Почва. Образование и состав. Растению необходима почва доклад

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/

dodiplom.ru

Доклад - Почва, ее состав и особенности

Состав почвы. Основа почвы — почвенные минералы составляют 80-90% веса. Они, как правило, содержат почти всю таблицу Менделеева, но в форме не доступной растениям. Мельчайшие частицы или хлопья минералов образуют глинистые почвы, более крупные — суглинки, еще более крупные — супеси и пески. Самые мелкие частицы, образующие глинистые минералы, имеют форму хлопьев, поэтому их суммарная поверхность огромна и они способны удерживать на своей поверхности ионы элементов, в доступной для питания растений форме. Некоторые почвенные микроорганизмы при достатке влаги и тепла способны растворять сами минеральные частицы, делая доступными для растений химические элементы, связанные в них.

Глина — потенциально плодородная почва. Татьяна Угарова, называет ее «практически неисчерпаемые глинистые минералы».

Другая составляющая часть почвы — органическое вещество, причем наиболее ценная его часть — гумус — мельчайшие волокнистые (коллоидные) частицы органики, имеющие еще большую поверхность и еще лучше удерживающие ионы элементов, в доступной для питания растений форме. Гумус является хранилищем основных элементов питания. Мелкие глинистые и гумусные частицы образуют соединения глино-гумусного комплекса, удерживающего питательные выщества. Поэтому так важно добавлять в компостную кучу немного суглинка.

Третья составляющая почвы — ее живой компонент — сообщество разных почвенных микроорганизмов — бактерий, грибов, инфузорий, амеб, водорослей, микроскопических червей и др. Их биомасса в верхнем 25 см слое почвы может достигать 1,0-1,5 кг/кв.метр почвы и более. Почвенным микроорганизмам принадлежит основная роль в формировании плодородия почвы. Большую часть микроорганизмов составляют бактерии.

Особенности легкой почвы. Легкие песчаные почвы легко промываются, растворимые питательные вещества вместе с водой уходят на большую глубину и утрачиваются для растений. Поэтому на таких почвах обычно не хватает калия, магния, микроэлементов. Но вносить удобрения в песчаные почвы следует не осенью, а весной (основная заправка) и летом (ввиде подкормок), но во вдвое меньшей дозе, чем на глинистых почвах. Такие почвы быстро пересыхают, зато хорошо аэрированы. Органические удобрения на песчаных почвах быстро перепревают (минерализуются), поэтому их надо вносить больше и чаще.

Песчаные почвы менее пригодны для садоводства, чем суглинистые. Для улучшения связности песчаных почв кроме навоза вносят торф, компост. Если есть возможность, проводят глинование — поверхностное внесение глины, суглинка. При посадке садов в посадочных ямах плодовых деревьев очень эффективно делать 2-3 экрана из компостов глины с навозом слоем 2-4 см через каждые 20 см.

Тяжелая почва и застойные воды. Если в тяжелых глинистых почвах мало органики, они очень плохо пропускают воду. В них может накапливаться избыток углекислоты, и хотя углекислота растворяет некоторые минералы, избыток ее вредит растениям.

Если имеются плохо проницаемые слои почвы на глубине, то даже небольшие понижения на поверхности почвы могут вызвать застой воды в почве. То же самое происходит при наличи близкого уровня грунтовых вод. Застойные воды вытесняют воздух их почвы, в результате происходит закисание (оглеение) почвы, что выражается в появлении синих пятен с повышенным содержанием вредных для растений веществ. Полезные почвенные микроорганизмы угнетаются, развивается вредная анеробная микрофлора. Но если сад расположен на склоне и вода медленно двигается по слоям почвы, то отрицательных последствий не возникает.

Обязательная перекопка под зиму, рыхление и систематическое внесение органики — навоза, торфа, компоста, а для кислых почв внесение извести улучшает проницаемость и структуру глинистых почв.

Структурность почвы. Богатая микроорганизмами почва склеивается минеральными и органическими коллоидными частицами в мелкие комочки, которые неплотно прилегают друг к другу, что позволяет воздуху проникать вглубь почвы, а воде не задерживаться на поверхности и смачивать почву. Богатая гумусом глина рассыпается на мелкие комочки. Ходы микроскопических и дождевых червей, полости отмерших корней растений также улучшают аэрацию и проницаемость почвы.

Внесение извести в тяжелую глинистую кислую почву тоже улучшает ее проницаемость и структуру.

Почвенные микроорганизмы. Одни почвенные микроорганизмы разлагают внесенную в почву органику, способствуют образованию гумуса, делают доступными для растений питательные вещества, другие связывают атмосферный азот, синтезируют органические соединения, следующие переводят эти соединения в формы доступные растениям. Почвенные микроорганизмы переводят фосфор в растворимое состояние, даже разлагают минералы, и в первую очередь практически неисчерпаемые глинистые минералы, доставляя растениям всю «таблицу Менделеева». Некоторые растения неспособны нормально развиваться без определенной микрофлоры. В результате жизнедеятельности полезных почвенных микроорганизмов почва становится структурной, рассыпчатой.

Срок жизни бактерий и иных почвенных микроорганизмов может быть очень короток — от дней до нескольких часов. Если есть питание, тепло и влажно — они очень быстро размножаются, и очень быстро отмирают если «корм» закончился. Но их биомасса и продукты жизнедеятельности составляют тот самый «питательный бульон» для растений, в который входят не только простые соединения для питания растений, но и аминокислоты, витамины, ауксины, антибиотики и многие другие питальные вещества и стимуляторы роста растений.

Большинству полезных почвенных микроорганизмов наиболее благоприятна слабокислая и нейтральная реакция почвы ph 6,5-7,0 при наличии влаги, воздуха и тепла в диапазоне приблизительно 15-30°C. Для питания почвенных микроорганизмов небходима органика. Есть два пути поступления органики в почву — корневые выделения растений с послеуборочными остатками и внесение органики в почву извне, ввиде компоста, навоза, сидератов и т.п.

Корневые выделения. Растения не остаются в долгу перед микроорганизмами — живые растения кормят почвенные микроорганизмы своими корневыми выделениями, а не только отмирающими послеуборочными остатками, хотя корни тоже составляют около трети массы растения. Татьяна Угарова приводит цифру — до 20% всей массы растений составляют корневые выделения. В состав корневых выделений входят органические кислоты, сахара, аминокислоты и многое другое. По Т. Угаровой сильное растение обильно кормит почвенные микроорганизмы, при этом происходит массовое размножение ризосферной (корневой) полезной микрофлоры. Причем растения стимулируют развитие преимущественно такой микрофлоры, которая питает растения, вырабатывает стимуляторы роста растений, подавляет вредную растениям микрофлору.

Компостирование — это искусство

— именно так сейчас оценивают исключительную важность компоста для огорода. К сожалению, у нас пока очень мало уделяют внимания правильному приготовлению компоста (если вообще приготавливают). А правильно приготовленный компост — это основа, залог будущего урожая.

При приготовлениии компоста важно добавлять немного суглинка (глинистой садовой земли). Суглинок служит и источником почвенных микроорганизмов — «закваской» и связывает питательные вещества, образующиеся при созревании компоста в составе глино-гумусных комплексов. В частности глино-гумусные комплексы возникают при перемешивании частиц почвы в кишечнике дождевого червя, поэтому так велика эффективность червекомпоста — биогумуса, к тому же обогащенного полезной микрофлорой из желудка червя.

Кратко последовательность слоев компостной кучи: 15-20 см травы и подобных отходов, присыпать золой, доломитом или известью 300-600 г/кв. метр, затем полным удобрением, например нитрофоской (11-11-11) — 100-200 г/кв. метр, и все присыпать глинистой садовой землей — приблизительно слоем в 2см. И так несколько раз. Компост следует поливать через распылитель (можно из лейки), чтобы куча была постоянно влажной.

Внесение на поверхность грядок компоста обогащает почву микроорганизмами, оживляет ее, а вовсе не сводится к простому пересчету на питательные элементы N-P-K (азот-фосфор-калий). Обязательно готовьте компост для огорода!

Любопытно, что в методе Митлайдера с использованием коробов без дна, заполненных смесью опилок с песком, опилки уже к концу первого сезона превращаются в рассыпчатую, богатую гумусом рыхлую землю, насыщенную почвенными микроорганизмами, которая по воздействию на основную почву и растения очень похожа на слой компоста на грядке! (Но помните — свежие опилки перекапывать с почвой нельзя!)

Грядки после сбора урожая.

Нельзя оставляйть рыхлую, богатую гумусом почву голой, не покрытой растениями или слоем органической мульчи, которые дают пищу почвенным бактериям и создают условия для их жизнедеятельности, предохраняют почву от пересыхания и выветривания. Поэтому если у вас остались голые грядки после сбора урожая — посейте любую культуру как почвопокровную, как сидераты. Весной скосите растения — вершки положите в компост, а оставшиеся в грядках корешки, впитавшие питательные вещества, отдадут их почве, сохранив ее плодородие.

А вот другой любопытный пример послеуборочной подкормки почвенных микроорганизмов. Это опыт Тамары Асс, сейчас более известной как автор «Лунных Календарей», а тогда просто очень хорошей огородницы. Вот ее рекомендации (хотя вносить каждый год много медного купороса не следует).

