Какой состав почв и какими свойствами они обладают
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;
- суглинок;
- песчаник;
- супесь.
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:
- Отличающуюся наибольшей величиной мегафауну. Организмы, чья длина превышает 8 см. К таковым относятся кроты, змеи, некоторые виды насекомых, норные животные.
- Стоящую ступенью ниже макрофауну. Их длина колеблется от 0,4 см до 8 см. Представители – улитки, черви, насекомые.
- Идущую следующей в сторону уменьшения группу мезофауны. Сюда входят некоторые членистоногие, отдельные виды червей. Величина – меньше 4, но больше 0,2 мм.
- 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:
- Геобионтов – чья жизнь полностью проводится в земляной среде. Как, например, дождевые черви.
- Геофилов – проводящих в земле только часть жизни. В основном это остающиеся под землёй в личиночной стадии насекомые.
- Геоксенов – к ним относятся животные, укрывающиеся в земле при устройстве логова. В основном это обитатели нор – лисы, кролики, барсуки.
Вклад фауны в формирование и поддержку почвенной экосистемы сравним с вкладом растений.
Животным отведены две ключевые функции:
- 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.
- 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.
Знаете ли Вы, что: на наращивание 1 см земли уходит от 50 до 200 лет. Возникновение толщи пригодной для вспашки, а это порядка 20 см и больше, занимает 2-9 тысяч лет.
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.
Источник
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;
- супесчаные;
- песчаные;
- суглинистые.
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:
- Слитое или плотное уложение препятствует механической обработке, лезвие лопаты входит в глубину на 1 см. Такие земли называются столбчатыми солонцами.
- Плотная структура позволяет лопате войти в грунт на 4—5 см, образец трудно разламывается. Почвы называются тяжелыми, глиняными, иногда встречаются на необработанных участках.
- Рыхлые грунты применяются в сельском хозяйстве, структура позволяет обрабатывать поле инструментом. К категории относятся супесчаные почвы и верхние горизонты суглинков.
- 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:
- 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.
- Потенциальная — учитывает влияние катионов, изменяющих показатели твердого грунта.
- 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.
- 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:
- Максимальная — включает наибольший объем связанной влаги, удерживаемой своими силами.
- 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.
- Наименьшая — показывает количество влаги, содержащееся в природе, когда нет дополнительного притока и испарения. Зависит от плотности, минерального и химического состава грунта.
- 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.
Загрузка…
Источник