Какво е почвата накратко? Видове почви и техните характеристики

От какво е направена почвата? Изглежда прост въпрос. Всички знаем какво е. Всеки ден се разхождаме по него, засаждаме в него растения, които ни дават реколта. Ние наторяваме почвата, изкопаваме я. Понякога можете да чуете, че земята е неплодородна. Но какво всъщност знаем за почвата? В повечето случаи, само че това е най-горният слой на земната повърхност. И това не е толкова много. Нека да разберем от какви компоненти се състои земята, какво може да бъде и как се формира.

Състав на почвата

И така, почвата е горната плодородна почва.Тя се състои от различни компоненти. В допълнение към твърдите частици, тя включва вода и въздух и дори живи организми. Всъщност последните играят решаваща роля в нейното формиране. Степента на неговата плодовитост зависи и от микроорганизмите. Като цяло почвата се състои от фази: твърда, течна, газообразна и „жива“. Нека да разгледаме какви компоненти ги образуват.

Твърдите частици включват различни минерали и химични елементи. B включва почти цялата периодична таблица, но в различни концентрации. Степента на почвеното плодородие зависи от компонента на твърдите частици. Течните компоненти се наричат ​​още почвен разтвор. Това е вода, в която се разтварят химически елементи. Има течност дори в пустинните почви, но има малки количества от нея.

И така, от какво се състои почвата, освен тези основни компоненти? Пространството между твърдите частици е запълнено с газообразни компоненти. Почвеният въздух се състои от кислород, азот, въглероден диоксид и благодарение на него протичат различни процеси в почвата, като дишане на корените на растенията и гниене. Живите организми - гъби, бактерии, безгръбначни и водорасли - активно участват в процеса на образуване на почвата и значително променят нейния състав чрез внасяне на химически елементи.

Механична структура на почвата

От какво се състои почвата вече е ясно. Но неговата структура хомогенна ли е? Не е тайна, че почвата е различна. Тя може да бъде пясъчна и глинеста или камениста. И така, почвата се състои от частици с различни размери. Структурата му може да включва огромни камъни и малки пясъчни зърна. Обикновено частиците в почвата се разделят на няколко групи: глина, тиня, пясък, чакъл. Това е важно за селското стопанство. Структурата на почвата е тази, която определя степента на усилията, които трябва да се положат за нейната обработка. Той също така определя колко добре почвата ще абсорбира влагата. Добрата почва съдържа равни проценти пясък и глина. Такава почва се нарича глинеста. Ако има малко повече пясък, тогава почвата е ронлива и лесна за обработка. Но в същото време такава почва задържа по-малко вода и минерали. Глинената почва е влажна и лепкава. Отцежда се лошо. Но в същото време съдържа най-много хранителни вещества.

Ролята на микроорганизмите в почвообразуването

Свойствата му зависят от това от какви компоненти се състои почвата. Но това не е единственото, което определя качествата му. Органичните вещества влизат в почвата от мъртвите останки на животни и растения. Това се случва благодарение на микроорганизми - сапрофити. Те играят жизненоважна роля в процесите на разлагане. Благодарение на тяхната активна дейност в почвата се натрупва т. нар. хумус. Това е тъмнокафяво вещество. Хумусът съдържа естери на мастни киселини, фенолни съединения и карбоксилни киселини. В почвата частиците от това вещество се слепват с глина. Оказва се единичен комплекс. Хумусът подобрява качеството на почвата. Повишава се способността му да задържа влага и минерали. В блатисти райони образуването на хумусна маса става много бавно. Органичните остатъци постепенно се пресоват в торф.

Процес на почвообразуване

Почвата се образува много бавно. За да настъпи пълно обновяване на минералната му част до дълбочина около 1 метър, са необходими поне 10 хиляди години. Това, от което се състои почвата, са продуктите на постоянната работа на вятъра и водата. И така, откъде идва почвата?

На първо място, това са частици от скали. Те служат като основа на почвата. Под въздействието на климатичните фактори те се разрушават и смачкват, утаявайки се на земята. Постепенно тази минерална част от почвата се заселва от микроорганизми, които, преработвайки органичните остатъци, образуват в нея хумус. Безгръбначните, които непрекъснато копаят проходи в него, го разхлабват, насърчавайки добрата аерация.

С течение на времето структурата на почвата се променя и тя става по-плодородна. Растенията също оказват влияние върху този процес. Докато растат, те променят неговия микроклимат. Човешката дейност също влияе върху образуването на почвата. Той обработва и обработва земята. И ако почвата се състои от неплодородни компоненти, тогава човек я опложда чрез въвеждане както на минерални, така и на органични торове.

по състав

Като цяло в момента няма общоприета класификация на почвите. Но все още е обичайно да се разделят според техния механичен състав на няколко групи. Това разделение е особено актуално в селското стопанство. И така, класификацията се основава на това колко глина се състои от почвата:

Рохкав пясък (по-малко от 5%);

Кохезивен пясък (5-10%);

Пясъчна глинеста почва (11-20%);

Леко глинесто (21-30%);

Средно глинесто (31-45%);

Тежка глинеста (46-60%);

Глинест (повече от 60%).

Какво означава терминът „плодородна“ почва?

От какви части се състои почвата зависи степента на нейното плодородие. Но какво прави земята такава? Съставът на почвата зависи пряко от много фактори. Това включва климата, изобилието от растения и наличието на живи организми, които живеят в него. Всичко това се отразява на химическия Степента на неговото плодородие зависи от това кои компоненти се съдържат в почвата. Минералните компоненти като калций, азот, мед, калий, магнезий и фосфор се считат за много полезни за високи добиви. Тези вещества влизат в земята по време на разлагането на органичната материя. Ако почвата е богата на минерални съединения, значи е плодородна. Растенията ще цъфтят буйно върху него. Тази почва е идеална за отглеждане на зеленчукови и овощни култури.

Почвата е горният, рохкав слой на земната кора, променен под въздействието на климатичните условия (вода, топлина, светлина, въздух), растителни и животински организми, както и под въздействието на човека. Най-важното свойство на почвата, което я отличава от основната скала, от която е образувана, е плодородието, тоест способността да произвежда реколта. Плодородието на почвата обаче не е постоянно, а постоянно се променя. Човешката дейност оказва особено влияние върху почвеното плодородие. Чрез различни методи на отглеждане, прилагане на органични и минерални торове, както и правилна напоителна система, хората могат относително бързо да променят коренно плодородието на почвата.

В зависимост от наличието на малки глинести частици и пясък в почвата, почвите се наричат ​​по едно или друго име, характеризиращо техния механичен състав. В Беларус и нечерноземната зона на Русия преобладават дерново-подзолисти и торфено-блатни почви. По механичен състав дерново-подзолистите почви се делят на песъчливи, песъчливо-глинести, глинести и глинести.

Песъчливите и песъчливо-глинестите почви имат лоши физични свойства и не задържат добре влагата. Затоплят се лесно, но и бързо губят топлина. През есента не трябва да прилагате високи дози лесно разтворими торове върху тях, тъй като значителна част от тях могат да бъдат отмити.

Плодородието на песъчливите почви може да се подобри чрез многократно прилагане на органични торове. Това увеличава кохезията и намалява извличането на хранителни вещества. По-добре е да се прилагат торове през пролетта, в малки дози, но много по-често, отколкото на глинести почви.

Обикновено, за да се повиши плодородието на такива почви, предназначените за тях торове (4 кг оборски тор или компост и 0,4 кг вар на 1 м2) се разделят на две части и едната от тях се внася през есента за оран или копаене на дълбочина 22-25 см, а друга през пролетта за копаене или култивиране на дълбочина 12-15 см. Семената се засаждат на по-голяма дълбочина, отколкото на глинести почви. Зеленчуковите култури се отглеждат без легла, картофите се засаждат на дълбочина 14-16 см. Хълмът се издига 1-2 пъти на малка височина и само след дъжд. Минералните торове върху такива почви се прилагат в оптимални количества и само заедно с органични торове, за да не се подкислява почвения разтвор. Голяма помощ при развитието на песъчливи почви може да бъде засяването на лупина за зелен тор, както и детелина за сено.

