Какой состав почв и какими свойствами они обладают
14 ноября 2012 г. 21:28
Состав и свойства почвы
Состав и свойства почвы
Почва. Это природное образование, состоящее из почвенных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов.
Химический состав почвы. Почву образуют разнообразные по составу минеральные и органические вещества. При изучении химического состава почвы определяют следующие 11 элементов: Si, Al, Fе, Ca, Мg, К, Na, S, Т, Ti и Mn. Анализ данных химического состава позволяет установить общее содержание в почве того или иного элемента, степень обогащения им почвы и определить характер изменения его содержания с глубиной, а следовательно, установить направленность почвообразовательного процесса.
Для питания растений необходимы следующие элементы: N, Р, Ca, Mg, S и Fe. Часть из них присутствует в почве в большом, другая – в незначительном количестве. Чаще всего растения испытывают недостаток в азоте, фосфоре и калии. Содержание тех или иных элементов в почве различно и зависит от условий образования и свойств почвы. Так, черноземы содержат 0,4… 0,5 % N, 0,2…0,3 % P2O5 ,0,1 …0,3 % SO3, в то время как в дерново-подзолистых почвах количество азота не превышает 0,1 … 0,2 %, фосфора – 0,1 . ..0,3 % и т. д. Степень обеспеченности почвы питательными веществами зависит не только от их содержания в почве, но и от формы химических соединений, в которых они находятся, так как доступность тех или иных соединений для растений различна.
Физические свойства почвы. К ним относятся плотность твердой фазы, объемная масса и пористость.
Плотность твердой фазы – это отношение массы почвы к массе равного объема воды. Плотность твердой фазы зависит от минералогического состава почвы и содержания в ней органического вещества. Плотностью сложения почвы называется единица объема сухой почвы в естественном (ненарушенном) сложений.
Объемная масса почвы – это масса 1 см3 абсолютно сухой почвы в граммах при естественном сложении. Чем меньше объемная масса, тем богаче может быть почва водой и воздухом.
Пористостью (скважностью) почвы называют общий объем всех пор в почве, выраженный в процентах к ее общему объему.
Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ.
Минеральные вещества почвы. Они представляют собой измельченную в разной степени материнскую почвообразующую породу, на долю которой приходится 80… 97% всей твердой части. В результате выветривания в почвообразующей породе образуются простейшие соединения, легкорастворимые в воде. Минеральная часть почвы состоит из песка, пыли и глины. Все механические частицы размером от 0,01 до 1 мм называют песком, а менёе 0,01мм – глиной. Соотношение в почвах частиц крупнее и мельче 0,01 мм характеризует их гранулометрический состав, который оказывает большое влияние на их свойства.
По механическому составу почвы подразделяют на песчаные связные (содержание глины 5… 10%), супесчаные (глины 10… 25 %), легкосуглинистые (глины 20… 40 %), среднесуглинистые (глины 40… 55 %), легко – и тяжелоглинистые (глины 60… 97 %). Песчаные и супесчаные почвы называют легкими, так как они легко поддаются обработке, а суглинистые и глинистые – тяжелыми, так как их обработка связана с большими энергетическими затратами. Легкие почвы – рыхлые, хорошо пропускают влагу и воздух, весной быстро прогреваются. Но они плохо удерживают воду, бедны элементами питания. Тяжелые почвы – плотные, плохо пропускают влагу и воздух. Вода в них может застаиваться, а почва заболачиваться. Весной тяжелые почвы прогреваются медленно, поэтому их обработку начинают позднее. Содержание элементов питания в них выше, чем в песчаных и супесчаных почвах.
В твердую часть почвы входит также перегной, в котором содержатся многие элементы питания растений, но в недоступной для них форме. Под воздействием микроорганизмов медленно происходит переход их в доступную форму. Содержание перегноя в верхнем горизонте почв неодинаково и обычно колеблется от 1 до 5 %, но иногда достигает и 15 %. Чем больше перегноя в почве, тем она плодороднее.
Надо отметить, что в некоторых почвах содержание в твердой части минеральных веществ небольшое (15 … 20 %). Это болотные или торфяные почвы, содержащие большие массы неразложившихся или полуразложившихся растительных остатков, пропитанных перегноем и обычно избыточно увлажненных. После осушения болотные почвы используют в сельском хозяйстве.
