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. 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 современем.

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.

Почвоведение — наука, занимающаяся изучением почвы.

Морфология

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

Выделяются следующие типы горизонтов:

  • 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.

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:

Шлиф почвенного агрегата под микроскопом

Минеральная часть почвы

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.

Гранулометрический состав

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,

Как определить кислотность и состав почвы на участке?

Почва — верхний плодородный слой планеты. Почва необходима как человеку, так и растениям, и другим живым существам. Состав почвы зависит от множества различных факторов: от живых организмов, которые в ней обитают; от климата и рельефа основы.

В данной статье будет подробно рассказано о различных видах почвы и о том, как определить ее вид.

Свойства, состав и структура почвы

В состав абсолютно любой почвы входят три основных компонента: песок, ил и глина. От того в каких соотношениях эти компоненты соединены зависит структура грунта.

Почва с правильными пропорциями лучше держит в себе влагу и полезные вещества, а также обладает хорошей водопроницаемостью и отлично пропускает кислород к корням растений.

Песчаная почва. Такая почва считается не очень хорошей. Из-за своей песчаной структуры почва хорошо и быстро греется, но и промерзает с такой же скоростью. В ней не задерживается влага и полезные вещества, из-за этого песчаная почва считается скудной.

Глинистая почва. Этот вид почвы хорошо задерживает различные подкормки и полезные вещества, это делает глинистую почву плодородной. Такая почва долго прогревается и так же долго промерзает, и имеет нейтральный уровень кислотности.

Однако из-за своей структуры в глинистой почве застаивается вода, некоторым растениям это может принести вред и даже привести к загниванию корней, а затем полной гибели растения.

Илистая почва. Почвы с высоким содержанием ила достаточно редкое явление, они располагаются в тех местах, где раньше были реки. По структуре такая почва сильно схожа с песчаной, но в илистой почве содержится значительно больше полезных веществ.

Суглинистая почва. Структура такой почвы очень гармоничная. В ней содержится и песок, и глина, и ил практически в равных количествах. Это делает почву достаточно плодородной и благоприятной для выращивания различных растений и деревьев.

Каменистая почва. Такая почва отлично подходит для создания дренажа под плодородные слоем почвы, но как самостоятельный грунт не используется. Каменистая почва слишком уязвима в периоды засухи и совсем не задерживается в себе влагу.

Известковая почва. Такая почва совсем не плодородная, так как отличается высоким содержанием щелочи и низким уровнем полезных веществ.

Торфянистая почва. Такой вид почвы отлично задерживает в себе влагу, но беден на содержание в нем полезных веществ. Торфянистая почва образуется на болотистых участках и обладает высоким уровнем кислотности. Из-за этого в такой почве есть большая вероятность развития различных грибковых инфекций.

Как определить состав почвы?

Определение состава почвы в саду. Вовремя ремонт полива нужно проследить за скоростью впитывания воды в почву. В каменистую и песочную почву вода впитывается буквально за пару секунд. Торфянистая почва впитывает воду немного медленней.

А почва с высоким содержанием глины плохо впитывает почву, поэтому она дольше задерживается на поверхности.

После полива необходимо взять горсть почвы и сжать её в руке. Каменистую и песчаную почву сжать не получится, она с лёгкостью просыпается через пальцы.

Почва с большим содержанием глины при сжатии превращается в скользкий комок. Илистая и суглинистая почва с меньшей охотностью слипается, но все же при сжатии превращается в не плотный комочек. Торфянистая почва похожа на губку, которая впитала в себя влагу.

Определение состава почвы в домашних условиях. Необходимо небольшое количество почвы хорошенько перемешать в стакане с водой и оставить не меньше, чем на два часа. Когда нужно время пройдёт, следует посмотреть на полученный результат.

Суглинистая почва оставит воду чистой и небольшой осадок, который будет состоять их нескольких слоев. Осадок из мелких песчинок и небольших камешков после себя оставит песчаная и каменистая почва. Известковая почва сделает воду мутной с сероватым оттенком, а осадок будет с содержанием белых камешков.

После торфянистой почвы вода станет мутной, а на поверхности будут плавать лёгкие части почвы. Почва с высоким содержанием глины или ила оставит после себя мутную воду и небольшой осадок.

Состав почвы

Почва, по которой мы ходим, которую обрабатываем и, на первый взгляд, можем посчитать однородной, однообразной, в действительности представляет сложный мир и сложную жизнь.

В ней можно выделить: твёрдые частицы, почвенную воду, воздух и живое население.

Твёрдые частицы в свою очередь неоднородны: они состоят из минеральных и органических веществ.

Минеральная часть почвы. Основную по массе часть большинства почв составляет минеральная часть. Эта часть почвы произошла от разрушения и выветривания различных горных пород, минералов, о которых мы говорили выше. В этой части содержатся кварц, окислы железа и алюминия (соединения железа и алюминия с кислородом), скопления углекислой извести, гипса и др.

Механический состав почвы. Каждый из нас в общежитии употребляет названия — глина, песок, супесь, суглинок, но не всякий знает, какой почвенный материал этими словами обозначается. А между тем важно уметь отличить глину от суглинка, песок от супеси и т. д., потому что от механического состава, от величины частиц, слагающих почву, зависят все её свойства и в том числе главнейшее свойство — плодородие. Поэтому следует внимательно всмотреться в частички почвы, узнать их качество. Почва состоит из частиц различной величины. Есть в ней камни — остатки горных пород и минералов — величиной с орех, яблоко и больше; много в ней мелких частиц, видимых невооружённым глазом. Есть частицы, которые можно видеть только в микроскоп при увеличении в тысячу и больше раз, и, наконец, есть частицы, которые невидимы даже в микроскоп.