«Делают на освободившихся грядках с конца июля по середину сентября: Порыхлите освободившуюся землю. Приготовьте раствор из 1 ч.л. (чайной ложки без верха) борной кислоты, 1 ч.л. медного купороса (их растворите отдельно) и 1 литра настоя коровяка или травяного удобрения, долейте водой до 10 литров и полейте 1 кв. метр освободившейся от посадок почвы. И так весь участок. Днем следующего дня порыхлите почву. В дальнейшем поливайте простой водой и рыхлите раз в неделю. Такая подкормка и рыхление активизирует почвенные микроорганизмы. Прекратите рыхление в середине сентября, чтобы потом можно было перекопать почву крупными кусками. Под капусту и другие овощи с большим потреблением питательных в-в почву подкормите два раза.»

Минеральные или органические?

«Органисты» — сторонники применения только органических удобрений, отмечая исключительно важную роль перегноя, навоза, других органических удобрений полностью отказываются от использования любых минеральных удобрений, произведенных на заводе.

Однако не только внесением органических удобрений можно повысить плодородие почвы. Т. Угарова — «Русский Митлайдер» — отмечает, что есть другой путь: накормите растение — говорит она — самое эффективное звено — урожай вы получите безусловно хороший и почва у вас станет лучше. Как указывалось выше, сильное растение обильно кормит и почвенные микроорганизмы, которым принадлежит основная роль в формировании плодородия почвы. Минеральные удобрение — это не зло, при сбалансированном их использовании вы получаете отличные, здоровые и полезные овощи и наращиваете плодородие вашей почвы.

Кроме того, минеральные удобрения, например азотные, непосредственно потребляются почвенными микроорганизмами, разлагающими органические материалы и поэтому способствуют накоплению гумуса. Не будут комплексные удобрения лишними и в компостной куче, ускоряя созревание компоста и превращая его в исключительно эффективное удобрение.

Поэтому даже органисты вынуждены признавать за минеральными удобрениями запускающую роль в формировании почвенного плодородия, «необходимое зло» — по их терминологии. А многие ли могут похвастаться исключительно плодородной почвой?

Кислотность почвы. Углекислый газ выделяется корнями живых растений при дыхании, а также при распаде органики. Вместе с водой он образует угольную кислоту, которая растворяет соединения кальция и магния, и с дождевыми водами они постепенно вымываются из верхнего слоя почвы в более глубокие слои и почва закисляется. Некоторые минеральные удобрения тоже могут подкислять почву (физиологическая кислотность).

Как правило отклонения кислотности почвы от нейтральной или слабокислой связаны с нарушением (или приводят к нарушению) баланса питальных веществ доступных растению и угнетению полезной почвенной микрофлоры. Поэтому так важно следить за кислотостью почвы.

Для нейтрализации кислотности почвы рекомендуется вносить в почву древесную золу и доломитовую муку — это молотый доломитовый известняк — минерал богатый соединениями кальция и магния, раскисляющими почву и необходимыми для питания растениям. Большинство огородных растений и полезных почвенных микроорганизмов хорошо развиваются при кислотности почвы ph=6,5-7,0 — слабокислой или нейтральной реакции почвы. (подробно смотрите раздел химические свойства почвы )

Торф, торфянистая почва — это органические субстанции, которые законсервировались без доступа воздуха, поэтому не смогли пройти процесс разложения и являются относительно стабильным органическим материалом. Торф — превосходная мульча, хорошо защищает почву от солнечных лучей, помогает сохранить ее влажность. Даже на легких почвах торф помогает удерживать влагу, способствуя структурированию почвы, сохранению гумуса. Торф используют в качестве разрыхлителя при освоении тяжелых почв, улучшающего их структуру. Однако сам торф удобрением не является и удобрений заменить не может, так как он беден по составу, очень медленно разлагается и очень медленно интегрируется с почвой и к тому же он кислый.

Из-за своих свойств торф очень широко используется для приготовления почвенных смесей в комнатном и декоративном цветоводстве. В огородничестве торф используют при выращивании рассады для приготовления почвосмесей, изготовления торфяных горшочков и в качестве мульчи.

Садоводам, имеющим участки на торфяниках можно посоветовать постоянно следить за кислотностью почвы по преобладающим сорнякам, вовремя известковать, предпочитая доломитовую муку, вносить песок и немного суглинка, использовать широкий спектр органических и полных минеральных удобрений, включающих макро и микроэлементы, из последних особенно важна медь. На торфянистых почвах желательна перекопка под зиму.

Выводы

Все грядки, включая Митлайдеровские узкие грунтовые грядки, нуждаются во внесении перегноя — хорошо перепревшего навоза или компоста, биогумуса, обогашающих почву полезной почвенной микрофлорой и гумусом, повышающим способность почвы удерживать питательные вещества.

Таким образом, сочетание органических и комплексных минеральных удобрений способно быстрее поднять плодородие почвы, чем использование каждого вида удобрений в отдельности.

Следует отметить, что овощи явлются полезными, когда выросли не испытывая дефицитов питания. Но с каждым урожаем почва может беднеть. И может возникнуть дефицит питания каких-либо макро и микро элементов, даже если сначала всего хватало. Причем в каждой местности может быть своя нехватка макро и микро элементов. Поэтому необходима подкормка специальными корректирующими удобрениями.

Большинству полезных почвенных микроорганизмов наиболее благоприятна слабокислая и нейтральная реакция почвы ph 6,5-7,0, при наличии влаги, воздуха и тепла в диапазоне приблизительно 15-30°C.

Очень легкая, песчаная почва нуждается во внесении торфа и глины — глиновании, торфянистая — песка и суглинка. Излишнюю воду следует отсвести, проведя дренажные работы.

Земля не должна оставаться голой — почва должна быть покрыта либо растениями (или газоном), либо слоем органической мульчи. Исключительно важную роль в обогащении почвы микроорганизмами имеет внесение компоста на грядки.

Использование рассадного метода позволяет выращивать несколько урожаев за сезон и сократить период, когда земля остается голой.

www.ronl.ru

Реферат: Почва

Верхняя часть рыхлых отложений, в которой обитают живые организмы. Почва представляет собой систему, в которой взаимодействуют потоки энергии и вещества, поступающие от Солнца, из атмосферы и от живых организмов.

Максимальные глубины, до которых могут проникать в грунт живые организмы, в частности корни растений, колеблются от нескольких миллиметров в очень сухих или холодных регионах или там, где распространены плотные невыветрелые горные породы, до 4,5 м и более в теплых и влажных районах, характеризующихся пористыми и проницаемыми поверхностными отложениями.

Эту систему образуют многочисленные формы вещества и энергии. Суша обеспечивает ее горными породами и минеральными частицами, а также химическими соединениями. От Солнца поступает лучистая энергия, из атмосферы – вода, углекислый газ, кислород и азот. Биота высвобождает усвоенную живыми организмами в процессе фотосинтеза и накопленную в соединениях углерода солнечную энергию.

Почва является системой благодаря взаимодействию и преобразованию разных форм энергии и вещества в поверхностной части коры выветривания. Многие из этих изменений имеют циклический или переменный характер. Например, для синтеза соединений углерода, богатых энергией и необходимых для роста и других процессов жизнедеятельности, растения должны получать не только энергию от Солнца, но и углекислый газ (из воздуха) и воду (главным образом из почвы). В конце концов растения отмирают и обогащают почву органическим веществом, а микроорганизмы его разлагают, в результате чего углекислый газ, вода и энергия возвращаются в систему.

Почвенная система со всеми свойственными ей циклическими превращениями энергии и вещества является основной частью среды обитания человека, который использует эту систему как субстрат для выращивания пищевых и кормовых растений.

Почвенный профиль

Возможно вы искали - Доклад: Кислотные осадки

Взаимодействия внутри почвенной системы приводят к видимым изменениям в почвенной массе. В почвенных разрезах вскрывается вертикальная последовательность слоев, называемых почвенными горизонтами, различающимися по набору признаков (например, по цвету, мощности и др.). Каждый горизонт примерно повторяет неровности поверхности. Такая последовательность, включающая все почвенные горизонты, называется почвенным профилем. Пространственные различия в сочетании горизонтов, имеющие очень постепенные переходы, определяют типы почв. В пределах распространения почвы данного типа строение профиля имеет сходные черты. Таким образом, почвенный профиль является главным отличительным признаком типа почвы. Строение почвенного профиля отражает особенности эволюции природных процессов региона, к которому приурочен данный профиль.

Обычно почва подразделяется на два основных горизонта: верхний, деятельный, и нижний, «подпочвенный». Однако при внимательном изучении почвенного профиля во многих почвах обнаруживается большее число горизонтов, которые обычно обозначаются латинскими буквами А, В и С (начиная от поверхности). Горизонты часто подразделяются на подгоризонты: А1, А2, А3, В1, В2, В3. Горизонты А формируются в верхней части почвенного профиля, а горизонты В – в «подпочвенных» слоях. Горизонт С сложен фрагментами горной породы, называемой материнской породой почвы. Иногда выделяют также горизонты О и R. Горизонт О (или А0) – лесная подстилка, перекрывающая минеральные горизонты многих лесных почв, состоит из опавших листьев. Горизонт R представляет собой породу, подстилающую почвы. Горизонты разных почв отличаются по содержанию органики и глинистых частиц, мощности, цвету и другим признакам.

