Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Выполняя посадку той или иной культуры, не стоит обходить вниманием основные свойства используемой почвы, так как от её плодородия зависит качество получаемого урожая. Мы привыкли применять самые различные удобрения, но мало кто задумывается о том, каких именно компонентов не хватает в составе грунта. Разумеется, определить это на глаз не получится, но знать об основных характеристиках субстрата просто необходимо - разберем их далее.

Основные свойства почвы

Почва - это целая система со своим ритмом жизни и правилами развития, поэтому неудивительно, что и свойства у неё могут быть самыми разными. Рассмотрим основные из них.

Плодородность

Под плодородностью грунта принято понимать весь набор его свойств и происходящих внутри процессов, способствующих нормальному росту и развитию растений. Плодородным считается субстрат, содержащий в себе огромное количество питательных составляющих, среди которых особенно стоит выделить азот, калий, магний, медь, фосфор, серу и, конечно же, гумус (в хороших почвах его до 10%).

Все эти составляющие тесно связаны между собой, поэтому не стоит удивляться, если нехватка одного компонента или нарушение какого-либо процесса спровоцирует изменение всех остальных. С незапамятных времён человек оценивает качество почвы именно с точки зрения плодородия, от которого зависит обильность урожая и красота декоративных растений.

Знаете ли вы? Почва выступает вторым по величине хранилищем углерода, уступая первое место океанам.

Механический состав

Механический состав - ещё одно очень важное свойство, позволяющее отнести почву к определённой разновидности. По большому счёту, под данным понятием подразумевается текстура или гранулированный состав субстрата, сформированный из миллионов различных элементарных частиц.
Данная величина выражается в процентном соотношении к весу полностью сухого грунта. Особенности механического состава основываются не только на изначальных характеристиках материнской породы, но и на параметрах процессов образования почвы, постоянно происходящих внутри.

Физические свойства

Механический состав напрямую влияет на физические свойства грунта, такие как водопроницаемость (или плотность), пористость, влагоёмкость. Между тем, все они также выступают очень важными факторами выбора участка при высадке культурных растений. Подробнее об этих характеристиках и их взаимосвязи мы поговорим дальше.

От чего зависит плодородность и как её повысить

Разумеется, для любого агрария или простого дачника, выращивающего различные растения на своём участке, первоочерёдным заданием будет повышение плодородности почвы, что должно увеличить количество урожая выращиваемых культур. Рассмотрим основные факторы поддержания почвы и способы достижения желаемого результата.

Факторы поддержания плодородности

Под факторами плодородия понимают совокупность количества воды, воздуха, тепла, зонального и азотного питания растений, которые непосредственно влияют на их рост и развитие. В то же время, организация подходящих условий плодородия подразумевает комплексный подход к возможности обеспечения растений необходимыми для них земными факторами роста.

К основным таким факторам относят:

• количество воды в грунте;
• количество осадков и ирригацию (повышенное накопление натрия может пагубно сказаться на выращиваемой культуре);
• значение суммарного испарения влаги, которое подтвердит общее увеличение объёма жидкости на протяжении года;
• достаточный уровень питательных веществ.

Знаете ли вы? Процесс образования почвы происходит очень медленно. Так, на формирование всего 0,5–2 см её плодородного слоя уходит практически столетие.

Способы повышения плодородности

К самым важным условиям, от которых и будет зависеть плодородие, стоит отнести температурный, питательный, водно-воздушный, биохимический, физико-химический, солевой и окислительно-восстановительный режимы.
На особенности некоторых из них человек может оказывать влияние, предпринимая следующие меры:

1. Организуя грамотный севооборот путём высадки культур на одно и то же место с пятилетним интервалом. То есть, чтобы вы ни выращивали, желательно менять место произрастания культуры раз в пять лет.
2. Высевая на участке так называемые «растения-лекари», среди которых особенно выделяются чеснок, полынь, пастушья сумка, крапива.
3. Приманивая дождевых червей. Уже давно установлено, что при большом их скоплении грунт даёт более высокие объёмы урожая, а значит, их присутствие очень желательно (повышенной перевариваемостью различной органики отличаются калифорнийские виды).
4. Выполняя термическую обработку для уничтожения всевозможных вредителей и сорных растений. Главный недостаток такого способа - невозможность использования на больших территориях (больше актуально для теплиц и парников).
5. Внося в почву органику, в особенности навоз, золу и компост.
6. Осуществляя смешанную высадку культур. Вместе с культурным растением специалисты рекомендуют высаживать подходящего «соседа», который будет отпугивать вредителей и не допустит истощения субстрата. В этих целях можно высаживать базилик, розмарин, ромашку, бархатцы, которые помимо всего остального будут очень привлекательными для пчёл, тем самым способствуя опылению растений и увеличению объёмов урожая.
7. Организовывая периодический отдых для каждого отдельного участка территории. При постоянном, беспрерывном выращивании одних и тех же культур любая почва устаёт, поэтому в течение выбранного года лучше вообще ничего не садить, выполняя только прополку, мульчирование и внося удобрения. С приходом осени участок перекапывают, стараясь переместить верхний слой вниз.
8. Высевая растения-сидераты, в которых присутствует повышенное содержание белка, крахмала и азота. В этом случае идеальными «жителями» вашего участка станут овёс, рожь, горчица, подсолнечник. В основном их посев выполняется после сбора урожая, хотя в некоторых случаях они выращиваются одновременно с основными культурами.

Повысить плодородие закрытой почвы намного проще, чем добиться аналогичного результата на открытом участке, поэтому неудивительно, что многие дачники обустраивают на своих территориях теплицы и парники, снабжая их системами полива и вентиляции, а иногда даже отопления.

Механический состав и его влияние на почву

Вначале статьи мы уже упоминали о такой характеристике грунта, как механический состав, а сейчас предлагаем вам более детально разобраться в его особенностях и распределении почвы на виды в соответствии с этим критерием.

Что такое механический состав

В структуре земли присутствуют частички самой разной величины: как камни, остатки горных пород и минеральных соединений (в диаметре нередко достигают 10-12 см), так и совсем мелкие элементы, невидимые невооружённым взглядом. Более того, некоторые из них вы не увидите даже в обычный микроскоп, поэтому при исследовании почвенных смесей приходится использовать специальный электрический аппарат.
Свойства субстрата, его богатство и плодородие в значительной мере зависят именно от размеров указанных составляющих, и если выполнить механический анализ субстрата, то мы сможем отнести его к конкретному виду: к физической глине (размеры частичек составляют примерно 0,01 мм), физическому песку (частицы достигают размеров от 0,01 до 1 мм), коллоидальным компонентам (размером 0,0001 мм). Рассмотрим наиболее типичные виды почв, выделенные на основании механического состава.

Типы почв в зависимости от состава

Даже если у вас нет специального оборудования, а на глаз определить вид почвенной смеси не получается, о её примерном механическом составе сообщат следующие способы диагностики (сухой и мокрый).

Глинистые

Этот субстрат содержит в себе до 50% чистой глины и характеризуется такими определениями, как «сырой», «вязкий», «тяжёлый», «липкий» и «холодный». Глинистые почвы очень медленно пропускают воду, задерживая её на поверхности, из-за чего практически невозможно обрабатывать участок: мокрая глина налипает на садово-огородные инструменты.
В сухом состоянии такую почву очень сложно растереть пальцами, но когда это всё же удаётся, появляется чувство, что у вас в руках однородный порошок. При намокании он начинает сильно мазаться, отлично скатывается в шнурок и без проблем позволяет сформировать из почвы колечко.

