В чем заключаются основные свойства почвы?

В чем заключаются основные свойства почвы?

Любая почва имеет свои характерные свойства – физические, химические, а также биологические. У каждого грунта своя структура и способность связывать между собой физические и химические элементы; отличаются почвы и своими генетическими свойствами. Нередко студентам экологических факультетов приходится искать ответ на экзаменационный вопрос: «Назовите основные свойства почв». В таком случае можно перечислить несколько характеристик грунта.

Поглотительная способность

Главным свойством любой почвы является плодородие. Но оно зависит также и от других ее характеристик. Поглотительная способность – одно из основных свойств почвы, без которого питание растений было бы невозможным. Под термином «поглотительная способность» понимается способность грунта поглощать разнообразные вещества из того раствора, который через нее проходит. К. К. Гедройц различал несколько типов данной способности:

• Биологическая. Она непосредственно связана с жизнедеятельностью растений, а также тех микроорганизмов, которые обитают в толщах почвы. Биологическое поглощение всегда является избирательным – ведь микроорганизмы, которые обитают в почвах, не могут поглощать все химические элементы, а лишь те, что соответствуют их физиологическим потребностям.
• Химическая. Благодаря этому типу в почве накапливаются химические элементы из внешней среды. Данный вид поглотительной способности играет большую роль в накоплении кальция, натрия, марганца, алюминия и других веществ.
• Физическая. Значение данного типа поглотительной способности невелико – благодаря этому свойству в почве могут накапливаться различные газы, вода и т. д. Физическая поглотительная способность – это удерживание на поверхности грунта различных веществ за счет абсорбционных сил.
• Обменная. Особенно важна при удобрении почв. К данному типу поглощения относится способность мелкодисперсных частиц грунта поглощать из внешней среды катионы.
• Механическая. Как и всякое другое пористое тело, почва задерживает мелкие частицы из фильтрующихся растворов. Благодаря этому типу поглощения в грунте распределяются илистые частицы и нерастворимые удобрения (например, фосфоритная мука, или известь).

Питательность

Поглотительная способность является одним из основных свойств почвы, которая влияет на то, насколько почва является питательной. Ведь растения всасывают только растворы нужных веществ. Для того чтобы вещества могли быть усвоены растением, необходима их низкая концентрация. Конечно, в некоторых случаях раствор может быть слишком слабым, и тогда питательных веществ не хватит. Но растение погибнет и в том случае, если концентрация солей слишком высока.

Увеличивается поглотительная способность при повышении в грунте глины, перегноя. Те почвы, которые богаты перегноем, всегда можно удобрять без опасений. Их излишки будут хорошо поглощены и не нанесут вреда растениям.

Основные физические свойства почвы

К данной категории относятся структура, воздушные, тепловые, физические и физико-механические свойства. Физические свойства – это плотность и пористость. Плотность почв во многом зависит от их минерального состава, содержания тех или иных химических веществ. Пористостью называется общий объем всех пор между частицами твердой почвы. Между показателями плотности и пористости почвы есть обратная зависимость – чем выше плотность, тем меньше пористость.

Основные характеристики и свойства почв давно были изучены агрономами, и эти знания успешно применяются для повышения урожайности. Одним из существенных свойств почвы является ее тепло. Грунт получает его от солнца, из нижележащих слоев, от дыхания животных. При этом не все типы почв нагреваются одинаково быстро. Светлый и сырой грунт нагревается медленнее, чем темная почва. Быстрее поглощают солнечное тепло и песчаные почвы, в отличие от глинистых.

Содержание гумуса

Этот показатель также принадлежит к основным свойствам почвы. На территориях различных природных зон содержание гумуса может быть разным. Самые большие его запасы характерны для черноземного типа почв. Содержание гумуса относится к генетическим признакам, поскольку увеличение или уменьшение содержания перегноя в почве – это крайне длительный процесс. Он не является результатом временных явлений; напротив, повышенное содержание гумуса всегда представляет собой результат сложного почвообразовательного процесса.

Содержание элементов

Наличие и количество тех или иных химических элементов также является одним из основных свойств почвы. Любой грунт представляет собой четырехфазную систему – в него входит твердая, жидкая, газообразная и живая составляющие. При этом каждый из этих компонентов имеет собственный химический состав — один из важнейших показателей, так как основным свойством почвы является плодородность. Урожайность напрямую зависит от того, какие химические элементы содержатся в почве.

Основы агрономии

Что такое почва и каковы ее свойства

Почва — образованный природными и геологическими процессами поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, т. е. пригодный для произрастания различных форм растений.
Именно этот относительно тонкий верхний слой человек использует для выращивания с.-х. культур, имеющих хозяйственное назначение. Для того, чтобы сохранить и повысить плодородие этого тонкого слоя коры, необходимо применять рациональные приемы и средства для обработки почвы, с учетом ее физических и технологических свойств, а также почвенно-климатических условий.

Как образовалась почва?

Почва — уникальное образование, тончайшим слоем устилающее поверхность многих районов нашей планеты. Она является одним из важнейших факторов развития и процветания жизни на Земле — как флоры, так и фауны.
Появление почвы связано с взаимодействием органической и неорганической природы, причем органика является главным образующим звеном, без наличия которого почвообразование невозможно.

Миллионы лет назад Земля представляла собой безжизненную планету, в недрах и на поверхности которой протекали бурные природные и геологические процессы, повлекшие образование различных минералов, воды и атмосферы.
С появлением на планете воды и атмосферы, как утверждают биологи, появились и первые живые организмы — одноклеточные и микроскопические животные и водоросли, довольствовавшиеся неорганической пищей — минералами, солями, газами и другими веществами на молекулярном уровне, растворенными в воде. Они были ничтожно крохотными и практически не влияли на процессы, протекающие в окружающем мире. Тем не менее, именно эти существа положили начало почвообразованию на Земле.

