Типы почв по механическому составу

Мелкоземом же считаются частицы менее 1 мм. Он делится на "физический песок", когда частицы от 0,05 до 1,0 мм, крупную пыль (0,05 - 0,01мм) и "физическую глину" (менее 0,01 мм). От доли "физической глины" будут зависеть физические свойства почвы, а также название, связанное с механическим составом. В случае песчаных почв доля "физической глины" не должна быть больше 10%, у супесчаных - не более 20%, в легкосуглинистых - 30%, в среднесуглинистых - 40%, а в тяжелосуглинистых - 45%. Если в почве содержание "физической глины" превышает 45%, то она будет считаться глинистой. Для земледелия почвы подразделяются на легкие и тяжелые. К первым относятся песчаные и супесчаные почвы, а ко вторым - суглинистые вместе с глинистыми.

Самыми активными считаются минимальные частицы почвенной массы, обычно их диаметр составляет тысячную долю миллиметра. Такая почва способна активно взаимодействовать с водными растворами солей, кислот, а также с корнями растений. Наиболее "тяжелые" почвы имеют около 90% таких частиц, размер которых не превышает 0,001 мм. Вот только данные почвы не всегда подходят для сельскохозяйственного использования. Помимо этого размеры частиц вместе с химическим составом зависят от плотности сложения почвы. Самая сухая почва создается при помощи удаления из нее всей влаги, исключая ту воду, которая связана в кристаллических решетках минералов.

У "тяжелых" и кислых почв наиболее высокая плотность, чаще всего она превышает 1,5 г/ см куб. Растения не могут укорениться в настолько плотной почве. А если помимо этого такая почва будет обработана гусеничной, либо колесной техникой, то плотность достигнет 1,8 - 1,9 г/см куб. В теории же плотность не может быть выше 2,0 г/см куб. Естественно, что данная почва абсолютно не подходит для растений.

У любой части почвенной толщи есть определенный объем в естественном состоянии. Если предположить, что из почвы можно вырезать кубик, имеющий стороны 10 см, то в сухом состоянии он будет содержать в себе исключительно почвенные частицы и воздух. По соотношению химических элементов и их плотности определяется масса почвенных частиц, в большинстве случаев она не больше 2,5 - 2,75 г/см куб. То есть кубический дециметр сухой почвы должен весить 2,5 - 2,75 кг, но в реальности он весит примерно 1,3 - 1,6 кг, ведь любые частицы не могут занять весь объем. Эту разницу в массе занимает воздух, который находится в поровом пространстве.

Самой важной агрофозической характеристикой почвы является объем пор, либо пористость. Данная характеристика будет зависеть от влажности почвы и механического состава. Количество влаги, находящееся в почве, зависит от структуры порового пространства. В случае крупных пор вода будет стекать свободно, оказываясь под давлением собственной тяжести. Если поры мельче, то влагу они удерживают гораздо лучше. Если взять сухой песок в пригоршню, то он рассыплется при разжимании ладони. Если же добавить влагу, то из песка можно слепить комок, вот только когда влага будет исчезать, комок также распадется. Глина же, напротив, твердая как камень, если даже пористость достаточно велика. Раскрошить ее можно только молотком, но изменения плотности не произойдет. Если глину смочить, то она станет очень мягкой и пластичной, при сжатии произойдет изменение пористости влажной минеральной массы. Произойдет слипание крупных пор, и они исчезнут. А в мелких порах происходит удержание воды с такой силой, что растениям невозможно взять ее из почвы.

Если выбирать почву по агрофизическим и водно-физическим свойствам, то наиболее оптимальной считается легкий, либо средний суглинок с плотностью 1,1 - 1,3 г/см куб. У такой почвы пористость будет примерно 45-55%.

Количество влаги, которое может удержать почва, называется наименьшей влагоемкостью почв. Вот только не стоит путать влагоемкость почвы и запасы воды в почве. У почвенной влаги есть несколько категорий:

- доступная,

- несвязанная,

- плёночная,

- рыхлосвязанная,

- гигроскопическая (прочносвязанная),

- кристаллизационная (абсолютно  прочносвязанная).

Если в почве есть только гигроскопическая вода, то для ладони такая почва будет казаться совсем сухой. В данном состоянии почва имеет свойство пылить. Идентична по ощущениям почва, у которой на стенках пор остается пленка воды после того, как растения высосали доступную влагу.