Супесчаные

В отличие от первого варианта, сухие супесчаные грунты легко растираются пальцами и в таком состоянии позволяют невооруженным взглядом увидеть мелкие песчинки. Если намочить субстрат и попытаться скачать его в шнурок, получится лишь маленькая часть. В данном случае вместе с глиной в составе субстрата присутствует и песок, которого заметно больше (20% на 80%).

Важно! Если количество песка в почвенной смеси превышает указанное значение, то и качество почвы в целом снизится.

Песчаные

Такие грунты образованы исключительно песчаными зёрнами, с небольшим добавлением глинистых или пылеватых частиц. Этот вид субстрата бесструктурный и не характеризуется связочными свойствами.

Суглинистые

При растирании сухих суглинков в пальцах получается тонкий порошок с прощупывающимися песчинками. После увлажнения его можно скатать в шнурок, разламывающийся при попытке образования кольца. Лёгкие суглинки не позволят вам сформировать колечко, а шнур будет растрескиваться при скатывании. Тяжёлые суглинистые субстраты позволяют получить кольцо с трещинками. Суглинистые грунты уже сами по себе богаты минеральными соединениями, а ещё они отличаются достаточно высокой рыхлостью, не препятствуют прохождению влаги в нижние слои и обеспечивают нормальную циркуляцию воздуха.

Если же земля состоит из мелких частичек ила и более крупных песка, то она отличается повышенным качеством. Чтобы определить пропорциональное соотношение указанных веществ, можно провести небольшое домашнее исследование. Возьмите образец почвы из вашего участка, поместите в ёмкость с водой и размешайте до состояния не очень жидкой массы. Из получившегося раствора сначала сделайте шарик, а потом постарайтесь слепить жгут.
Разумеется, в этом деле главную роль играет конечный результат. То есть если у вас не выйдет ни шарик, ни жгут, тогда перед вами пески, а если удалось сформировать шар, тогда можно предположить наличие супеска. Для формирования жгута подойдёт только суглинок, а если он сложится в кольцо, тогда это, скорее всего, глина. Окончательное и самое верное заключение о механическом составе почвенной смеси можно сделать только на основании результатов лабораторных анализов в камеральный период.

Влияние состава на будущий урожай

Меньшее или большее содержание в почве глины и песка всегда будет сказываться на качестве и количестве урожая, поэтому при выборе участка для высадки рассады выращиваемых культур важно учитывать этот нюанс. На глинистых или полностью песчаных грунтах большинству привычных огородных растений будет довольно неудобно, если они вообще смогут там прижиться. Посадка в суглинистые или супесчаные почвы может принести большую результативность, но и они не смогут сравниться с чернозёмами, удобренными органикой и минеральными составами.

Физические свойства почвы

Основными физическими свойствами грунта, на которые нужно обращать внимание в первую очередь, являются плотность и пористость, причём нельзя сказать, что они никак не влияют друг на друга. Чем плотнее будет грунт, тем меньше его пористость, а значит, и о хорошей водо-, воздухопроницаемости или аэрации говорить не приходится. Разберёмся в этом вопросе более внимательно.

Плотность (объемная масса)

Плотностью почвы называют массу единицы объёма, исчисляемую в граммах на кубический сантиметр, или же абсолютно сухой почвенной смеси в её естественном сложении. Плотность определяет взаимное расположение всех составляющих частиц, учитывая при этом и свободное пространство между ними, а также влияет на влагопоглощение, газообмен и, как следствие, на развитие корней выращиваемых культур.

Что касается уровня плотности почвы, то он зависит от свойства минералов, которые образуют твёрдую фазу, гранулометрических составляющих, содержания и структуры органических компонентов. Оптимальным значением плотности пахотного горизонта для большей части выращиваемых у нас овощных культур принято считать значение 1,0-1,2 г на куб. см.

Если рассматривать плотность почвенных смесей в их сухом состоянии, то можно выделить следующие степени:

1. Слитое или очень плотное сложение, когда грунт практически не поддаётся воздействию лопаты (она может войти в землю не больше чем на 1 см). В основном такой вариант характерен для слитых чернозёмных грунтов и столбчатых солонцов.
2. Плотная структура, при которой лопата входит в землю не больше чем на 4-5 см, а сам субстрат с трудом ломается. Характерно для тяжёлых, глинистых и неокультуренных почв.
3. Рыхлое сложение - сельскохозяйственный инструмент легко углубляется в землю, а сам грунт хорошо структурирован. Такими являются супесчаные грунты и верхние, хорошо структурированные горизонты суглинков.
4. Рассыпчатое сложение характеризуется высокой сыпучестью почвы, отдельные частички которой неплотно связаны друг с другом. Такой вариант свойственен для супесчаных и бесструктурных субстратов.

Важно! Конкретный вид плотности зависит не только от механического, но и от химического его состава и влажности. Данное свойство грунта имеет немалую практическую ценность при ведении сельского хозяйства, по большей части с точки зрения возможности его обработки.

Пористость

Пористость - полная противоположность вышеприведённой плотности, а с научной точки зрения это общий объём всего свободного пространства (пор) между твёрдыми составляющими грунта. Выражается она в процентном соотношении к общему объёму субстрата, и для минеральных разновидностей интервал этих значений будет находиться в пределах 25–80 %. В почвенных горизонтах поры далеко не всегда имеют одинаковую форму и диаметр, поэтому, исходя из их размеров, выделяют капиллярный и некапиллярный тип грунта. Первый равен объёму всех капиллярных пор в почве, а второй - объёму только лишь крупных пор.
Сумма двух значений и будет общей пористостью. Во многом данная характеристика зависит от плотности, структурности и механического состава, о которых мы рассказывали ранее. В макроструктурных субстратах поры будут занимать больше объёма, в микроструктурных - меньшую его часть. При высыхании бесструктурного субстрата на поверхности земли формируется почвенная корка, которая отрицательно сказывается на росте и развитии культур. Разумеется, её следует своевременно убирать, а по возможности поискать другие, более удачные места для высадки растений.

10 раз уже
помогла

Все свойства почвы, относящиеся к категории физических, можно разделить на основные и функциональные. К первой группе относятся удельный и объемный вес, пластичность, твердость, пористость, связность, спелость и липкость, а ко второй – воздушные, водные и тепловые характеристики.

Водные свойства отражают способность грунта впитывать, пропускать и удерживать влагу, поступающую в виде осадков или поливной воды, а также переносить ее из глубинных слоев в поверхностные, к растениям. Влага способна оказывать существенное влияние на химические, физические, воздушные и тепловые качества почвы. Физические характеристики грунта, находясь в тесной связи с другими его свойствами, обусловлены процессом почвообразования, который, в свою очередь, изменяется в зависимости от основных и функциональных качеств.

Объемный и удельный вес

Объемным весом почвы принято называть единицу объема сухого грунта в его природном сложении. Для определения этого параметра проводится взвешивание образца почвы, имеющего ненарушенную структуру и определенный объем.

Удельный вес – единица веса твердой массы грунта без пор. Это выражение соотношения веса твердой фазы почвы заданного объема и веса воды, имеющего такой же объем и температуру 40 °C.

Пористость

Пористостью, или скважностью, называется общий объем пор между составляющими твердой фазы почвы, который выражается в соотношении объема грунта к объему пор.

Величина пор, их сочетаемость и форма могут быть разнообразными, поскольку они образуются в результате случайного взаимодействия полидисперсных частиц. Промежутки, образующиеся между ними, обычно различаются также качеством поверхности. Их основные характеристики – форма и размер – способны изменяться с течением времени вследствие биологических, механических и физических процессов, происходящих в толще грунта. При этом одни поры могут вовсе исчезнуть, а другие – только сформироваться. Нередко в почве происходит так называемая уплотненная укладка, которая приводит к заполнению пор агрегатами, имеющими тот же диаметр.