Жидкая часть почвы. Это вода и растворенные в ней вещества и соединения, образующие почвенный раствор, из которого растения получают необходимые элементы питания. Содержание воды в почвах может колебаться от десятых долей процента до 40…60 %, что зависит от гранулометрического состава почвы и количества перегноя.
Газообразная часть. Это почвенный воздух, который заполняет все поры и пустоты почвы. Почвенный воздух отличается от атмосферного меньшим содержанием кислорода и большим диоксида углерода, который выделяют разлагающиеся растительные остатки и живые организмы при, дыхании, В почвенном воздухе обычно встречаются аммиак, иногда метан и другие газы. Чем влажнее почва, тем меньше в ней воздуха, так как вода вытесняет его из почвенных пор. Для нормального роста и развития растений содержание воздуха в почве не должно быть ниже 10… 15 % ее объема.
Живая часть почвы. Она состоит из микроорганизмов, червей, личинок, насекомых и др. В каждом килограмме почвы находятся миллионы различных микроорганизмов. Они сосредоточиваются у корней растений, где добывают себе пищу из отмерших частей корней и создают новые органические вещества.
Состав почвы постоянно трансформируется под воздействием воды, тепла и живых организмов, при этом происходят изменения в ее физических свойствах и химическом составе. Кроме того, преобразовывает почву и человек, обрабатывая, удобряя и эксплуатируя ее.
Водные свойства почвы. Влагоемкостью называют количество воды, которое почва может удерживать в себе. Вычисляют влагоемкость (% к сухой почве) по формуле
W= P/ V,
где P – пористость, % объема почвы;
V- плотность сложения, г/см3.
Влажностью называется общее количество воды, содержащееся в почве. Влажность – непостоянная величина и в одной и той же почве может колебаться от полной влагоемкости в дождливое время года до ничтожно малых величин в период засухи.
Водопроницаемостью почвы называется ее способность впитывать и фильтровать воду.
Воздушные свойства почвы. К ним относятся воздухоемкость и воздухопроницаемость.
Воздухоемкость – способность почвы содержать то или иное количество, воздуха.
Воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух. Она зависит от гранулометрического состава и структуры почвы. В целом количество воздуха в почве может колебаться от 0 до 40 % объема почвы.
Тепловые свойства почвы. Основной источник теплоты для прогревания почвы – энергия Солнца, количество которой определяется географическим положением местности.
Теплоемкость – это количество теплоты в джоулях, которое необходимо для нагревания 1 г (массовая теплоемкость) или 1 см3 (объемная теплоемкость) почвы на 1 °С. Она сильно колеблется не только от соотношения твердой, жидкой и газообразной фаз, но и от состава этих фаз. С увеличением влажности почвы теплоемкость быстро возрастает, поэтому песчаные легко пересыхающие почвы быстрее прогреваются («теплые» почвы), чем влажные глинистые («холодные» почвы).
Теплопроводность – способность почвы проводить теплоту от теплых слоев к холодным. Поэтому сухие и плотные почвы быстро проводят тепло, но и быстро его теряют, чего можно избежать, если верхний слой почвы взрыхлить (боронование, шлейфование и т. п.). Рыхлые, переувлажненные и богатые органическим веществом почвы медленно прогреваются, но дольше сохраняют тепло.
Притекающая к поверхности солнечная энергия не вся поглощается почвой (теплопоглощение), а часть ее отражается в пространстве и теряется безвозвратно.
Плодородие почвы. Это ее способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и питательными веществами, необходимыми для нормальной жизнедеятельности.
Различают естественное (потенциальное) и эффективное (искусственное) плодородие почвы.
При правильном использовании и охране почв их плодородие повышается – происходит воспроизводство, плодородия. Интенсивное земледелие предполагает расширенное воспроизводство плодородия почв, что особенно важно, для почв с низким естественным плодородием.
Следующая >
Обсудить на сельскохозяйственном форуме
Источник
Что такое почва? Каков ее состав, какова ее роль и свойства?
Как образуется слов земли, содержащий в себе минералы, жидкости и газы, органические вещества?
Обо всем, что касается темы «Почва» пойдет речь в данной статье.
Что такое почва
Почва — сложное соединение органических и неорганических веществ, верхний слой земной коры.
Продукт бесчисленных поколений живых организмов, основа биосферы планеты – вот, что такое почва. Её строение, химический состав, свойства – изучает наука почвоведение.
Состав почвы
Слагается из двух частей — минеральной и органической. Неорганический субстрат составляют глинистые, пылевые и песчаные компоненты, образованные в результате эрозии горных пород. Органическая часть представлена животными и растительными остатками и гумусом.