При механическом анализе почвы, в ней различают следующие по крупности частицы, придающие ей различные свойства.

Частицы мельче 0,01 миллиметра часто называют также физической глиной, а частицы мельче 0,0001 миллиметра — коллоидальными частицами.

Все показанные в таблице частицы можно выделить при анализе почвы. Анализ производят, рассевая почву на ситах, а также промывая её в воде. (Это описано в более подробных курсах о почве, например, в книге «Практические занятия по почвоведению» проф. С. А. Захарова.)

Классификация (разделение) почвенных частиц по их крупности

Поперечник, или диаметр, частиц (в миллиметрах)

Каменистая часть почвы

Пыль крупная (лёссовидная фракция)

От 0,005 до 0,001

Больше всего в почвах содержится песка и пыли или глины. Камни же в большом количестве встречаются только в почвах, образовавшихся на ледниковых отложениях или на каменистых горных породах. Песок и глина содержатся в почве также в различных соотношениях.

Классификация (разделение) почв по механическому составу

Глинистых частиц (размером мельче 0,01 миллиметра) в почве (в процентах)

Песчаных частиц (размером крупнее 0,01 миллиметра) в почве (в процентах)

Название почв по механическому составу

Перечисленные почвы резко различаются не только по величине почвенных частиц, но, как мы указывали ранее, и по своему составу.

Глинистые и суглинистые почвы заключают в себе много различных минералов. Мы уже называли их: это полевой шпат, слюда, кварц, монтмориллонит, различные калиевые глинные минералы, водные окисные соединения железа, алюминия, марганца и др. В этих минералах содержатся различные вещества, необходимые растению, как то: кальций, калий, фосфор, железо и др. Наиболее ценны в смысле питательности мельчайшие, коллоидальные частицы, так как в них больше содержится питательных веществ и из них легче вымываются водой необходимые для растений соединения.

Наоборот, песчаные и супесчаные почвы чаще всего в большом количестве содержат минерал кварц, который не может обеспечить питание растений.

Почвенный перегной, или гумус. Мы отмечали, что образование почв на земле началось с того времени, когда на ней появились живые существа, из которых и благодаря которым образуется перегной, или гумус. Без перегноя нет почвы. Перегной влияет на все её свойства, поэтому понятно, что каждому необходимо знать эту драгоценную часть в составе почв. Верхний слой большинства почв окрашен в серый, чёрный или коричневый цвет. Если взять кусок такой почвы и прокалить её на огне, например, на жаровне с горящими углями, то заметим, что почва примет кирпичнокрасный или жёлтый цвет. Это произошло потому, что в почве сгорел перегной, придававший ей тёмную окраску.

В различных почвах перегноя содержится разное количество. В одних — он составляет только сотую часть по весу или и того меньше, в других — количество его доходит до одной десятой и больше от веса почвы.

Перегной получается из остатков растений, животных и микроорганизмов после их глубокого разложения, а иногда и после нового соединения отдельных частей, получившихся при разложении растительных и животных организмов. Составные части перегноя получаются также из различных выделений животных, растений и микроорганизмов в процессе их жизнедеятельности.

Растительные и животные остатки, истлевая под влиянием микроорганизмов (грибов и бактерий), постепенно утрачивают отдельные составные свои части, а некоторые вещества присоединяют к себе. Они теряют свой прежний вид, темнеют и буреют.

В перегное нельзя уже узнать частей прежних растений и животных. Он тесно перемешивается и соединяется с минеральными почвенными частичками. Всегда в почве мы можем найти кусочки полуистлевших листьев, соломинок, корешков и пр., но это не есть ещё перегной. Они будут разлагаться далее и в перегной превратятся только через некоторое время.

Перегной, или гумус, состоит из различных частей. Главнейшая по значимости часть его — гуминовые вещества, придающие перегною и почве тёмный цвет. Эта часть перегноя образуется в почве в результате разложения органических веществ бактериями. Она мало растворима в воде, с трудом вымывается из почвы и потому может накапливаться в ней в больших количествах.

Гумус, в котором много тёмных гуминовых веществ, — самый ценный гумус. Его называют иногда «сладким» гумусом. Он способствует повышению плодородия почвы.

Наряду с «сладким» гумусом в почве есть другой — кислый, светлоокрашенный гумус. Он представлен в почве кислотами креновой и апокреновой. Их называют ещё фульвокислотами. Эти кислоты, как и их соединения в почве, сильно растворимы в воде, а потому легко вымываются из почвы, мало в ней задерживаются. Эти кислоты не способствуют повышению почвенного плодородия.

Необходимо отметить, что в разных, почвах и перегной (гумус) разный. Это зависит от климата и от тех растений, грибов, бактерий и животных, из которых, а также из выделений которых образуется гумус.

Например, в северной и средней полосе СССР, под хвойными и хвойно-лиственными лесами, в сырых подзолистых почвах гумус в основном кислый, светлый, состоящий из мельчайших частиц.

В нём мало тёмных гуминовых веществ и много веществ подвижных, соединяющихся с водой, растворимых в ней и легко вымывающихся из почвы, именно — кислот креновой и апокреновой. Поэтому в подзолистых почвах гумуса накапливается мало.