Пластичность

Пластичность почвы – это ее способность при создании определенного влажностного уровня изменять первоначальную форму и сохранять новую, заданную. Такое качество она получает за счет формирования гидратированных уплотненных оболочек, которые образуются вокруг мелких ее частиц. Максимальными показателями пластичности обладает жирная глина, в структуру которой входят тончайшие чешуеобразные частицы, расположенные слоями – одна поверх другой.

Липкость

Липкость – такое свойство почвы, при котором она, находясь во влажном состоянии, прилипает к поверхности соприкасающихся с ней предметов. Показатели этого параметра обусловлены главным образом составом почвы и уровнем ее влажности. Липкость способна проявляться при влажности от 40 до 60% в бесструктурных грунтах и от 60 до 70% – в структурных.

При условии дальнейшего увлажнения она переходит в разряд текучести, а при высушивании материала такое свойство может быть полностью утраченным. Таким образом, можно говорить о том, что липкость – это качество почвы, которое зависит от уровня влажности в соответствующий момент времени.

Связность

Связность – термин, которым обозначено свойство почвы, выражающееся в соединении составляющих ее частиц. Для измерения данной величины используются показатели силы, которая способствует удерживанию и сцеплению частиц друг с другом. Связность зависит от когезии, адсорбции, степени увлажненности грунта и его цементирующей способности, которая, в свою очередь, обусловлена структурой и составом почвы.

Твердость

Твердостью, или плотностью, считается степень сопротивления почвы действию твердого предмета. На основании данного параметра различают почвы следующих видов:

– рыхлые (частицы грунта легко соскальзывают с поверхности воздействующего предмета);
– рыхловатые (обладает несколько меньшей сыпучестью);
– уплотненные (степень сопротивления такого грунта предмету воздействия можно назвать удовлетворительной);
– твердые (частицы грунта прилипают к поверхности действующего предмета, а стенки среза остаются плотными);
– очень твердые (не поддается разрезанию лопатой или ножом).

Структура почвенных горизонтов неоднородна. В ней даже невооруженным глазом легко можно рассмотреть различные ячейки, полости, трещины и поры. Такие составляющие грунта различаются величиной и формой. Одна из классификаций почв основана именно на форме и величине пустот и пор. Таким образом выделяют следующие виды грунтов:

– тонкопористые (диаметр пор не превышает 1 мм; являются признаком лессов и сформировавшихся из них грунтов);
– пористые (диаметр пор составляет от 1 до 3 мм; считаются признаком лессовых пород, сероземов и дерново-подзолистых грунтов);
– губчатые (диаметр пор достигает 5 мм; встречаются в подзолистых горизонтах);
– дырчатые, или ноздреватые (диаметр пор равен 5–10 мм; являются характерным признаком сероземов; образуются вследствие жизнедеятельности землероющих животных);
– ячеистые (диаметр пор составляет не более 10 мм; такие почвы, располагаются в тропических и субтропических зонах);
– трубчатые (диаметр пор превышает 10 мм; образование таких почв обусловлено жизнедеятельностью крупных землероющих животных).

По внешнему виду полости, составляющие структуру почвы того или иного вида, могут быть различными:

– щелевато-вертикальными (пустоты диаметром более 10 мм; располагаются главным образом в столбчатых горизонтах солонцеватых грунтов);
– трещиноватыми (полости имеют вид трещин величиной от 3 до 10 мм; встречаются в столбчатых и призматических почвах);
– тонкотрещиноватыми (полости размером менее 3 мм, имеют вид трещинок, направленных по вертикальным линиям).

Почвенная корка и плужная подошва

Говоря о физических качествах грунта, следует назвать также такие явления, как почвенная корка и плужная подошва. Первая часто образуется после интенсивного увлажнения на поверхности участков с глинистой и суглинистой почвой. Такая корка представляет собой заплывшую прослойку пахотного среза грунта, испещренную вертикально располагающимися трещинами. Она способствует выходу значительного количества влаги из пахотного слоя грунта, что приводит к снижению показателей всхожести высеянных растений, замедлению их роста и развития. В целом, почвенная корка снижает урожайность культур.

Плужная, или пахотная, подошва – это участок, который формируется на уровне подпахотного горизонта на глинистых и суглинистых грунтах. Данное явление также отрицательно влияет на показатели урожайности выращиваемых на подобных участках культур. Для устранения плужной подошвы рекомендуется изменять глубину копки или вспашки, а также проводить мероприятия по гипсованию щелочных почв либо известкованию – кислых.

Водные качества

Воду можно отнести к группе главных факторов, которые оказывают существенное влияние на характер формирования почв. Кроме того, достаточный уровень влажности является важным условием их плодородия. Особое значение вода приобретает как составляющая мелиоративных мероприятий.

Как известно, низкий уровень влажности почвы обусловливает невысокую урожайность выращиваемых на них культур. У культивируемых растений она будет удовлетворительной только при условии, если удастся добиться баланса между содержанием в грунте воды и питательных компонентов, а также создать благоприятный для них температурный и воздушный режим.

Уровень влажности почвы зависит не только от климатических условий того или иного района. В значительной степени он обусловлен также таким качеством грунта, как влагоудерживающая способность. Добиться достаточно высоких показателей качества почвы можно, используя различные методы ее окультуривания. Важным считается насыщение ее не только минеральными и органическими вещества, но и влагой. Для этого следует улучшить такие параметры грунта, как влажность, влагоемкость и водопроницаемость.

Влажность

Уровень влажности в почве может изменяться в пределах от переувлажнения до полного иссушения. Под данным термином следует понимать определенное количество воды, которое отмечается в толще грунта в данный момент времени. Выражается уровень влажности в процентах относительно сухого почвенного комка.

В том случае, если известна степень влажности почвы, установить объем запаса влаги не составит труда. Известно, что на одном участке грунт может иметь разный уровень влажности, что зависит от глубины залегания почвенного слоя. Кроме того, данный показатель обусловлен водонепроницаемостью, капиллярностью, влагоемкостью и прочими факторами, оказывающими влияние на увлажненность.

Регулировать уровень влажности почвы можно с помощью специальных агротехнических методов. При их использовании следует обязательно учитывать скорость изменения степени увлажненности грунта, которая варьируется при переходе от одного слоя к другому.

Существуют также понятия абсолютной и относительной влажности грунта. В первом случае подразумевается количество влаги в почве на том или ином участке в конкретный момент времени. Оно выражается в процентах от объема или веса грунта. А относительная влажность – это показатель увлажненности, зависящий от пористости почвы.

Влагоемкость

Влагоемкость, или влагоудержание, – это свойство грунта, проявляющееся в способности сохранять и поглощать максимальный объем влаги. Данный параметр обусловлен уровнем влажности, температурой почвы, ее структурой, составом и качеством окультуренности. При этом влагоемкость и температура грунта и среды находятся в обратной зависимости. Чем выше последняя, тем ниже уровень влагоемкости. Исключением являются лишь богатые перегноем грунты.

Показатели влагоемкости грунтов, находящихся на разных уровнях, различны. Существует несколько видов влагоемкости:

– максимальная (адсорбционная);
– полная;
– капиллярная;
– минимальная полевая;
– предельная полевая.

Все они преобразовываются в зависимости от характера развития почвенного слоя в естественных условиях и особенностей проводимых мероприятий по его окультуриванию. Было замечено, что однократно выполненное рыхление грунта способно значительно повысить его водные характеристики.

Улучшению водных свойств способствует также обогащение почвы органическими и минеральными удобрениями (торф, навоз, компост), которые отличаются высокими качествами влагоемкости. Кроме того, в этих же целях нередко применяются влагоудерживающие вещества, характеризующиеся высокой степенью пористости. К ним относятся керамзит, перлит и вермикулит.