Почвообразование

Почва образуется в результате дифференциации поверхностных отложений на горизонты почвенного профиля, т.е. происходит все более усложняющееся развитие системы. Первоначально характер почвы определяют почвообразующие породы и минералы. При отсутствии воды заметных изменений в системе не происходит, тогда как поступление воды обусловливает изменения, приводящие к формированию почвенного профиля. Вода не только взаимодействует с горными породами и минералами, но и оказывает влияние на развитие организмов. Растения, имеющие надземные и подземные органы, являются связующим звеном между почвой и атмосферой.

Почвообразование включает изменение размеров слагающих ее частиц грунта (механического состава), обогащение органическим веществом, миграцию элементов в виде растворов (выщелачивание), суспензий (элювиирование) и накопление в некоторых горизонтах вымытых веществ (иллювиирование).

Изменения механического состава выражаются в накоплении более тонких частиц по мере того, как горные породы и минералы подвергаются разрушению физическими и химическими процессами. Эти процессы, называемые выветриванием, включают разрушительное воздействие как текучих вод (эрозия), так и замерзающей и расширяющейся в трещинах горных пород воды, ветра (дефляция) и ледников (экзарация), а также дезинтеграцию породы. В итоге обломки горных пород превращаются в песок, алеврит или глину (три основных класса гранулометрического состава почв, перечисленные в порядке уменьшения размерности). Этот процесс, хотя и разрушительный для горных пород, создает пористый субстрат, проницаемый для воды и корней растений. Исходный субстрат может быть тонкослоистым еще до начала процесса почвообразования, т.е. прежде внедрения корней растений и других организмов. Такими бывают многие отложения, испытавшие транспортировку водой, ветром или льдом, а также вулканические пеплы.

Похожий материал - Реферат: Загрязнение воздуха

Накопление органического вещества происходит на ранней стадии почвообразования (первые несколько сотен лет), когда от отмерших частей растений поступает больше органического вещества, чем может быть разложено микроорганизмами. Если почва образуется на выходах скальных пород, сначала на их поверхности поселяются низшие растения – лишайники и мхи, а затем травы или деревья. В любой формирующейся почве со временем устанавливается равновесие между поступлением и разложением органического вещества. Это равновесие может сохраняться, если почва не подвергается нарушениям. Органическое вещество, содержащееся главным образом в верхней части почвенного профиля – в горизонтах А, служит показателем плодородия почв. Гумус, образовавшийся из остатков растений и животных, которые подверглись частичному разложению микроорганизмами, – важный компонент верхних горизонтов некоторых почв. Растения извлекают из него азот и другие питательные вещества.

При культивации почв темпы накопления органического вещества меняются, поскольку сельскохозяйственные культуры извлекают из них питательные элементы. После сбора урожая естественный цикл прерывается, и содержание гумуса в почве уменьшается. Поэтому земледельцы, если хотят использовать один и тот же участок земли в течение ряда лет, вынуждены вносить в почву удобрения.

Выщелачивание, или миграция веществ в растворах, также участвует в процессе почвообразования. Дождевая вода растворяет некоторые твердые вещества, которые затем перемещаются вместе с водой. Направление движения может быть латеральным (поверхностный сток) или вертикальным, если вода просачивается в почву. Вода, поступающая в почву, может проходить сквозь нее, а может проникать только до некоторой глубины в пределах корнеобитаемого слоя. Там она временно адсорбируется и затем возвращается в атмосферу либо путем транспирации растениями влаги, извлеченной из почвы корнями, либо через испарение с поверхности почвы. Всасывание воды корнями приводит к снижению содержания в верхнем слое почвы некоторых веществ, которые накапливались в пределах той глубины, до которой проникает вода. Таким образом формируются почвенные горизонты. Вода, фильтрующаяся сквозь почву и пополняющая запасы грунтовых вод, также способствует выщелачиванию, но это не приводит к дифференциации на горизонты. Горизонт А – зона максимального выщелачивания.

Выщелачивание наиболее ярко выражено в условиях влажного климата, но даже в условиях сухого климата некоторые из легкорастворимых солей выносятся вниз по почвенному профилю. Во время интенсивных ливней соли могут перераспределяться плоскостным стоком и накапливаться на поверхности в понижениях рельефа, поскольку там происходит испарение воды. Такой характер миграции солей определяет формирование широко известных солончаков в пустынях западной Америки, Африки, Центральной Азии и других регионов земного шара. В наиболее влажных климатических условиях легкорастворимые соли накапливаются в более глубоких почвенных горизонтах.

Элювиирование (вымывание) и иллювиирование (вмывание) – почвообразующие процессы, под действием которых вещества в водной среде переходят во взвешенное состояние, а затем осаждаются. Взвешенные частицы мигрируют вместе с водой, но не растворяются. Наиболее подвержены такому переносу глинистые частицы. Этот процесс приводит к уменьшению количества глинистых частиц в горизонте А (элювиирование) и накоплению их в горизонте В (иллювиирование). Частицы размерности глин прежде всего должны быть диспергированы и взвешены, как в мутном озере. Диспергирование не происходит в условиях, способствующих накоплению легкорастворимых солей. Таким образом, элювиальный и иллювиальный процессы характерны для регионов с гумидным климатом, где, как правило, алевритовые или песчаные горизонты А подстилаются глинистыми горизонтами В.

Очень интересно - Доклад: Биосфера

Формирование почв большей частью обусловлено пятью основными почвообразующими факторами: климатом, деятельностью живых организмов, почвообразующими (материнскими) породами, рельефом и временем.

Классификация почв

Классификация почв помогает систематизировать знания о почвах. В США были разработаны две системы почвенной классификации. Первая из них была опубликована в 1938. В ней все почвы на самом высоком таксономическом уровне разделены на три группы: зональные, интразональные и азональные. Первая группа включает почвы, сформированные в хорошо дренированных позициях и имеющие профили, которые отражают длительное воздействие климата. В интразональных почвах влияние климата модифицировано условиями рельефа, дренажа, содержания солей или каких-либо иных локальных факторов. Азональные почвы, как, например, почвы на современных речных отложениях, из-за отсутствия развитого профиля не отражают климатического воздействия. Классификация 1938 года состоит из следующих таксономических уровней (от самого высокого до самого низкого): порядок, подпорядок, большие почвенные группы, семейства, серии и типы. Эта классификационная система имела широкое применение, особенно ее категория «большая почвенная группа», представляющая собой уровень генерализации, необходимый для изучения и картографирования почв мира. Самые низкие уровни классификации – серии и типы почв – представляют собой ландшафтные единицы, выявляемые почвоведами в поле. Они имеют особенно важное значение для сельскохозяйственного использования.

Вторая классификационная система была разработана в 1960-х годах. В ней на самом высоком таксономическом уровне выделяются десять порядков. Выделение порядков проводилось на основе свойств почв, а не климата и других почвообразующих факторов, как это было в классификации 1938. Классификация включает следующие шесть категорий: порядок, подпорядок, большая почвенная группа, подгруппа, семейство, серия. Почвенная номенклатура этой классификации построена таким образом, что на каждом более низком таксономическом уровне происходит детализация свойств почвы, как в классификациях животных и растений.

Почвы мира могут быть охарактеризованы на основе использования категорий больших почвенных групп классификации 1938 или порядков второй классификационной системы. Категории этих двух систем не находятся в прямом и полном соответствии, их корреляция продемонстрирована в таблице.

Тундровые почвы. В их основании имеется постоянно мерзлый слой – многолетняя мерзлота, – который препятствует дренированию вышележащих почвенных горизонтов во время короткого вегетационного периода, когда лед в них протаивает на несколько (или первые десятки) сантиметров. Поверхностный (деятельный) слой почвы представлен слаборазложившимися растительными остатками. Под ним залегает «подпочва» серого цвета со стяжениями железа в виде ржаво-бурых пятен. Зона тундровых почв обрамляет арктический пояс. Местами тундровые почвы встречаются в горах выше границы леса. Естественная тундровая растительность состоит из лишайников, мхов, травянистых растений, в том числе низкорослых яркоцветущих, и кустарников.

Вам будет интересно - Доклад: Проблемы Мирового Океана

Пустынные почвы (аридисоли) в поверхностном или «подповерхностном» горизонтах содержат карбонаты кальция и другие легкорастворимые соли, а горизонт А у них очень слабо прокрашен органическим веществом. Поскольку выпадает мало осадков, эти почвы никогда подолгу не бывают влажными. Естественная растительность состоит из редких кактусов, полыни и пустынных кустарников и полукустарников, а также некоторых приземистых однолетних травянистых растений. Здесь обычно практикуется пастбищное скотоводство. Там, где доступна пресная, слабоминерализованная вода, развито интенсивное орошаемое земледелие. Обычно вода отводится из рек и ручьев, берущих начало в горах, где выпадает больше осадков.