Южнее в степях почва суше. В ней много воздуха, заполняющего пустоты в почве (почвенные поры), часто свободные от воды. Климат здесь более тёплый. Растительность травянистая. Химический состав растительности другой, чем в лесу. Она более богата азотом и зольными веществами (золой). В почве здесь много извести. Органические остатки разлагаются больше при участии бактерий, а не грибов. В этих условиях образуется гумус, отличный от лесного гумуса. В нём много устойчивых, богатых кислородом, нейтральных (не кислых и не щелочных) гуминовых веществ. Они слабо поддаются воздействию воды, медленнее разлагаются микроорганизмами, в большом количестве накапливаются в почве, прочно в ней сохраняются, придавая ей тёмный цвет и комковато-зернистую структуру.

Наконец, в полупустынях и пустынях, с жарким (весной и летом) климатом, с малым количеством осадков, с незначительным количеством растений на поверхности почвы, перегной в значительной своей части образуется из живущих в почве микробов. Почва здесь белая или серая, потому что она суха, потому что в ней много извести и мало гумуса. Но гумус этот весьма богат необходимым для растений азотом.

Значение почвенного перегноя (гумуса). При своей жизни растения берут из почвы вместе с водой необходимые им для питания вещества, как то: азот, калий, фосфор, кальций, серу, железо, медь, магний, кислород, водород, марганец, кремний, алюминий, бор. Все эти вещества необходимы растению, и ни одно из них не может быть заменено другим. Однако такие вещества, как, например, железо, алюминий, сера и др., обычно имеются в почве в таком количестве, что их достаточно для питания растений. А вот азот, калий и фосфор часто бывают в недостатке, и о пополнении их приходится заботиться. Весьма значительным источником этих веществ является перегной. Ведь все забранные из земли вещества остаются в растении. Когда растение умирает и остатки его истлевают, соли опять возвращаются в землю и идут на питание новых растений. Кроме того, при разложении растений выделяется угольная кислота и другие кислоты, о которых мы говорили выше. Эти кислоты растворяют питательные соли, находящиеся в минеральной части почвы, тогда как простая вода не могла бы их растворить столь быстро.

Значит чем больше в почве перегноя, тем почва питательнее, богаче. Правда, это можно сказать про большинство, но не про все почвы. На севере СССР, например, много болотных почв, они весьма богаты перегноем, но вследствие избытка и застоя воды на поверхности почвы и в почве, перегной здесь сырой, кислый, мало питательный. В почвах этих мало воздуха, и все другие их свойства неблагоприятны для растений. Без предварительного улучшения они мало пригодны под культуру растений.

Роль перегноя в образовании структуры почвы. Помимо питательности, перегной имеет и другое, весьма важное значение. Он принимает участие в образовании почвенной структуры. Поясним это.

Почва обычно распадается на отдельные кусочки различной величины и формы. Эти кусочки называются структурными отдельностями. Они бывают то в виде комочков, то похожи на орешки большей или меньшей величины. Бывают кусочки и в виде зёрнышек и пылинок. В зависимости от того, каких структурных отдельностей больше в почве, говорят, что она имеет структуру комковатую, ореховатую, пылеватую и т. д. Чем прочнее и пористее эти кусочки в почве и чем меньше в ней пыли, тем почва рыхлее. А в рыхлую почву легче проникают вода, воздух, без которых не могут обойтись растения, и те бактерии и грибы, благодаря которым растительные и животные остатки превращаются в перегной и которые разлагают часть перегноя.

Особенно благоприятна для растений комковато-зернистая структура. И вот, оказывается, что перегной склеивает, как бы цементирует почвенные частички, и они собираются в пористые зёрнышки. Чем больше в почве перегноя, состоящего из гуминовых веществ, тем эти зернышки прочнее. В таком случае они длительно не размокают в воде и оказывают значительное сопротивление распылению при пахоте. Почва становится рыхлой и хорошо пропускает в себя воду и воздух и может одновременно содержать то и другое.

Наоборот, в почвах, бедных перегноем, таких зёрнышек мало, а имеющиеся зёрнышки легко расплываются в воде и разбиваются при пахоте в пыль. Почва пылит. После дождя на такой почве образуется корка, которая сильно испаряет воду, находящуюся в почве, плохо пропускает в почву воздух и воду выпавших дождей. Поэтому на поле, покрытом коркой, растение может или погибнуть от засухи или задохнуться и вымокнуть.

Наконец, нужно отметить, что перегной окрашивает почву в тёмные цвета. Тёмные же почвы легче прогреваются солнцем и медленнее остывают, нежели почвы светлые. А тепло, как пища и воздух, необходимо для жизни и развития растений.

Теперь мы видим, какое большое значение имеет перегной для образования почвы, для улучшения её водных и воздушных свойств и для обогащения её питательными веществами. Поэтому мы должны принимать все меры к тому, чтобы обогатить почву «благородным», нейтральным, «сладким» перегноем, содержащим много гуминовых веществ. Для этого нужно беречь каждый центнер навоза и органического компоста, которые можно внести в почву. Увеличению гумуса в почве, как и улучшению её структуры, в огромной степени способствуют и многолетние травы — бобовые и особенно злаковые (тимофеевка, костёр, ежа и др.), которые нужно вводить в севооборот.