Теплоемкость

Помимо естественной тепловой энергии, исходящей от солнца, почва получает тепло, источником которого являются вещества, вступающие в физико-химическую, экзотермическую или биохимическую реакцию. Однако это не вызывают изменения температурного уровня грунта.

Как известно, в летний зной происходит значительное повышение температуры предварительно увлажненной почвы. При этом образуется тепловая энергия, получившая наименование «теплота смачивания». Особенно ярко подобное явление выражено на участках с почвой, содержащей большое количество минеральных и органических компонентов.

Незначительному повышению температуры может способствовать так называемая внутренняя теплота планеты. Кроме того, существует такое явление, как скрытая теплота. Она образуется вследствие процессов конденсации, замерзания и кристаллизации воды.

Все почвы условно можно разделить на две группы – теплые и холодные. Величина температурного параметра зависит от ряда факторов, наиболее значимыми среди которых являются состав грунта, количество содержащегося в нем перегноя и уровень влажности. Причем чем выше последний параметр, тем ниже показатели теплоемкости песчаных почв и тем выше – глинистых и торфяных, которые считаются холодными.

Создание оптимальной температуры почвы является одним из главных условий успешного выращивания растительных культур. Температурный режим в толще грунта может быть как положительным (при этом в почве сохраняется больше тепловой энергии, чем выходит), так и отрицательным (отдается больше тепловой энергии, чем удерживается). В настоящее время разработаны способы суточного, сезонного, годичного и даже многолетнего регулирования температуры почвы. Среди таких методик известны не только гидромелиоративные, но и агротехнические, лесо– и агромелиоративные.

Выращивание растений на том или ином участке способствует эффективной регуляции температурного режима почвенного покрова. При этом наблюдается уменьшение годового теплооборота. Создание благоприятной для культур воздушно-тепловой среды возможно, например, при размещении посевных участков у водоемов либо на грядах и гребнях, где обычно отмечается более высокая температура, чем в низинах.

Теплопроводность

Еще одной важной характеристикой почв является их теплопроводность. Данный термин означает способность грунта проводить тепловую энергию.

Было замечено, что сухая почва отличается меньшей теплопроводностью по сравнению с увлажненной. Такое явление можно объяснить значительным тепловым контактом, происходящим между частичками почвенного комка, разделенными водной пленкой.

Плодородие

Плодородие – это способность грунта снабжать растения необходимыми для их нормального роста и развития питательными веществами, а также водой, теплом и воздухом. Такое его качество напрямую связано с характером процесса почвообразования.

Показатели плодородия почвы обусловлены рядом природных и социально-экономических факторов. Действительно, урожайность зависит не только от условий естественной среды, но также от проводимых мелиоративных и агротехнических мероприятий. Известно, например, что разницу в показателях урожайности на плодородных и неплодородных почвах можно сделать минимальной, если регулярно вносить в бедные грунты органические и минеральные удобрения. Однако следует заметить, что результат возрастает не только вследствие повышения уровня плодородия почвы за счет подкормки. Дело в том, что плодородие можно соотнести со сложной системой, состоящей из нескольких компонентов. В данном случае таковыми являются структура и состав грунта, его физические, химические и биологические качества. Степень плодородия обусловлена также мероприятиями, которые регулируют содержание в почве микроэлементов, азотистых и зольных веществ, а также позволяют оптимизировать воздушный, температурный и водный режимы.

Ученые утверждают, что все почвы являются потенциально плодородными. К факторам, оказывающим влияние на уровень скрытого плодородия, относятся наличие в грунте тех или иных питательных веществ, их количество и сформировавшиеся в данный период времени водные, воздушные, химические, физические и биологические условия. Для повышения урожайности культур и уровня плодородия необходимо учитывать и улучшать параметры всех указанных выше характеристик почвы.

Величина потенциального плодородия грунта формируется в процессе почвообразования и является выражением его состояния в конкретный момент времени. Однако нужно отметить, что не во всех случаях качество плодородия повышается одновременно с процессами природного и искусственного окультуривания. Для достижения ожидаемого результата при проведении агротехнических мероприятий следует обязательно учитывать, анализировать и прогнозировать динамику роста показателей потенциального плодородия. Это позволит активизировать скрытые возможности почвы при освоении.

Плодородие грунта относится к числу непостоянных величин, которые изменяются вместе с трансформацией условий. Его показатели зависят от методов использования почвенного горизонта, воздушного, водного и температурного режимов, характеристик культивируемых растений, состава используемых для обогащения удобрений и т. д.

Более того, плодородие – это характеристика почвы, которая не относится к категории неисчерпаемых ресурсов. При неправильном использовании грунт быстро истощается. Чтобы предотвратить это, важно своевременно проводить специальные мероприятия по его обогащению. При подготовке статьи использовалась литература: Хворостухина С.А. Как повысить плодородие почвы.



Поглотительная способность . Во всех почвах содержатся коллоидные частицы (< 0,0001 мм). Они обладают многими специфическими свойствами. Поэтому от их количества зависит плодородие почвы. Содержанием коллоидных частиц прежде всего определяется поглотительная способность почвы - способность поглощать из окружающей среды и удерживать растворимые и взмученные в воде твёрдые вещества, пары воды и газа. Коллоидные и близкие к ним частицы почвы, обладающие способностью поглощения, называют почвенными поглощающим комплексом (ППК).

Учение о поглотительной способности почв разработано русским учёным К. К. Гедройцем (1872-1932). Различают несколько видов поглощения: механическое, физическое (молекулярное), химическое, физико-химическое и биологическое.

Механическое поглощение - способность почвы задерживать при фильтрации частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, превышающее по диаметру почвенные поры. Механически задерживаются также частицы почвы, попадающие в трещины, образующиеся на поверхности почвы. Чем больше в почве тонких фракций механического состава, тем выше механическое поглощение.

Физическое поглощение (или молекулярная адсорбция) основано на способности коллоидов почвы притягивать к поверхности и удерживать на ней молекулы вещества (воды, растворов, газов, например аммиака), не изменяя их свойств.

Химическое поглощение . Вещества, входящие в почвенный раствор и твёрдую фазу почвы, вступают в химическое взаимодействие с находящимися в почве солями с образованием слаборастворимых или нерастворимых в воде соединений.

Физико-химическое поглощение , или обменная адсорбция (обменная поглотительная способность). Она основана на способности почвенных коллоидов поглощать из почвенного раствора и удерживать на поверхности катионы в обмен на другие катионы в ППК.

Энергия поглощения разных катионов зависит от их валентности и атомной массы: чем выше валентность, а в пределах одной валентности чем выше атомная масса, тем выше и энергия поглощения. Исключением является водород (Н). В порядке возрастающей энергии поглощения катионы располагаются в следующей последовательности:

Na < NH < K < Mg < H < Ca < Al < Fe

Количество катионов, которое способна поглотить почва, называется ёмкостью катионного поглощения, или ёмкостью обмена и выражается в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв.) на 100 г почвы. Величина ёмкости поглощения (Т) у разных почв неодинакова и зависит от наличия минеральных и органических коллоидов почвы. Так, у супесчаных почв она составляет всего 5-10 мг-экв., у суглинистых малогумусных - 15-20, а у суглинистых чернозёмов - 40-50 мг-экв. и выше.

Чем больше в ночве глинистых частиц и гумуса, тем больше емкость поглощения.

Очень большое значение для плодородия почв имеет и состав поглощенных оснований. В нем могут быть кальций, магний, во­дород, калий, натрии, аммоний, железо и алюминий. Двухвалент­ные катионы (Са^, Mg^+) хорошо коагулируют коллоиды, способствуют 1от_(х)1)1^ом^1ию_с11^"кту11ь1, создают нр.йтря.цБную или близкую к ней реакцию почвы. В агрономическом отношении это наиболее ценные катионы.