При внасяне на органични торове и достатъчно количество влага овощните растения растат и се развиват добре на песъчливи почви.
Глинените почви имат противоположни свойства на песъчливите почви. Те са силно кохезивни, слабо пропускливи за влага, затоплят се бавно и са слабо пропускливи за въздух.

За повишаване на плодородието на тежки глинести почви трябва да се внасят 3-4 кг органични торове и 200-300 г вар на квадратен метър годишно през есента или пролетта. Торовете и варовите материали се внасят в почвата чрез дълбока оран на дълбочина 22-25 см. Минералните торове се внасят през есента или пролетта в зависимост от наличието и необходимостта на отглежданата култура. Зеленчуковите култури на такива почви (глинести) се отглеждат главно в хребети. Семената се засяват на малка дълбочина. Картофите се засаждат плитко (6-8 см). Почвата се разхлабва най-малко пет пъти през лятото и растенията се заземяват най-малко два пъти. В същото време почвите стават въздухо- и водопропускливи, затоплят се добре и бързо се заселват от микроорганизми, които обогатяват почвата с хумус или почвен хумус.

Глинестите почви (глинести) имат добра структура и са богати на достъпни за растенията хранителни вещества. Подходящи са за отглеждане на всички зеленчукови култури, но със системно торене.

Определянето на механичния състав на дерново-подзолистата почва е много просто. Добавете вода към шепа пръст от горния почвен слой и разбъркайте, докато образува тесто. След това от тази маса се разточва турникет и се огъва в пръстен. Ако се напука, почвата е глинеста, ако не е глинеста. Ако тестото не се получи, почвата е песъчлива.

Торфените почви почти изцяло се състоят от полуразложена органична материя, а не от минерални частици, като дерново-подзолистите почви. Торфените почви се делят на низинни, високопланински и преходни. Низинните торфено-блатни почви се образуват в низини и около езера, в речни долини. Голямо количество минерали и вар се нанасят на тези места чрез повърхностния отток и подпочвените води. Следователно низините торфища са богати на хранителни вещества и имат неутрален или леко кисел почвен разтвор. При систематичното прилагане на фосфорно-калиеви торове такива почви могат бързо и добре да се развият и да се използват за всякакви зеленчуци, цветни култури и дори за градина.

Повдигнатите торфени блата се образуват на повишени места главно поради разлагането на сфагнови мъхове, които не изискват минерално хранене.

Те се разлагат лошо. Следователно съдържанието на пепел в такива торфища е ниско (2-4%), запасът от хранителни вещества в тях е незначителен. Торфът от високи тресавища е само добър компонент за почвата на оранжерии или други защитени почвени устройства.

Тази почва трябва да бъде внимателно изкопана, наторена с хумус, оборски тор и други органични и минерални торове и варована.

Торфено-блатните почви от преходен тип са междинни между низините и повдигнатите почви. Техните високи части са покрити със същата растителност като високопланинските торфища (сфагнови мъхове), а долните им части са покрити с растителност, типична за низинните блата. Разработването на преходни торфища и изравняване на тяхното плодородие, както и на планинските, изисква много усилия и време.



- Понятие за почва

Почвата е повърхностният слой земя на нашата планета. Това е природно образувание, което има специален състав, структура и свойства, най-значимото от които е плодородието.

Какво е?

Почвата е слой от материя, състоящ се от частици с различни размери. Те включват както големи камъни, така и фина почва (под 2 mm в диаметър). Такива частици обикновено се разделят на глина, тиня, пясък и чакъл. При формирането на екосистемите почвата е свързващо звено между факторите на живата и неживата природа.

Състои се от 4 компонента:

1. Органични вещества - около 10%. Образуват се от останки от животни и растения. Специална роля в разлагането се дава на сапрофитите. В резултат на този процес се образува хумус. Обикновено представлява черна или тъмнокафява маса, която полепва по глинестите частици. Позволява ви да запазите влагата и минералите. Състои се от карбоксилни киселини, фенолни съединения и естери на мастни киселини.

2. Минерали - приблизително 50-60%. Те се образуват при разлагането на химикали като фосфор, азот и сяра.

3. Вода - 25-35%.

4. Въздух - 15-25% от общия обем.

Последните два компонента са разположени между земните частици.

Формиране

Почвата е естествено тяло, което има сложен процес на образуване. Причинява се от пет природни фактора:

Фауна и флора;

Почвообразуващи скали.

Целият процес е доста дълъг и протича по следния начин. Ежедневните температурни колебания водят до компресия и разширяване на скалите. Неравномерността на такива промени води до постепенно унищожаване. Важна роля играе водата, която, когато попадне в пукнатини, когато замръзне, създава високо налягане и измива различни химикали от скалите. Изветрянето и дейността на живите същества също имат голямо значение в процеса на формиране.

Струва си да се отбележи, че веществата, които съставляват почвата, постоянно променят своите свойства (химични и физични). Освен това някои взаимодействат помежду си, други се движат както напречно, така и напречно, образувайки нови връзки.

Жители

Почвата е местообитание на различни организми. Най-малките са водораслите, бактериите и гъбите. Едноклетъчните организми живеят в подпочвените води. Безгръбначните животни играят важна роля в процеса на почвообразуване. Това са земни червеи, паяци, бръмбари и акари. Основата на диетата им са останките от растения и различни живи същества.

В земята живеят и гръбначни животни: къртица, къртица, мишка, гофер, мармот. Някои от тях прекарват целия си живот под земята, други просто живеят в нори. Като непрекъснато раздробяват почвата, те ускоряват смесването на органични и минерални вещества и повишават въздухо- и водопропускливостта. Те обогатяват почвата със своите отпадъчни продукти.

Класификация

На територията на Русия има няколко вида почви. Те се различават по механичен и химичен състав. За първи път ученият В.В. Докучаев в края на 19 век.

Обичайно е да се разграничават следните видове почви:

Тундра глей. Срещат се в равнини, най-често в райони с вечна замръзналост. За повишаване на почвеното плодородие на тези площи се използват различни торове.

Арктическите възникват, когато вечната замръзналост се топи. Хумусният слой тук е малък (само 1-2 см), така че растителността на такава земя е много рядка.

Подзолистите почви се срещат в горите. Тук също има малко хумус, около 2-4%. Този тип почва се нарича още кисела почва. На него растат добре гори, но земеделските култури не се вкореняват.

Сиви горски. Те се формират в условията на континентален климат. Благодарение на калция, който е част от почвата, водата не прониква дълбоко и не я разяжда. Овощните култури и зърнените култури растат добре на такава земя.

Кафяви горски почви. Те се срещат в топъл умерен климат. Разпространен в широколистни, иглолистни и смесени гори. Отглеждат непретенциозни растения - чай, тютюн, грозде. Обикновено изглеждат така: около 5 см паднали листа, следващите 20-30 см плодородна почва и след това 13-40 см глина.

Кестенови дървета могат да бъдат намерени в степи и полупустини. Химическият състав на такава земя е много разнообразен, така че се разграничават няколко подвида. Леките кестенови почви изискват обилно поливане, когато се използват в селското стопанство. Следователно най-често те съдържат пасища за животни. Пшеница, овес, ечемик и слънчоглед растат добре на тъмни кестенови дървета. Кестеновите почви бързо се възстановяват от падналите листа. При достатъчно влага те могат да дадат добра реколта.

Киселинност на почвата

Зависи от наличието на водородни йони в земята. Характеристиките му са както следва:

Текуща киселинност. Характеризира се с наличието на Н+ йони и активен водород. Измерва се в pH, средната стойност е от 3 до 7.

Възможна киселинност на почвата. Характеризира се с наличието на водородни и алуминиеви йони в абсорбирано състояние. Различават се следните подвидове: обменен и хидролитичен.

Лечение

Плодородната почва съдържа много хранителни вещества. Това са фосфор, азот, цинк, калий, магнезий, мед. До 10% от състава му е хумус.

За да се подобрят основните характеристики на почвата, високата киселинност се неутрализира и наторява. Всяка година се провеждат и сезонни обработки. Киселинността на почвата се намалява с помощта на гасена вар. В този случай е необходимо равномерно разпръскване на материала върху повърхността на земята веднъж на всеки 6-8 години.