Природно-геологические процессы (извержения вулканов, потоки лавы, ветра, осадки, солнечные лучи и т. п.) подготовили минеральную компоненту почвы — частицы глины, песка, ила и т. п. Отмирающие организмы — вначале микробы, затем и более высокоразвитые — криль, медузы, рыбы, земноводные — оседали на дно водоемов и смешивались с неорганической «кожей» планеты, формируя гумус и жидкие органические компоненты. С отступлением водоемов, а также с началом освоения животными и растениями суши, почвообразование приняло более широкие масштабы.

Так появилась почва — плодородный слой нашей планеты. Вначале формирование почвы протекало очень медленно — ведь органики на Земле было мало, затем, по мере освоения планеты живыми существами, этот процесс стал ускоряться. Тем не менее, и в наше время формирование почвенного слоя даже в самых благоприятных районах — чрезвычайно медленный процесс — за столетие мощность почвенного слоя увеличивается не более чем на два сантиметра.

По утверждению классика агрономии — Юстуса Либиха (1803 – 1873) , почва — главное богатство любого государства, основа процветания и благополучия его граждан. Более того — падение и взлет наций этот немецкий ученый связывает именно с отношением к плодородному слою своей земли.

Свойства почвы

Для того, чтобы правильно обрабатывать и использовать почву для выращивания сельскохозяйственных (далее — с.-х.) культур, а также эффективно использовать с.-х. технику с соблюдением природоохранных требований, следует знать, что представляет собой почва, как таковая, ее свойства и характеристики, влияющие на плодородие, т. е. повышение урожайности.

Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки.
Питательные свойства почвы во многом зависят от минералогического состава ее твердой составляющей, т. е. от первичных горных пород, из которых образована почва в данной местности, а также от количества в ней разложившейся органики — останков произраставших ранее растений и погибших животных. Оба эти фактора напрямую связаны с природно-климатическими условиями в регионе.

Основные физические свойства почвы:
— гранулометрический состав;
— скважность (порозность, пористость);
— плотность (объемная масса, или отношение массы образца к его объему);
— влажность.

Кроме основных свойств, почвы имеют дополнительные свойства:
— твердость;
— фрикционные свойства;
— липкость;
— удельное сопротивление почвы.

Гранулометрический состав — относительное содержание в почве первичных элементарных частиц (механических элементов) различного размера, которые подразделяют на фракции: камни (крупнее 3 мм), гравий (1-3 мм), песок (0,05-1 мм), пыль (0,001-0,05 мм), ил (0,0001-0,001 мм) и коллоидные частицы (менее 0,0001 мм). В основе классификации почв по гранулометрическому составу положено условное разделение элементарных почвенных частиц на две основные фракции: физическую глину (размер частиц менее 0,01 мм), и физический песок (размер частиц более 0,01 мм).

В зависимости от содержания физической глины все виды почвы подразделяют на:
— глинистые (содержание физической глины более 50 %);
— суглинистые (содержание физической глины от 20 до 50 %);
— супесчаные (содержание физической глины от 10 до 20 %);
— песчаные (содержание физической глины менее 10%).

Глинистые почвы хороши для питания растений, но очень тяжелы в обработке, особенно во влажном состоянии. Органика в них разлагается медленно. Глинистые почвы называют тяжелыми почвами.

Песчаные почвы бедны элементами питания растений, плохо удерживают влагу, но очень легки в с.-х. обработке, поэтому их и называют легкими почвами. Органика в легких почвах разлагается быстро.
Наиболее удобными для выращивания с.-х. культур считаются суглинистые и супесчаные почвы, поскольку они легки в обработке, содержат достаточно большое количество питательных веществ, неплохо удерживают влагу, т. е. обладают хорошим плодородием.

Еще одно важное качество почвы — структурность.
Различают песчаные бесструктурные почвы, глинистые почвы со сплошной структурой и почвы с агрегатной структурой, т. е. состоящие из почвенных комочков, образованных склеиванием мелких частиц и элементов. Структурные агрегатные почвы (с максимальным содержанием комочков величиной 0,25 — 7 мм) считаются наиболее благоприятными для с.-х. земледелия, поскольку обеспечивают хорошее питание, воздушный и водный режимы растениям.

Скважность почвы (пористость, порозность) – отношение объема пустот в образце почвы к общему объему этого образца и выражается в процентах. Скважность почвы зависит от размеров почвенных частиц, и составляет для песчаных и супесчаных почв — 40-50%, для глинистых и суглинистых почв — 50-60 %, для торфяников — 80-90 %.

Плотность почвы — отношение массы почвенного образца к его объему, причем образец берется без нарушения естественного сложения почвы (без разрыхления, уплотнения и т. п. ).
Плотность почвы напрямую зависит от ее гранулометрического состава и скважности. Чем пористей и рыхлей почва — тем выше ее плодородные свойства и ниже плотность. Обычно плотность различных почв варьирует в пределах от 0,9 до 1,8 г/см 3 .
Для разных видов с.-х. культур существует наиболее оптимальная плотность почв, например:
— зерновые колосовые культуры — 1,1 — 1,3 г/см 3 ;
— картофель и подсолнечник — 1,0 — 1,2 г/см 3 ;
— сахарная свекла — 1,1 — 1,5 г/см 3 и т. д.

Влажность почвы — характеризуется наличием в ее составе воды, как в связанном, так и в свободном состоянии. На технологические свойства почвы (в т. ч. липкость, пластичность) влияет только свободная вода, доступная корням растений. При оптимальном количестве влаги в почве она легко крошится на частицы, и для ее обработки необходим минимум затрат энергии. Такое состояние почвы называют ее физической спелостью.

Влажность почвы оценивают по абсолютной составляющей и относительной составляющей.
Абсолютная влажность — соотношение между сухой составляющей почвы и влагой, содержащейся в ней (в %).
Относительная влажность — соотношение между абсолютной влажностью образца почвы и максимальной влагоемкостью этого образца, т. е. до предела насыщенного водой (в %).
Физическая спелость почвы наступает при абсолютной влажности 15-30 % и относительной влажности — 40-70 %.