Одновалентные катионы (К+, _Ма+) диспергир_уют_. цочведные коллоиды, разрушают лочвр"нные. яг.рега_ц)и-.-а_с_ними и структуру, при большом количестве вызывают щелочную реакцию. .

Поглощенный водород разрушает почвенные коллоттТГы и под­кисляет почву. Подкисляющее действие может оказывать на поч­ву II алюминий. Будучи вытесненным:.; из поглощенного состояния, îí в почвенном растворе переходит в соединение АlСlз, которое!! результате взаимодействия с водой образует соляную кис­лоту.

В зависимости от наличия в поглощенном состоянии, с одной стороны, водорода (II) и алюминия (Аl), а с другой-двухва­лентных катионов (Са и Mg) различают почвы, насыщенные. осно­ваниями и не насыщенные ими. К первым относятся ночвы, в по­глощающем комплексе которых; ".находятся

только катионы каль­ция, магния, калия и отсутствует водород; ко вторым - почвы, в поглощающий комплекс которых наряду с другими катионами входят водород, алюминий. Насыщены основаниями черноземы, каштановые почвы, сероземы, а не насыщены дерново-подзолистые почвы, красноземы, болотные. Почвами с высокой насыщенностью натрием являются солонцы. Они бесструктурны, расплываются от дождя, а при высыхании сплываются в плотную массу.

Для характеристики агрохимических свойств почвы важное зпачепне имеет сумма поглощенных оснований (S). При ее опре­делении учитывают количество содержащихся в.поглощенном состоянии катионов.. (в подзолистых почвах Са, Mg), за исключением! водорода. Этo количество выражают также в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. У разных почв оно колеблется от 2 до 50 мг-экв. и выше. Например, на легких дерново-подзолисты.х почвах S может быть всего 2-5 мг-экв., на легкосуглиннстых- 5-10, на тяжелых суглинках-15--20, на лесостепных почвах и чернозема":-от 20 до 50 мг-экв. Чем больше S. тем агрономиче­ски ценнее ночва.

С суммой поглощенных оснований связано вычислен не степе­ни насыщенности почвы основаниями (V). Она показывает, какую часть от емкости поглощения почвы занимают поглощенные ос­нования, выражается в процентах от общей емкости поглощения, включающей содержание ионов водорода (Н), и вычисляется по формуле:

Считается, что если насыщенность основаниями меньше 75%, то такую почву надо известковать.

Биологическое поглощение. Этот вид поглощения в почве осуществляется жизнедеятельностью растений и микроорга­низмов. Одной из важных особенностей биологического поглоще­ния является избирательная способность микроорганизмов и ра­стений, проявляющаяся в том, что они берут из почвы преиму­щественно те вещества, которые им необходимы для построения своего тела, для жизни.

Реакция почвы. Формы кислотности. С насыщенностью почвы различными катионами непосредственно связана реакция почвен­ной среды.

Почвы, насыщенные Са, Mg (черноземы), имеют нейтральную или слабокислую реакцию, благоприятную для большинства сель­скохозяйственных культур. Почвы, не насыщенные основаниями, характеризуются кислой реакцией. Таковы почвы дерново-подзо­листые. Высокая кислотность их может быть вредной для многих сельскохозяйственных культур.

Кислотность почвы. В почвах, не насыщенных" основа­ниями, различают две формы кислотности: актуальную и потен­циальную.

Актуальная кислотность обусловлена ионом водорода, находя­щимся в почвенном растворе. Обычно она наблюдается при нали­чии в почве растворимых органических кислот, углекислого газа или таких соединений алюминия и железа, которые, взаимодей­ствуя с водой, образуют кислоту.

Реакция почвенного раствора (водной вытяжки из почвы) вы­ражается величиной рН, характеризующей в нем концентрацию водородных ионов. Сама величина рН представляет собой отри­цательный логарифм концентрации водородных ионов. Чем ниже рН, тем выше кислотность почвы. рН сильнокислых почв 4,0- 4,5; нейтральных 7,0; сильнощелочных 8,0-9,0 *.

Потенциальную кислотность обнаруживают при обработке почвы растворами различных солей, вызывающими вытеснение ионов водорода и алюминия из поглощенного состояния.

Принято различать две формы потенциальной кислотности: обменную и гидролитическую. Обменная кислотность появляется при обработке почвы 1 н. раствором нейтральной соли, например КСl. В этом случае из почвы вытесняются водородные ноны (Н+).

* Для установления реакции почвы все же редко пользуются определением рН почвенного раствора. Чаще устанавливают кислотность в солевых вытяжках из почвы.

Обменную кислотность выражают, как и актуальную, знаком рН, но обязательно указывают «рН солевой вытяжки» (или рН в КСl). Величина рН солевой вытяжки для разных почв следующая:

очень сильнокислые.......... < 4,0

сильнокислые........... 4,1-4,5

среднекислые. ........... 4,6-5,0

слабокислые. .......... 5,1-5,5

близкие к нейтральным........... 5,6-6,0

нейтральные. .......... 6,0

щелочные.......... 7-8

Точнее выражать обменную кислотность почв в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв.) водорода и алюминия (в сумме) на 100 г почвы.

Гидролитическая кислотность обнаруживается при обработ­ке почвы гидролитически щелочной солью (солью сильного осно­вания и слабой кислоты). Чаще всего для ее определения пользу­ются 1 н. раствором уксуснокислого натрия (CHsCOONa).

Величина этой формы кислотности характеризует способность почвы связывать основания из растворов гидролитически щелоч­ных солей. Гидролитическую кислотность выражают в милли­грамм-эквивалентах на 100 г почвы.

Гидролитическая кислотность, как правило, больше обменной и включает в себя обменную и актуальную кислотность, а обмен­ная, в свою очередь, включает в себя актуальную кислотность. Гидролитическая кислотность зависит от типа почвы, абсолютная величина ее бывает от 2 до 8-10 и даже до 15 мг-экв. на 100 г почвы.

Наиболее опасна для растений обменная кислотность. В практике определением рН почвенного раствора широко обосновыва­ют применение известкования и установление дозы извести.

Снизить почвенную кислотность можно не только известкованием, но и другими способами, например длительным обильным унавоживанием одним из приемов окультуривания почвы.

Щелочность почвы . Щелочная реакция почвенного раствора появляется при взаимодействии поглощенного натрия с поч­венным раствором, в котором находится углекислота или Са(НСОз)2. Щелочность различают также актуальную и потенци­альную. Первая обусловлена наличием в почвенном растворе гид­ролитически щелочной соли.

В зависимости от содержания обменного натрия (в % от суммы поглощенных оснований) различают:

солонцы. ............. 20

солонцеватые почвы......... 10-20

слабосолонцеватые почвы......... 5-10

Почвы, в которых обменного натрия больше 10%, нуждаются в гипсовании и других приемах улучшения.

Буферность почвы- это способность почвы противостоять резкому изменению ее реакции. Буферность зависит от емкости поглощения, состава почвенных коллоидов и наличия в почвенном растворе буферных смесей, например бикарбонатов кальция. Буферность очень ценное свойство почвы.

Песчаные малогумусные почвы имеют очень небольшую буферность, в них легко смещается реакция, например, при внесесении кислых или щелочнных форм минеральных удобрений. Богатые перегноем суглинистые почвы с высокой степенью насыщенности основаниями обладают высокой буферностью: хорошо противо­стоят влиянию внешних факторов, изменяющих реакцию почвы.