Травы не только обогащают почву ценным перегноем, но оструктуривают её и при жизни, расчленяя почву на мелкие пористые кусочки густою сетью своих корней.

Почвенная вода. Во всякой почве содержится то или другое количество влаги. Если взять часть почвы, например, 100 граммов её, разложить эту почву на блюдце и высушить в истопленной печке, где нет уже горящих углей, или в жаркий день на солнцепёке, то при взвешивании мы сразу же заметим, что почва потеряла в весе. Она посветлеет; кусочки её станут более твёрдыми; при раздавливании в руках или при разбивании молотком они распадаются в пыль. Полейте эту высушенную почву водой, и она постепенно примет прежний вид: потемнеет, перестанет рассыпаться, приобретёт липкость. Ясно, что из почвы при сушке удалилась вода. От нагревания вода превратилась в пар и улетучилась.

Количество воды в почве зависит от того, глинистую мы взяли почву или песчаную, после дождя или в засуху, и от многих других причин.

Вода попадает в почву с дождём, снегом, градом и росой. Иногда она попадает в поверхностные слои почвы снизу, поднимаясь вверх по тонким промежуткам в почве, называемым капиллярами. Наконец, вода в почву может попадать и в виде пара из воздуха и из глубоких слоёв земли. Передвигаясь из тёплых слоёв в более холодные, парообразная вода в холодных слоях сгущается и выпадает в жидком виде. В некоторых местах, например, в пустынях, парообразная вода является существенным источником пополнения влаги в почве.

Почвенный раствор. Вода в почве никогда не остаётся чистой. В ней растворяются различные соли, заключённые в почве, а также почвенный воздух. Вода с растворёнными в ней солями и воздухом и с содержащимися в ней микроорганизмами называется почвенным раствором. Из этого раствора растения через свои корни черпают из почвы необходимые им питательные вещества.

В разных почвах и состав почвенного раствора разный: то он богат солями (солончаки), то органическим веществом (торфяные почвы), то в растворе мало того и другого (пески). Передвигаясь в почве, раствор омывает корни растений и почвенные частички. Он забирает из твёрдых частиц почвы различные вещества; в нём растворяются также выделения корней растений и микроорганизмов почвы. В то же время различные питательные вещества из раствора забираются корнями растений, почвенными бактериями и грибами, а часть веществ из раствора оседает на почвенных частичках и изменяет их. Непрерывно меняется состав раствора, как и сама почва.

Почвенный воздух. Если взять кусок почвы и опустить его в стакан с водой, то сейчас же заметим, что из почвы будет выходить большое количество пузырьков газа. Это выделяется воздух, ранее заключённый в почве и вытесняемый теперь водою. Он, как и вода, размещается в почвенных порах. Чем суше почва, тем меньше в ней воды, и тем больше в ней воздуха.

Почвенный воздух сильно отличается от надпочвенного, или атмосферного, воздуха. Он очень богат углекислым газом, который получается при дыхании и горении. В почве этот газ образуется при тлении органических остатков, при дыхании животных, микроорганизмов и корней растений.

Почвенный воздух, кроме того, беднее кислородом, чем атмосферный воздух.

Живая фаза (часть) почвы. Выше мы указывали, что почва густо населена микроорганизмами, которые живут, дышат, питаются, размножаются, борются за существование. Количество их в почве чрезвычайно велико. В одном грамме почвы их насчитываются миллионы и десятки миллионов. Особенно много микроорганизмов около корешков растений, где они находят для себя пищу в виде отмирающих корней и корневых выделений.

Микроорганизмы и составляют живую часть почвы; к ней следует причислить и живые сосущие корни растений.

Изменение состава почвы во времени. Состав и свойства почвы во времени не остаются неизменными. Непрерывно идёт дробление, размывание водой, разрушение одних минералов и образование других. Родятся, живут и умирают бактерии, грибы, растения, животные; живут, образуют перегной, изменяют почву. Жизнь эта то замирает зимой, то с новой силой расцветает весной и летом. Твёрдая часть почвы омывается раствором и воздухом, состав которых также меняется изо дня в день.

Наконец, состав почвы непрерывно изменяет человек; в процессе обработки, удобрений и других приёмов её окультивирования меняется состав почвы, меняются и её свойства. Меняется сама почва.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Почва

Органическая и минеральная часть почвы

Почва состоит из двух частей; органической и минеральной.

Минеральная часть почвы — это разного размера частицы разрушившихся каменных горных пород (разрыхленная горная порода, на которой образуется почва, называется материнской породой).

Органическая часть почвы образуется при разложении отмерших корней, стеблей, листьев, навоза, трупов насекомых, червей и животных. К органической части почвы принадлежит и вещество многочисленных, населяющих почву мельчайших организмов — бактерий.

Органическая часть почвы представляет важнейшую для сельского хозяйства часть почвы, так как:

1) в органическом веществе имеется все необходимое для питания растений;

2) органическое вещество улучшает все свойства почвы (почва делается более рыхлой, проницаемой, лучше удерживает в себе влагу, скорее прогревается).

Органическое вещество почвы не остается постоянным, но все время изменяется (превращается в разнообразные продукты).

Различные превращения органического вещества происходят вследствие жизнедеятельности бактерий. Одни бактерии, питаясь неразложившимися растительными и животными остатками, превращают их сначала в почвенный перегной (или перегнойные кислоты); почвенный перегной и есть органическое вещество почвы. Другие бактерии, питаясь почвенным перегноем, разрушают органическое вещество почвы, превращая его в легко растворимые неорганические вещества. Полное разрушение органического вещества происходит при хорошем доступе воздуха (кислорода) в почву.