Твердость почвы — ее способность сопротивляться смятию. Обычно твердость измеряют специальным прибором — твердомером, имеющим плунжер-конус, вдавливаемый в образец почвы. Полученный отпечаток измеряют и по формулам определяют твердость образца в н/см 2 . Фрикционные свойства почвы — качественная характеристика, выражающаяся в трении почвы о поверхность рабочих органов машин при обработке или внутреннем трении между слоями почвы.

Липкость почвы — способность частиц почвы склеиваться и прилипать к различным предметам, в т. ч. и к рабочим органам машин. Липкость, в основном, зависит от гранулометрического состава почвы и ее влажности, а также материала рабочего органа машины. Повышенная липкость существенно снижает качество обработки почвы и повышает тяговое усилие при обработке, что сказывается на повышении затрат.

Удельное сопротивление почвы — усилие, необходимое для обработки (например, вспашки) единицы площади поперечного сечения пласта. По затрачиваемому усилию почвы подразделяют на тяжелые, среднетяжелые, средние и легкие.

Небольшой видеоролик рассказывает о том, что такое почва, как она образуется и какие типы почвы встречаются в нашей стране. Фильм предназначен для школьников, однако будет интересен и тем, кто изучает основы агрономии.
Важно: для просмотра фильма необходимо, чтобы на вашем компьютере была установлена программа просмотра видеоматериалов из Интернета Adobe Flash Player (если у вас ее нет, можно бесплатно скачать здесь), ну и, конечно же, достаточная скорость.

Свойства почвы;

Билет № 31.

Почвы, определение, свойства, почвообразующие факторы.

Почва —особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе; состоит из генетически связанных горизонтов (образуют почвенный профиль), возникающих в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха и организмов; характеризуется плодородием.