Каштановые почвы, черноземы и почвы прерий (моллисоли) характеризуются мощным богатым органикой верхним горизонтом, в результате выщелачивания лишенным карбонатов кальция и легкорастворимых солей. Различаются они свойствами «подпочвенного» горизонта. Он может быть обогащен карбонатами кальция в самой верхней части (каштановые почвы), а если имеются слои, обогащенные глиной, то карбонаты кальция вымываются ниже их (как, например, в почвах прерий). В ряду рассматриваемых почв каштановые соответствуют наиболее сухим климатическим условиям, а почвы прерий – наиболее влажным, когда количество осадков несколько превышает эвапотранспирацию (потери воды через испарение и транспирацию). Естественная растительность прерий представлена в основном злаками. Обычно здесь развивается пастбищное животноводство, но значительная часть таких почв в настоящее время распахана, и крупнейшие районы мирового производства зерна приурочены к их ареалам. Однако из-за недостаточного количества осадков часто снижается урожайность культур.

Каштановые, черноземные и почвы прерий различаются и по термическому режиму. Для одних характерны постоянно теплые климатические условия с чередованием влажного и сухого сезонов, например в саваннах. Эти почвы обычно беднее тех, которые распространены в условиях четко выраженного зимнего понижения и летнего повышения температур. Такие почвы плодородны: на них получают высокие урожаи, особенно кукурузы и пшеницы.

Серо-бурые подзолистые почвы (альфисоли) являются умеренно выщелоченными и имеют кислую реакцию по всему профилю и характеризуются аккумуляцией иллювиальной глины в горизонте В. Горизонты А слабо прокрашены органическим веществом. Они сформировались в районах с влажным умеренным климатом под листопадными лесами, многие из которых к настоящему времени вырублены. Ландшафты часто представляют собой чередование распаханных земель, пастбищ и лесов. Эти почвы быстро реагируют на известкование и удобрение. Значительные территории их распространения густо населены, особенно в Северной Америке и Европе.

Подзолы (сподосоли) имеют горизонт В, обогащенный иллювиально накопленными железом, алюминием и органическим веществом, вынесенными из верхних горизонтов. Подзолы формируются в холодных гумидных регионах под хвойными или смешанными хвойно-широколиственными лесами. Эти почвы очень кислые и выщелочены, а в естественных условиях над выщелоченным горизонтом А часто имеется органогенный горизонт. В условиях холодного влажного климата органическое вещество слабо разлагается, и органические кислоты способствуют выносу железа из горизонта А в горизонт В. При этом происходит образование металлоорганических соединений в форме хелатов, в которых один атом металла удерживается двумя атомами органической молекулы. Лесной опад является важной составляющей баланса вещества подзолов. На некоторых территориях леса вырублены, а почвы культивируются или используются под выпас скота. Для повышения плодородия подзолов необходимо внесение удобрений.

Похожий материал - Реферат: Геохимия океана. Происхождение океана

Красные и желтые подзолистые почвы (ультисоли) сходны с серо-бурыми подзолистыми почвами, но в отличие от них более выщелочены и характеризуются более красными тонами за счет обогащения горизонтов В железом. В районах их распространения естественная растительность состояла из смешанных хвойно-широколиственных лесов, которые в значительной степени сохранились до сих пор. Эти почвы нуждаются в удобрении. Возрастающее применение минеральных удобрений быстро повышает продуктивность таких почв на юго-востоке США, где сравнительно продолжительный вегетационный период способствует развитию земледелия.

Латосоли (оксисоли). Из горизонтов В латосолей почти все растворимые минералы выщелочены. Оксиды и гидроксиды железа и алюминия накапливаются в пористой оструктуренной «подпочве», которая обычно имеет красный цвет и содержит много глины. Эти почвы распространены в теплых и влажных климатических условиях, хотя в некоторых районах четко выражены влажный и сухой сезоны. В таких обстановках органическое вещество быстро разлагается, и в результате растения обеспечиваются большинством питательных элементов. При сведении естественной растительности происходит потеря значительного количества органического вещества, а следовательно, за несколько лет утрачивается и плодородие почвы. Поэтому в Африке и Азии веками практиковалась переложная система земледелия, при которой пахотные земли забрасывали на несколько лет – пока там не восстанавливалась естественная растительность. За это время происходило постепенное накопление питательных элементов, и затем эти земли на несколько лет снова включались в сельскохозяйственный оборот.

Болотные почвы (гистосоли) – органогенные почвы, сформировавшиеся там, где продукция органического вещества была высокой, а скорость его разложения – низкой из-за избыточного увлажнения. Небольшие участки этих почв широко распространены на внутриматериковых болотах или на маршах побережий. Применение дренажа и контроль за уровнем грунтовых вод повышают плодородие этих почв, которые особенно пригодны для выращивания овощных культур.

Грумусоли (вертисоли) характеризуются высоким содержанием набухающих глин монтмориллонитового состава. Они встречаются в тех регионах, где отчетливо выражены влажный и сухой сезоны. При высыхании такие почвы растрескиваются на большую глубину. При увлажнении трещины закрываются. Значительные площади грумусолей встречаются на юге США, в Индии и Австралии.

cwetochki.ru

Почва. Образование и состав | Природоведение. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

Как образуется почва. Почва образуется в результате сложно­го взаимодействия горных пород, солнечного тепла, влаги, растений и животных. Горные породы являются основой для формирова­ния почвы и определяют её состав Погодные условия обусловливают наличие в ней тепла и влаги. Мно­гочисленные животные, живущие в почве, — черви, муравьи, жуки, кроты, — разрыхляют почву и улучшают проникновение в неё воды и воздуха. Микроорганизмы разлагают остатки растений, из которых образуется перегной (гу­мус) (рис. 105).

Чтобы представить образования почвы, можно подать такую упрощённую запись:

(горные породы + вода + воздух + тепло + перегной) * время = почва

Слой почвы на земной поверхности небольшой — от нескольких сантиметров до нескольких метров. Но его образование длится столетиями. При густом растительном покрове и благоприятных условиях для формирования слоя почвы толщиной 1-2 см необходимо около 500 лет.

Известный учёный Чарльз Дарвин про дождевого червя, сказал так: «Наверное, не найти другого животного в мире, которое играло бы столь важную роль в природе». Армия этих подземных копателей на 1 га почвы составляет 130 тыс. особей общей массой около 400 кг. За год они переворачивают свыше 30 т земли.

Состав почвы. В состав почвы входят неоргани­ческие и органические вещества. Неорганические вещества — это разрушенные горные породы, песок, глина.

Проведём опыты, чтобы убедиться, что входит в состав почвы.

Опыт 1. В стакан с водой бросьте комочек почвы. Вы заметите, как к поверхности поднимаются пузырьки. Это вода вытеснила из почвы воздух.

Опыт 2. Положите комочек почвы на лист бумаги. Раскатайте его пустой бутылкой или стаканом подобно тесту на вареники. Вы увидите, что на листе осталось мокрое пятно. Опыт доказывает, что в почве есть вода. Выявить воду в почве можно и нагревая её в открытом сосуде, если подержать над ним холодный предмет. Материал с сайта //iEssay.ru

Плодородие почвы зависит от количества в ней органических веществ (гумуса).

Органические вещества, или перегной (гумус), образовались из остатков организмов. Именно в гумусе содержатся вещества, необходимые для питания растений. Поэтому от его количества зависит плодородие почвы: чем больше слой гумуса, тем плодороднее почва, тем выше урожай сельскохозяйственных культур.

Почвы почти повсеместно покрывают сушу. Они отличаются разнообразием, поскольку образуют­ся в различных природных условиях. В Украине распространены чернозёмы — самые плодородные почвы в мире. Они образовались под богатой травянистой растительностью степей. Слой гумуса в них превышает 1 м. Чернозёмы — национальное богатство, которое необходимо беречь.

• почва доклад
• краткое сообщение о почве

iessay.ru

Что такое почва? Плодородие | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Тема:

Почвоведение (Агрономия)

Почва — поверхностный плодородный слой земли.

Почва возникает в результате разрушения горных пород под воздействием влаги, воздуха, тепла, холода и деятельности живых организ­мов. В почве мы находим множество разнооб­разных обитателей. Но важнейшую роль игра­ют те из них, которые разрушают остатки ор­ганизмов и отходы их жизнедеятельности. Таких обитателей Земли мы называем «мусор­щиками».

Некоторые микробы способны разрушать остатки организмов вплоть до минеральных веществ. Это позволяет растениям вновь вса­сывать корнями растворы таких веществ, что­бы снова перерабатывать их в органические вещества. А органические вещества расте­ния могут использовать для построения своего тела.

Богатую органическими и минеральными ве­ществами почву называют плодородной. На плодородной почве охотно селятся любые рас­тения. Именно поэтому почва пронизана мно­жеством корней. Для питания растению нужны не только вода и углекислый газ, но и минеральные вещества. Их и воду растение добывает из почвы.

Вещество, которое образуется в результате неполного разрушения и перегнивания остат­ков организмов, называют перегноем (гуму­сом).

Перегной склеивает почву в тёмные комоч­ки, между которыми легко проходят воздух, вода и живые существа. Верхний, насыщен­ный перегноем слой почвы обычно имеет тём­ный цвет. Именно поэтому самые плодородные почвы получили название чернозёмов. Россия очень богата ими.