Обработката на почвата включва следните видове:

Основен; това включва есенна оран и копаене;

Предсеитбена обработка (култивация);

Междуредие (грижа за растенията).

  • Почвознанието е науката, която се занимава с изучаване на почвата.
  • Педосферата е почвената обвивка на Земята.

Морфология

За хоризонтите е прието буквено обозначение, което позволява да се записва структурата на профила. Например за дерново-подзолиста почва: A 0 -A 0 A 1 -A 1 -A 1 A 2 -A 2 -A 2 B-BC-C .

Разграничават се следните видове хоризонти:

  • Органогенен- (постеля (A 0 , O), торфен хоризонт (T), хумусен хоризонт (A h, H), чим (A d), хумусен хоризонт (A) и др.) - характеризира се с биогенно натрупване на органична материя.
  • Елувиален- (подзолисти, остъклени, солодизирани, сегрегирани хоризонти; обозначени с буквата Е с индекси или А 2) - характеризиращи се с отстраняване на органични и/или минерални компоненти.
  • Илувиален- (B с индекси) - характеризира се с натрупване на вещества, отстранени от елувиалните хоризонти.
  • Метаморфен- (B m) - се образуват при трансформацията на минералната част на почвата на място.
  • Водородно-акумулативен- (S) - се образуват в зоната на максимално натрупване на вещества (лесно разтворими соли, гипс, карбонати, железни оксиди и др.), донесени от подземните води.
  • крави- (K) - хоризонти, циментирани от различни вещества (лесно разтворими соли, гипс, карбонати, аморфен силициев диоксид, железни оксиди и др.).
  • Глей- (G) - с преобладаващи редукционни условия.
  • Подпочва- основна скала (C), от която е образувана почвата, и подлежаща скала (D) с различен състав.

Твърда фаза на почвите

Почвата е силно дисперсна и има голяма обща площ на твърдите частици: от 3-5 m²/g за песъчливи почви до 300-400 m²/g за глинести почви. Поради дисперсността си почвата има значителна порьозност: обемът на порите може да достигне от 30% от общия обем в блатисти минерални почви до 90% в органични торфени почви. Средно тази цифра е 40-60%.

Плътността на твърдата фаза (ρ s) на минералните почви варира от 2,4 до 2,8 g/cm³, на органичните почви: 1,35-1,45 g/cm³. Плътността на почвата (ρ b) е по-ниска: съответно 0,8-1,8 g/cm³ и 0,1-0,3 g/cm³. Порьозността (порьозност, ε) е свързана с плътностите по формулата:

ε = 1 - ρ b /ρ s

Минерална част от почвата

Минералогичен състав

Около 50-60% от обема и до 90-97% от масата на почвата са минерални компоненти. Минералогичният състав на почвата се различава от състава на скалата, върху която е образувана: колкото по-стара е почвата, толкова по-силна е тази разлика.

Минералите, които са остатъчен материал по време на изветряне и образуване на почвата, се наричат първичен. В зоната на хипергенезата повечето от тях са нестабилни и се унищожават с една или друга скорост. Оливините, амфиболите, пироксените и нефелините са сред първите унищожени. По-стабилни са фелдшпатите, които съставляват до 10-15% от масата на твърдата фаза на почвата. Най-често те са представени от относително големи пясъчни частици. Епидот, кистен, гранат, ставролит, циркон и турмалин се отличават с висока устойчивост. Тяхното съдържание обикновено е незначително, но позволява да се прецени произходът на основната скала и времето на образуване на почвата. Кварцът има най-голяма стабилност, която издържа в продължение на няколко милиона години. Поради това при продължително и интензивно изветряне, съпроводено с изнасяне на продуктите от разрушаване на минералите, се получава относително натрупване.

Почвата се характеризира с високо съдържание вторични минерали, образувани в резултат на дълбока химична трансформация на първични, или синтезирани директно в почвата. Сред тях особено важна е ролята на глинестите минерали - каолинит, монтморилонит, халоазит, серпентин и редица други. Те имат високи сорбционни свойства, голям капацитет за катионен и анионен обмен, способност за набъбване и задържане на вода, лепкавост и др. Тези свойства до голяма степен определят поглъщателната способност на почвите, нейната структура и в крайна сметка плодородието.

Високо съдържание на минерални оксиди и хидроксиди на желязото (лимонит, хематит), манган (вернадит, пиролузит, манганит), алуминий (гиббзит) и др., които също оказват голямо влияние върху свойствата на почвата – участват в структурообразуването , почвен абсорбционен комплекс (особено в силно изветрени тропически почви) участват в редокс процесите. Карбонатите играят основна роля в почвите (калцит, арагонит, вижте карбонатно-калциевото равновесие в почвите). В сухите райони в почвата често се натрупват лесно разтворими соли (натриев хлорид, натриев карбонат и др.), които засягат целия ход на почвообразуващия процес.

Класиране

Почвите могат да съдържат частици с диаметър по-малък от 0,001 mm или повече от няколко сантиметра. По-малък диаметър на частиците означава по-голяма специфична повърхност, а това от своя страна означава по-голям капацитет за обмен на катиони, капацитет за задържане на вода, по-добро агрегиране, но по-малка порьозност. Тежките (глинести) почви могат да имат проблеми с въздушното съдържание, докато леките (песъчливите) почви може да имат проблеми с водния режим.

За подробен анализ цялата възможна гама от размери е разделена на секции, наречени фракции. Няма единна класификация на частиците. В руското почвознание е възприета скалата на N.A. Kachinsky. Характеристиките на гранулометричния (механичен) състав на почвата са дадени въз основа на съдържанието на фракцията на физическа глина (частици по-малки от 0,01 mm) и физически пясък (повече от 0,01 mm), като се вземе предвид типът на образуването на почвата.

Определянето на механичния състав на почвата с помощта на триъгълника на Ферет също се използва широко в света: от едната страна се отлага част от тинести почви ( безшумен, 0,002-0,05 mm) частици, втората - глина ( глина, <0,002 мм), по третьей - песчаных (пясък, 0,05-2 mm) и се намира пресечната точка на сегментите. Вътре триъгълникът е разделен на участъци, всеки от които съответства на един или друг гранулометричен състав на почвата. Видът на почвообразуването не се взема предвид.

Органична част от почвата

Почвата съдържа малко органични вещества. В органичните (торфени) почви той може да преобладава, но в повечето минерални почви количеството му не надвишава няколко процента в горните хоризонти.

Съставът на почвената органична материя включва както растителни и животински останки, които не са загубили характеристиките на анатомичната си структура, така и отделни химични съединения, наречени хумус. Последният съдържа както неспецифични вещества с известна структура (липиди, въглехидрати, лигнин, флавоноиди, пигменти, восък, смоли и др.), Съставляващи до 10-15% от общия хумус, така и специфични хуминови киселини, образувани от тях в почва.

Хуминовите киселини нямат определена формула и представляват цял ​​клас високомолекулни съединения. В съветското и руското почвознание те традиционно се разделят на хуминови и фулвинови киселини.

Елементарен състав на хуминови киселини (тегловни): 46-62% С, 3-6% N, 3-5% Н, 32-38% О. Състав на фулви киселини: 36-44% С, 3-4,5% N , 3-5% H, 45-50% O. И двете съединения съдържат също сяра (0,1 до 1,2%), фосфор (стотни и десети от процента). Молекулните маси за хуминови киселини са 20-80 kDa (минимум 5 kDa, максимум 650 kDa), за фулви киселини 4-15 kDa. Фулвиновите киселини са по-подвижни и разтворими в целия диапазон (хуминовите киселини се утаяват в кисела среда). Въглеродното съотношение на хуминови и фулвинови киселини (CHA/CFA) е важен индикатор за хумусното състояние на почвите.

Молекулата на хуминовите киселини има ядро, състоящо се от ароматни пръстени, включително азотсъдържащи хетероцикли. Пръстените са свързани чрез „мостове“ с двойни връзки, създавайки разширени вериги на конюгиране, които причиняват тъмния цвят на веществото. Ядрото е заобиколено от периферни алифатни вериги, включително въглеводородни и полипептидни типове. Веригите носят различни функционални групи (хидроксилни, карбонилни, карбоксилни, аминогрупи и др.), което е причината за високата абсорбционна способност - 180-500 mEq/100 g.