Свойства почвы непрерывно изменяются под влиянием происходящих в ней сложных процессов, а также под влиянием агротехнических технических воздействий. Рассмотрим важнейшие из этих свойств.
Поглотительная способность почвы. Способность твердой части почвы поглощать и удерживать растворенные и взмученные в воде вещества и газы называется поглотительной способностью почвы.
Различают следующие виды поглотительной способности: механическую, химическую, физико-химическую и биологическую. При механической поглотительной способности в почве механики задерживаются различные частички крупнее почвенных пор. Поглотительная способность в этом случае зависит от механического состава почвы и ее структурности. Глинистые и суглинистые почвы обладают большей поглотительной способностью, песчаные, структурные почвы — больше, чем бесструктурные; благодаря поглотительной способности в почве удерживаются выноса ценные питательные вещества и растворимые
При химическом поглощении легко растворимые соединения, вступая в соприкосновение с другими веществами, дают химические реакции, образуя при этом нерастворимые или малорастворимые соединения, в результате чего они удерживаются в почве от вымывания.
При физико-химическом поглощении (обменная адсорбция) твердые части почвы поглощают из почвенного раствора не только молекулы растворенных веществ, но также их части (ионы). А так как мельчайшие сильно раздробленные почвенные частички (коллоиды) заряжены отрицательно, то почвой будут поглощаться из раствора главным образом катионы. В конечном результате дело сводится к эквивалентному обмену катионов, находящихся на поверхности коллоидальных частичек, с катионами растворенных солей. Чем больше в почве коллоидальных частичек, тем больше в ней поглощенных катионов и солей.
У различных почв величина поглощающего комплекса (обмен катионов) неодинакова. Например, у почв мелкозернистых (суглинистые и глинистые), богатых перегноем, величина поглощающего комплекса больше, чем у почв песчаных.
Биологическая поглотительная способность почвы связана с жизнедеятельностью микроорганизмов, которые используют легкоподвижные соединения для построения собственного тела и тем самым сохраняют их от растворения водой и вымывания из почвы. К таким микроорганизмам относятся, например, так называемые азотофиксирующие бактерии (клубеньковые, азотобактер и др.).
Состав почвенного раствора зависит от веществ, поглощенных почвой. При поглощении иона водорода почва приобретает кислую реакцию (подзолистые и болотные почвы, красноземы); при поглощении катиона натрия — щелочную (солонцы); почва, насыщенная кальцием, имеет нейтральную реакцию (черноземы), Кислая и щелочная реакция являются вредными для растений. гак как подавляют жизнедеятельность микроорганизмов. Для нормального роста и развития большинства растений необходимы почвы, обладающие нейтральной реакцией.
Скважность, или порозность, почвы — это объем всех промежутков между почвенными частичками и структурными отдельностями. Нередко в пахотном слое почвы скважины занимают до 50% всего объема почвы. В этих пустотах или скважинах размещаются вода и воздух. Скважность зависит от механического состава почвы и наличия в ней органического вещества. По данным исследований, общая скважность песка составляет 30,4%. суглинка — 45,1, глины — 52,7, в черноземе скважность достигает 60, а в торфе 80%.
Скважность в верхних слоях почвы выше, чем в нижних, что объясняется наличием большого количества перегноя и периодическим рыхлением.
Исследованиями доказано, что скважность структурных почв превышает скважность бесструктурных примерно в полтора раза. Общая скважность хороших структурных почв составляет 55—65, иногда 70%.
Водопроницаемость почвы. Способность почвы пропускать через себя воду, проводить ее из верхних горизонтов почвы в нижние называется водопроницаемостью почвы. Водопроницаемость зависит от механического состава, наличия перегноя и структурности почвы.
Чем крупнее механические элементы почвы, тем легче проникает вода. Например, в песчаных почвах вода проникает очень быстро, глинистые же почвы с очень мелкими механическими частичками, мелкой пористостью, тонкими капиллярными промежутками, наоборот, отличаются плохой водопроницаемостью, диода в них просачивается медленнее, чем в песчаных, а иногда и совсем не просачивается. Поэтому выпадающие дожди, снеговая талая вода на таких почвах стекает в овраги и балки, или же испаряется с поверхности.
Следует отметить, что сказанное относится к бесструктурным почвам. В тех же глинистых, но структурных почвах, богатых перегноем и известью и к тому же разрыхленных, водопроницаемость становится вполне удовлетворительной. В песчаных почвах благодаря наличию перегноя и образованию структуры, уменьшается водопроницаемость и таким образом улучшаются физические свойства почвы.
Влагоемкость почвы. Способность почвы вмещать и удерживать в себе определенное количество влаги называется влагоемкостью почвы. Влагоемкость зависит от механического состава почвы и количества содержащегося в ней перегноя. Почвы глинистые характеризуются более высокой влагоемкостью по сравнению с песчаными. Перегной повышает влагоемкость.
Различают два вида влагоемкости: полную и полевую. При одной влагоемкости все поры в почве заполнены водой, тогда как при полевой влагоемкости водой заполнены лишь капилляр е промежутки почвы.
В большинстве случаев влагоемкость пахотного слоя песчаных почв равна 10 — 20%, т. е. 100 г сухой почвы может удержать 10—20 г воды. Влагоемкость пахотного слоя супесчаных почв равна 25%, суглинистых — 30 — 40, глинистых — около 50% от аса абсолютно сухой почвы. Особенно высокой влагоемкостью уличаются торфяные почвы (100—300% и более).
Водоподъемная способность почвы. Водоподъемной способностью называется свойство почв поднимать по капиллярам воду из нижних слоев почвы в верхние. Водоподъемная способ-ость почвы имеет большое значение в обеспечении растений влагой из нижних слоев почвы, особенно в летнее сухое время. На водоподъемную способность прежде всего влияет механический состав почвы. В песчаных почвах, например, при широком диаметре капиллярных пор сцепление воды с частичками почвы слабое, поэтому вода поднимается, хотя и быстро, но на небольшую высоту (на несколько десятков сантиметров).
В глинистых почвах, где и величина механических элементов, меньше и промежутки между почвенными частичками мелкие, вода с силой притягивается к этим частичкам и по тонким капиллярам медленно поднимается на значительно большую высоту по сравнению с песчаными почвами (на несколько метров). Однако при слишком мелких размерах капилляров движение воды замедляется и может даже прекратиться.
Лучшей водоподъемной способностью обладают почвы средние по механическому составу, например среднесуглинистые. Хорошей водоподъемностью обладают структурные почвы.
Испаряющая способность почвы.Значительная часть почвенной влаги теряется через испарение, величина которого зависит от ряда условий. Чем выше капиллярность, тем больше испарение.
При уплотнении рыхлой почвы испарение усиливается, так: как почвенные капилляры в этом случае располагаются до самой поверхности. При рыхлении капиллярность нарушается и вода накапливается под поверхностным, разрыхленным слоем почвы. На этом основано поверхностное рыхление почвы весной боронованием («закрытие влаги»). То же самое и при образовании после дождей корки, которую в целях сохранения влаги ломают культиватором или бороной.
Почва с глыбистой, волнистой поверхностью испаряет влаги больше, чем та же почва с ровной поверхностью.
Почвы структурные значительно меньше испаряют воды, чем бесструктурные. Объясняется это тем, что в бесструктурных почвах преобладают капиллярные поры.
Ветер, высокая температура и сухость воздуха увеличивают испарение почвенной влаги.
Воздухопроницаемость почвы обеспечивает не только необходимый для дыхания корней растений и жизнедеятельности; микроорганизмов воздух, но и обмен почвенного воздуха, богатого углекислым газом, с атмосферным, богатым кислородом.
Газообмен между почвой и атмосферой в различных почвах проходит по-разному: в песчаных почвах воздух проникает легко и на большую глубину, тогда как в глинистых воздух проникает с трудом и в небольшом количестве.
В структурных почвах наблюдается правильное соотношение между воздухом и водой: капилляры заполнены водой, а некапиллярные полости — воздухом. В рыхлых почвах процесс аэрации происходит быстрее по сравнению с уплотненными почвами. На газообмен влияет температура почвы и ветер, которые усиливают этот процесс.
Проведение агротехнических мероприятий в целях регулирования воздушного режима, улучшения аэрации почвы (дренирование, углубление пахотного слоя, создание структуры почвы внесение органических удобрений, правильная обработка и т. д.) имеет исключительно важное значение.
Тепловые свойства почвы.Жизнь и развитие растений и жизнедеятельность микроорганизмов в почве возможны лишь при определенном тепловом режиме. Основным источником тепла в почве является энергия солнца и (в очень небольшой мере) теплота внутри земли, а также теплота, получаемая при разложении органического вещества в почве. Одним из основных тепловых свойств почвы является ее способность поглощать тепловые лучи солнца.
Почвы темной окраски, особенно обогащенные органическими удобрениями, поглощают солнечного тепла больше, лучше, нагреваются и дольше сохраняют тепло.
Почвы с большей влажностью нагреваются меньше, чем сухие, так как во влажных почвах много тепла расходуется на согревание и испарение находящейся в ней воды. Песчаные почвы нагреваются быстрее, чем глинистые.
Степень повышения температуры и глубина прогревания почвы зависят не от количества поглощенного тепла, а от теплоемкости и теплопроводности почвы.
Теплоемкостью почвы называется количество тепла в калориях, необходимое для нагревания одной весовой или объемной единицы почвы на 1 град..
Теплопроводностью называется способность почв, проводить тепло от нагретых слоев почвы к более холодным.
Эти свойства почвы зависят от ее механического состава, наличия воды, воздуха, перегноя. Например, глинистые почвы, большинство пор которых при нормальном увлажнении заполняются водой, требуют для нагревания больше тепла и обладают большой испаряемостью, поэтому они являются холодными. Песчаные же почвы, поры которых в основном заполнены воздухом, требуют для нагревания меньше тепла и обладают плохой испаряемостью; вследствие этого они подвергаются меньшему охлаждению и являются более теплыми по сравнению с глинистыми. Этим объясняется тот факт, что весной песчаные почвы становятся пригодными для обработки гораздо ранее, чем глинистые и суглинистые.
Почвы плотные, бесструктурные, бедные перегноем, сильно увлажненные, являясь холодными, мало благоприятны для развития растений. В то же время почвы, богатые перегноем, структурные, содержащие достаточное количество воздуха и воды, но не страдающие от избытка влаги, можно охарактеризовать как почвы, находящиеся в благоприятных тепловых условиях.
Таким образом, тепловой режим почв, помимо метеорологических условий, зависит также и от физических свойств самих почв.
Агромероприятиями, способствующими созданию в почве благоприятного теплового режима, являются внесение в почву органических удобрений, создание почвенной структуры, улучшение воздушного и водного режимов почвы.