Что же мы обнаруживаем в почве? Она со­стоит из рыхлых горных пород, которые ты, конечно, знаешь. Это песок, глина, мелкие ка­мешки (гравий). Наряду с этими элементами в почве находятся гниющие остатки отмерших организмов. Почвенный слой пронизывают корни растений.

Богат и животный мир почвы. Здесь обита­ют дождевые черви, насекомые и их личинки, кроты. Роющие животные рыхлят почву, об­легчают проникновение в неё воды и воздуха. Отгнивающие части растений повышают её плодородие.

Плодородие почвы — одно из главных бо­гатств любой страны. К нему следует отно­ситься бережно. Почву надо беречь от смыва, от развеивания ветром. Материал с сайта http://worldofschool.ru

• Что такое плодородие коатко

• Доклад на тему организмы обитатели почвы природоведение

• Доклад что такое природоведение

• Почва что такое

• Чего не хватает почве потерявшей плодородие

• Что такое почва?

• Какое значение имеет почва в природе?

• Живой или неживой частью биосферы можно считать почву?

• Как называется вещество, которое создаёт поч­венное плодородие?

• Расскажи о своих наблюдениях за жизнью оби­тателей почвы. Кого из них ты знаешь?

worldofschool.ru

Реферат Почва

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 Морфология
• 2 Твёрдая фаза почв
  • 2.1 Минеральная часть почвы
    • 2.1.1 Минеральный состав
    • 2.1.2 Гранулометрический состав
  • 2.2 Органическая часть почвы
  • 2.3 Почвенная структура
  • 2.4 Новообразования и включения
• 3 Жидкая фаза почв
  • 3.1 Состояния воды в почве
  • 3.2 Взаимодействие с твёрдой фазой
    • 3.2.1 Почвенный поглощающий комплекс
    • 3.2.2 Почвенная кислотность
• 4 Почвенный воздух
• 5 Живые организмы в почве
• 6 Пространственная организация
• 7 Почвообразование
  • 7.1 Первичное почвообразование
  • 7.2 Антропогенное почвообразование
• 8 Закономерности распространения
  • 8.1 Климат как фактор географического распространения почв
• 9 Значение почв в природе
  • 9.1 Почва как среда обитания живых организмов
  • 9.2 Геохимические функции
  • 9.3 Регуляция состава атмосферы
• 10 Экономическое значение
• 11 История изучения
ПримечанияЛитература

Введение

Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область, Россия

Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.[1] Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (то есть биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем.

Почва (определение по ГОСТ 27593-88) — самостоятельное естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твёрдых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия.[2]

Почвоведение — наука, занимающаяся изучением почвы.

1. Морфология

Профиль

Термины по ГОСТ 27593-88:Почвенный профиль[2] — совокупность генетически сопряжённых и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов, на которые расчленяется почва в процессе почвообразования.Почвенный горизонт[2] — специфический слой почвенного профиля, образовавшийся в результате воздействия почвообразовательных процессов.Почвенный покров[2] — совокупность почв, покрывающих земную поверхность.

В процессе почвообразования, прежде всего под действием вертикальных (восходящих и нисходящих) потоков вещества и энергии, а также неоднородности распределения живого вещества исходная порода расслаивается на генетические горизонты. Часто почвы формируются на исходно вертикально неоднородных двучленных породах, что откладывает отпечаток на почвообразование и сочетание горизонтов.

Горизонты рассматриваются как однородные (в масштабе всей почвенной толщи) части почвы, взаимосвязанные и взаимообусловленные, отличающиеся по химическому, минералогическому, гранулометрическому составу, физическим и биологическим свойствам. Комплекс горизонтов, характерный для данного типа почвообразования, образует почвенный профиль.

Для горизонтов принято буквенное обозначение, позволяющее записывать строение профиля. Например, для дерново-подзолистой почвы: A0-A0A1-A1-A1A2-A2-A2B-BC-C[3].

Выделяются следующие типы горизонтов[4]:

• Органогенные — (подстилка (A0, O), торфяной горизонт (T), перегнойный горизонт (Ah, H), дернина (Ad), гумусовый горизонт (A) и т. д.) — характеризующиеся биогенным накоплением органического вещества.
• Элювиальные — (подзолистый, лессивированный, осолоделый, сегрегированный горизонты; обозначаются буквой E с индексами, либо A2) — характеризующиеся выносом органических и/или минеральных компонентов.
• Иллювиальные — (B с индексами) — характеризующиеся накоплением вынесенного из элювиальных горизонтов вещества.
• Метаморфические — (Bm) — образуются при трансформации минеральной части почвы на месте.
• Гидрогенно-аккумулятивные — (S) — образуются в зоне максимального накопления веществ (легкорастворимые соли, гипс, карбонаты, оксиды железа и т. д.), приносимых грунтовыми водами.
• Коровые — (K) — горизонты, сцементированные различными веществами (легкорастворимые соли, гипс, карбонаты, аморфный кремнезём, оксиды железа и др.).
• Глеевые — (G) — с преобладающими восстановительными условиями.
• Подпочвенные — материнская порода (C), из которой образовалась почва, и залегающая ниже подстилающая порода (D) иного состава.

2. Твёрдая фаза почв

Почва высокодисперсна и обладает большой суммарной поверхностью твёрдых частиц: от 3—5 м²/г у песчаных до 300—400 м²/г у глинистых. Благодаря дисперсности почва обладает значительной пористостью: объём пор может достигать от 30 % общего объёма в заболоченных минеральных почвах до 90 % в органогенных торфяных. В среднем же этот показатель составляет 40—60 %.

Плотность твёрдой фазы (ρs) минеральных почв колеблется от 2,4 до 2,8 г/см³, органогенных: 1,35—1,45 г/см³. Плотность почвы (ρb) ниже: 0,8—1,8 г/см³ и 0,1—0,3 г/см³ соответственно. Пористость (порозность, ε) связана с плотностями по формуле:

2.1. Минеральная часть почвы

Шлиф почвенного агрегата под микроскопом

2.1.1. Минеральный состав

Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минеральный состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась, чем старше почва, тем сильнее это отличие.

Минералы, являющиеся остаточным материалом в ходе выветривания и почвообразования, носят название первичных. В зоне гипергенеза большинство из них неустойчиво и с той или иной скоростью разрушается. Одними из первых разрушаются оливин, амфиболы, пироксены, нефелин. Более устойчивыми являются полевые шпаты, составляющие до 10—15 % массы твёрдой фазы почвы. Чаще всего они представлены относительно крупными песчаными частицами. Высокой стойкостью отличаются эпидот, дистен, гранат, ставролит, циркон, турмалин. Содержание их обычно незначительно, однако позволяет судить о происхождении материнской породы и времени почвообразования. Наибольшую устойчивость имеет кварц, который выветривается за несколько миллионов лет. Благодаря этому в условиях длительного и интенсивного выветривания, сопровождающегося выносом продуктов разрушения минералов, происходит его относительное накопление.

Почва характеризуется высоким содержанием вторичных минералов, образованных в результате глубокого химического преобразования первичных, или же синтезированных непосредственно в почве. Особенно важна среди них роль глинистых минералов — каолинита, монтмориллонита, галлуазита, серпентина и ряда других. Они обладают высокими сорбционными свойствами, большой ёмкостью катионного и анионного обмена, способностью к набуханию и удержанию воды, липкостью и т. д. Этими свойствами во многом обусловлена поглотительная способность почв, её структура и, в конечном счёте, плодородие.

Высоко содержание минералов-оксидов и гидроксидов железа (лимонит, гематит), марганца (вернадит, пиролюзит, манганит), алюминия (гиббсит) и др., также сильно влияющие на свойства почвы — они участвуют в формировании структуры, почвенного поглощающего комплекса (особенно в сильно выветрелых тропических почвах), принимают участие в окислительно-восстановительных процессах. Большую роль в почвах играют карбонаты (кальцит, арагонит см. карбонатно-кальциевое равновесие в почвах). В аридных регионах в почве нередко накапливаются легкорастворимые соли (хлорид натрия, карбонат натрия и др.), влияющие на весь ход почвообразовательного процесса.

2.1.2. Гранулометрический состав

Треугольник Ферре

В почвах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм, так и более нескольких сантиметров. Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь — большие величины ёмкости катионного обмена, водоудерживающей способности, лучшую агрегированность, но меньшую порозность. Тяжёлые (глинистые) почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие (песчаные) — с водным режимом.

Для подробного анализа весь возможный диапазон размеров делят на участки, называемые фракциями. Единой классификации частиц не существует. В российском почвоведении принята шкала Н. А. Качинского. Характеристика гранулометрического (механического) состава почвы даётся на основании содержания фракции физической глины (частиц менее 0,01 мм) и физического песка (более 0,01 мм) с учётом типа почвообразования.

В мире также широко применяется определение механического состава почвы по треугольнику Ферре: по одной стороне откладывается доля пылеватых (silt, 0,002—0,05 мм) частиц, по второй — глинистых (clay, <0,002 мм), по третьей — песчаных (sand, 0,05—2 мм) и находится место пересечения отрезков. Внутри треугольник разбит на участки, каждый из которых соответствует тому или иному гранулометрическому составу почвы. Тип почвообразования при этом не учитывается.