Гумус представляет собой органический материал, разложившийся до последней степени и остающийся в стабильном состоянии многие годы. Он является источником питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности растений.
В зависимости от концентрации почвенных элементов меняются физические свойства почвы:
- плотность – отношение твёрдого вещества к эквивалентному объёму воды;
- объёмная масса – масса кубического сантиметра почвенного вещества, без учёта воды;
- пористость – содержание пустот в почве относительно её объёма в целом.
В прямом соответствии этим факторам колеблется насыщенность почвы влагой, воздухом и живыми организмами.
Вода в поверхностном слое земли образует почвенный раствор, являющийся питательной средой для растений. Пустоты, заполненные воздухом, обеспечивают дыхательные процессы жителей плодородного слоя.
Особую часть почвенной системы составляют её непосредственные обитатели – насекомые, черви, микробы. Они играют ключевую роль в сохранении и наращивании своей жизненной среды.
Главное свойство почвы
Плодородие – основное свойство почвы.
Определение плодородной земли возможно, когда:
- она способна обеспечить растения питательными веществами и водой в количествах, достаточных для роста и воспроизводства;
- в ней отсутствуют вредные примеси, препятствующие жизнедеятельности растений.
Разные виды растений могут существенно отличаться по терпимости к условиям среды. Тип земли плодородный для одного вида сельскохозяйственных культур подходит, для жизни другого бывает непригоден.
Однако в большинстве ситуаций почва является плодородной, если:
- её толщина достаточна для роста корней и поглощения ими воды;
- проницаемость земли способствует отводу излишков влаги и доступу воздуха к корням;
- содержание органических веществ обеспечивает сохранение структуры почвы и образование почвенного раствора;
- кислотность почвы (pH) находится в пределах 5,5 – 7;
- достигается необходимая концентрация питательных элементов растений в доступной для поглощения форме;
- наличествует спектр микроорганизмов, поддерживающих развитие растений.
Возделываемые земли нуждаются в постоянной поддержке их плодородия. Процессы истощения и эрозии здесь проявляются острее, чем на земле, не затронутой человеком.
Основные виды почв и их характеристика
Различаются почвы как по их механической составляющей, так и по преобладанию органической части.
Неорганическое описание видов включает:
- глинозём;
- суглинок;
- песчаник;
- супесь.
Глинозём. Отличается плотностью из-за высокого содержания глинистых частиц. Вследствие этого вода застаивается на поверхности глинозёма, количество пор невелико. Такая субстанция легко слипается, отличается тяжестью по сравнению с другими типами почв. Слепленный из глинозёма комок держит форму и с усилием поддаётся разрушению. Окультуривается сложно.
Суглинок. Преобладание глинистых частиц разбавлено значительной долей песка. Более рыхлый тип, чем глинозём, суглинок отличается оптимальной водопроницаемостью, содержит приемлемое количество пор. Хорошо подходит для огородничества. Землю легко слепить в комок, но при внешнем воздействии ком рассыпается.
Песчаник. Концентрация песчаных частиц подразумевает увеличенную сыпучесть и проницаемость. Структура предоставляет слабую поддержку корням и не способствует поддержанию стабильной питательной среды. Сжатая в горсти земля не может сформировать комок и распадается.
Супесь. Преимущество песчаных частиц снижено с увеличением присутствия глинистых. За счёт более вязкой структуры проницаемость супеси ниже, чем у песчаника – питательные вещества и влага удерживаются лучше. Комок земли после сжатия может некоторое время удерживать форму. Пригодность для земледелия – хорошая.
Классификация органическая состоит из:
- бурых и красных почв;
- серозёмов;
- чернозёмов.
Бурая почва. Также называется лесной, образуется в районах преимущественного произрастания лиственных пород деревьев – дубов, буков, ясеней. Основным источником органики здесь выступает палая листва.
Серозём. Земля степных полупустынных зон. Формирование гумусового слоя осуществляется за счёт отмёрших стеблей травянистых растений – осоки, мятлика, ячменя.
Чернозём. Образуется как результат многолетнего накопления органики на богатых травянистой растительностью луговых равнинах. Погодные условия, в которых происходит формирование чернозёма, и сама земля представляют превосходные предпосылки к окультуриванию.