Растворенные в воде неорганические вещества и дают почвенную пищу для растений. Самими же органическими веществами, почвенным перегноем, зеленые растения питаться не могут.

Типы почв

Для определения типа почвы и вообще для ее изучения необходимо ознакомиться с почвенным разрезом.

На почвенном разрезе видно, какие слои почвы (и подпочвы) залегают под поверхностным пахотным слоем. Готовый почвенный разрез представляют стенки свежих оврагов, оползней или вырытых канав, силосных ям. Если готового разреза нет, то надо вырыть прямоугольную яму размером 150 сантиметров (длина) на 75 сантиметров (ширина) и глубиной в 150 сантиметров (см. рисунок).

Отвесная стенка ямы и даст почвенный разрез.

Осматривая разрез, записывают следующие данные:

1) месторасположение разреза (склон, водораздел, низина, западина, бугор, пойма и пр.);

2) угодье, на котором сделан разрез (пашня, луг, лес, выгон, залежь и пр.);

3) поле севооборота и культура;

4) цвет и мощность (толщина в сантиметрах) почвенных слоев (горизонтов почвы).

Описание почвенного разреза поможет определить тип почвы по таблице «Типы почв».

Типы почв, их признаки и районы распространения

Почвы, условия их образования

Краткое описание почвы

Количество перегноя (в процентах от веса почвы)

Районы распространения

Подзолистые почвы. Образуются под лесной растительностью в районах с большим количеством осадков (более 500 миллиметров в год), при малой испаряемости. Материнские почвы — преимущественно наносные глины, пески с валунами, суглинки, бедные углекислыми солями

Верхний перегнойный горизонт имеет незначительную толщину (10— 20 сантиметров); цвет его темносерый. Под перегнойным слоем — белесый слой подзола, почти лишенного перегноя; толщина 10—25 сантиметров и более. Под подзолом—обычно плотный слой (иногда песок), часто не сплошной, но с прослойками

От 1,0 до 4,0; с глубиной содержание перегноя резко падает

Север СССР (около половины всей площади СССР): Карело-Финская ССР, Ленинградская область, Белорусская ССР, Западная, Московская, Горьковская области и др.

Иловато-болотные, торфяно-болотные почвы Образуются под лугово-осоковой (более богатые почвы) и моховой растительностью (более бедные почвы)

Верхний горизонт черного или почти черного цвета содержит неразложившиеся части растений (торф), толщина 40—60 сантиметров и более. Под ним слой подзола разной толщины

От 5 до 30 (и выше)

Те же, что и районы подзолистых почв, особенно же на крайнем севере СССР (в тундровой зоне)

Черноземные почвы. Образуются под степной растительностью в районах со средним количеством осадков (400 — 500 миллиметров в год), при повышенной испаряемости. Материнские породы — главным образом лёссовидные глины и суглинки, богатые углекислыми солями

Верхний перегнойный горизонт черной окраски, имеет значительную толщину (60 сантиметров и выше). Под ним ореховато-зернистый, трудно отличимый (от верхнего) темный горизонт; толщина 50—70 сантиметров. Затем идет незернистый палево-серый горизонт с глазками извести (белоглазка, журавчики); толщина 40—60 сантиметров. Далее идет материнская порода.

8-12 (у мощных черноземов), 7— 10 (у обыкновенных черноземов), 4—6 (у южных, приазовских черноземов).

С глубиной содержание перегноя падает медленно

Украинская ССР (кроме севера), часть Крыма и Северного Кавказа, области Средней Волги, ббльшая часть Тамбовской, Воронежской, Курской областей; Татарская АССР, значительная часть Башкирской АССР, части Западной Сибири и др. В Западной Сибири, особенно в Барабинской степи, имеются близкие к черноземным так называемые черноземовидные (лугово-солончаковые) почвы.

Часть Тульской, Ивановской областей, Чувашской АССР, Горьковской и других центральных областей СССР

Выщелоченные черноземы Серые лесные земли. Почвы, переходные от черноземов к подзолам

Верхний слой, часто крупичатый, темно- или светлосерого цвета, книзу светлеет; глубина 24—30 сантиметров. Под ним пепельно-серый, ореховатый (слегка рассыпающийся на «орешки») горизонт, толщиной 45—50 сантиметров.

Каштановые и бурые почвы (пустынно-степные почвы)

Образуются в сухих степях, где выпадает 200 — 350 миллиметров осадков в год. Материнские породы — морские глины и пески, лёссовидные суглинки, красно-бурые глины и др.