2.2. Органическая часть почвы

В почве содержится некоторое количество органического вещества. В органогенных (торфяных) почвах оно может преобладать, в большинстве же минеральных почв его количество не превышает нескольких процентов в верхних горизонтах.

В состав органического вещества почвы входят как растительные и животные остатки, не утратившие черт анатомического строения, так и отдельные химические соединения, называемые гумусом. В составе последнего находятся как неспецифические вещества известного строения (липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воск, смолы и т. д.), составляющие до 10—15 % всего гумуса, так и образующиеся из них в почве специфические гумусовые кислоты.

Гумусовые кислоты не имеют определённой формулы и представляют собой целый класс высокомолекулярных соединений. В советском и российском почвоведении они традиционно разделяются на гуминовые и фульвокислоты.

Элементный состав гуминовых кислот (по массе): 46—62 % C, 3—6 % N, 3—5 % H, 32—38 % O. Состав фульвокислот: 36—44 % C, 3—4,5 % N, 3—5 % H, 45—50 % O. В обоих соединениях присутствуют также сера (от 0,1 до 1,2 %), фосфор (сотые и десятые доли %). Молекулярные массы для гуминовых кислот составляют 20—80 кДа (минимальная 5 кДа, максимальная 650 кДа), для фульвокислот 4—15 кДа. Фульвокислоты подвижнее, растворимы на всём диапазоне pH (гуминовые выпадают в осадок в кислой среде). Отношение углерода гуминовых и фульвокислот (Cгк/Cфк) является важным показателем гумусового состояния почв.

В молекуле гуминовых кислот выделяют ядро, состоящее из ароматических колец, в том числе азотсодержащих гетероциклов. Кольца соединяются «мостиками» с двойными связями, создающими протяжённые цепи сопряжения, обуславливающие тёмную окраску вещества[5]. Ядро окружено периферическими алифатическими цепями, в том числе углеводородного и полипептидного типов. Цепи несут различные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминогруппы и др.), что является причиной высокой ёмкости поглощения — 180—500 мг-экв/100 г.

О строении фульвокислот известно значительно меньше. Они имеют тот же состав функциональных групп, однако более высокую ёмкость поглощения — до 670 мг-экв/100 г.

Механизм формирования гумусовых кислот (гумификация) до конца не изучен. По конденсационной гипотезе[6] (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) эти вещества синтезируются из низкомолекулярных органических соединений. По гипотезе Л. Н. Александровой[7] гумусовые кислоты образуются при взаимодействии высокомолекулярных соединений (белки, биополимеры), затем постепенно окисляются и расщепляются. Согласно обеим гипотезам в этих процессах принимают участие ферменты, образуемые преимущественно микроорганизмами. Есть предположение о чисто биогенном происхождении гумусовых кислот. По многим свойствам они напоминают тёмноокрашенные пигменты грибов.

2.3. Почвенная структура

Термины по ГОСТу:

Структура почвы[2] — физическое строение твёрдой части и порового пространства почвы, обусловленное размером, формой, количественным соотношением, характером взаимосвязи и расположением как механических элементов, так и состоящих из них агрегатов.

Твёрдая часть почвы[2] — совокупность всех видов частиц, находящихся в почве в твёрдом состоянии при естественном уровне влажности.

Поровое пространство в почве[2] — разнообразные по размерам и форме промежутки между механическими элементами и агрегатами почвы, занятые воздухом или водой.

Минеральные частицы почвы всегда объединяются в агрегаты различной прочности, размеров и формы. Вся совокупность агрегатов, характерных для почвы, называется её структурой. Факторами образования агрегатов являются: набухание, сжатие и растрескивание почвы в ходе циклов увлажнения-иссушения и замерзания-оттаивания, коагуляция почвенных коллоидов (наиболее важна в этом роль органических коллоидов), цементация частиц малорастворимыми соединениями, образование водородных связей, связей между нескомпенсированными зарядами кристаллической решётки минералов, адсорбция, механическое сцепление частиц гифами грибов, актиномицетов и корнями растений, агрегация частиц при прохождении через кишечник почвенных животных.

Структура почвы оказывает влияние на проникновение воздуха к корням растений, удержание влаги, развитие микробного сообщества. В зависимости только от размера агрегатов урожай может меняться на порядок. Оптимальна для развития растений структура, в которой преобладают агрегаты размером от 0,25 до 7—10 мм (агрономически ценная структура). Важным свойством структуры является её прочность, особенно водоустойчивость.

Преобладающая форма агрегатов является важным диагностическим признаком почвы. Выделяют[8] округло-кубовидную (зернистую, комковатую, глыбистую, пылеватую), призмовидную (столбовидную, призмовидную, призматическую) и плитовидную (плитчатую, чешуйчатую) структуру, а также ряд переходных форм и градаций по размеру. Первый тип характерен для верхних гумусовых горизонтов и обуславливает большую порозность, второй — для иллювиальных, метаморфических горизонтов, третий — для элювиальных.

2.4. Новообразования и включения

Железистая конкреция из латеритного горизонта. Штат Минас-Жерайс, Бразилия

Новообразования — скопления веществ, образующиеся в почве в процессе её формирования.

Широко распространены новообразования железа и марганца, чья миграционная способность зависит от окислительно-восстановительного потенциала и контролируется организмами, в особенности бактериями. Они представлены конкрециями, трубками по ходам корней, корками и др. В некоторых случаях происходит цементация почвенной массы железистым материалом. В почвах, особенно аридных и семиаридных регионов, распространены известковые новообразования: налёты, выцветы, псевдомицелий, конкреции, корковые образования. Новообразования гипса, также характерные для аридных областей, представлены налётами, друзами, гипсовыми розами, корками. Встречаются новообразования легкорастворимых солей, кремнезёма (присыпка в элювиально-иллювиально дифференцированных почвах, опаловые и халцедоновые прослои и коры, трубки), глинистых минералов (кутаны — натёки и корочки, образующиеся в ходе иллювиального процесса), часто вместе с гумусом.

К включениям относят любые объекты, находящиеся в почве, но не связанные с процессами почвообразования (археологическое находки, кости, раковины моллюсков и простейших, обломки породы, мусор). Неоднозначно отнесение к включениям, либо новообразованиям копролитов, червоточин, кротовин и прочих биогенных образований.

3. Жидкая фаза почв

3.1. Состояния воды в почве

Обычно большая часть воды в почве силами различной природы связывается частицами твёрдой фазы, что снижает её подвижность и доступность растениям и микроорганизмам. В первую очередь оказываются задействованными механизмы наиболее высокоэнергетического и прочного взаимодействия, затем, по мере насыщения почвы водой, начинают образовываться менее тесные связи. Влажности, при которых происходит изменение характера сил, связывающих воду с почвенными частицами, носят название энергетических констант.

Наиболее прочно связана с частицами адсорбционная влага. Она характеризуется наибольшим отличием от свободной воды — имеет повышенную плотность и вязкость, пониженные диэлектрическую проницаемость и способность растворять вещества. При её образовании выделяется тепловая энергия. Почва, находящаяся в равновесии с атмосферой, всегда содержит некоторое количество воды (гигроскопическая влажность), определённым образом зависящее от влажности воздуха. Наибольшему количеству воды, удерживаемому почвой адсорбционными силами соответствует максимальная адсорбционная влагоёмкость (МАВ), достигаемая при влажности воздуха около 95 %.

Следующая энергетическая константа — максимальная молекулярная влагоёмкость или влажность разрыва капилляров (ММВ, ВРК). При иссушении почвы ВРК соответствует резкое падение подвижности воды, однако её свойства не отличаются от свободной.

С находящейся в почве капиллярной влагой связаны две энергетические константы. Максимальная капиллярно-сорбционная влагоёмкость (МКСВ) или наименьшая влагоёмкость (НВ) или полевая (предельная полевая) влагоёмкость (ПВ, ППВ) соответствует максимальному количеству воды, которое может удерживаться в почве капиллярными силами в случае её поверхностного поступления. Если почва питается от грунтовых вод, то влажность, устанавливающаяся в зоне капиллярного подъёма, носит название капиллярной влагоёмкости (КВ). Сверх этого значения вода уже не связана с почвенными частицами, свободно стекает под действием силы тяжести и называется гравитационной. Полная влагоёмкость (ПВ) — влажность при полностью заполненных водой порах.

Также в почвенном воздухе присутствует парообразная вода. Часть воды является кристаллизационной или химически-связанной, для её удаления необходимо прокаливание почвы при температурах свыше 170 °C.

Почвенно-гидрологические константы, в отличие от энергетических, ориентированы на практическое использование. К ним относятся уже упоминавшиеся гигроскопическая влажность, максимальная гигроскопическая влажность (при 98 % влажности воздуха), а также ВРК и НВ (ПВ, ППВ), совпадающие с ММВ и МКСВ соответственно. Кроме того, измеряют влажность устойчивого завядания (ВЗ) — максимальную влажность почвы, при которой определённое растение не может поддерживать тургор даже в насыщенной парами воды атмосфере. Находится в диапазоне МАВ-ММВ (ВРК).