Что такое почва? Виды и свойства почв

Почва — это особое природное образование, которое служит основным ресурсом для развития сельского хозяйства любой страны. Каковы основные факторы образования почв, и какие их виды существуют?

Что такое почва?

В. И. Даль в своем словаре указывает генезис данного термина от древнерусского слова почивать (лежать). Что такое почва в научном контексте?

Почва (или грунт) — это специфическое природное образование, верхний слой твердой оболочки планеты (литосферы), который отличается системной структурой. Изучением этого уникального природного тела занимается отдельная наука — почвоведение. Отцом данной дисциплины можно считать великого русского исследователя Василия Докучаева. Во второй половине XIX века именно он приложил много усилий для того, чтобы максимально точно ответить на вопрос: «Что такое почва?»

Сложно представить себе, чтобы на несколько десятков километров простиралась одна почва, с одинаковыми свойствами. Ученые выделяют несколько видов грунтов, каждый из которых имеет свой набор особенностей. Однако любой из них формируется под влиянием двух основных процессов:

1. Выветривание горных пород.
2. Деятельность живых организмов.

Структура почвы

Внутренняя структура любого грунта включает в себя несколько компонентов. Это:

• минеральная часть (материнская порода);
• органическая часть (или гумус);
• вода;
• почвенный воздух;
• живые организмы;
• новообразования и включения.

Именно гумус определяет ключевое свойство почвы — её плодородие. Не следует полагать, что грунт — образование исключительно «мертвое» и абиотическое. В нем проживает множество живых организмов — от бактерий до клещей и дождевых червей. В почвенной среде обитают даже представители семейства Млекопитающие (к примеру, крот).

Свойства и значение в природе

Невозможно правильно ответить на вопрос, что такое почва, не рассказав о её основных свойствах. Не менее важно знать и о её роли в природе и жизни человека.

Итак, основные свойства почвы — это:

• водопроницаемость (почва — это пористое образование, которое хорошо пропускает воду, однако это свойство зависит от структуры и механического состава конкретного грунта);
• влагоемкость (с другой стороны, почва способна и удерживать определенное количество влаги, питая тем самым корни растений);
• водоотдача (способность почвы поднимать воду вверх по грунтовым порам).

Однако самым главным (и уникальным) свойством этого природного образования является её плодородие — способность насыщать корни растений питательными веществами и водой, что, в свою очередь, обеспечивает их жизнедеятельность. С помощью рациональных методов обработки земель человек может повышать плодородность той или иной почвы.

Роль и место почвы в природе сложно переоценить. Ведь она, по сути, является именно тем «мостиком», который обеспечивает взаимодействие всех четырех оболочек Земли — литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

Почва — это важнейший экономический ресурс, который является основой для производства почти всех продуктов питания. К сожалению, около трети всех плодородных земель планеты находятся на стадии деградации по причине их экологического загрязнения, неправильной обработки, чрезмерной вырубки лесов и т. д.

Процесс почвообразования

Как уже говорилось выше, грунт образуется в результате двух процессов: выветривания горной породы и жизнедеятельности организмов.

К факторам почвообразования можно отнести следующие:

• климатические особенности региона;
• рельеф;
• материнская горная порода;
• биота (растения и животные);
• деятельность человека.

Однако главным фактором почвообразования выступает именно климат территории. Он влияет не только на формирование грунтов, но и на их распределение по территории планеты (широтная зональность почв).

Климатические процессы влияют на формирование почвы непосредственно, определяя во многом её режим и структуру, а также косвенно (посредством растительности и животных организмов).

Основные типы и зоны почвы

Грунты, как и многие другие компоненты природы, подвержены географической (широтной) зональности. Так, можно выделить следующие (основные) почвы:

1. Краснозём и желтозём — типы грунтов, формирующиеся в субтропическом и тропическом климате, в условиях повышенной увлажненности.
2. Подзолистые почвы — бедные грунты, которые формируются под хвойными и смешанными лесами. Эти почвы распространены в умеренных широтах Европы и Северной Америки.
3. Серо-бурые почвы — особый тип грунтов, который формируется под пустынями и полупустынями. Отличаются большой засоленностью, распространены в Центральной Азии.
4. Чернозём — самый плодородный тип почв. Сформировался в степной и лесостепной зоне Евразии и Америки.

В зависимости от минерального состава и структуры, почва также может быть: глинистой, песчаной, каменистой, песчано-глинистой и т. п.

Глинистая почва содержит в своем составе около 40-60% глины. Она отличается специфическими свойствами: вязкостью, сыростью и пластичностью. Водопроницаемость такого грунта обычно не очень высокая. Именно поэтому глинистая почва крайне редко бывает полностью сухой.