Для кого подходит почвенная среда обитания
По величине жители почвы классифицируются на:
- Отличающуюся наибольшей величиной мегафауну. Организмы, чья длина превышает 8 см. К таковым относятся кроты, змеи, некоторые виды насекомых, норные животные.
- Стоящую ступенью ниже макрофауну. Их длина колеблется от 0,4 см до 8 см. Представители – улитки, черви, насекомые.
- Идущую следующей в сторону уменьшения группу мезофауны. Сюда входят некоторые членистоногие, отдельные виды червей. Величина – меньше 4, но больше 0,2 мм.
- Невидимую невооружённым взглядом микрофауну. По большей части это одноклеточные организмы, но сюда относятся и некоторые многоклеточные, меньше 0,2 мм.
Разнообразие видов не уступает по численности животным поверхности. В числе тех, кто живёт в земле, по биомассе абсолютно доминируют беспозвоночные.
По степени адаптации различают:
- Геобионтов – чья жизнь полностью проводится в земляной среде. Как, например, дождевые черви.
- Геофилов – проводящих в земле только часть жизни. В основном это остающиеся под землёй в личиночной стадии насекомые.
- Геоксенов – к ним относятся животные, укрывающиеся в земле при устройстве логова. В основном это обитатели нор – лисы, кролики, барсуки.
Вклад фауны в формирование и поддержку почвенной экосистемы сравним с вкладом растений.
Животным отведены две ключевые функции:
- Переработка. До того как органическая часть почвы становится пригодной для усвоения растениями, она должна быть разложена до определённой степени. Процесс проходит в несколько ступеней, от поедания остатков растений более крупными животными, до разложения продуктов их жизнедеятельности микроорганизмами.
- Перемешивание. Двигаясь в толще земли, осуществляя свою жизнедеятельность, почвенные организмы способствуют равномерному распределению органики. При этом улучшается пористость земли, необходимая для нормального развития растений.
Как образуется почва
Формирование почвы начинается как геология процессов выветривания, когда каменная горная порода разрушаются до уровня осадочной. С достаточным насыщением водой и элементами питания эта минеральная основа становится приемлемой средой для поселения автотрофных бактерий.
Со сменой поколений автотрофов они извлекают из субстрата связанные элементы, фиксируют атмосферный азот, который изначально не входит в состав породы. В результате воспроизводятся условия для роста неприхотливых растений. Их жизненный цикл вносит в среду органические остатки.
Накопление органики стимулирует размножение перерабатывающих её микроорганизмов. Возникают условия формирования гумуса. Полная минерализация части органической массы доходит до стадии воды, углекислого газа, ионов, повышая потенциальное плодородие.
С достижением возможности для поселения сложных растений, их корневые системы, а также локальный водный цикл способствуют разграничению слоёв грунта. Зарождается и стабилизируется схема горизонтов почвы. После их окончательного формирования, состав и свойства земли уже не переживают кардинальных изменений, оставаясь постоянными в течение многих лет.
Понятие скорости почвообразования зависит от климатических особенностей регионов. В тропическом поясе процесс проходит в разы быстрее, чем в зонах умеренного климата.
Знаете ли Вы, что: на наращивание 1 см земли уходит от 50 до 200 лет. Возникновение толщи пригодной для вспашки, а это порядка 20 см и больше, занимает 2-9 тысяч лет.
Какое значение имеет в природе почва
Существование жизни в её современном состоянии возможно только за счёт возникновения почвы на Земле. Главный вклад почвы в поддержание биосферы планеты – она является прямым источником питания для растений и опосредованным для животных и человека.
Наличие или отсутствие почвы оказывает критическое воздействие на окружающую среду. Впитывая и задерживая дождевую воду, земля предотвращает сначала наводнения, а в дальнейшем засуху. Ещё одна особенность земли – функция фильтра, очищающего воду от посторонних примесей.
Земля влияет на стабилизацию климата, связывая в своём составе углерод. Даже в пустынных районах цианобактерии, лишайники и мхи поглощают существенное количество углерода в процессе фотосинтеза. Деградация почвенного слоя способствует переходу углерода из связанного состояния в свободное. Это увеличивает парниковый эффект, одну из причин глобального потепления.
Поверхность и толща земли являются средой обитания огромного количества видов, включая человека. Без почвы существование значительной части биосферы планеты станет невозможным.
Именно поэтому растёт количество мер, предпринимаемых для охраны почвы. Только повышение качества защиты почвы от естественных и антропогенных разрушительных процессов позволит продолжить жизнь на Земле будущим поколениям.
Источник