Какие вещества содержатся в почве
Из чего состоит почва? Казалось бы, простой вопрос. Все мы знаем, что это такое. Ежедневно мы ходим по ней, высаживаем в нее растения, которые дают нам урожай. Мы удобряем землю, перекапываем ее. Иногда можно услышать о том, что земля неплодородна. Но что нам известно о почве на самом деле? В большинстве случаев только то, что это самый верхний слой земной поверхности. А это не так уж и много. Давайте разберемся, из каких компонентов состоит земля, какой она может быть и как образуется.
Состав почвы
Итак, почва – это верхний плодородный слой земли. Она состоит из различных компонентов. В нее, помимо твердых частиц, включают воду и воздух, и даже живые организмы. Собственно последние играют важнейшую роль в ее формировании. От микроорганизмов зависит и степень ее плодородия. В общем, почва состоит из фаз: твердой, жидкой, газообразной и «живой». Разберем, какие компоненты их формируют.
К твердым частицам относят различные минеральные вещества и химические элементы. В состав почвы входит практически вся таблица Менделеева, но в различных концентрациях. От составляющей твердых частиц зависит степень плодородия земли. Жидкие компоненты также называют почвенным раствором. Это вода, в которой растворяются химические элементы. Жидкость есть даже в пустынных почвах, но ее там мизерные количества.
Итак, из чего состоит почва, помимо этих основных составляющих? Пространство между твердыми частицами заполняют газообразные компоненты. Почвенный воздух состоит из кислорода, азота, углекислого газа и органических соединений. Благодаря ему в земле происходят различные процессы, например дыхание корней растения и гниение. Живые организмы – грибы, бактерии, беспозвоночные и водоросли – активно участвуют в процессе почвообразования и существенно изменяют ее состав, внося химические элементы.
Механическая структура почвы
Из чего состоит почва, теперь понятно. Но однородна ли ее структура? Не секрет, что почва бывает разной. Она может быть песчаной и глинистой или же каменистой. Итак, грунт состоит из частиц разного размера. В его структуру могут входить огромные валуны и мельчайшие песчинки. Обычно частицы, входящие в почву, делят на несколько групп: глина, ил, песок, гравий. Это имеет важное значение для сельского хозяйства. Именно структура почвы определяет степень усилий, которые необходимо приложить, чтобы ее обработать. Также от этого зависит то, насколько хорошо земля будет впитывать влагу. Хорошая почва содержит в равных процентных соотношениях песок и глину. Такая земля называется суглинистой. Если песка чуть больше, то грунт рассыпчатый и легко поддается обработке. Но при этом такая почва хуже удерживает воду и минеральные вещества. Глинистая земля сырая и клейкая. Она плохо дренируется. Но при этом именно в ней содержится больше всего питательных веществ.
Роль микроорганизмов в образовании почвы
От того, из каких компонентов состоит почва, зависят ее свойства. Но не только это определяет ее качества. Из отмерших останков животных и растений в почву попадают органические вещества. Это происходит благодаря микроорганизмам – сапрофитам. Они играют важнейшую роль в процессах разложения. Благодаря их активной деятельности в почве накапливается так называемый гумус. Это субстанция темно-коричневого цвета. В состав гумуса входят эфиры жирных кислот, фенольные соединения и карбоновые кислоты. В почве частички этого вещества склеиваются с глиной. Получается единый комплекс. Гумус улучшает качества земли. Повышается ее способность удерживать влагу и минеральные вещества. В болотистой местности образование гумусовой массы протекает очень медленно. Органические остатки постепенно спрессовываются в торф.
Процесс почвообразования
Почва формируется очень медленно. Для того чтобы произошло полное обновление ее минеральной части приблизительно на глубину 1 метр, необходимо не менее 10 тысяч лет. То, из чего состоит почва, – это продукты постоянной работы ветра и воды. Так откуда же появляется грунт?