Верхний (слоистый или чешуйчатый) перегнойный горизонт у каштановых почв имеет толщину 18—22 сантиметра, у бурых 10—15 сантиметров. Далее идет уплотненный столбчатый горизонт, толщиной в 30—50 сантиметров. За ним следует богатый известью горизонт, пористый, трещиноватый, толщиной 30—40 сантиметров. Далее залегает материнская порода

У каштановых почв 3-5, у бурых 1—3

Южная и юго-восточная части СССР, Сталинградская, Саратовская области, Республика Немцев Поволжья, Казахская ССР, Крымская АССР (40% всей площади), часть Бурят-Монголии

Сероземы

Образуются в районах пустынь и полупустынь, где выпадает осадков от 80 до 250 миллиметров (редко больше) в год. Материнские породы — преимущественно лёссы с очень большим содержанием углекислых солей

Верхний серо-бурого цвета горизонт, слоеватый, имеет небольшую толщину в 8—10 миллиметров. Он постепенно переходит в следующий, более бурой окраски горизонт, дырчатый от обильных ходов червей и насекомых; имеет толщину 15—20 сантиметров. Далее следует богатый известью горизонт, ореховатый; имеет толщину 40— 50 сантиметров. Под ним залегает лёсс

Туркменская ССР, Узбекская ССР, часть Киргизской ССР, часть Казахской ССР, часть Азербайджана и Дагестана

Солонцы и солончаки

Встречаются особенно часто в районах каштановых бурых почв и сероземов

Почвенные разрезы весьма разнообразны. Солонец часто происходит после рассоления (уменьшения солей) солончака. Отличительное свойство солончака — содержание так называемого поглощенного натрия

Район распространения каштановых, бурых почв и сероземов

Механический состав почвы

Каждый слой почвы состоит из частиц разной крупности. Механический состав почвы как раз и указывает величину почвенных частиц.

Различают частицы таких размеров:

Камни

имеют диаметр

(поперечник)

крупнее

10

мм

Частицы мельче 0,01 мм называют физической глиной.

Особо большое призводственное значение имеют глинистые частицы, так как они составляют наиболее богатую легко доступными для растений питательными веществами часть почвы, и именно из этих частиц в основном образуются структурные комочки почвы. По содержанию этих мелких частиц, почвы бывают:

Почвы

Содержание частиц мельче 0,01 мм (в процентах)

Почвы

Содержание частиц мельче 0,01 мм (в процентах)

Тяжелые глинистые почвы

Знание механического состава почвы необходимо потому, что от механического состава зависят многие свойства почвы, как это видно из следующей таблицы.

Производственные свойства песчаных и глинистых почв

Песчаные (легкие) почвы

Глинистые (тяжелые) почвы

Обрабатывать можно и во влажном и сухом состоянии, так как почва в комья не слипается и при обработке не разбивается в пыль

Обрабатывать нужно только при определенной влажности почвы (спелая почва); пересохшая почва образует крупные комья (глыбы), которые при сильном бороновании разбиваются в пыль; излишне влажная почва липнет к частям сельскохозяйственных машин и орудий и совершенно не крошится

После дождей почва остается рыхлой

После дождей почва легко заплывает плотной, не пропускающей воздуха коркой

Бедны питательными веществами для растений

Богаты питательными веществами

Легко теряют питательные вещества от вымывания осадками

Хорошо удерживают в себе питательные вещества

Труднорастворимые питательные вещества быстро превращаются в легкорастворимые

Труднорастворимые питательные вещества очень медленно превращаются в легкорастворимые

Для воды легко проницаемы, хорошо впитывают воду, но мало удерживают ее в себе. Вода из нижних слоев в верхние (при вы сыхании последних) не поднимается

Для воды трудно проницаемы (плохо впитывают воду), но много удерживают ее в себе. При высыхании верхних слоев вода поднимается к ним из нижних слоев

Легко и быстро прогреваются (теплые почвы)

Медленно прогреваются (холодные почвы)

В каждой почве обычно имеются частицы и глины и песка, поэтому и свойства каждой почвы изменяются, по сравнению с этими крайними (по механическому составу) почвами.

Кроме того, содержащийся в каждой почве перегной (органические вещества) сильно исправляет все отрицательные качества и песчаных и глинистых почв.

Для приблизительного определения количества мелких глинистых частиц в почве поступают так. Берут образец почвы (см. ниже) и высушивают в течение нескольких часов в несильно жаркой печи (после того как испечен хлеб). Надо сушить 5—6 часов при температуре 100—105° по Цельсию. Высушенный образец хорошо растирают на фарфоровом блюдце так, чтобы размять все почвенные частицы. От подготовленного образца отвешивают 100 граммов и кладут в стеклянную банку, куда затем вливают чистой воды. Взмутив стеклянной палочкой воду, дают банке постоять 20— 30 секунд, а затем сливают муть. Вновь долив банку водой, повторяют все сызнова. Сливание мути производят до тех пор, пока вода, после 20—30 секунд отстоя, будет оставаться прозрачной, чистой. В банке останется различный по крупности песок. Просушив его в печи и взвесив, по убыли в весе определяют, сколько мелких (глинистых) частиц имеет почва. Если, например, из 100 граммов почвы после отмучивания осталось 76 граммов песка, то это покажет, что в почве имеется 24% глины. По приведенной выше таблице найдем, что такая почва является супесчаной.

По другому способу, менее точному, поступают так. Из образца почвы, добавив воды до густоты теста, скатывают шарик, а затем раскатывают в тонкий жгут, который сгибают в кольцо.

1) Шарик легко скатывается, а жгут сгибается в кольцо, не ломаясь. глинистая почва

2) Шарик и жгут скатываются, но жгут при сгибании в кольцо ломается. суглинистая почва

3) Шарик скатывается с трудом, в жгут его раскатать нельзя. супесчаная почва

4) Шарик при скатывании легко распадается . . . песчаная почва

Водные и воздушные свойства почвы. Структура почвы

Для создания 1 килограмма зерна, или 1 килограмма соломы, или вообще 1 килограмма сухого вещества урожая разные растения берут из почвы, примерно, от 200 до 800 литров воды.