Термины по ГОСТу[2]:

• Почвенная влага — вода, находящаяся в почве и выделяющаяся высушиванием почвы при температуре 105 °C до постоянной массы.
• Влагоёмкость почвы — величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы.
• Набухание почвы — увеличение объёма почвы в целом или отдельных структурных элементов при увлажнении.

3.2. Взаимодействие с твёрдой фазой

3.2.1. Почвенный поглощающий комплекс

Почва может удерживать поступившие в неё вещества по разным механизмам (механическая фильтрация, адсорбция мелких частиц, образование нерастворимых соединений, биологическое поглощение), важнейшим из которых является ионный обмен между почвенным раствором и поверхностью твёрдой фазы почвы. Твёрдая фаза за счёт сколов кристаллической решётки минералов, изоморфных замещений, наличия карбоксильных и ряда других функциональных групп в составе органического вещества заряжена преимущественно отрицательно, поэтому наиболее ярко выражена катионообменная способность почвы. Тем не менее, положительные заряды, обуславливающее анионный обмен, в почве также присутствуют.

Вся совокупность компонентов почвы, обладающих ионообменной способностью, называется почвенным поглощающим комплексом (ППК). Входящие в состав ППК ионы носят название обменных или поглощённых. Характеристикой ППК является ёмкость катионного обмена (ЕКО) — общее количество обменных катионов одного рода, удерживаемых почвой в стандартном состоянии — а также сумма обменных катионов, характеризующая природное состояние почвы и не всегда совпадающая с ЕКО.

Отношения между обменными катионами ППК не совпадают с отношениями между теми же катионами в почвенном растворе, то есть ионный обмен протекает селективно. Предпочтительнее поглощаются катионы с более высоким зарядом, а при их равенстве — с большей атомной массой, хотя свойства компонентов ППК могут несколько нарушать эту закономерность. Например, монтмориллонит поглощает больше калия, чем протонов водорода, а каолинит — наоборот.

Обменные катионы являются одним из непосредственных источников минерального питания растений, состав ППК отражается на образовании органоминеральных соединений, структуре почвы и её кислотности.

3.2.2. Почвенная кислотность

4. Почвенный воздух

Почвенный воздух состоит из смеси различных газов:

1. кислород, который поступает в почву из атмосферного воздуха; содержание его может меняться в зависимости от свойств самой почвы (её рыхлости, например), от количества организмов, использующих кислород для дыхания и процессов метаболизма;
2. углекислота, которая образуется в результате дыхания организмов почвы, то есть в результате окисления органических веществ;
3. метан и его гомологи (пропан, бутан), которые образуются в результате разложения более длинных углеводородных цепей;
4. водород;
5. сероводород;
6. азот; более вероятно образование азота в виде более сложных соединений (например, мочевины)

И это далеко не все газообразные вещества, которые составляют почвенный воздух. Его химический и количественный состав зависят от содержащихся в почве организмов, содержания в ней питательных веществ, условий выветривания почвы и др.

5. Живые организмы в почве

Почва — это среда обитания множества организмов. Наименьшими из них являются бактерии, водоросли, грибки и одноклеточные организмы, обитающие в почвенных водах. В одном м³ может обитать до 10¹⁴ организмов. В почвенном воздухе обитают беспозвоночные животные, такие как клещи, пауки, жуки, ногохвостки и дождевые черви. Они питаются остатками растений, грибницей и другими организмами. В почве обитают и позвоночные животные, одно из них — крот. Он очень хорошо приспособлен к обитанию в абсолютно тёмной почве, поэтому он глухой и практически слепой.

Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как разная среда.

• Для мелких почвенных животных, которых объединяют под названием нанофауна (простейшие, коловратки, тихоходки, нематоды и др.), почва — это система микроводоемов.
• Для дышащих воздухом несколько более крупных животных почва предстает как система мелких пещер. Таких животных объединяют под названием микрофауна. Размеры представителей микрофауны почв — от десятых долей до 2-3 мм. К этой группе относятся в основном членистоногие: многочисленные группы клещей, первичнобескрылые насекомые (коллемболы, протуры, двухвостки), мелкие виды крылатых насекомых, многоножки симфилы и др. У них нет специальных приспособлений к рытью. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Насыщенный водяными парами почвенный воздух позволяет дышать через покровы. Многие виды не имеют трахейной системы. Такие животные очень чувствительны к высыханию.
• Более крупных почвенных животных, с размерами тела от 2 до 20 мм, называют представителями мезофауны. Это личинки насекомых, многоножки, энхитреиды, дождевые черви и др. Для них почва — плотная среда, оказывающая значительное механическое сопротивление при движении. Эти относительно крупные формы передвигаются в почве либо расширяя естественные скважины путём раздвигания почвенных частиц, либо роя новые ходы.
• Мегафауна или макрофауна почв — это крупные землерои, в основном из числа млекопитающих. Ряд видов проводит в почве всю жизнь (слепыши, слепушонки, цокоры, кроты Евразии, златокроты Африки, сумчатые кроты Австралии и др.). Они прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Внешний облик и анатомические особенности этих животных отражают их приспособленность к роющему подземному образу жизни.
• Кроме постоянных обитателей почвы, среди крупных животных можно выделить большую экологическую группу обитателей нор (суслики, сурки, тушканчики, кролики, барсуки и т. п.). Они кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве. Целый ряд других животных использует их норы, находя в них благоприятный микроклимат и укрытие от врагов. Норники обладают чертами строения, характерными для наземных животных, но имеют ряд приспособлений, связанных с роющим образом жизни.

6. Пространственная организация

В природе практически не бывает таких ситуаций, чтобы на много километров простиралась какая-нибудь одна почва с неизменными в пространстве свойствами. При этом различия почв обусловлены различиями в факторах почвообразования.

Закономерное пространственное размещение почв на небольших территориях называется структурой почвенного покрова (СПП). Исходной единицей СПП является элементарный почвенный ареал (ЭПА) — почвенное образование, внутри которого отсутствуют какие-либо почвенно-географические границы. Чередующиеся в пространстве и в той или иной степени генетически связанные ЭПА образуют почвенные комбинации.

7. Почвообразование

Почвообразующие факторы[2]:

• Элементы природной среды: почвообразующие породы, климат, живые и отмершие организмы, возраст и рельеф местности,
• а также антропогенная деятельность, оказывающие существенное влияние на почвообразование.

7.1. Первичное почвообразование

В русском почвоведении приведена концепция[9], что любая субстратная система, обеспечивающая рост и развитие растений «от семени до семени», есть почва. Идея эта дискуссионная, поскольку отрицает докучаевский принцип историчности, подразумевающий определённую зрелость почв и разделение профиля на генетические горизонты, но полезна в познании общей концепции развития почв.

Зачаточное состояние профиля почв до появления первых признаков горизонтов можно определять термином «инициальные почвы»[10]. Соответственно выделяется «инициальная стадия почвообразования» — от почвы «по Вески» до того времени, когда появится заметная дифференциация профиля на горизонты, и можно будет прогнозировать классификационный статус почвы. За термином «молодые почвы» предложено закрепить стадию «молодого почвообразования» — от появления первых признаков горизонтов до того времени, когда генетический (точнее, морфолого-аналитический) облик будет достаточно выраженным для диагностики и классификации с общих позиций почвоведения.

Генетические характеристики можно давать и до достижения зрелости профиля, с понятной долей прогностического риска, например, — «инициальные дерновые почвы»; «молодые проподзолистые почвы», «молодые карбонатные почвы». При таком подходе номенклатурные трудности разрешаются естественно, на базе общих принципов почвенно-экологического прогнозирования в соответствии с формулой Докучаева-Йенни (представление почвы как функции факторов почвообразования: S = f(cl, o, r, p, t …)).

7.2. Антропогенное почвообразование

В научной литературе для земель после горных работ и других нарушений почвенного покрова закрепилось обобщённое название «техногенные ландшафты», а изучение почвообразования в этих ландшафтах оформилось в «рекультивационное почвоведение»[11]. Был предложен также термин «технозёмы»[12], по сути представляющий попытку объединить Докучаевскую традицию «-зёмов» с техногенными ландшафтами.

Отмечается, что логичнее применять термин «технозём» к тем почвам, которые специально создаются в процессе технологии горных работ путём разравнивания поверхности и насыпания специально снятых гумусовых горизонтов или потенциально плодородных грунтов (лёсса). Использование этого термина для генетического почвоведения вряд ли оправданно, так как итоговым, климаксным продуктом почвообразования будет не новый «-зём», а зональная почва, например, дерново-подзолистая, или дерново-глеевая.

Для техногенно-нарушенных почв предлагалось использовать термины «инициальные почвы» (от «нуль — момента» до появления горизонтов) и «молодые почвы» (от появления до оформления диагностических признаков зрелых почв), указывающие на главную особенность таких почвенных образований — временные этапы их эволюции из недифференцированных пород в зональные почвы.

Единой общепринятой классификации почв не существует. Наряду с международной (Классификация почв ФАО и сменившая её в 1998 году WRB) во многих странах мира действуют национальные системы классификации почв, часто основанные на принципиально разных подходах.

