Свойства почв. Состав почвы

Почва является средой и основным условием развития растений. В почверастения укореняются и из нее черпают все необходимые дляжизнедеятельности питательные вещества и воду. Под понятием почваподразумевается самый верхний слой твердой земной коры, пригодный дляобработки и выращивания растений, который в свою очередь состоит издостаточно тонких увлажняемого и гумусного слоев.

Увлажняемый слойтемного цвета, имеет незначительную толщину в несколько сантиметров,содержит наибольшее число почвенных организмов, в нем идет бурнаябиологическая деятельность.

Гумусный слой толще; если его толщинадостигает 30 см, можно говорить об очень плодородной почве, в немобитают многочисленные живые организмы, перерабатывающие растительныеи органические остатки на минеральные составляющие, в результате чегоони растворяются грунтовыми водами и всасываются корнями растений. Нижерасполагаются минеральный слой и материнские породы.

Химический состав почвы

По химическому составу минеральной компоненты почва состоит из песка иалеврита (формы кварца (кремнезёма) SiO 2 с добавками силикатов (Al 4(SiO 4 ) 3 , Fe 4 (SiO 4 ) 3 , Fe 2 SiO 4 ) и глинистых минералов(кристаллические соединения силикатов и гидроксида алюминия)).

Единая международная классификация почв пока ещё не разработана. Почвыодного типа обычно образуют широтные зоны, вытянутые вдоль областей содинаковым увлажнением и среднегодовой температурой. В горах чёткопрослеживается высотная зональность почв.

Определение типа почвы по растениям, растущим на ней

Преобладание в растительном покрове влаголюбивых растений свидетельствует о близком залегании грунтовых вод.

Почвы с высоким содержанием азота — крапива двудомная, осот, мята, крестовик обыкновенный.

Почвы с низким содержанием азота — клевер полевой, лядвенец, ясколка, льнянка.

Истощенные почвы — ромашка аптечная, пастушья сумка.

Уплотненные почвы — Подорожник большой, лапчатка гусиная, лисохвост.

Перегнойные почвы — звездчатка средняя, вероника полевая, яснотка пурпурная, одуванчик лекарственный, поповник

Переувлажненные и заболоченные почвы — влаголюбивая растительность, осока, хвощ, пикульник, щучка, камыш.

К физическим свойствам почвыотносятся:

пористость ( зависит от величины и формы зерен) крупнозернистые почвы содержат мало пор, примерно до 25% на песке или гравии, а на черноземе пористость достигает 85%, на глинистой почве пористость составляет 40-45%.

Капиллярность почвы. Способность почвы поднимать влагу. Капиллярность выше у мелкозернистых почв, а , значит высота поднятия грунтовых вод, скажем, у чернозема выше, чем на песчаной почве. Поэтому строительство благоприятнее на крупнозернистых почвах, меньше сырость . ниже грунтовые воды.

Влагоемкость почвы - то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва. Это имеет значение для создания оптимального по влажности микроклимата внутри зданий. Считается, что почвы с большой влагоемкостью являются нездоровыми.

Гигроскопичность почвы - это способность притягиваь водяные пары из воздуха. Минмальной гигроскопичностью обладают крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений.

Почвенный воздух. Он заполняет поры меду частицами почвы, находясь в непосредственном контакте с атмосферным воздухом, отличается по составу от атмосферного. Если в атмосферном воздухе содержание кислорода достигает 21%, то в почвенном воздухе содержание кислорода занчительно меньше - 18-19%. В чистой почве содержится в основном кислорода и углекислый газ, в загрязненных почвах добавляется водород и метан. Чем больше кислорода в почвенном воздухе, тем лучше идут в почве процессы самоочищения. Например, в куче мусора, где нет доступа кислорода преобладают процессы гинения,а если отходы обезвреживются в незагрязненной почве ( то есть мало отходов, много чистой почвы) то процессы самоочищения идут до конца, заканчиваясь минерализацией и гумификацией то есть образованием гумуса.

Почвенная влага - существует в химически связанном, в жидком и газообразном состоянии. Влага почвы оказывает влияние на микроклимат и на выживание микроорганизмов в почве.

Химический состав почвы. В почве могут содержатся все химические элементы. Тело человека по качественному составу содержит те же макро и микроэлементы, что и почва, поскольку почва участвует в круговороте веществ в природе, а, значит почва влияет на состояние здоровья человека.

Почвы состоят из частиц различного размера, начиная от крупных валунови заканчивая мелким грунтом (частицы мельче 2 мм в диаметре) иколлоидными 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 почвыимеет 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 делаетпочву более рассыпчатой и лёгкой для обработки; с другой стороны, в нейхуже удерживается вода и питательные вещества. Глинистые почвы плоходренируются, являются сырыми и клейкими, но зато содержат многопитательных веществ и не выщелачиваются. Каменистость почвы (наличие крупных частиц) влияет на износ сельскохозяйственных орудий.

По степени содержания гумуса (перегноя) почвы подразделяются на бедноили незначительно гумусные (1% гумуса и меньше), умеренно гумусные ( до2% гумуса), среднегумусные (2-3%) и, наконец, гумусные, содержащиеболее 3% перегноя. Благоприятными для разведения любыхсельскохозяйственных культур считаются почвы, содержащие не менее 3-5%гумуса.

Чернозем — это тип почвы, встречающийся в луговой и степной зонах,характеризуется повышенным содержанием гумуса (до 15) и высоким уровнемприродного плодородия. Из названия данного типа почвы следуетхарактеристика его окраски, которой чернозем обязан гумусу.