За время от посева до созревания с одного гектара растения расходуют при хорошем урожае, примерно, 1 000 и больше кубических метров .воды (свыше 2 000 сорокаведерных бочек).

Для того чтобы в почве могли быть заготовлены такие большие запасы воды, необходимо, чтобы почва обладала следующими свойствами:

1. Почва должна хорошо пропускать в себя воду от таяния снега и дождей.

2. Почва должна удерживать в себе много воды, не допуская отекания.

3. Бесполезные потери влаги от испарения должны быть возможно меньшими.

Свойство почвы пропускать в себя воду называется проницаемостью почвы.

Проницаемость в значительной мере зависит от механического состава почвы. Легкие песчаные почвы хорошо проницаемы, хорошо впитывают в себя воду, а тяжелые глинистые почвы трудно проницаемы, плохо впитывают в себя воду.

Свойство почвы удерживать в себе воду называется влагоемкостью. Легкие песчаные почвы обладают небольшой влагоемкостью, а тяжелые почвы повышенной влагоемкостью.

Помимо воды, в почве должен быть воздух, который необходим для жизни бактерий, превращающих труднорастворимые, недоступные для растений вещества почвы в легкорастворимые, доступные.

Почвы песчаные легче, чем глинистые, проницаемы для воздуха, но жизнедеятельность бактерий в этих почвах сильно ослабляется из-за малого количества влаги.

Таким образом, ни глинистая, ни песчаная почва, не имеют благоприятных условий для развития растений. В глинистой почве обычно много воды, но мало воздуха, в песчаной, наоборот, мало воды, но много воздуха.

Только в структурной почве может находиться одновременно и большое количество влаги и достаточно воздуха.

Структурной называется такая почва, которая состоит из небольших прочных, неразмываемых водой комочков, величиной от просяного зерна до горошины. Каждый такой комочек состоит из мелких почвенных частичек (главным образом глинистых), склеенных свежим перегноем.

Вода легко поступает в структурную почву, проходя между комочками. Каждый комочек впитывает воду и хорошо удерлш-вает ее в себе и вокруг себя. Для воздуха также остается свободное пространство между комочками.

Таким образом, структурная почва хорошо проницаема для воды, обладает большой влагоемкостью и одновременно богата воздухом.

Кроме того, в структурной почве значительно снижено бесполезное испарение влаги. Как известно, вода снизу вверх может подниматься только между мелкими почвенными частицами (по тонким, волосным, или капиллярным, промежуткам). Между комочками поднятие воды затрудняется, так как каждый комочек соприкасается с другим только небольшой частью своей поверхности.

Структурность почвы является одним из важнейших условий ее плодородия.

Структурные комочки, несмотря на свою неразмываемость, все же постепенно разрушаются, между тем старый перегной уже не обладает способностью вновь склеивать мелкие почвенные частицы в новые структурные комочки. Поэтому для восстановления и улучшения почвенной структуры необходимо вновь обогащать почву свежим перегноем.

Это лучше всего достигается посевом смеси многолетних трав (злаковых с бобовыми, например, клевера с тимофеевкой или люцерны с житняком). Разросшиеся густые корни многолетних трав хорошо разделяют землю на комочки. Когда же корни трав отомрут и перегниют, получается свежий перегной, склеивающий мелкие частицы в комочки. Посев многолетних трав является одним из важнейших приемов повышения плодородия почвы. Кроме посева многолетних трав, обогащение почвы свежим перегноем достигается внесением навоза (и других органических удобрений), а также запашкой специально выращенных на удобрение зеленых растений, например, люпина (зеленое удобрение).

Определение влажности почвы. Влажность почвы можно определить так. Взвешивают небольшое количество почвы на фарфоровом блюдце (также заранее взвешенном). Затем почву на блюдце высушивают 5—6 часов в несильно жаркой печи (при температуре 100—105°). По убыли в весе находят весовой процент содержания влаги в почве. Пример. Образец до высушивания весил (без блюдца) 102 грамма, после высушивания —80 граммов. Разность в весе 22 грамма показывает, что в почве содержалось столько влаги.

Определив количество влаги, можно подсчитать процентное ее содержание в почве.

Не вся определяемая высушиванием почвенная влага доступна для растений. Часть почвенной влаги составляет так называемый мертвый запас, который настолько прочно удерживается почвой, что растения не могут его взять. Величина мертвого запаса влаги у разных почв различна; например, в песчаных почвах она равна 2—3%, в тяжелых глинистых 10—12%, а в торфянистых иногда и выше 30%.

Химический состав почвы

Растениям необходимы следующие находящиеся в почве вещества: азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера. Первых трех (азота, фосфора, калия) очень часто не хватает для высоких урожаев и необходимо бывает удобрять почвы, чтобы удовлетворить потребность растений.

Содержание азота, фосфора (фосфорной кислоты) и калия (окиси калия) в десятисантиметровом слое разных почв (в процентах от веса почвы и в килограммах)

Вес 1 литра почвы принят равным 1 250 граммам

Как образуется почва

В принципе, процесс образования почвы следует рассматривать с точки зрения непосредственной взаимосвязи живой и неживой природы — как результат жизнедеятельности организмов и выветривания горных пород.

Хвоинки, веточки деревьев, сухие опавшие листья и трава, накапливаются в земле и уже за полгода становятся удобрением; под ними, в свою очередь, находятся камешки, глина и песок, перегной, останки животных и насекомых — божьи коровки, муравьи.