У наиболее мелких пор, сила поверхностного давления на воду чаще всего гораздо выше, чем давление сосущей силы корней, в связи с чем вода остается недоступной. В случае суглинистых почв общий объем всех форм воды составляет примерно 30 -50 % от наименьшей влагоемкости. Вся же остальная вода является запасом, который используется растениями и микроорганизмами. Возможно увеличение водоудерживающей способности почвы, в случае улучшения внутренней структуры порового пространства. Для этого добавляется глина в песчаные почвы и, наоборот, песок в глинистые. Во только заранее лучше просчитать, насколько целесообразно и выгодно такое мероприятие на вашем дачном участке.

почва гумус растительный плодородный

Почвенные коллоиды

Почва, как уже отмечалось, является сложной многофазовой системой, включающей твердую, жидкую и газообразную фазы. Кроме того, почва -- полидисперсная система, т. е. содержит разные дисперсные системы: грубодисперсные, тонкодисперсные (коллоидные) и гомогенные (растворы). В коллоидных системах отдельные частицы имеют размеры 1 -- 100 нм. Высокодисперсные системы, отдельные частицы которых имеют диаметр меньше 1 нм, относят к категории молекулярных или истинных растворов. Системы с частицами больше 100 нм называют суспензиями или эмульсиями.

Коллоидные системы состоят из дисперсионной фазы (массы коллоидных частиц) и дисперсной среды (почвенный раствор), в которой распределяются коллоидные частицы.

Почвенные коллоиды образуются в результате раздробления крупных частиц при выветривании или путем конденсации молекул или ионов. По своему происхождению и составу все почвенные коллоиды можно разделить на три группы: минеральные, органические и органо-минеральные. Минеральные коллоиды образуются в результате выветривания горных пород и минералов. Они представлены преимущественно глинистыми минералами, гидроокисями кремния SiО2*nH2О, железаFe(OH)3*nH2O, алюминия А1(0Н)3*nH2О, марганцаMn2O3*nH2O, а также некоторыми первичными минералами, раздробленными до коллоидного состояния (кварц).

Органические коллоиды образуются в процессе разложения и гумификации органических остатков. Они представлены в основном гумусовыми кислотами и их солями (гуматами, фульватами, алюможелезо-гумусовыми соединениями), а также белковой плазмой микроорганизмов, величина которых находится в интервале фракций коллоидной системы. При взаимодействии гумусовых веществ с высокодисперсными минеральными частицами образуются комплексные соединения более сложного состава -- органо-минеральные коллоиды. Чем тяжелее почва по механическому составу и чем больше в ней гумуса, тем больше в ней коллоидов. Почвы глинистые и суглинистые, содержащие значительное количество гумуса, содержат больше коллоидов, чем песчаные и супесчаные, бедные органическим веществом. Количество коллоидов в почве колеблется от 1-2 до 30-40% от массы почвы. В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды, составляющие 85-90% их общей массы.

Заключение

Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества.

Список литературы

1. Ю. В. Новиков «экология, окружающая среда и человек»; м., 1999г.

2. Л. Дотто «Планета Земля  в опасности»; м., 1988г.

3. Г. Иванов «В судьбе  природы - наша судьба»; м., 1990г.

4. А. П. Ошмарин «экология»; Ярославль, 1998г.

5. Т. В. Афанасьева «Почвы  СССР» Москва,1979г.

6. http://nedvi-jimosti.ru

7. http://www.narzem.ru/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общая схема почвообразовательного процесса