В России к 2004 году специальной комиссией Почвенного института им. В. В. Докучаева, руководимой Л. Л. Шишовым, подготовлена новая классификация почв, являющаяся развитием классификации 1997 года. Однако российским почвоведами продолжает активно использоваться и классификация почв СССР 1977 года[1].

Из отличительных особенностей новой классификации можно назвать отказ от привлечения для диагностики факторно-экологических и режимных параметров, трудно диагностируемых и часто определяемых исследователем чисто субъективно, фокусирование внимания на почвенном профиле и его морфологических особенностях. В этом ряд исследователей видят отход от генетического почвоведения, делающего основной упор на происхождении почв и процессах почвообразования. В классификации 2004 года вводятся формальные критерии отнесения почвы к определённому таксону, привлекается понятие диагностического горизонта, принятое в международной и американской классификациях. В отличие от WRB и американской Soil Taxonomy, в российской классификации горизонты и признаки не равноценны, а строго ранжированы по таксономической значимости. Бесспорно важным нововведением классификации 2004 года стало включение в неё антропогенно-преобразованных почв.

В американской школе почвоведов используется классификация Soil Taxonomy, имеющая распространение также в других странах. Характерной её особенностью является глубокая проработка формальных критериев отнесения почв к тому или иному таксону. Используются названия почв, сконструированные из латинских и греческих корней. В классификационную схему традиционно включаются почвенные серии — группы почв, отличных лишь по гранулометрическому составу, и имеющие индивидуальное название — описание которых началось ещё при картировании Почвенным бюро территории США в начале XX века.

Термины по ГОСТу: [2]

Классификация почв — система разделения почв по происхождению и (или) свойствам.

• Тип почвы — основная классификационная единица, характеризуемая общностью свойств, обусловленных режимами и процессами почвообразования, и единой системой основных генетических горизонтов.
  • Подтип почвы — классификационная единица в пределах типа, характеризуемая качественными отличиями в системе генетических горизонтов и по проявлению налагающихся процессов, характеризующих переход к другому типу.
    • Род почвы — классификационная единица в пределах подтипа, определяемая особенностями состава почвенно-поглощающего комплекса, характером солевого профиля, основными формами новообразований.
      • Вид почвы — классификационная единица в пределах рода, количественно отличающаяся по степени выраженности почвообразовательных процессов, определяющих тип, подтип и род почв.
        • Разновидность почвы — классификационная единица, учитывающая разделение почв по гранулометрическому составу всего почвенного профиля.
          • Разряд почвы — классификационная единица, группирующая почвы по характеру почвообразующих и подстилающих пород.

8. Закономерности распространения

8.1. Климат как фактор географического распространения почв

Климат — один из важнейших факторов почвообразования и географического распространения почв — в значительной степени определяется космическими причинами (количеством энергии, получаемой земной поверхностью от Солнца). С климатом связано проявление самых общих законов географии почв. Он влияет на почвообразование как непосредственно, определяя энергетический уровень и гидротермический режим почв, так и косвенно, воздействуя на другие факторы почвообразования (растительность, жизнедеятельность организмов, почвообразующие породы и т. д.).

Непосредственное влияние климата на географию почв проявляется в разных типах гидротермических условий почвообразования. Тепловой и водный режимы почв оказывают влияние на характер и интенсивность всех физических, химических и биологических процессов, протекающих в почве. Ими регулируются процессы физического выветривания горных пород, интенсивность химических реакций, концентрация почвенного раствора, соотношение твёрдой и жидкой фазы, растворимость газов. Гидротермические условия влияют на интенсивность биохимической деятельности бактерий, скорость разложения органических остатков, жизнедеятельность организмов и другие факторы, поэтому в разных районах страны с неодинаковым тепловым режимом скорость выветривания и почвообразования, мощность почвенного профиля и продуктов выветривания существенно различны.

Климат определяет наиболее общие закономерности распространения почв — горизонтальную зональность и вертикальную поясность.

Климат является результатом взаимодействия климатообразующих процессов, протекающих в атмосфере и деятельном слое (океанах, криосфере, поверхности суши и биомассе) — так называемой климатической системе, все компоненты которой непрерывно взаимодействуют друг с другом, обмениваясь веществом и энергией. Климатообразующие процессы можно разделить на три комплекса: процессы теплооборота, влагооборота и атмосферной циркуляции.

9. Значение почв в природе

9.1. Почва как среда обитания живых организмов

Почва обладает плодородием — является наиболее благоприятным субстратом или средой обитания для подавляющего большинства живых существ — микроорганизмов, животных и растений. Показательно также, что по их биомассе почва (суша Земли) почти в 700 раз превосходит океан, хотя на долю суши приходится менее 1/3 земной поверхности.

9.2. Геохимические функции

Свойство различных почв по-разному аккумулировать разнообразные химические элементы и соединения, одни из которых необходимы для живых существ (биофильные элементы и микроэлементы, различные физиологически-активные вещества), а другие являются вредными или токсичными (тяжёлые металлы, галогены, токсины и пр.), проявляется на всех живущих на них растениях и животных, включая и человека. В агрономии, ветеринарии и медицине такая взаимосвязь известна в виде так называемых эндемических болезней, причины которых были раскрыты только после работ почвоведов.

Почва оказывает существенное влияние на состав и свойства поверхностных, подземных вод и всю гидросферу Земли. Фильтруясь через почвенные слои вода извлекает из них особый набор химических элементов, характерный для почв водосборных территорий. А поскольку основные хозяйственные показатели воды (её технологическая и гигиеническая ценность) определяются содержанием и соотношением этих элементов, то нарушение почвенного покрова проявляется также в изменении качества воды.

9.3. Регуляция состава атмосферы

Почва является главным регулятором состава атмосферы Земли. Обусловлено это деятельностью почвенных микроорганизмов, в огромных масштабах продуцирующих разнообразные газы — азот и его окислы, кислород, диоксид и оксид углерода, метан и другие углеводороды, сероводород, ряд прочих летучих соединений. Большинство из этих газов вызывают «парниковый эффект» и разрушают озоновый слой, вследствие чего изменение свойств почв может привести к изменению климата на Земле. Не случайно происходящий в настоящее время сдвиг в климатическом равновесии нашей планеты специалисты связывают в первую очередь с нарушениями почвенного покрова.

10. Экономическое значение

Распаханное поле, Вюртемберг

Почву часто называют главным богатством любого государства в мире, поскольку на ней и в ней производится около 90 % продуктов питания человечества. Деградация почв сопровождается неурожаями и голодом, приводит к бедности государств, а гибель почв может вызвать гибель всего человечества. Также земля применялась в древности в качестве строительного материала.

11. История изучения

Описанию свойств почв и их классификации человек уделял внимание со времени возникновения земледелия. Тем не менее, появление почвоведения как науки произошло лишь в конце XIX века и связано с именем В. В. Докучаева. В. И. Вернадский также внёс вклад в почвоведение. Он называл почву биокосным образованием, то есть состоящим из живого и неживого вещества.

Примечания

1. Ивлёв А. М. Эволюция почв. Владивосток, 2005. - marbio-www.dvgu.ru/bio/russian/education/LecturesEvol.pdf
2. ↑ 123456789 ГОСТ 27593-88(2005). ПОЧВЫ. Термины и определения. УДК 001.4:502.3:631.6.02:004.354
3. Почвы СССР. Под ред. Г. В. Добровольского. М.: Мысль, 1979, с.129
4. Б. Г. Розанову, Морфология почв. — М.: изд. МГУ, 1983
5. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1974.
6. Кононова М. М. Органическое вещество почвы. — М.: 1963.
7. Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. — Л.: 1980.
8. По С. А. Захарову. Особая классификация структуры почвы предложена также С. С. Никифоровым (Nikiforoff S. S. Morphological classification of soil structure. «Soil. Sci.», 1941, vol. 52, No. 2.), собственная классификация используется ФАО, Департаментом земледелия США и т. д.
9. Вески Р. Э. О некоторых путях дальнейшего развития учения о почвах // Почвоведение. 1985. № 3. С. 75-86.
10. Накаряков А. В. Рекультивация земель после разработки россыпей на Урале и проблемы инициального почвообразования // Доклады V Международной конференции почвоведов. Прага, 1981. Т.1. С.110-111.
11. Трофимов С. С., Таранов С. А. Особенности почвообразования в техногенных экосистемах // Почвоведение. 1987. № 11. С. 95-99.
12. Етеревская Л. В., Донченко М. Т., Лехучер Л. В. Систематика и классификация техногенных почв // Растения и промышленная среда. Свердловск: Изд-во Уральского ун-та, 1984. с. 14-21.

wreferat.baza-referat.ru

• 
  Сообщение про растение лен
• 
  Какие растения лечат молочницу
• 
  Ec метр для растений
• 
  Арония черноплодная описание растения
• 
  Драцена обновление старого растения
• 
  Играть меня съели растения
• 
  Листопадное хвойное растение ларикс
• 
  Растение джида описание фото
• 
  Что значит вечнозеленое растение
• 
  Алоэ пересадка взрослого растения
• 
  Икеа стеллаж для растений