В почве также находятся грибы и бактерии …
Дождевые черви и кроты вообще большую часть своей жизни проводят в почве, лишь изредка показываясь наружу.
Майские жуки в почве откладывают яйца.
Для улиток и лягушек почва является спасением от жаркой погоды.


Земляной шмель в почве зимует.

    Жуки могут проникать в почву на двухметровую глубину; муравьи и того больше – до трёх метров; а кроты – до пяти метров; ну а дождевые черви в этом плане «рекордсмены» – до восьми метров.

Воздух и вода поступают в почву благодаря ходам, которые прокладывают в процессе своей жизнедеятельности животные, тем самым обогащая её.

А ещё животные размельчают остатки растений в почве, а бактерии превращают их в перегной.
Основным свойством почвы является плодородие.

Под плодородием подразумевают наличие в почве веществ, которые обуславливают рост и развитие растений.

И так, с оставляющие почвы:

1. Неживая природа — это:

  • глина,
  • песок,
  • перегной,
  • минеральные соли,
  • вода,
  • воздух.

2. Кроме того, в состав почвы входят элементы живой природы:

    корни растений, мелкие животные, бактерии.

Так что всё более чем взаимосвязано.

Поделиться в социальных сетях

Что обозначает слово радуга? В старину часто радугу называли «райской дугой». Люди считали, что.

Как известно, настоящий мужчина должен помимо того, что построить дом и вырастить сына, — посадить ещё и.

Содержание. Виды растений: Зеленые водоросли Мохобразные Папортники Хвойные Цветковые Из каких.

С давних времен, наблюдая за небом, люди заметили, что в разное время одного месяца луна может быть.

Наша планета заселена разнообразными растениями. Существует около 500 000 видов растений. Растения.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Состав грунта

Из каких компонентов состоит почва?

Почва — сложный комплекс компонентов, находящихся в комбинации друг с другом. В состав грунта входят:

  • минеральные элементы.
  • органические соединения.
  • почвенные растворы.
  • почвенный воздух.
  • органо-минеральные субстанции.
  • почвенные микроорганизмы (биотические и абиотические).

Чтобы проанализировать состав почвы и определить его параметры, нужно располагать значениями естественного состава — в зависимости от этого выставляется оценка по содержанию тех или иных примесей.

Минеральные компоненты почвы

В большинстве своем неорганическая (минеральная) часть почвы — это кристаллический кремнезем (кварц). Он может составлять от 60 до 80 процентов от общего числа минеральных элементов.

Достаточно большое количество из неорганических компонентов занимают такие алюмосиликаты как слюда и полевые шпаты. Сюда же можно отнести и глинистые минералы вторичной природы, например, монтмориллониты.

Большое значение для гигиенических качеств почвы монтмориллониты создают благодаря способности поглощать катионы (в том числе — тяжелых металлов) и тем самым обеззараживать почву в химическом отношении.

Также в минеральную часть почвенных компонентов входят такие химические элементы (преимущественно в виде окислов) как:

  • алюминий
  • железо
  • кремний
  • калий
  • натрий
  • магний
  • кальций
  • фосфор
  • сера

Кроме того, встречаются и другие компоненты. Часто они могут быть в виде серной, фосфорной, угольной и хлористо-водородной солей.

Органические компоненты почвы

В основном органические компоненты содержатся в гумусе. Это в той или иной степени сложные органические соединения, имеющие в своем составе такие элементы как:

  • углерод
  • кислород
  • водород
  • азот
  • сера
  • фосфор

Значительная часть органических почвенных компонентов содержится растворенной в почвенной влаге.

Что касается газового состава почвы, то это воздух, с приблизительно таким процентным соотношением:

2) кислород — 11-21%

3) углекислый газ — 0.3-8%

Воздух и вода определяют такой показатель как пористость почвы и могут составлять от 27 до 90% от общего объема.

Определение гранулометрического состава грунта

Гранулометрический (механический) состав грунта — это соотношение почвенных частиц всевозможных размеров, без учета их происхождения (химического либо минералогического). Эти группы частиц объединяют во фракции.

Гранулометрический состав почвы имеет определяющее значение при оценке уровня плодородности и других ключевых показателей почвы.

В зависимости от дисперсионности частицы грунта подразделяют на две основных категории:

1) частицы с диаметром более 0.001 мм.

2) частицы с диаметром менее 0.001 мм.

Первая группа частиц имеет происхождение от всевозможных минеральных образований и обломков пород. Вторая категория происходит при выветривании глинистых минералов и органических компонентов.

Факторы, влияющие на почвообразование

При определении состава грунта следует обращать внимание на почвообразующие факторы — они оказывают значительное воздействие на структуру и состав почвы.

Принято выделять следующие основные почвообразующие факторы:

  • происхождение материнской породы почвы.
  • возраст почвы.
  • поверхностный рельеф грунта.
  • климатические условия формирования грунта.
  • состав почвенных микроорганизмов.
  • человеческая жизнедеятельность, оказывающая влияние на грунт.

Кларки как единица измерения химического состава почвы

Кларк — условная единица, определяющая нормальное количество определенного химического элемента в идеальной (незагрязненной) почве. Например, в одном килограмме природно-чистой почвы должно содержаться около 3.25% кальция — это и есть 1 кларк. Уровень химического элемента в 3-4 кларка или более говорит о том, что почва достаточно сильно загрязнена этим элементом.