзолистый) горизонт имеет серый, белый, желто-серый цвета и плитовидную структуру. Располагается под гумусовым горизонтом. Консистенция – рыхлая.
Иллювиальный горизонт обычно расположен ниже подзолистого, бывает твердым или рыхлым.
Глеевый горизонт находится в нижней части почвенного профиля и отличается тем, что всегда влажный или переувлажненный. Окраска глеевого горизонта пятнистая, зеленоватая или голубовато-серая.
Основной морфологический признак антропогенного горизонта — чужеродные примеси (стекло, металлические и пластиковые фрагменты, кирпичи) в недостаточно перемешанной массе коренных природных горизонтов.