Много по-малко се знае за структурата на фулвиновите киселини. Имат еднакъв състав на функционални групи, но по-висока абсорбционна способност - до 670 mEq/100 g.

Механизмът на образуване на хуминови киселини (хумификация) не е напълно проучен. Според хипотезата за кондензация (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) тези вещества се синтезират от нискомолекулни органични съединения. Според хипотезата на Л. Н. Александрова, хуминовите киселини се образуват чрез взаимодействие на високомолекулни съединения (протеини, биополимери), след което постепенно се окисляват и разпадат. И според двете хипотези в тези процеси участват ензими, образувани главно от микроорганизми. Съществува предположение за чисто биогенния произход на хуминовите киселини. По много свойства те приличат на тъмно оцветени пигменти на гъби.

Структура на почвата

Структурата на почвата влияе върху проникването на въздух до корените на растенията, задържането на влага и развитието на микробната общност. В зависимост само от размера на агрегатите, добивът може да варира с порядък. Оптималната структура за развитие на растенията е тази, в която преобладават агрегати с размери от 0,25 до 7-10 mm (агрономически ценна структура). Важно свойство на конструкцията е нейната здравина, особено водоустойчивостта.

Преобладаващата форма на агрегатите е важен диагностичен признак на почвата. Съществуват кръгло-кубовидни (зърнести, бучки, блокови, прашни), призмообразни (колона, призма, призматична) и пластиновидни (плочести, люспести) структури, както и редица преходни форми и градации в размерите . Първият тип е характерен за горните хумусни хоризонти и причинява по-голяма порьозност, вторият - за илувиалните, метаморфни хоризонти, третият - за елувиалните.

Новообразувания и включвания

Новообразувания- натрупвания на вещества, образувани в почвата при нейното образуване.

Широко разпространени са нови образувания на желязо и манган, чиято миграционна способност зависи от редокс потенциала и се контролира от организми, особено от бактерии. Те са представени от конкреции, тръби по корените, кори и др. В някои случаи се наблюдава циментиране на почвената маса с железен материал. В почвите, особено в сухите и полусухите райони, варовиковите новообразувания са често срещани: отлагания, ефлоресценции, псевдомицелий, нодули, образувания на кора. Новите образувания от гипс, също характерни за сухите райони, са представени от плаки, друзи, гипсови рози и кори. Има нови образувания от лесно разтворими соли, силициев диоксид (прах в елувиално-илувиални диференцирани почви, опалови и халцедонови слоеве и кори, тръби), глинести минерали (кутани - отлагания и кори, образувани по време на илувиалния процес), често заедно с хумус.

ДА СЕ включваниявключват всякакви обекти, намиращи се в почвата, но несвързани с процесите на почвообразуване (археологически находки, кости, черупки на мекотели и протозои, скални фрагменти, боклук). Класификацията на копролитите, червеевите дупки, къртичините и други биогенни образувания като включвания или нови образувания е двусмислена.

Течна фаза на почвите

Състояние на водата в почвата

В почвата има разлика между свързана и свободна вода. Първите почвени частици се държат толкова здраво, че не могат да се движат под въздействието на гравитацията, а свободната вода е подчинена на закона за гравитацията. Свързаната вода от своя страна се дели на химически и физически свързана.

  • Елементи на природната среда: почвообразуващи скали, климат, живи и мъртви организми, възраст и терен,
  • както и антропогенни дейности, които оказват значително влияние върху почвообразуването.

Първично почвообразуване

Руското почвознание представя концепцията, че всяка субстратна система, която осигурява растежа и развитието на растенията „от семе до семе“, е почвата. Тази идея е спорна, тъй като отрича принципа на Докучаев за историчност, който предполага определена зрялост на почвите и разделянето на профила на генетични хоризонти, но е полезна за разбирането на общата концепция за развитие на почвата.

Ембрионалното състояние на почвения профил преди появата на първите признаци на хоризонтите може да се определи с термина „начални почви”. Съответно се разграничава „началният етап на почвообразуване“ - от почвата „според Вески“ до момента, в който се появи забележима диференциация на профила в хоризонти и ще бъде възможно да се предвиди класификационният статус на почвата. Предлага се терминът „млади почви“ да се присвои на етапа на „младо почвообразуване“ - от появата на първите признаци на хоризонти до момента, когато генетичният (по-точно морфологично-аналитичен) вид е достатъчно изразен за диагноза и класификация от обща гледна точка на почвознанието.

Генетичните характеристики могат да бъдат дадени преди профилът да достигне зрялост, с разбираем дял от прогностичен риск, например „първоначални тревни почви“; “млади проподзолисти почви”, “млади карбонатни почви”. С този подход номенклатурните трудности се решават естествено, въз основа на общите принципи на почвено-екологичното прогнозиране в съответствие с формулата на Докучаев - Йени(представяне на почвата като функция на почвообразуващите фактори: S = f(cl, o, r, p, t...)).

Антропогенно почвообразуване

В научната литература е утвърдено обобщеното наименование „техногенни ландшафти” за земи след минни и други нарушения на почвената покривка, а изучаването на почвообразуването в тези ландшафти се оформя като „мелиоративно почвознание”. Беше предложен и терминът „техноземи“, който по същество представлява опит за комбиниране на традицията на Докучаевски за „техноземи“ с техногенни ландшафти.

Отбелязва се, че е по-логично да се прилага терминът „технозем“ за онези почви, които са специално създадени в процеса на минна технология чрез изравняване на повърхността и изсипване на специално отстранени хумусни хоризонти или потенциално плодородни почви (льос). Използването на този термин за генетично почвознание едва ли е оправдано, тъй като крайният, кулминационен продукт на образуването на почвата няма да бъде нова „почва“, а зонална почва, например дерново-подзолиста или дерново-глеева.

За техногенно нарушени почви беше предложено да се използват термините „първоначални почви“ (от „нулевия момент“ до появата на хоризонти) и „млади почви“ (от появата до развитието на диагностични признаци на зрели почви), показващи основната характеристика на такива почвени образувания - времевите етапи на тяхната еволюция от недиференцирани скали до зонални почви.

Класификация на почвата

Няма единна общоприета класификация на почвите. Наред с международната (FAO Soil Classification и WRB, която я замени през 1998 г.), много страни по света имат национални системи за класификация на почвите, често базирани на коренно различни подходи.

В Русия до 2004 г. специална комисия, ръководена от Л. Л. Шишов, подготви нова класификация на почвите, която е развитие на класификацията от 1997 г. Въпреки това руските почвоведи продължават активно да използват класификацията на почвите на СССР от 1977 г.

Сред отличителните черти на новата класификация е отказът от използване на факторно-екологични и режимни параметри за диагностика, които са трудни за диагностициране и често се определят чисто субективно от изследователя, фокусирайки вниманието върху почвения профил и неговите морфологични особености. Редица изследователи виждат в това отклонение от генетичното почвознание, което поставя основния акцент върху произхода на почвите и процесите на почвообразуване. Класификацията от 2004 г. въвежда формални критерии за причисляване на почвата към определен таксон и използва концепцията за диагностичен хоризонт, възприета в международната и американската класификации. За разлика от WRB и Американската таксономия на почвите, в руската класификация хоризонтите и характеристиките не са еквивалентни, а са строго подредени според таксономичното значение. Безспорно важно нововъведение в класификацията от 2004 г. е включването на антропогенно трансформирани почви.

Американската школа на почвените учени използва класификацията на таксономията на почвата, която е широко разпространена и в други страни. Неговата характерна черта е задълбочената разработка на формалните критерии за причисляване на почвите към определен таксон. Използват се имена на почви, съставени от латински и гръцки корени. Класификационната схема традиционно включва почвени серии - групи от почви, които се различават само по гранулометричен състав и имат индивидуално име - описанието на което започва, когато Бюрото за почви картографира територията на Съединените щати в началото на 20 век.

Класификацията на почвите е система за разделяне на почвите по произход и (или) свойства.