Важной характеристикой почвы является ее способность поглощать солнечное тепло.

От этого зависит тепловой режим почвы в целом, что влияет наразвитие растений, которое происходит в определенных условияхтемпературного режима. Изменения температурного режима почвы в сторонуповышения или понижения могут отрицательно сказаться на прорастаниисемян и последующем развитии растений.

На способность почвы поглощать тепло влияет целый ряд факторов:

структурный состав почвы: чем больше в почве крупных частиц(песка), тем быстрее она нагревается и меньше тепла требует длядостижения определенного температурного показателя;

цвет почвы: темные почвы лучше аккумулируют тепло, так как темная поверхность быстрее нагревается, весной темные почвы быстрее оттаивают;

уровень содержания влаги в почве: сухие почвы нагреваются значительно быстрее, чем влажные, степень прогревания почвы вглубь также выше;

степень насыщенности почвы гумусом и другими органическими субстанциями:гумусные почвы прогреваются лучше и быстрее за счет темного цвета,рыхлой пористой структуры, обеспечивающей теплопроводность,и оптимального содержания влаги в составе почвы.

Изучение почв

Твердая фаза почв и поровое пространство.

Дисперсность почвы. Два уровня дисперсности почв - уровень элементарных почвенных частиц (ЭПЧ) и агрегатный уровень. Гранулометрический состав почвы как характеристика ее дисперсности. Происхождение ЭПЧ. Классификации ЭПЧ по размерам. Вещественный состав и свойства гранулометрических фракций и их влияние на свойства почвы в целом. Изменение гранулометрического состава в процессе почвообразования. Методы гранулометрического анализа (способы пептизации почвы, разделения и учета фракций). Уравнение Стокса и условия его применимости к почвенным суспензиям. Понятие об эффективном диаметре ЭПЧ. Интерпретация данных гранулометрии. Вероятностные показатели гранулометрического состава (по П.Н. Березину). Отечественные и зарубежные классификации почв по гранулометрическому составу. Использование данных гранулометрии при диагностике почв и почвенных процессов, при картировании и агроэкологической оценке почв.

Микроагрегатный состав почв. Понятие о микроагрегате. Условия и механизмы агрегирования ЭПЧ и их связь с особенностями осадкои почвообразования. Свойства фракций микроагрегатов. Микроагрегатный анализ почвы. Способы сопоставления данных гранулометрического и микроагрегатного анализа. Коэффициенты дисперсности и структурности.

Макроагрегатный состав почвы. Почвенные агрегаты высших порядков - макроагрегаты (педы). Условия образования. Морфологическая классификация педов и их диагностическое значение. Сравнительная характеристика агрегатного состояния главных типов почв. Агрономически ценная структура: свойства, условия формирования и разрушения. Влияние макроструктуры на свойства, режимы почв и их плодородие. Значение агрегированности для мелиорации и охраны почв. Механические, физические, физико-химические, химические и биологические способы оптимизации агрегатного состояния почв. Система методов оценки агрегатного состояния почв.

Удельная поверхность почвы как характеристика ее дисперсности. Связь величины удельной поверхности с гранулометрическим, химическим, минералогическим составом и агрегатным состоянием почв.

Плотность почв. Плотность твердой фазы (рs) как показатель ее вещественного состава. Удельный объем твердой фазы, его значения. Величины рs характерные для различных почв и их компонентов. Профильные изменения рs и их значения для диагностики почв. Использование в разных разделах почвоведения. Методы определения рs.

Плотность сложения (объемная масса) почв (рb) как показатель вещественного состава и упаковки. Характерные величины рb. Понятие об оптимальной и о равновесной плотности. Проблема переуплотнения почв в сельском хозяйстве. Изменения рb во времени. Применение рb в разных разделах почвоведения. Расчеты с использованием величин рb. Методы определения рb в полевых и лабораторных условиях.

Поровое пространство почв. Общая порозность (пористость) и ее величины в различных горизонтах и типах почв. Активная и неактивная, капиллярная и некапиллярная порозность. Текстурное (внутриагрегатное), межагрегатное, межфрагментное поровое пространство. Проихождение пор (поры упаковки, трещины, биогенные поры). Функции пор различного размера и происхождения (поры аэрации, инфильтрации, влагопроводящие, влагосберегающие поры; поры транзитного межгоризонтного перемещения жидкой, газовой, живой и твердой фазы). Изменение порозности во времени. Особенности порового пространства набухающих почв. Методы измерения и расчета общей и дифференциальной порозности.

Органическое вещество и гранулометрическая система почвы

В монографии обобщены данные по проблеме органо-минеральных взаимодействий в почве. Показано, что распределение органического вещества в почве по разным структурным фракциям является фундаментальным свойством почвы, во многом определяющим условия се формирование и функционирования, ее экологические функции, продуктивность, а также устойчивость к агрогенным воздействиям. Выявлена роль и функции разных групп органического вещества почвы в процессах почвообразования, в структурной организации почвы и устойчивого функционирования почвы и биосферы в целом, а также возможность использования характеристик пулов органического вещества для экологической оценки разных агрогенных воздействий. Подчеркивается важность исследования всего пула органического вещества почвы, включая исследование детрита, как неотъемлемой его составляющей, наряду с собственно гумусовыми веществами для понимания функций и роли всех пулов органического вещества почвы.

Помимо обобщения большого накопленного опыта, в монографии приведены многочисленные собственные экспериментальные результаты автора.

Книга рассчитана на широкий круг специалистов, интересующихся органическим веществом почвы.