Заключение

Почва — это особенное природное тело, с определенными свойствами и структурой. Однако главной, ключевой особенностью является её плодородность. Свойства почвы обуславливают очень важное её место в географической оболочке. Ведь именно она обеспечивает взаимодействие всех её структурных элементов. К тому же это важный экономический ресурс, от которого зависит продовольственная безопасность любой страны мира.

Свойства почвы

Плодородие почвы. Растение при своём развитии нуждается в питательных веществах, в воде, воздухе и тепле. Та почва, которая способна удовлетворить эти запросы культурного растения, и будет плодородной почвой.

Плодородие — это главное, основное свойство почвы. Оно в свою очередь зависит от ряда других свойств, которые мы опишем ниже.

Поглотительная способность почвы. Пищу растение берёт своими корнями из почвенных растворов. Но чтобы оно могло забирать необходимые ему вещества, растворы должны быть слабы, то есть на большое количество воды должно быть растворено весьма малое количество солей (не больше 2—3 граммов питательных солей на 1 литр воды). Правда, солей может оказаться слишком мало, и тогда растение голодает, но оно гибнет и в том случае, когда водный раствор излишне крепок. Из такого концентрированного водного раствора корни растений не в состоянии впитывать солей, и растение гибнет, как оно погибло бы от голода.

Но ведь мы знаем, что количество воды в почве постоянно меняется. После дождей её больше, в засуху — меньше. Значит должна меняться и крепость почвенного раствора, а вместе с тем должно страдать растение. Оказывается, на помощь растению приходят свойства питающей его почвы, и главным образом её глинистых частиц и перегноя.

Глинистые частицы и перегной почвы в некоторых пределах регулируют крепость раствора. Когда крепость раствора возрастает, почва поглощает из него часть растворённых веществ. Наоборот, после дождей или искусственного полива почвы, когда в ней значительно увеличивается количество воды, часть веществ, солей, находящихся в твёрдой части почвы, снова переходит в раствор.

Во многих случаях поглощаются как раз те вещества, какие нужны растению, как, например, калий, кальций, фосфорная кислота, известь и некоторые другие. Однако наряду с ними почва поглощает и натрий, который резко ухудшает все её свойства. Натрий содержится в поваренной (пищевой) соли, в глауберовой соли, которую используют как слабительное, и в некоторых других солях.

Способность почвы, твёрдой её части, поглощать из водного раствора и связывать (с тем чтобы потом опять отдать) некоторые вещества и соли называется поглотительной способностью почвы.

Поглотительная способность почвы зависит главным образом от содержания в почве мельчайших коллоидальных частиц — минеральных, органических и совокупности тех и других (органо-минеральных частиц). Эта часть почвы называется поглощающей её частью, или поглощающим её комплексом.

Почва может поглощать даже некоторые газы, например, аммиак, которым так сильно пахнет в конюшнях. Поглощённый почвой аммиак при участии бактерий переводится в селитру.

Но не все вещества поглощаются почвою одинаково хорошо. Например, очень слабо поглощается ею столь ценная для растений селитра, и потому селитра легче, чем другие вещества, вымывается из почвы водою.

Так как поглотительная способность почв увеличивается вместе с содержанием в почве глины и перегноя, глинистые, богатые перегноем почвы можно без опасений удобрять большими количествами питательных веществ, Излишки их поглотятся почвой и не повредят растению, а также не вымоются водой. Не следует этого делать только с селитрой, которая плохо поглощается и глинистыми почвами. Поэтому в практике обычно вносят селитру в две порции: одну — перед посевом и другую — в период наибольшего развития растений.

Совсем иными свойствами обладают песчаные почвы. Глины и перегноя в этих почвах мало. Поглотительная способность их ничтожна. Вода легко вымывает из них питательные соли, и они бесследно пропадают для растений. В засуху же, когда почвенный раствор сильно крепнет, песчаная почва неспособна поглотить излишка солей, и растения, если почва неумеренно удобрена растворимыми в воде веществами, гибнут (выгорают). Поэтому, чтобы не загустить почвенного раствора и не потерять питательных веществ, удобрения в песчаные почвы вносят понемногу, в несколько порций. Рекомендуется также не оставлять песчаные почвы в чистом пару, так как вода вымоет из них образовавшиеся в процессе парования растворимые питательные вещества.

Паровые участки на песчаных почвах следует засевать люпином или сераделлой. Запахивая эти растения в период их цветения, мы обогатим почву ценным перегноем. Сераделлу можно использовать и как прекрасный корм скоту.

Наряду с глинистыми частицами и перегноем значительную роль в поглотительной способности почвы играют населяющие её микроорганизмы, которые то поглощают ряд веществ для построения своего тела, то освобождают их при умирании и петлевании.

Подобное же поглощение и освобождение питательных веществ наблюдается при жизни и отмирании растений.

Реакция почвы. Если в почве много кислот (например, кислого гумуса) или щелочей (например соды), то культурное растение гибнет. Большинство культурных растений любит, чтобы почвенный раствор не был ни кислым, ни щелочным; он должен быть средним, нейтральным.

Оказывается, что реакция почвы в сильнейшей степени зависит от того, какие вещества поглощены почвою. Если почва (твёрдая её часть) поглотила алюминий или водород, она будет кислой; почва, забравшая из раствора натрий, будет щёлочной, а почва, насыщенная кальцием, будет иметь нейтральную, то есть среднюю реакцию. Водород содержится в воде и в различных кислотах. Кроме того, водород в почвенный раствор выделяют, по-видимому, корни живых растений. Кальций содержится в извести, в гипсе и в других солях, алюминия много в глине и других минералах.

В природе разные почвы имеют и разную реакцию: например, болотные и подзолистые почвы, а также краснозёмы отличаются кислотностью, солонцы — щёлочностью, а чернозёмы — средней реакцией.