  • Типът почва е основната класификационна единица, характеризираща се с общност на свойствата, определени от режимите и процесите на почвообразуване, и единна система от основни генетични хоризонти.
    • Почвен подтип е класификационна единица в рамките на тип, характеризираща се с качествени различия в системата от генетични хоризонти и в проявата на припокриващи се процеси, характеризиращи прехода към друг тип.
      • Родът на почвата е класификационна единица в рамките на подтип, определена от характеристиките на състава на почвопоглъщащия комплекс, характера на солния профил и основните форми на новообразувания.
        • Типът почва е класификационна единица в рамките на род, различаваща се количествено по степента на изразеност на почвообразуващите процеси, които определят типа, подтипа и рода на почвите.
          • Почвеният сорт е класификационна единица, която отчита разделянето на почвите според гранулометричния състав на целия почвен профил.
            • Категорията на почвата е класификационна единица, която групира почвите според естеството на почвообразуващите и подлежащите скали.

Модели на разпространение

Климатът като фактор за географското разпределение на почвите

Климатът - един от най-важните фактори в почвообразуването и географското разпространение на почвите - до голяма степен се определя от космическите фактори (количеството енергия, получено от земната повърхност от Слънцето). Проявата на най-общите закони на географията на почвата е свързана с климата. Той засяга почвообразуването както пряко, като определя енергийното ниво и хидротермичния режим на почвите, така и косвено, като влияе върху други фактори на почвообразуването (растителност, жизнена дейност на организми, почвообразуващи скали и др.).

Прякото влияние на климата върху географията на почвата се проявява в различни видове хидротермични условия на почвообразуване. Топлинният и водният режим на почвата влияят върху характера и интензивността на всички физични, химични и биологични процеси, протичащи в почвата. Те регулират процесите на физическо изветряне на скалите, интензивността на химичните реакции, концентрацията на почвения разтвор, съотношението на твърдите и течните фази и разтворимостта на газовете. Хидротермалните условия влияят върху интензивността на биохимичната активност на бактериите, скоростта на разлагане на органичните остатъци, жизнената активност на организмите и други фактори, следователно в различни региони на страната с различни топлинни условия, скоростта на изветряне и образуване на почвата, мощност

За хоризонтите е прието буквено обозначение, което позволява да се записва структурата на профила. Например за дерново-подзолиста почва: A 0 -A 0 A 1 -A 1 -A 1 A 2 -A 2 -A 2 B-BC-C .

Разграничават се следните видове хоризонти:

  • Органогенен- (постеля (A 0, O), торфен хоризонт (T), хумусен хоризонт (A h, H), чим (A d), хумусен хоризонт (A) и др.) - характеризира се с биогенно натрупване на органично вещество.
  • Елувиален- (подзолисти, остъклени, солодизирани, сегрегирани хоризонти; обозначени с буквата Е с индекси или А 2) - характеризиращи се с отстраняване на органични и/или минерални компоненти.
  • Илувиален- (B с индекси) - характеризира се с натрупване на вещества, отстранени от елувиалните хоризонти.
  • Метаморфен- (B m) - се образуват при трансформацията на минералната част на почвата на място.
  • Водородно-акумулативен- (S) - се образуват в зоната на максимално натрупване на вещества (лесно разтворими соли, гипс, карбонати, железни оксиди и др.), донесени от подземните води.
  • крави- (K) - хоризонти, циментирани от различни вещества (лесно разтворими соли, гипс, карбонати, аморфен силициев диоксид, железни оксиди и др.).
  • Глей- (G) - с преобладаващи редукционни условия.
  • Подпочва- основната скала (C), от която е образувана почвата, и подлежащата скала (D) с различен състав.

Твърда фаза на почвите

Почвата е силно дисперсна и има голяма обща площ на твърдите частици: от 3-5 m²/g за песъчливи почви до 300-400 m²/g за глинести почви. Поради дисперсността си почвата има значителна порьозност: обемът на порите може да достигне от 30% от общия обем в блатисти минерални почви до 90% в органични торфени почви. Средно тази цифра е 40-60%.

Плътността на твърдата фаза (ρ s) на минералните почви варира от 2,4 до 2,8 g/cm³, на органичните почви: 1,35-1,45 g/cm³. Плътността на почвата (ρ b) е по-ниска: съответно 0,8-1,8 g/cm³ и 0,1-0,3 g/cm³. Порьозността (порьозност, ε) е свързана с плътностите по формулата:

ε = 1 - ρ b /ρ s

Минерална част от почвата

Минерален състав

Около 50-60% от обема и до 90-97% от масата на почвата са минерални компоненти. Минералният състав на почвата се различава от състава на скалата, върху която е образувана: колкото по-стара е почвата, толкова по-силна е тази разлика.

Минералите, които са остатъчен материал по време на изветряне и образуване на почвата, се наричат първичен. В зоната на хипергенезата повечето от тях са нестабилни и се унищожават с една или друга скорост. Оливините, амфиболите, пироксените и нефелините са сред първите унищожени. По-стабилни са фелдшпатите, които съставляват до 10-15% от масата на твърдата фаза на почвата. Най-често те са представени от относително големи пясъчни частици. Епидот, кистен, гранат, ставролит, циркон и турмалин се отличават с висока устойчивост. Тяхното съдържание обикновено е незначително, но позволява да се прецени произходът на основната скала и времето на образуване на почвата. Кварцът има най-голяма стабилност, която издържа в продължение на няколко милиона години. Поради това при продължително и интензивно изветряне, съпроводено с изнасяне на продуктите от разрушаване на минералите, се получава относително натрупване.

Почвата се характеризира с високо съдържание вторични минерали, образувани в резултат на дълбока химична трансформация на първични, или синтезирани директно в почвата. Сред тях особено важна е ролята на глинестите минерали - каолинит, монтморилонит, халоазит, серпентин и редица други. Те имат високи сорбционни свойства, голям капацитет за катионен и анионен обмен, способност за набъбване и задържане на вода, лепкавост и др. Тези свойства до голяма степен определят поглъщателната способност на почвите, нейната структура и в крайна сметка плодородието.

Има високо съдържание на минерални оксиди и хидроксиди на желязото (лимонит, хематит), манган (вернадит, пиролузит, манганит), алуминий (гиббзит) и др., които също оказват голямо влияние върху свойствата на почвата – участват в образуването от структурата, почвеният абсорбционен комплекс (особено в силно изветрените тропически почви) участва в окислително-възстановителните процеси. Карбонатите играят основна роля в почвите (калцит, арагонит, вижте карбонатно-калциевото равновесие в почвите). В сухите райони в почвата често се натрупват лесно разтворими соли (натриев хлорид, натриев карбонат и др.), които засягат целия ход на почвообразуващия процес.

Класиране

Триъгълник на пор

Почвите могат да съдържат частици с диаметър по-малък от 0,001 mm или повече от няколко сантиметра. По-малък диаметър на частиците означава по-голяма специфична повърхност, а това от своя страна означава по-големи стойности на катионен обменен капацитет, водозадържащ капацитет, по-добра агрегация, но по-малка порьозност. Тежките (глинести) почви могат да имат проблеми с въздушното съдържание, докато леките (песъчливите) почви може да имат проблеми с водния режим.

За подробен анализ цялата възможна гама от размери е разделена на секции, наречени фракции. Няма единна класификация на частиците. В руското почвознание е възприета скалата на N.A. Kachinsky. Характеристиките на гранулометричния (механичен) състав на почвата са дадени въз основа на съдържанието на фракцията на физическа глина (частици по-малки от 0,01 mm) и физически пясък (повече от 0,01 mm), като се вземе предвид типът на образуването на почвата.

Определянето на механичния състав на почвата с помощта на триъгълника на Ферет също се използва широко в света: от едната страна се отлага част от тинести почви ( безшумен, 0,002-0,05 mm) частици, втората - глина ( глина, <0,002 мм), по третьей - песчаных (пясък, 0,05-2 mm) и се намира пресечната точка на сегментите. Вътре триъгълникът е разделен на участъци, всеки от които съответства на един или друг гранулометричен състав на почвата. Видът на почвообразуването не се взема предвид.

Органична част от почвата

Почвата съдържа малко органични вещества. В органичните (торфени) почви той може да преобладава, но в повечето минерални почви количеството му не надвишава няколко процента в горните хоризонти.