В первую очередь это частички горных пород. Именно они служат основой почвы. Под влиянием климатических факторов они разрушаются и измельчаются, оседая на землю. Постепенно эта минеральная часть почвы заселяется микроорганизмами, которые, перерабатывая органические останки, формируют в ней гумус. Беспозвоночные, постоянно прорывая в ней ходы, рыхлят ее, способствуя хорошей аэрации.
Со временем структура почвы меняется, она становится плодороднее. Также на этот процесс влияют и растения. Произрастая, они вносят в почву органические вещества, меняя ее микроклимат. На формирование почвы влияет и деятельность человека. Он возделывает и обрабатывает землю. А если почва состоит из неплодородных компонентов, то человек удобряет ее, внося как минеральные, так и органические подкормки.
Классификация почв по составу
Вообще, общепринятой классификации почв в настоящее время не существует. Но все же принято разделять их по механическому составу на несколько групп. Такое разделение особенно актуально в сельском хозяйстве. Итак, классификация основывается на том, насколько почва состоит из глины:
– рыхлые песчаные (менее 5%);
– связные песчаные (5-10%);
– супесчаные (11-20%);
– легкосуглинистые (21-30%);
– среднесуглинистые (31-45%);
– тяжелосуглинистые (46-60%);
– глинистые (более 60%).
Что означает термин «плодородные» почвы?
То, из каких частей состоит почва, влияет на степень ее плодородия. Но что же делает землю таковой? Состав почвы напрямую зависит от множества факторов. Это и климат, и обилие растений, и наличие живых организмов, которые в ней обитают. Все это влияет на химический состав грунта. От того, какие именно компоненты содержатся в почве, и зависит степень ее плодородности. Очень полезными для высокой урожайности считаются такие минеральные компоненты, как кальций, азот, медь, калий, магний, фосфор. Эти вещества попадают в землю при разложении органических остатков. Если почва богата минеральными соединениями, то она плодородна. На ней будут буйно цвести растения. Такая почва идеально подходит для выращивания овощных и плодовых культур.
Источник
Знать, из чего состоит почва, может быть полезным. Имея представление о том, что входит в состав грунта на садовом участке, любой дачник легко разберется, что будет хорошо расти на этой земле и как сделать ее более плодородной и питательной.
Из каких твердых фаз состоит?
В любом грунте можно выделить 4 фазы: твердую, жидкую, газовую и живую. Эта схема типична для каждого вида грунта. В твердой фазе содержится различное количество первичных и вторичных минералов, а также растительных и животных органических веществ и продуктов, возникающих по причине их взаимного действия. Твердая фаза является малодинамичной, образуя своего рода каркас, на котором размещаются остальные фазы.
Для этой фазы характерно наличие своего минералогического и химического состава, морфологических признаков.
Минеральная основа
Рыхлая порода имеет свойства, наличие или отсутствие которых связано с размером и соотношением частиц, ее составляющих. Механический состав породы – это процентное соотношение неорганических механических элементов, под которыми, в свою очередь, принято понимать частицы примерно равного размера. То, каким является механический состав грунта, оказывает значительное влияние на присущие почве свойства – с точки зрения механики, химии, биологии.
Кроме того, от механического зависит состав минеральный. У камней, гальки, хряща отличная водопропускная способность, образование же их происходит в результате распада горной породы на обломки. Первичные минералы образуют не только камни, но и песок, но он, хотя и имеет отличную водопропускную способность, удержать ее может слабо. Из-за этого песчаные виды земель обеспечены хорошей аэрацией.
Чем меньше частицы песка, тем слабее впитывается жидкость, а показатель влагоемкости, наоборот, растет.
В пыли содержатся вторичные минералы в большом количестве. От воды они разбухают, тогда почва становится пластичной и липкой. Илистый грунт также «наполнен» вторичными минералами, но уже глинистыми. При попадании в них жидкости они разбухают, и вода, и воздух сквозь такую почву не проходят. У илистых частиц есть особенные свойства, называемые коллоидными: они положительно или отрицательно заряжены, могут проводить обменные реакции, сворачиваться под воздействием соли. Чем меньше такие частицы, тем скорее из них выветриваются вторичные минералы – алюмосиликаты, гидроокиси железа и алюминия, углекислые соли.