Поглотительная способность почвы, насыщенность основания-ми, кислотность, щелочность играют очень большую роль для аг­рономической оценки почв и устанавливаются при почвенных об­следованиях. Соответствующие показатели (рН, S, Н обм, Н гидр. Т, У) приводятся в характеристиках почв и служат обоснованием äëÿ тех или иных приёмов их улучшения.

Структура почвы. Частицы почвы могут склеиваться между со­бой, образовывать структурные комочки - агрегаты, не размывае­мые водой. Почва с большим количеством агрегатов называется структурной. Бесструктурными почвами называются такие, в ко­торых отдельные механические элементы (песок, пыль) не связа­ны между собой. Свойство почвы образовывать структурные агре­гаты называются структурностью.

В агрономическом отношении наиболее ценна мелкокомковатая и зернистая структура пахотного горизонта с размерами ко­мочков от 1 до 5 мм. Очень важное качество почвенной структу­ры - ее водопрочность, т. е. неразмываемость агрегатов водой.

В структурной почве создается и поддерживается лучший воз­душно-водный режим, а следовательно, и микробиологическая деятельность, и питательный режим. Структурную почву легче обрабатывать.

Однако нельзя переоценивать значение структуры почвы. Известно, например, что песчаные почвы бесструктурны, но при достаточном увлажнении и удобрении могут давать очень высокие урожаи.

Физические и физико-механические свойства. К физическим свойствам почвы относятся плотность, плотность твердой фазы почвы, скважность, а также водные, воздушные и тепловые свойства.

Плотность почвы - масса единицы объема (1 см куб) сухой почвы в ее естественном состоянии. Плотность пахотного слоя грубозернистой песчаной почвы 1,8; подзолистой суглинистой 1,2; типичного чернозема 1,0. Исходя из плотности почвы, вычисляют массу пахотного слоя на 1 га. Для подзолистых суглинков он бу­дет 2,5-3 тыс. т (при глубине 20 см).

Величина плотности определяется плотностью твердой фазы почвы и зависит от ее зональных особенностей.

Плотность твердой фазы почвы - отношение массы твердой фазы (почвенных частиц) к массе того же объема воды при 4° С. Наибольшую плотность твердой фазы имеет минераль­ная почва, например песчаная с высоким содержанием кварца (2,65), у перегноя и торфа 1,6, поэтому почвы с большим количе­ством гумуса отличаются меньшей плотностью твердой фазы (так у мощного чернозема она 2,37).

Пористость, или скважность . Почва состоит из твердой фазы (почвенных комочков) и промежутков между ними, или пор. Общий объем пор в процентах по отношению ко всему объ­ему почвы называется пористостью, или скважностью, почвы. По­ры могут быть заняты водой или воздухом. Наиболее благоприя­тен в агрономическом отношении такой объем, при котором поры почвы заняты водой примерно наполовину.

Скважность различают капиллярную (объем промежутков капиллярного сечения), некапиллярную (промежутки более широ­кие, чем капилляры) и общую. Последняя в пахотном слое состав­ляет около 50%.

Физико-механические свойства почвы: связность, пластичность, .липкость, набухание и усадка имеют значение при механической обработке, так как от них зависит удельное сопротивление почвы орудиям обработки.

Для агрономической характеристики состояния почвы приме­няется термин спелость почвы. Под спелостью почвы понимают ее пригодность для механической обработки. Она зависит от состояния влажности, связности, пластичности, липкости.

Спелая почва легко обрабатывается орудиями, не прилипает к ним, не мажется, не образует глыб, а крошится при обработ­ке на мелкие комки.

Неблагоприятное сочетание перечисленных физических свойств почвы может привести к образованию почвенной корки, ухудшаю­щей условия жизни растений.

В результате систематического уплотнения почвы плугом при вспашке на одну и ту же глубину в верхней части подпахотного слоя образуется плотная прослойка почвы, так называемая плужная подошва. Для предупреждения ее возникновения следует па­хать поля на разную глубину и в разных направлениях.

Водные свойства и водный режим почв. Вода может находить­ся в почве в разных состояниях и в зависимости от этого имеет неодинаковое значение для питания растений. Различают следую­щие главные формы воды в почве.

Гравитационная вода занимает в почве крупные поры (некапиллярные), передвигается сверху вниз под собственно^ тяжестью. Это самая доступная для растений вода. Однако если она заполняет все поры, то наступает переувлажнение почвы. На песчаных почвах гравитационная вода легко уходит вглубь, в зону, недоступную для корней.

Капиллярная вода занимает капилляры почвы. По ним она продвигается от более влажного слоя к более сухому. По ме­ре испарения воды с поверхности почвы такой восходящий ток ее может иссушить почвы. Капиллярная вода вполне доступна растениям.

Гигроскопическая вода находится в почве в виде мо­лекул в поглощенном состоянии, удерживается поверхностью поч­венных частиц, почти недоступна растениям, передвигается между частицами почвы в форме пара.

Названные формы воды не являются постоянными. Вода может из одной категории переходить в другую. При переувлажнении почвы все промежутки между ее частицами заняты водой. При подсыхании почвы расходуется в первую очередь свободная (не­капиллярная) вода, а затем капиллярная. Если запасы капиллярной и некапиллярной воды исчерпаны, то растения уже почти не могут получать ее из почвы через корневую систему, так как в почве остается только вода, малодоступная растениям. Степень увлажнения почвы, при которой растения начинают завядать, от недостатка влаги, называется влажностью завядания (ÂÇ). Влажность завядания равна обычно двойной максимальной гигроскопичности на песчаных почвах она ниже 1% на супесчаных" 1-3, на суглинистых 4-10, а на глинистых 15% и выше.

Количество воды, которую почва прочно удерживает, а растения не могут использовать, составляет мертвый запас воды. обыч­но равный полуторной максимальной гигроскопичности.

В глинистых почвах, водоудерживающая способность которых очень велика, мертвый запас влаги составляет 10-15% массы почвы, а в песчаных почвах- меньше 1 %. Это значит, что при оди­наковой влажности (допустим, 20%) глинистая и песчаная почвы имеют разное количество доступной растениям воды: глинистая 5-10%, песчаная 19%.

Воду, которая содержится в почве сверхвлажности завядания (некоторые считают сверх мертвого запаса), т.е. больше двойной максимальной гигроскопичности, называют продуктивной (или доступной) влагой. Процент продуктивной влаги в почве равен приблизительно влажности почвы, выраженной в процентах, за вычетом двойной максимальной гигроскопичности.

Однако более точно количество продуктивной влаги исчислять в весовых единицах Каждый миллиметр осадков соответствует 10 т воды на 1 га.

Запас продуктивной влаги (W) вычисляют с учетом мощности и плотности каждого слоя почвы по формуле: W = 0,1 П h (B - BЗ),

где 0,1-коэффициент перевода в миллиметры водяного слоя; /7 -плотность почвы (в r на 1 см куб); h - мощность слоя почвы, для которого рассчитывается запас влаги (в см); В- влажность почвы и ВЗ- влажность завядания (в % от абсолютно сухой почвы).

Почва способна впитывать и удерживать воду, а затем отдавать ее растениям. Для получения высокого урожая необходимо, чтобы в почве всегда содержалось нужное растениям количество воды. Зерновые культуры расходуют на создание урожая 2-3 тыс. т воды на 1 га, а другие растения и больше.