Съставът на почвената органична материя включва както растителни и животински останки, които не са загубили характеристиките на анатомичната си структура, така и отделни химични съединения, наречени хумус. Последният съдържа както неспецифични вещества с известна структура (липиди, въглехидрати, лигнин, флавоноиди, пигменти, восък, смоли и др.), Съставляващи до 10-15% от общия хумус, така и специфични хуминови киселини, образувани от тях в почва.

Хуминовите киселини нямат определена формула и представляват цял ​​клас високомолекулни съединения. В съветското и руското почвознание те традиционно се разделят на хуминови и фулвинови киселини.

Елементарен състав на хуминови киселини (тегловни): 46-62% С, 3-6% N, 3-5% Н, 32-38% О. Състав на фулви киселини: 36-44% С, 3-4,5% N , 3-5% H, 45-50% O. И двете съединения съдържат също сяра (0,1 до 1,2%), фосфор (стотни и десети от процента). Молекулните маси за хуминови киселини са 20-80 kDa (минимум 5 kDa, максимум 650 kDa), за фулви киселини 4-15 kDa. Фулвиновите киселини са по-подвижни и разтворими в целия диапазон (хуминовите киселини се утаяват в кисела среда). Въглеродното съотношение на хуминови и фулвинови киселини (CHA/CFA) е важен индикатор за хумусното състояние на почвите.

Молекулата на хуминовите киселини има ядро, състоящо се от ароматни пръстени, включително азотсъдържащи хетероцикли. Пръстените са свързани чрез „мостове“ с двойни връзки, създавайки разширени вериги на конюгиране, които причиняват тъмния цвят на веществото. Ядрото е заобиколено от периферни алифатни вериги, включително въглеводородни и полипептидни типове. Веригите носят различни функционални групи (хидроксилни, карбонилни, карбоксилни, аминогрупи и др.), което е причината за високата абсорбционна способност - 180-500 mEq/100 g.

Много по-малко се знае за структурата на фулвиновите киселини. Имат еднакъв състав на функционални групи, но по-висока абсорбционна способност - до 670 mEq/100 g.

Механизмът на образуване на хуминови киселини (хумификация) не е напълно проучен. Според хипотезата за кондензация (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) тези вещества се синтезират от нискомолекулни органични съединения. Според хипотезата на Л. Н. Александрова, хуминовите киселини се образуват чрез взаимодействие на високомолекулни съединения (протеини, биополимери), след което постепенно се окисляват и разпадат. И според двете хипотези в тези процеси участват ензими, образувани главно от микроорганизми. Съществува предположение за чисто биогенния произход на хуминовите киселини. По много свойства те приличат на тъмно оцветени пигменти на гъби.

Структура на почвата

Структурата на почвата влияе върху проникването на въздух до корените на растенията, задържането на влага и развитието на микробната общност. В зависимост само от размера на агрегатите, добивът може да варира с порядък. Оптималната структура за развитие на растенията е тази, в която преобладават агрегати с размери от 0,25 до 7-10 mm (агрономически ценна структура). Важно свойство на конструкцията е нейната здравина, особено водоустойчивостта.

Преобладаващата форма на агрегатите е важен диагностичен признак на почвата. Съществуват кръгло-кубовидни (зърнести, бучки, блокови, прашни), призмообразни (колона, призма, призматична) и пластиновидни (плочести, люспести) структури, както и редица преходни форми и градации в размерите . Първият тип е характерен за горните хумусни хоризонти и причинява по-голяма порьозност, вторият - за илувиалните, метаморфни хоризонти, третият - за елувиалните.

Новообразувания и включвания

Основна статия: Почвени новообразувания

Новообразувания- натрупвания на вещества, образувани в почвата при нейното образуване.

Широко разпространени са новообразувания на желязо и манган, чиято миграционна способност зависи от редокс потенциала и се контролира от организми, особено от бактерии. Те са представени от конкреции, тръби по корените, кори и др. В някои случаи се наблюдава циментиране на почвената маса с железен материал. В почвите, особено в сухите и полусухите райони, варовиковите новообразувания са често срещани: отлагания, ефлоресценции, псевдомицелий, нодули, образувания на кора. Новите образувания от гипс, също характерни за сухите райони, са представени от плаки, друзи, гипсови рози и кори. Има нови образувания от лесно разтворими соли, силициев диоксид (прах в елувиално-илувиални диференцирани почви, опалови и халцедонови слоеве и кори, тръби), глинести минерали (кутани - отлагания и кори, образувани по време на илувиалния процес), често заедно с хумус.

ДА СЕ включваниявключват всякакви обекти, намиращи се в почвата, но несвързани с процесите на почвообразуване (археологически находки, кости, черупки на мекотели и протозои, скални фрагменти, боклук). Класификацията на копролитите, червеевите дупки, къртичините и други биогенни образувания като включвания или нови образувания е двусмислена.

Течна фаза на почвите

Състояние на водата в почвата

В почвата има разлика между свързана и свободна вода. Първите почвени частици се държат толкова здраво, че не могат да се движат под въздействието на гравитацията, а свободната вода е подчинена на закона за гравитацията. Свързаната вода от своя страна се дели на химически и физически свързана.

Химически свързаната вода е част от някои минерали. Тази вода е конституционна, кристализираща и хидратираща. Химически свързаната вода може да бъде отстранена само чрез нагряване, а някои форми (конституционална вода) могат да бъдат отстранени чрез калциниране на минерали. В резултат на освобождаването на химически свързана вода свойствата на тялото се променят толкова много, че можем да говорим за преход в нов минерал.

Почвата задържа физически свързаната вода чрез силите на повърхностната енергия. Тъй като стойността на повърхностната енергия се увеличава с увеличаване на общата повърхност на частиците, съдържанието на физически свързана вода зависи от размера на частиците, съставляващи почвата. Частиците с диаметър над 2 mm не съдържат физически свързана вода; Само частици с диаметър по-малък от определения имат тази способност. За частици с диаметър от 2 до 0,01 mm способността за задържане на физически свързана вода е слабо изразена. Той се увеличава при преминаване към частици с размери по-малки от 0,01 mm и е най-силно изразен при червените колоидни и особено колоидните частици. Способността за задържане на физически свързана вода зависи не само от размера на частиците. Формата на частиците и техният химичен и минералогичен състав оказват известно влияние. Хумусът и торфът имат повишена способност да задържат физически свързана вода. Частицата задържа следващите слоеве от водни молекули с все по-малка сила. Това е слабо свързана вода. Докато частицата се отдалечава от повърхността, нейното привличане към водните молекули постепенно отслабва. Водата става безплатна.

Първите слоеве водни молекули, т.е. хигроскопичната вода и частиците на почвата се привличат с огромна сила, измерена в хиляди атмосфери. Под такова високо налягане молекулите на плътно свързаната вода са много близо една до друга, което променя много от свойствата на водата. Тя придобива качествата на твърдо тяло.Почвата задържа слабосвързана вода с по-малка сила, нейните свойства не се различават толкова рязко от свободната вода. Въпреки това силата на привличане все още е толкова голяма, че тази вода не се подчинява на силата на гравитацията и се различава от свободната вода по редица физични свойства.

Капилярната порьозност определя абсорбцията и задържането в суспендирано състояние на влагата, донесена от валежите. Проникването на влага през капилярни пори дълбоко в почвата е изключително бавно. Водопропускливостта на почвата се определя главно от некапилярната порьозност. Диаметърът на тези пори е толкова голям, че влагата не може да се задържи в тях и свободно прониква дълбоко в почвата.

Когато влагата навлезе в повърхността на почвата, почвата първо се насища с вода до състояние на капацитет на полевата влага, а след това се извършва филтриране през наситените с вода слоеве през некапилярни кладенци. През пукнатини, проходи от земеловка и други големи кладенци водата може да проникне дълбоко в почвата, преди да се насити с вода до стойността на капацитета на полевата влага.

Колкото по-висока е некапилярната порьозност, толкова по-висока е водопропускливостта на почвата.