Чтобы узнать, какие механические фракции входят в состав почвы, используют ряд следующих способов. Например, анализ с помощью сита подойдет, чтобы отделить частицы размером больше 1 мм от остальных. Первые участвуют в почвообразовательном процессе, образуя «скелет» почвы. Частицы мельче 1 мм называются «мелкозем». Чтобы их отделить, применяют метод Н. А. Качинского, называемый «метод пипетки». Принцип этого метода – различная скорость, с которой в воде падают частички, имеющий разный размер. Частицы покрупнее падают более быстро, помельче – медленно.
Механический состав необыкновенно важен, ведь, по сути, от него и зависит, насколько плодородной будет почва. «Механика» почвы делится на ряд главных компонентов – фракций:
- каменную, куда входят частицы размером более 3 мм;
- гравийную – это частицы от 1 до 3 мм;
- песочную – от 0,05 мм до 1 мм;
- пылевую – от 0,001 до 0,05 мм;
- еще более мелкие – илистая и коллоидная.
Совокупность механических элементов, размер которых больше 0,01 мм, называется физический песок, а меньше – физическая глина. Определение механического состава грунта происходит через соотношение этих двух понятий.
В соответствии с механическим составом почва бывает легкой или тяжелой. В первой больше крупных механических частиц, а глины, наоборот, немного. Водопропускная способность у них высокая, а вот задерживается вода в таких почвах плохо. Легкая почва является малоплодородной, гумуса в ней мало. Обработка такой земли происходит легко, с наступлением теплого времени года она быстро прогревается, по осени быстро остывает. Тяжелая почва значительно плодороднее, но при этом она вязкая, плотная, обрабатывать ее непросто. Если в грунте примерно поровну глины и песка (физических), то его называют суглинистым или средним. Большинство растений, овощей и фруктов хорошо произрастают именно на такой земле.
Механический состав почвы – не неизменная величина, его можно улучшить посредством внесения органических удобрений (перегноя, навоза, мочевины) или высаживания сидератов – растений, называемых еще «зеленым удобрением». В большинстве случаев это виды бобовых культур – фасоль, горох, а также клевер, люпин. Если почва тяжелая, она требует более частого разрыхления.
Органическая
К этой части почвы относят всю органику, присутствующую в профиле. Неважно, свободное у нее состояние или она является частью органо-минерального соединения. Исключение – вещества в составе живого организма, они являются частью почвенной биоты. Вещества в составе органической части можно разделить на 2 типа:
- органические остатки;
- гумус.
Первая группа – это частицы тканей живых организмов – деревьев, опавших листьев, насекомых, животных. Они могут как сохранить первоначальный вид, так и частично его утратить. Разумеется, все они с разным химическим составом. Что касается гумуса, то в него обязательно входят почвенно-органические вещества, кроме живых организмов в любом из видов, если строение их тканей не утрачено. Существует научное разделение гумусовых веществ на два вида – неспецифические и непосредственно гумусовые. Основная часть органики в почве – это так называемые гумифицированные оргвещества.
По-другому их называют перегнойными. Многие почвоведы считают их самой ценной частью почвы, т. к. они аккумулируют солнечную энергию.
Жидкая часть почвы
К жидкой фазе почвы относится вода, размещающаяся в пространстве пор, а также попадающая в грунт как из атмосферы (дождь, снег), так и из грунтовых вод. Жидкую фазу не называют водой. Из-за того что в ней содержится большое количество растворенных органических и минеральных веществ, ей дано название «почвенный раствор». Именно благодаря этому раствору растения и питаются. Это динамичная среда, период обновления составляет одни сутки. У почвенного раствора основная роль в обмене процессов, происходящих в грунте, – как вертикальных, так и горизонтальных.