В почву вода попадает прежде всего с осадками, а также из атмосферы в виде водяных паров. Наибольшее количество воды, которое может удержать (вместить) почва при заполнении всех пор, называется общей, или полной, влагоемкостью (ПВ), Она зависит от механического состава почвы, содержания в ней перегноя и от общей пористости. Например, глинистые почвы отличаются высокой влагоемкостью (60-80 г воды на 100 г почвы), а песча­ные-низкой (15-25 г). Особенно велика она в торфяных почвах. При полном насыщении торфа масса ее в несколько раз превышает массу воздушно-сухого торфа. Наиболее благоприятный для ра­стений водный режим создается в минеральных почвах при насы­щении их водой на 60-80% полной влагоемкости.

Отличают еще полевую влагоемкость. Величина полевой влагоемкости (в % массы сухой почвы) песчаных почв 3-5, супесча­ных 10-12, суглинистых и глинистых 13-22. В гумусовом горизонте чернозема она может быть 40-45%. Влажность почвы бо­лее высокую считают избыточной.

Способность почвы пропускать через себя воду носит название водопроницаемости. При плохой водопроницаемости вода осадков стекает по поверхности почвы. В то же время при очень высокой во­допроницаемости, какой, например, обладают песчаные почвы, осадки очень быстро проникают через почву и не используются растениями. Наиболее благоприятны условия для водопроницае­мости в структурных почвах.

Водный режим почвы зависит прежде всего от количества вы­падающих атмосферных осадков и от величины расхода влаги на испарение и транспирацию. Соотношение этих величин и опреде­ляет тип водного режима почвы. Он может быть промывным (от­ношение осадков к испарению больше единицы), переходным (это отношение около единицы) и непромывным (осадков меньше, чем величина испарения). Промывной тип преобладает в лесолу­говой зоне, непромывной - в степной зоне, а переходный - в ле­состепи. При близком расположении грунтовых вод возникает еще выпотной тип водного режима, а при высоком уровне грунтовых вод - застойный тип.

Воздушные и тепловые свойства почвы. В почве содержится воздух, состав которого отличается от атмосферного большим ко­личеством углекислого газа, меньшим количеством кислорода. При недостатке воздуха в почве замедляется прорастание семян, ненормально развивается корневая система, подавляется микро­биологическая деятельность.

Важно, чтобы непрерывно шел интенсивный обмен воздуха ме­жду почвой и атмосферой (аэрация), чтобы воздух, более бога­тый кислородом, поступал в почву, а бедный кислородом удалялся из нее.

Различные почвы имеют неодинаковые тепловые свойства. Поч­вы темноцветные быстрее прогреваются солнцем, чем светлоокрашенные. Почвы с меньшим содержанием воды скорее прогревают­ся весной, переувлажненные почвы медленно прогреваются и охлаждаются.

В практике земледелия имеет значение теплопроводность почв. Почвы, бедные органическим веществом, отличаются высокой теплопроводностью, а почвы с большим содержанием его, например торфяные, - низкой.

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 или 86,5 % площади суши. Общая пахотнопригодность земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км 2 .

Представления о почве, как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились в конце XIX в, благодаря В.В.Докучаеву ,- основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.

Почва состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразных фаз. Для всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов почв к нижним.

Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ. По дисперсности минеральные вещества делятся на две группы: с диаметров более 0,001 мм (обломки пород и минералов, минеральные новообразования) и менее 0,001 мм (частицы выветривания глинистых минералов, органических соединений). Полидисперсность частиц твердой части почвы обусловливает ее рыхлость. Часть объема почвы, заполненного воздухом или водой, называют пористостью почвы, которая составляет 40 – 60 %, иногда до 90 % (торф), бывает до 27,5 (суглинки).

В состав минеральной части почвы входят Si, Al, Fe, K, Na, Mg, Ca, P, S и другие химические элементы, которые, в основном, находятся в окисленном состоянии, а также в виде солей: угольной, серной, фосфорной, хлористо-водородной.

В состав органической части входят и органические вещества (преимущественно в гумусе), где содержится углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера и другие элементы. Многие элементы растворены в почвенной влаге, заполняющей часть пор, а в остальной части пор находится воздух.

Образование почв происходит на Земле с момента возникновения жизни и зависит от многих факторов.

Субстрат, на котором образуются почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы (пористость, водоудерживающая способность, рыхлость и т.д.). Они определяют водный и тепловой режим, интенсивность, перемешивания веществ, минералогический и химический составы, первоначальное содержание элементов питания, тип почвы.

Растительность – зеленые растения (основные создатели первичных органических веществ). Поглощая из атмосферы углекислоту, из почвы воду и минеральные вещества, используя энергию света, они создают органические соединения, пригодные для питания животных.

С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий органическое вещество разлагается, превращаясь в почвенный гумус. Зольные вещества наполняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал создает благоприятные условия для действия почвенной фауны и микроорганизмов (устойчивый газообмен, тепловой режим, влажность).

Животные организмы, выполняющие функцию преобразования органического вещества в почву. Сапрофаги (земляные черви и др.), питающиеся мертвыми органическими веществами, влияют на содержание гумуса, мощность этого горизонта и структуру почвы. Из наземного животного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунов и травоядные животные.

Микроорганизмы (бактерии, одноклеточные водоросли, вирусы) разлагающие сложные органические и минеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем могут использоваться самими микроорганизмами и высшими растениями.

Одни группы микроорганизмов участвуют в превращениях углеводов и жиров, другие – азотистых соединений. Бактерии, поглощающие молекулярный азот воздуха, называют азотфиксирующими. Благодаря их деятельности, атмосферный азот могут использовать (в виде нитратов) другие живые организмы. Почвенные микроорганизмы принимают участие в разрушении токсических продуктов обмена высших растений, животных и самых микроорганизмов в синтезе витаминов, необходимых для растений и почвенных животных.

Климат, влияющий на тепловой и водный режимы почвы, а значит на биологический и физико-химические почвенные процессы.

Рельеф, перераспределяющий на земной поверхности тепло и влагу.

Продолжительность процесса почвообразования для различных материков и широт составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Под влиянием человека меняются параметры и факторы почвообразования – рельефы, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация.

Основное свойство почвы – плодородие. Оно связано с качеством почв. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяются следующие процессы:

Аридизация суши – комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Эрозия почв, разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия – смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1 - 2˚. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50 % площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы ранее плодородных земель. Особое место среди почв занимают пахотные угодья, т.е. земли, обеспечивающие питание человека. По заключению ученых и специалистов, для питания одного человека следует обрабатывать не менее 0,1 га почвы. Рост численности жителей Земли напрямую связан с площадью пахотных земель, которая неуклонно сокращается. Так в РФ за последние 27 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 12,9 млн. га. Причинами этого являются нарушение и деградация почвенного покрова, отвод земель под застройку городов, поселков и промышленных предприятий.

На больших площадях происходит снижение продуктивности почв из – за уменьшения содержания гумуса, запасы которого за последние 20 лет сократились в РФ на 25 – 30 %, а ежегодные потери составляют 81,4 млн.т. Земля сегодня может прокормить 15 млрд человек. Бережное и грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальной проблемой.

Cостав почвы

Состав и свойства почвы

Cостав почвы

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.

Состав и свойства почвы

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почв, но в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов то верхних горизонтов почвы к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних и горизонтов к верхним. В твердой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместо с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, - более тонкие. Рыхлость сложения почвы обусловливают состава ее твердой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы, измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см). Основную массу почв составляет обычно мелкозем - частицы менее 1 мм

Твердые частицы в естественном залегании заполняются не весь объем почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры - промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. Суммарный объем пор называется пористостью почвы. Для большинства минеральных почв эта величина варьирует в пределах от 40 до 60%. В органогенных (торфяных) почвах она возрастает до 90%, в заболоченных, оглеенных, минеральных - уменьшается до 27%. От пористости зависят водные составы почвы (водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость) и плотность почвы. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывность меняется вследствие поступления в почву атмосферу осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также расхода влаги - почвенного стока, испарения (отсасывание корнями растений) и др.

Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и почвенный режим почвы. Чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен (особенно О2 и СО2) между почвой и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее - процессы восстановления. В порах также обитают почвенные микроорганизмы. Плотность почвы (или объемная масса) в ненарушенном сложении определяется пористостью и средней плотностью твердой фазы. Плотность минеральных почв от 1 до 1,6 г/см3, реже 1,8г/см3, заболоченных оглеенных - до 2 г/см3, торфяных - 0,1-0,2 г/см2.

С дисперсностью сопряжена большая суммарная поверхность твердых частиц: 3-5 м2/г у песчаных почв, 30-150 м2/г у супесчаных, до 300-400 м2/г у глинистых. Благодаря этому почвенные частицы, особенно коллоидная и илистая фракции, обладают поверхностной энергией, которая проявляется в поглотительной способности почвы и буферности почвы.

Минеральный состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные почвы почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Сu, Mo, I, B, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество СаСО3 (особенно если почвы образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей - СаSO4 и др. более легко растворимые соли; почвы влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Одна реакция этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста почвы, особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются почвы более богатые Al, Fe, щелочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава - Si. Во влажны тропиках на молодой коре выветривания почв значительно беднее окисями железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с почвой умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твердой части почвы незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.

В состав твердой части почвы входит органическое вещество, основная (80 - 90%) часть которого представлена сложным комплектом из гумусовых веществ, или гумуса. Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.д. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в почве содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая теоретическая структура почвы во многом определяет ее физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо - минеральные соединения представлены солями, глинисто - гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в почву.

Жидкая часть, т.е. почвенный раствор, - активный компонент почвы, осуществляющий перенос веществ внутри нее, вынос из почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания. Обычно содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.

Газовая часть или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, O2, CO2, летучие органические соединения и пр., постоянны и определяются характером множества протекающих в почве химических, биохимических процессов. Например количество СО2 в почвенном воздухе существенно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии СО2 из почвы в атмосферу и О2 в противоположном направлении.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представлений многих групп беспозвоночных животных - простейших, червей, моллюсков, насекомых и их роющих позвоночных и др. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам - важнейшим компонентам биосферы.

Химический состав почвы оказывает влияние на состояние здоровья человека через воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических элементов в почве бывает столь велик, что приводит к нарушению обмена веществ, вызывает или способствует развитию серьезных заболеваний. Так, широко распространенное заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. При высоком содержании фтора (свыше 1,2 мг/л) нередко возникают заболевания костной системы (флюароз).

Почва представляет собой сложную природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения эти соединения переходят в формы, доступные для усвоения растениями. Они частично входят в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерных круговорот химических элементов в системе "почва - растения - (животные - микроорганизмы) - почва". Этот круговорот В.Р. Вильямс назвал малым, или биологическим. Благодаря малому круговороту веществ в почве постоянно поддерживается плодородие. В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. Из - за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится малоплодородной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека. Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к повышению их плодородия, в других - к ухудшению, деградации и гибели.

Типы почв по механическому составу

В почвоведении принята классификация почв по механическому составу разработана Качинским, по которой все почвы подразделяются в зависимости от содержания в них физической глины, т.е. частиц, диаметр которых менее 0,01мм. Для каждого типа почвообразования нормы содержания физической глины не однократны.

Классификация почв по механическому составу. (Н.А. Качинский, 1965)

Механический состав почвы является важной характеристикой, необходимой для определения ценности почвы, ее плодородия, способ механические свойства почвы: влажность, водопроницаемость, порозность, воздушный и тепловой режим и др. В полевых условиях определение механического состава производится по степени пластичности - наощупь. При известном навыке почвы можно достаточно четко разделить на глинистые, суглинистые, песчаные:

Песчаные почвы - бесструктурные, не обладают связностью, сыпучи, при большом увлажнении можно скатать в шарик.

Супесчаные почвы - в сухом состоянии сыпучи, бесструктурные, во влажном состоянии легко скатываются в шар, но "шнура" или "колбаски" не образуют.

Суглинистые почвы - в сухом состоянии легко втираются в кожу, во влажном состоянии пластичными пластичны и легко раскатываются в "шнур" или "колбаску". Чем тоньше "шнур" или "колбаска", тем данная почва ближе к глине.

Глинистые - в сухом состоянии при растирании на ладони дают тонкий однородный порошок (пудру), хорошо втираются в кожу, во влажном состоянии раскатываются в длинный тонкий "шнур", легко сворачиваемый в кольцо без трещин.

Окончательное название почвы по механическому составу производится в лаборатории при помощи специального анализа, и на основании этого дается название почвы. Общий анализ почвы по механическому составу дается по данным механического анализа верхнего горизонта (0-25см). Например, чернозем южный глинистый.

Сложение почвы. Под сложением почвы понимают внешнее выражение степени и характера ее плотности. Сложение оказывает большое влияние на сопротивление почвы почвообрабатывающим орудием, но ее водопроницаемость и в значительной степени на глубину проникновения в нее корней растений.

Порозность почвы. Почвенные частички и структурные элементы, входящие в состав почвы, прилегают друг к другу не всеми своими плоскостями, а лишь отдельными точками или гранями, вследствие чего сама почва приобретает характер пористого тела, пронизанного целой системой трещин, пор ячеек, пустот. Общий объем всех воздушных пор, полостей, трещин и пр. в определенном объеме почвы называют порозностью или скважностью почвы. Суммарный объем почвенных пор составляет от 25 до 60% объема почвы.

На порозность почвы большое влияние оказывает, прежде всего, структурное строение почвы: чем почвы структурнее, тем общая порозность больше (поскольку, помимо заключенных в комках пор, эти почвы имеют промежутки, находящиеся между структурными отдельностями). Всякое разрушение почвенной структуры, могущее произойти в результате воздействия на почву природных факторов или вследствие неправильной обработки почв, ведет за собой уменьшение общей порозности почвы. Заметное влияние на порозность почв оказывает также органическое вещество почв: чем органического вещества больше, тем больше порозности (так, например, порозность песка около 30%, а торфа - около 85%). Порозность заметно меняется в зависимости от глубины почвенного слоя в верхних слоях она больше, в нижних - меньше. Объясняется это большим содержанием гумуса и лучшей структурой верхних горизонтов, большим воздействием на верхние слои почвы корней растений и роющих животных, а также меньшим давлением вышележащих слоев.

Размеры почвенных полостей различны, начиная от тончайших, так называемых капилляров, и кончая порами с диаметром 10 мм и крупнее. В связи с этим, помимо общей скважности, различают еще капиллярную и некапиллярную скважность почвы. Во всякой почве всегда есть оба вида скважности, причем преобладание того или иного вида зависит от механического и структурного состава почв.

Каждый вид скважности имеет различное значение в почвообразовательных процессах: капиллярная порозность, обычно заполненная водой, затрудняет свободный доступ воздуха в почву и продвижение атмосферной влаги из верхних горизонтов в нижние. Наличие же некапиллярной скважности устраняет эти нежелательные явления, создавая благоприятные условия как для почвообразовательных процессов, так и для развития растений.

Список использованной литературы

1. Атлас природных условий и естественных ресурсов Украинской ССР, М. 1978 г.

2. Карпачевский Л.О. Зеркало ландшафта. М., Мысль, 1983 г.

3. Ковда В.А. Основные учения о почвах. КН. 1-2, М., 1973 г.

4. Почвоведение (под ред. Ковды Б.Г., Розанова) М., Высшая школа. 1988 г.

5. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М., 1972 г.