В почвите, освен вертикална филтрация, има хоризонтално вътрепочвено движение на влага. Влагата, влизаща в почвата, срещайки по пътя си слой с намалена водопропускливост, се движи вътре в почвата над този слой в съответствие с посоката на неговия наклон.

Взаимодействие с твърда фаза

Основна статия: Комплекс за усвояване на почвата

Почвата може да задържа постъпващите в нея вещества чрез различни механизми (механична филтрация, адсорбция на малки частици, образуване на неразтворими съединения, биологична абсорбция), най-важният от които е йонообменът между почвения разтвор и повърхността на твърдата фаза на почвата. почва. Твърдата фаза, дължаща се на чипсовете на кристалната решетка на минералите, изоморфните замествания, наличието на карбоксил и редица други функционални групи в състава на органичната материя, е предимно отрицателно заредена, поради което капацитетът на катионен обмен на почвата е най-висок произнесе. Въпреки това, положителни заряди, причиняващи анионен обмен, също присъстват в почвата.

Целият набор от почвени компоненти, които имат йонообменна способност, се нарича почвен абсорбционен комплекс (SAC). Йоните, включени в PPC, се наричат ​​обменни или абсорбирани. Характеристика на CEC е капацитетът за обмен на катиони (CEC) - общият брой на обменните катиони от същия вид, задържани от почвата в стандартно състояние - както и сумата на обменните катиони, която характеризира естественото състояние на почвата и не винаги съвпада с ЦИК.

Отношенията между обменните катиони на PPC не съвпадат с отношенията между същите катиони в почвения разтвор, т.е. йонообменът се извършва избирателно. Катиони с по-висок заряд се абсорбират преференциално и ако са равни, с по-висока атомна маса, въпреки че свойствата на PPC компонентите могат донякъде да нарушат този модел. Например, монтморилонитът абсорбира повече калий, отколкото водородните протони, докато каолинитът прави обратното.

Обменните катиони са един от преките източници на минерално хранене за растенията; съставът на PPC влияе върху образуването на органоминерални съединения, структурата на почвата и нейната киселинност.

Киселинност на почвата

Почвен въздух.

Почвеният въздух се състои от смес от различни газове:

  1. кислород, който влиза в почвата от атмосферния въздух; съдържанието му може да варира в зависимост от свойствата на самата почва (нейната рохкавост, например), от броя на организмите, които използват кислород за дишане и метаболитни процеси;
  2. въглероден диоксид, който се образува в резултат на дишането на почвените организми, тоест в резултат на окисляването на органични вещества;
  3. метан и неговите хомолози (пропан, бутан), които се образуват в резултат на разпадането на по-дълги въглеводородни вериги;
  4. водород;
  5. водороден сулфид;
  6. азот; азотът е по-вероятно да се образува под формата на по-сложни съединения (например урея)

И това не са всички газообразни вещества, които изграждат почвения въздух. Неговият химичен и количествен състав зависи от съдържащите се в почвата организми, съдържанието на хранителни вещества в нея, климатичните условия на почвата и др.

Живи организми в почвата

Почвата е местообитание за много организми. Съществата, които живеят в почвата, се наричат ​​педобионти. Най-малките от тях са бактерии, водорасли, гъбички и едноклетъчни организми, които живеят в почвените води. В един m³ могат да живеят до 10¹⁴ организми. Безгръбначни животни като акари, паяци, бръмбари, пролетни опашки и земни червеи живеят в почвения въздух. Хранят се с растителни остатъци, мицел и други организми. Гръбначните също живеят в почвата, едно от тях е къртицата. Много добре е приспособено да живее в напълно тъмна почва, поради което е глухо и почти сляпо.

Хетерогенността на почвата води до факта, че за организми с различни размери тя действа като различна среда.

  • За малките почвени животни, които се наричат ​​общо нанофауна (протозои, ротифери, тардигради, нематоди и др.), почвата е система от микрорезервоари.
  • За малко по-големите животни, които дишат въздух, почвата изглежда като система от малки пещери. Такива животни се наричат ​​общо микрофауна. Размерите на представителите на почвената микрофауна варират от десети до 2-3 mm. Тази група включва главно членестоноги: многобройни групи акари, първични безкрили насекоми (колемболи, протуруси, двуопашати насекоми), малки видове крилати насекоми, стоножки symphylos и др. Те нямат специални приспособления за копаене. Те пълзят по стените на почвените кухини с помощта на крайниците си или се извиват като червей. Наситеният с водна пара почвен въздух позволява дишане през покривките. Много видове нямат трахеална система. Такива животни са много чувствителни към изсушаване.
  • По-големите почвени животни с размери на тялото от 2 до 20 мм се наричат ​​представители на мезофауната. Това са ларви на насекоми, многоножки, енхитреиди, земни червеи и др. За тях почвата е плътна среда, която осигурява значителна механична устойчивост при движение. Тези сравнително големи форми се движат в почвата или чрез разширяване на естествени кладенци чрез изтласкване на почвени частици, или чрез изкопаване на нови тунели.
  • Мегафауната или почвената макрофауна са големи земеровки, предимно бозайници. Редица видове прекарват целия си живот в почвата (къртици, къртици, зокори, евразийски къртици, златни къртици в Африка, торбести къртици в Австралия и др.). Те създават цели системи от проходи и дупки в почвата. Външният вид и анатомичните характеристики на тези животни отразяват тяхната адаптивност към подземен начин на живот.
  • В допълнение към постоянните обитатели на почвата, сред големите животни може да се разграничи голяма екологична група от обитатели на дупки (гофери, мармоти, джербои, зайци, язовци и др.). Те се хранят на повърхността, но се размножават, зимуват, почиват и избягват опасността в почвата. Редица други животни използват техните дупки, намирайки в тях благоприятен микроклимат и убежище от врагове. Бурещите имат структурни характеристики, характерни за сухоземните животни, но имат редица адаптации, свързани с начина на живот, който рови.

Пространствена организация

В природата практически няма ситуации, в които една почва с пространствено непроменени свойства да се простира на много километри. В същото време разликите в почвите се дължат на разликите във факторите на почвообразуване.

Правомерното пространствено разпределение на почвите в малки площи се нарича структура на почвената покривка (СПП). Изходна единица на ЕПП е елементарният почвен район (ЕПЧ) - почвено образувание, в рамките на което няма почвено-географски граници. EPA, редуващи се в пространството и в една или друга степен генетично свързани, образуват почвени комбинации.

Образуване на почвата

Почвообразуващи фактори :

  • Елементи на природната среда: почвообразуващи скали, климат, живи и мъртви организми, възраст и терен,
  • както и антропогенни дейности, които оказват значително влияние върху почвообразуването.

Първично почвообразуване

Руското почвознание представя концепцията, че всяка субстратна система, която осигурява растежа и развитието на растенията „от семе до семе“, е почвата. Тази идея е спорна, тъй като отрича принципа на Докучаев за историчност, който предполага определена зрялост на почвите и разделянето на профила на генетични хоризонти, но е полезна за разбирането на общата концепция за развитие на почвата.

Ембрионалното състояние на почвения профил преди появата на първите признаци на хоризонтите може да се определи с термина „начални почви”. Съответно се разграничава „началният етап на почвообразуване“ - от почвата „според Вески“ до момента, в който се появи забележима диференциация на профила в хоризонти и ще бъде възможно да се предвиди класификационният статус на почвата. Предлага се терминът „млади почви“ да се присвои на етапа на „младо почвообразуване“ - от появата на първите признаци на хоризонти до момента, когато генетичният (по-точно морфологично-аналитичен) вид е достатъчно изразен за диагноза и класификация от обща гледна точка на почвознанието.

Генетичните характеристики могат да бъдат дадени преди профилът да достигне зрялост, с разбираем дял от прогностичен риск, например „първоначални тревни почви“; “млади проподзолисти почви”, “млади карбонатни почви”. С този подход номенклатурните трудности се решават естествено, въз основа на общите принципи на почвено-екологичното прогнозиране в съответствие с формулата на Докучаев-Джени (представяне на почвата като функция на факторите на почвообразуване: S = f(cl, o, r, p, t ...)).