Скважность, или порозность, почвы. Если в почве будет достаточное количество питательных веществ, но в ней не хватает воды или воздуха, растение гибнет. Поэтому приходится заботиться о том, чтобы наряду с пищей в почве всегда были вода и воздух, которые размещаются в почвенных пустотах, или скважинах. Скважины почвы занимают весьма большой объём, примерно половину всего объёма почвы. Так, если вырезать 1 литр почвы без уплотнения её, то пустоты составят в ней около 500 кубических сантиметров, а остальной объём будет занят твёрдой частью почвы. В рыхлых суглинках и глинистых почвах количество скважин на 1 литр почвы может достигать 600 и даже 700 кубических сантиметров, в торфяных почвах — 800 кубических сантиметров, а в песчаных почвах скважность меньше — примерно 400—450 кубических сантиметров на 1 литр почвы.

Размер пустот и формы их весьма различны как в одной и той же, так тем более в разных почвах. Для культурных растений желательно создавать скважины средних размеров, с просветом от нескольких миллиметров до десятых и сотых долей миллиметра. Слишком мелкие скважины в почве, как, например, в столбчатом горизонте солонца или в уплотнённом горизонте подзолистых почв, а также слишком крупные (трещины) создают неблагоприятные условия для растений. Корневые волоски растений могут проникать лишь в скважины с поперечником не менее 0,01 миллиметра, а бактерии — в скважины не менее 0,003 миллиметра.

Водопроницаемость почвы. Выпадая на поверхность почвы в виде осадков, вода под влиянием силы тяжести просачивается в почву по крупным скважинами рассасывается по тонким скважинам, или капиллярам, окружая сплошным слоем почвенные частички.

В песках поры крупные, и вода проникает по ним легко и быстро. Наоборот, в глинистые почвы с чрезвычайно малыми отверстиями она впитывается с трудом — в десятки и сотни раз медленнее, нежели в пески.

Водопроницаемость структурной почвы. Однако сказанное о глинистых почвах справедливо лишь в отношении почв бесструктурных. Если же глинистая почва богата известью и перегноем, то отдельные мелкие частички в ней свёртываются, склеиваются в пористые зёрнышки и комочки. Эти зёрнышки и комочки, при наличии извести и гумуса, прочны и с трудом размываются в воде. В почве между ними образуются поры средней величины, как в песке, и несколько крупнее. Такая (структурная) глинистая почва обладает хорошей водопроницаемостью, несмотря на то, что она состоит из мельчайших частиц.

Водоудерживающая способность и влагоёмкость почвы. Попадая в почву, вода смачивает частички её, окружая их многими слоями. Вода прилипает к почве, и почва прочно удерживает её своей поверхностью. Чем ближе слой воды к почвенной частичке, тем сильнее удерживается он почвой, тем прочнее он ею связан.

Способность почвы удерживать воду называется водоудерживающей её способностью, а количество воды, которое удерживает почва, — влагоёмкостью почвы. Влагоёмкость различных почв разная: 100 граммов глинистой почвы, богатой перегноем, могут удержать в себе 60—70 граммов воды, в то время как 100 граммов песчаной почвы удерживают в себе только от 10 до 25 граммов воды. В большинстве случаев пахотный слой суглинистых и глинистых почв может удержать на 100 граммов почвы от 30 до 40 граммов воды (30—40 процентов).

Усвояемая и неусвояемая вода в почве. Вода, содержащаяся в почве, неодинакова по своему качеству. Можно выделить пять основных категорий резко отличной воды в почве: 1) воду связанную, несвободную, которая сильно притягивается почвенными частичками и в большей своей части недоступна растениям; 2) воду капиллярную, занимающую средние по величине поры в почве; 3) воду свободную, гравитационную, могущую стекать из почвы; 4) воду парообразную; 5) воду твердую (лёд), которая образуется в почве при её замерзании. Растения могут усваивать своими корнями вторую и третью категорию воды, причём особенно важна в данном случае вода капиллярная, так как она удерживается в корнеобитаемом слое почвы, не стекая из него. Эта же вода обладает способностью передвигаться в почве по капиллярам во всех направлениях: снизу вверх, сверху вниз и в стороны. Это очень важно: когда корень растения выпивает воду вокруг себя, она может подсасываться к нему из соседних, более сырых мест.

Но не нужно забывать, что благодаря этой же способности почва может и излишне просушиваться. Происходит это в том случае, когда поле плохо разрыхлено или совсем не разрыхлено с поверхности. На таких участках почвенные капилляры простираются до самого верха. Вода поднимается по ним и испаряется в воздух.

Усиленно просушивается почва и в том случае, когда пашня покрывается коркой. Бывает это после схода снега и после ливневых дождей. В корке очень хорошо развиты капилляры, сильно засасывающие воду. Если мы стремимся сохранить влагу в. почве, такую корку нужно немедленно ломать с помощью культиваторов или борон.

Чем меньше в почве связанной, неусвояемой растениями воды, тем лучше. В глинистой почве такой воды бывает 10—15 граммов на 100 граммов почвы, тогда как в песчаной — лишь 1—2 грамма. Таким образом, нужно помнить, что хотя глинистые почвы и больше удерживают в себе воды, но и недоступной растениям воды в них больше, нежели в песчаных почвах.

Плохо, когда почва быстро просыхает и в ней нет воды. Растения тогда гибнут. Но они не могут развиваться и: в почве, переполненной водой. Для растения благоприятно среднее состояние почвы, когда часть промежутков в ней заполнена водой, а в других промежутках находится воздух.

Воздухоёмкость почвы. В сухой почве все скважины заняты воздухом. Часть воздуха при этом с силой притягивается поверхностью почвенных частиц. Эта часть воздуха обладает слабой подвижностью и называется поглощённым воздухом. Остальной воздух, размещаемый в крупных порах, будет воздухом свободным. Он обладает значительной подвижностью, может выдуваться из почвы и легко заменяться новыми порциями атмосферного воздуха.

По мере увлажнения почвы воздух из неё вытесняется водой и выходит наружу, а часть его и других газов (например, аммиак) растворяется в почвенной воде.