Воздух
Газообразную фазу составляет воздух, который заполняет ту часть пор, которая не занята водой. Составные части почвенного воздуха не отличаются от атмосферного – это смесь таких газов, как кислород и углекислый газ. Но одно отличие все же имеется – по сравнению с неизменным процентным соотношением кислорода и углекислого газа в атмосферном воздухе, пропорции этих веществ в почвенном могут меняться, они нестабильны, но в большинстве случаев преобладает углекислый газ. Это происходит из-за того, что в процессе разложения органических веществ в грунте, корни растений дышат, то есть, потребляют кислород, выделяя углекислый газ.
Это означает, что в почве происходит выделение пузырьков. Чем более илистая почва, чем больше в ней мельчайших частиц, физической глины, тем хуже она пропускает воздух. Период обновления газовой фазы примерно равен аналогичному периоду жидкой.
Живая фаза и ее роль
Наконец, живую фазу составляют организмы, обитающие в почве. Это огромный перечень видов – от микроорганизмов и бактерий до грибов, насекомых и дождевых червей. Все они образуют почвенную биоту. О том, должны ли корни растений быть отнесены к почвенной биоте или все-таки нет, у почвоведов нет единого мнения. С одной стороны, они участвуют в почвообразовательном процессе, с другой – не являются в полной мере живыми.
Применительно к живой фазе употребляется такой термин как «микробное число почвы». Это числовое значение общего количества микроорганизмов, которые содержатся в одном грамме исследуемого типа грунта. Для этого проводят микробиологические исследования, выращивая колонии микроорганизмов в чашке Петри.
Влияние состава на растения
Для одного и того же растения разные типы почв могут быть как губительны, так и комфортны. Это связано с концентрацией определенных веществ в грунте и их влиянием на развитие растения. Например, некоторые культуры хорошо растут в землях, насыщенных такими металлами, как цинк, медь, никель, кобальт или марганец, соответственно, и силы для роста они берут у этих веществ. Тогда по химическому составу растений можно сделать вывод о том, какой состав имеет почва, каковы ее свойства.
На развитие растения влияет не только состав почвы, но и грунтовые воды, то, насколько глубоко они залегают. Благодаря травам и кустарникам можно найти в земле то или иное полезное ископаемое – о его наличии скажет развитие растения, его рост, типичность или атипичность внешнего вида и т. д.
Бывает, что одно и то же вещество, по-разному концентрируясь в почве, является и стимулятором роста, и ядом для растения. Это, например, бор. Если его в грунте немного, то для всех культур характерен гигантизм, но избыток этого элемента вызывает карликовость, излишнюю ветвистость, изменение формы куста, отсутствие цветения и, как следствие, смерть. Для почв, перенасыщенных медью, также характерно наличие атипично карликовых растений, кроме того, цветы меняют розовую окраску на синюю.
Избыток марганца и перманганата калия в грунте делает листья обесцвеченными из-за разрушения хлорофилла. На земле, перенасыщенной железом, наоборот, растут культуры с ярко-зелеными листьями, которые по осени резко желтеют. Небольшое содержание нефтепродуктов в земле побуждает растения к нетипичному росту – гигантизму. Но чем нефти в грунте больше, тем хуже это для всего живого. Стебли вздуваются, ткани на них отмирают, после чего стебель скручивается.
Как определить состав грунта на участке?
Понять, какая почва на дачном участке, не так уж и трудно. Для этого достаточно набрать небольшое количество земли (размером с кулак), намочить его и размять до консистенции теста. Теперь нужно попытаться раскатать ее в шар и максимально вытянуть наподобие шнура. Получившееся требуется свернуть кольцом. Не все эти действия удастся произвести. Далее делаем выводы:
- песчаный грунт не скатается ни в шар, ни в шнур;
- супесь можно скатать в шар, но вытянуть его нельзя;
- легкий суглинок хорошо вытягивается, но не сворачивается в кольцо. Средний суглинок в кольцо свернется, но оно будет растрескавшимся и надломанным, а тяжелый – просто растрескавшийся;
- глинистая почва свернется в гладкое кольцо без трещин.
Зная механический состав грунта, дачник может легко определить, какие и когда необходимо внести удобрения. Эта информация будет полезна и для посева семян, точнее – для глубины их закладки.
Источник