Происхождение и состав минеральной части почвы. 
Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных веществ при значительном преобладании минеральных (80-90% почвенной массы). Минеральные вещества перешли в почву из горных пород, которые слагают земную кору - верхнюю оболочку суши земного шара. Горные породы земной коры по своему происхождению подразделяются на магматические, осадочные и метаморфические. Минералы и горные породы, слагающие земную кору, представляют собой различные химические соединения - соли кислот (кремниевой, серной, фосфорной и др.), окислы (кремния, железа, алюминия и др.) и самородные элементы. В составе этих соединений содержатся элементы питания растений P, K, Ca, Mg и другие, но в труднорастворимой форме. Содержание важнейшего элемента - азота не превышает 0,03%, и встречается он лишь в осадочных породах. 
Образование почв из горных пород происходит под воздействием двух процессов, протекающих на земной поверхности, — выветривания и почвообразования. 
Выветривание - процесс разрушения и изменения горных пород и слагающих их минералов в термодинамических условиях земной поверхности. Разрушение горных пород происходит: под действием факторов атмосферы (колебание температуры, вода, ветер и др.) и биосферы (углекислый газ, организмы). В зависимости от действия преобладающих факторов различают три типа выветривания: физическое, химическое и биологическое. 
В процессе выветривания из массивной горной породы образуется рыхлая почвообразующая порода и зольные элементы питания из труднорастворимого состояния переходят в растворимые формы, доступные растениям. Но они становятся доступными и для атмосферных осадков, вымываются ими, переносятся поверхностными и грунтовыми водами с суши в моря и океаны, где полностью или частично осаждаются, участвуют в образовании осадочных горных пород. Могут пройти целые геологические эпохи, пока осадочные породы станут сушей и вновь подвергнутся выветриванию. Этот круговорот веществ, совершающийся между сушей и океаном, называют большим или геологическим круговоротом веществ. 
Почвообразовательный процесс. Начало почвообразовательного процесса - поселение растений и микроорганизмов на продуктах выветривания горных пород. Почвообразовательный процесс имеет длительную историю и связан с эволюцией растительного и животного мира на земле. Это совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще (А. А. Роде). Каждому из этих явлений противостоит другое, противоположное по своей сущности. 
Процессы, протекающие одновременно и взаимосвязанно, в результате которых из горной породы образуется новое самостоятельное природное тело - почва, следующие: 
1) разложение минералов горных пород и образование новых минералов, а также элементов зольного питания растений в доступных формах; 
2) создание органического вещества (на поверхности породы и в ее верхних слоях) , его разложение, синтез новых органо-минеральных соединений в процессе гумификации и их разрушение, аккумуляция и освобождение элементов зольного и азотного пятания; 
3) взаимодействие минеральных и органических веществ, образование органо-минеральных соединений разной степени подвижности; 
4) перемещение и осаждение в почвенной толще различных продуктов почвообразования-минеральных, органических и органо-минералъных; 
5) поступление влаги в почву и ее возврат в атмосферу (транспирация и испарение); 
6) поглощение лучистой энергии солнца почвой, ее нагревание ш излучение энергии, сопровождаемое охлаждением, и др. 
Большая часть перечисленных процессов протекает при участии живых организмов - растений н микроорганизмов. 
Корни высших растений проникают в породу на значительную глубину, охватывают большой объем породы, извлекая из ее толщи рассеянные в ней элементы зольной пищи (фосфор, калий, серу и др.) и азот (его присутствие в породе связано с биохимической деятельностью микроорганизмов). 
Зеленые растения обладают избирательной поглотительной способностью, присущей только им. Она заключается в том, что корни растений усваивают химические элементы из почвенного раствора с минимальным содержанием наиболее важных для организмов веществ в присутствии больших количеств остальных соединений. Корни растений как бы переносят элементы питания из нижних горизонтов породы в верхние. Используя углекислый газ воздуха, воду, зольные элементы, азот, лучистую энергию солнца, растения синтезируют органическое вещество. 
Наряду с созданием (синтезом) органического вещества происходит его разрушение (под воздействием микроорганизмов), образуются вновь минеральные соединения, которые становятся доступными для следующих поколений растений. Таким образом, между растениями и почвообразующими породами, а затем и почвами возникает круговорот зольных элементов и азота. В результате его действия в верхнем слое почвы происходит постепенное накопление элементов минеральной и азотной пищи растений - одного из факторов плодородия. Этот круговорот, по предложению В. Р. Вильямса, был назван малым биологическим круговоротом веществ. 
Оба круговорота в природе связаны между собой. 
Биологический круговорот развивается на фоне (траектории) геологического. Часть питательных элементов, не использованных растением, может вымываться и поступать в большой геологический круговорот, и, наоборот, растения могут перехватывать элементы из большого геологического круговорота и переводить их в малый биологический. 
В основе почвообразовательного процесса лежит малый биологический круговорот веществ. Органические остатки, которые накапливаются растениями после их отмирания, на поверхности породы или в ее верхних сдоях не полностью минерализуются, часть их в процессе гумификации превращается в гумус, который в запасе имеет все элементы питания растений. Накопление гумуса в верхних слоях и взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью породы приводят к образованию почвы. Гумус содержится только в почвах и отсутствует в почвообразующих породах 
Таким образом, сущность почвообразовательного процесса заключается в создании (синтезе) органического вещества и его разрушении, а также во взаимодействии минеральной части породы (и почвы) с продуктами разложения органических остатков и гумусовыми веществами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

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

Почвоведение — наука, занимающаяся изучением почвы.

Минеральная часть почвы[править | править исходный текст]

Шлиф почвенного агрегата под микроскопом

Минералогический состав[править | править исходный текст]

Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минералогический 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 названиепервичных. 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[править | править исходный текст]

Треугольник Ферре

Основная статья: 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, <0,002 мм), по третьей — песчаных (sand, 0,05—2 мм) и находится место пересечения отрезков. Внутри треугольник разбит на участки, каждый из которых соответствует тому или иному гранулометрическому составу почвы. Тип почвообразования при этом не учитывается.