Антропогенно почвообразуване

В научната литература е утвърдено обобщеното наименование „техногенни ландшафти” за земи след минни и други нарушения на почвената покривка, а изучаването на почвообразуването в тези ландшафти се оформя като „мелиоративно почвознание”. Беше предложен и терминът „техноземи“, който по същество представлява опит за комбиниране на традицията на Докучаевски за „техноземи“ с техногенни ландшафти.

Отбелязва се, че е по-логично да се прилага терминът „технозем“ за онези почви, които са специално създадени в процеса на минна технология чрез изравняване на повърхността и изсипване на специално отстранени хумусни хоризонти или потенциално плодородни почви (льос). Използването на този термин за генетично почвознание едва ли е оправдано, тъй като крайният, кулминационен продукт на образуването на почвата няма да бъде нова „почва“, а зонална почва, например дерново-подзолиста или дерново-глеева.

За техногенно нарушени почви беше предложено да се използват термините „първоначални почви“ (от „нулевия момент“ до появата на хоризонти) и „млади почви“ (от появата до развитието на диагностични признаци на зрели почви), показващи основната характеристика на такива почвени образувания - времевите етапи на тяхната еволюция от недиференцирани скали до зонални почви.

Класификация на почвата

Няма единна общоприета класификация на почвите. Наред с международната (FAO Soil Classification и WRB, която я замени през 1998 г.), много страни по света имат национални системи за класификация на почвите, често базирани на коренно различни подходи.

В Русия до 2004 г. специална комисия на Института за почвата на името на. В. В. Докучаева, ръководена от Л. Л. Шишов, подготви нова класификация на почвите, която е развитие на класификацията от 1997 г. Въпреки това руските почвоведи продължават активно да използват класификацията на почвите на СССР от 1977 г.

Сред отличителните черти на новата класификация е отказът от използване на факторно-екологични и режимни параметри за диагностика, които са трудни за диагностициране и често се определят чисто субективно от изследователя, фокусирайки вниманието върху почвения профил и неговите морфологични особености. Редица изследователи виждат в това отклонение от генетичното почвознание, което поставя основния акцент върху произхода на почвите и процесите на почвообразуване. Класификацията от 2004 г. въвежда формални критерии за причисляване на почвата към определен таксон и използва концепцията за диагностичен хоризонт, възприета в международната и американската класификации. За разлика от WRB и Американската таксономия на почвите, в руската класификация хоризонтите и характеристиките не са еквивалентни, а са строго подредени според таксономичното значение. Безспорно важно нововъведение в класификацията от 2004 г. е включването на антропогенно трансформирани почви.

Американската школа на почвените учени използва класификацията на таксономията на почвата, която е широко разпространена и в други страни. Неговата характерна черта е задълбочената разработка на формалните критерии за причисляване на почвите към определен таксон. Използват се имена на почви, съставени от латински и гръцки корени. Класификационната схема традиционно включва почвени серии - групи от почви, които се различават само по гранулометричен състав и имат индивидуално име - описанието на което започва, когато Бюрото за почви картографира територията на Съединените щати в началото на 20 век.

Класификацията на почвите е система за разделяне на почвите по произход и (или) свойства.

  • Типът почва е основната класификационна единица, характеризираща се с общност на свойствата, определени от режимите и процесите на почвообразуване, и единна система от основни генетични хоризонти.
    • Почвен подтип е класификационна единица в рамките на тип, характеризираща се с качествени различия в системата от генетични хоризонти и в проявата на припокриващи се процеси, характеризиращи прехода към друг тип.
      • Родът на почвата е класификационна единица в рамките на подтип, определена от характеристиките на състава на почвопоглъщащия комплекс, характера на солния профил и основните форми на новообразувания.
        • Типът почва е класификационна единица в рамките на род, различаваща се количествено по степента на изразеност на почвообразуващите процеси, които определят типа, подтипа и рода на почвите.
          • Почвеният сорт е класификационна единица, която отчита разделянето на почвите според гранулометричния състав на целия почвен профил.
            • Категорията на почвата е класификационна единица, която групира почвите според естеството на почвообразуващите и подлежащите скали.

Модели на разпространение

Климатът като фактор за географското разпределение на почвите

Климатът - един от най-важните фактори в почвообразуването и географското разпространение на почвите - до голяма степен се определя от космическите фактори (количеството енергия, получено от земната повърхност от Слънцето). Проявата на най-общите закони на географията на почвата е свързана с климата. Той засяга почвообразуването както пряко, като определя енергийното ниво и хидротермичния режим на почвите, така и косвено, като влияе върху други фактори на почвообразуването (растителност, жизнена дейност на организми, почвообразуващи скали и др.).

Прякото влияние на климата върху географията на почвата се проявява в различни видове хидротермични условия на почвообразуване. Топлинният и водният режим на почвата влияят върху характера и интензивността на всички физични, химични и биологични процеси, протичащи в почвата. Те регулират процесите на физическо изветряне на скалите, интензивността на химичните реакции, концентрацията на почвения разтвор, съотношението на твърдите и течните фази и разтворимостта на газовете. Хидротермалните условия влияят върху интензивността на биохимичната активност на бактериите, скоростта на разлагане на органичните остатъци, жизнената активност на организмите и други фактори, следователно в различни региони на страната с различни топлинни условия, скоростта на изветряне и образуване на почвата, дебелината на почвения профил и продуктите от изветряне са значително различни.

Климатът определя най-общите закономерности в разпространението на почвата - хоризонтална зоналност и вертикална зоналност.

Климатът е резултат от взаимодействието на климатообразуващите процеси, протичащи в атмосферата и активния слой (океани, криосфера, земна повърхност и биомаса) - така наречената климатична система, всички компоненти на която непрекъснато взаимодействат помежду си, обменяйки материя и енергия. Климатообразуващите процеси могат да бъдат разделени на три комплекса: процеси на топлообръщение, влагообращение и атмосферна циркулация.

Значението на почвите в природата

Почвата като местообитание на живи организми

Почвата има плодородие – тя е най-благоприятният субстрат или местообитание за по-голямата част от живите същества – микроорганизми, животни и растения. Важно е също така, че по отношение на тяхната биомаса почвата (сушата на Земята) е почти 700 пъти по-голяма от океана, въпреки че сушата представлява по-малко от 1/3 от земната повърхност.

Геохимични функции

Свойството на различните почви да натрупват различни химични елементи и съединения по различен начин, някои от които са необходими на живите същества (биофилни елементи и микроелементи, различни физиологично активни вещества), а други са вредни или токсични (тежки метали, халогени, токсини, и др.), се проявява във всички растения и животни, живеещи върху тях, включително хората. В агрономията, ветеринарната медицина и медицината такава връзка е известна под формата на така наречените ендемични заболявания, чиито причини са открити едва след работата на почвените учени.

Почвата оказва значително влияние върху състава и свойствата на повърхностните и подпочвените води и цялата хидросфера на Земята. Филтрирайки през почвените слоеве, водата извлича от тях специален набор от химични елементи, характерни за почвите на дренажните зони. И тъй като основните икономически показатели на водата (нейната технологична и хигиенна стойност) се определят от съдържанието и съотношението на тези елементи, нарушаването на почвата се проявява и в промени в качеството на водата.

Регулиране на атмосферния състав

Почвата е основният регулатор на състава на земната атмосфера. Това се дължи на дейността на почвените микроорганизми, които произвеждат различни газове в огромен мащаб -



Последни материали в раздела:

Резюме: по география „Природни ресурси на Урал Медни рудни находища в Урал
Резюме: по география „Природни ресурси на Урал Медни рудни находища в Урал

Медните руди са били известни и добивани в Урал в праисторически времена, както се вижда от останките от древни минни операции „Чуд“. Чудски...

Правила за производна на сложна функция
Правила за производна на сложна функция

Извеждане на формулата за производна на степенна функция (x на степен a). Разглеждат се производни от корени на x. Формула за производната на степенна функция на по-високи...

Коментари за използването на математически методи в историческите изследвания
Коментари за използването на математически методи в историческите изследвания

От 701969-/ Исторически факултет на Казанския държавен университет Федорова Н.А. МАТЕМАТИЧЕСКИ МЕТОДИ В ИСТОРИЧЕСКОТО ИЗСЛЕДВАНЕ Курс...