Из воздуха в почве потребляется главным образом кислород. Как уже указывалось выше, он тратится на дыхание корней растений и населяющих почву животных; соединяется с различными веществами в почве, например с железом, а главным образом потребляется различными бактериями при дыхании, разложении и окислении растительных и животных остатков. Взамен потребляемого живыми существами кислорода воздух в почве обогащается углекислотой, выделяющейся при дыхании их и при тлении органических мёртвых остатков.

Находящийся в почве воздух не остаётся в ней без движения. Он постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Этому прежде всего способствует нагревание и остывание почвы, благодаря чему почвенный воздух то расширяется и выходит из почвы, то (при охлаждении) сжимается, и в почву засасываются новые порции атмосферного воздуха («дыхание почвы»).

Почвенный воздух может выдуваться ветрами, может вытесняться из почвы осадками, проникающими в неё (водой); может приходить в движение при смене атмосферного (надпочвенного) давления:, при увеличении атмосферного давления часть воздуха поступает в почву; при уменьшении его — почвенный воздух выходит в атмосферу.

Обновление воздуха может происходить даже при отсутствии ветра, дождя и смены температуры.

При этом почвенный воздух, богатый углекислым газом и водяными парами, постепенно выходит наружу, а более сухой и богатый кислородом атмосферный воздух внедряется в почвенные поры.

Обновление почвенного воздуха в различных климатических зонах будет происходить сильнее то от одних из вышеуказанных причин, то от других. Например, в пустынях больше будет влиять резкая смена температур в течение дня и ночи, а также выдувание почвенного воздуха ветром. В местах, богатых осадками, например, в таёжной зоне, смена воздуха будет заметно происходить при просачивании воды в почву и т. д.

Для «нормального» развития культурных растений необходимо, чтобы почва постоянно проветривалась, «легко дышала», чтобы в ней непрерывно восстанавливался запас кислорода.

Почвенное тепло. Для развития почвы и для жизни растений необходимо тепло. Тепло почва получает от солнца, нагреваясь его лучами. Небольшая доля тепла приходит к поверхности почвы от внутренних, нагретых слоёв земли, а также выделяется при дыхании живых существ и при разложении растительных и животных остатков. Иногда почву согревают теплые источники, вытекающие на поверхность земли из глубоких разогретых её слоёв.

Не все почвы нагреваются солнцем одинаково. Тёмные, богатые перегноем, а главное сухие почвы нагреваются значительно скорее, чем почвы светлые и сырые. Особенно медленно нагреваются мокрые почвы; это происходит потому, что много тепла тратится на нагревание и испарение находящейся в них воды. Песчаные почвы суше глинистых, и потому они нагреваются быстрее.

Помимо цвета, содержания перегноя и воды, большое значение для нагревания почвы имеет расположение местности: лучше других нагреваются почвы, лежащие на южных склонах, несколько слабее — на восточном и западном и хуже всего — на северном склоне.

Полученное почвой тепло постепенно через почвенные частички, воду и воздух передаётся нижним слоям. Ночью почва остынет с поверхности, а тёплая дневная волна передвинется на некоторую глубину. Так одна волна вслед за другой каждый день отправляется в почву. Почвенные частички то расширяются от тепла, то сжимаются от холода. Это способствует большему и скорейшему их выветриванию.

Для развития растений и других живых существ, населяющих почву, благоприятны почвы тёплые.

Зимой, когда почва спрячется под снежным покровом, когда в ней замёрзнет вода, когда вместо тёплых уходят в глубину холодные волны, жизнь почвы в значительной мере замирает. Всё живое в почве впадает в зимнюю спячку и к новой кипучей жизни проснётся лишь следующей весной.

Ещё раз о значении структуры почвы. Все свойства почвы, важные для развития сельскохозяйственных растений, получают наилучшее выражение в структурных почвах. Структурная почва содержит в себе одновременно воду и воздух. Вода в такой почве помещается внутри комочков и в капиллярах между ними, а воздух — в крупных пустотах между комочками, по их поверхности и отчасти в самих комочках — в крупных канальцах и ячейках.

Структурная почва имеет и хорошие тепловые свойства. В ней благоприятно развиваются полезные для растений микроорганизмы. Минеральная часть в такой почве легче выветривается и освобождает питательные вещества. В ней — на поверхности комочков — лучше разлагаются растительные и животные остатки, а внутренняя, менее проветриваемая, часть комочков является «лабораторией», где накапливается высококачественный, нейтральный, «сладкий» перегной. В конечном счёте структурная почва всегда даёт более высокий урожай сельскохозяйственных растений.

Но не во всякой почве от природы бывает хорошая структура. Часто приходится упорно работать, чтобы получить структурную пашню. На всех почвах созданию структуры помогает искусственное увеличение в ней перегноя, а также насыщение почвы кальцием. Для последней цели на кислых почвах применяется известь, на щелочных, например, на солонцах — гипс.

Нужно унаваживать почвы, нужно вводить в севооборот многолетние злаковые и бобовые травы, в смеси друг с другом, а на песках — люпин и сераделлу. При жизни травы расчленяют почву на структурные отдельности своими корнями. Бобовые травы обогащают почву азотом, а все травы — бобовые и злаковые — обогащают её перегноем, так как они имеют мощную корневую систему, в несколько раз большую, чем овёс, рожь, пшеница и другие полевые и огородные растения.

Серьёзное внимание нужно уделять своевременной обработке почвы. При распашке сухой почвы мы разрушаем, распыляем структуру; при распашке почв переувлажнённых — давим структуру, смазываем её. Нужно стремиться вспахивать по возможности среднеувлажнённые почвы, когда они содержат 50—70 процентов влаги от их влагоёмкости. При этом условии получается лучшая по качеству структурная пашня.

Структурная пашня — показатель культурности поля. Структурность почвы повышает урожай и делает его устойчивым в засушливые годы.