Что такое газообразная часть почвы

Состав почвы

Почва – это сложная динамическая система. Она состоит из минеральных и органических веществ. Минеральные компоненты поступают в почву, в первую очередь, из материнской породы , на которой она образовалась. Органические вещества появляются и развиваются благодаря живым организмам, населяющим почвенный покров. Взаимодействие минералов и органики создает сложный комплекс разных соединений.

В этом разделе мы расскажем, из чего состоит почва. Вы узнаете о ее фазах и их особенностях. Также вы прочитаете о минеральном и органическом составах покрова, их соотношении и характеристиках.

Фазы почвы

Прежде всего мы поговорим о фазах почвы.

Выделяют четыре основных части:

Все они взаимосвязаны и активно влияют друг на друга.

К твердой фазе относятся органические и минеральные вещества. Это частицы разного размера и формы, которые неплотно примыкают друг к другу (глыбы, обломочные породы, глина, песок, пыль и другие). Тем не менее, они создают твердый почвенный каркас, на котором размещаются другие части. Эта фаза определяет петрографический (гранулометрический) состав, структуру, сложение и пористость почвенного покрова.

Сама по себе тве р дая часть является малодинамичной системой. Она же самая объемная – занимает 45-60% покрова. С ней связаны многие физические, физико-химические и химические свойства материала.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Твердая фаза почвы.

Жидкая часть – это вода и растворенные в ней соли. Данная фаза формируется из атмосферных осадков, грунтовых вод, конденсации водяных паров. Она составляет около 25% от всего объема почвенного покрова.

Эта фаза считается самой динамичной. Именно из нее растения усваивают питательные вещества. Ведь без достаточного количества влаги нормальное развитие флоры и почвенных микроорганизмов невозможно. Кроме того, жидкая фаза участвует в таких процессах как гумификация и минерализация органических остатков, выветривание, перемещение веществ внутри покрова и формирование почвенного профиля.

Вода является и терморегулирующим фактором. Она определяет расход тепла из почвы и растений вследствие испарения и транспирации. С влажностью покрова тесно связаны его физико-механические свойства (твердость , крошение, липкость и другие). Стоит отметить, что передвижение влаги в почве и по ее поверхности также влияет и на отрицательно сказывающиеся на плодородии процессы. Среди них эрозия и вынос из верхних слоев питательных элементов.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Жидкая фаза почвы.

Газообразная часть – это почвенный воздух. Он занимает все поры в почве, не занятые водой.

Эта фаза, как и жидкая, является динамической. Она покрывает 20-25% от общего объема почвы. В отличие от атмосферного воздуха, почвенный беден на кислород. В нем много углекислот. Это объясняется деятельностью микроорганизмов и растений: чем их больше в почве, тем больше кислорода они потребляют и углекислого газа выделяют.

Также в составе почвенного воздуха постоянно присутствуют нелетучие органические соединения (углеводороды жирного и ароматического рядов, сложные альдегиды, спирты и другие). Они , пусть и в небольшом количестве, тоже образуются в процессе жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Эти вещества поглощаются корнями, способствуя росту растений и повышению их жизнедеятельности.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Газообразная фаза почвы.

Все фазы взаимодействуют друг с другом, активно переходят из одной в другую. Это возможно благодаря деятельности живых организмов. Они являются четвертой, живой фазой почвенного покрова. К ней относятся растения, грибы, бактерии, простейшие, мелкие животные. Высокая активность этих организмов доказывает, что все естественные процессы, которые происходят в почве, прямо или косвенно являются биохимическими по своей природе.

Подробнее об этом читайте на нашей странице Живая фаза почвы.

Примерное соотношение всех фаз почвы показано на диаграмме ниже.

Следующее, о чем мы поговорим, – это химический состав почвенного покрова. Он представлен минеральными и органическими веществами. Они сконцентрированы в твердой и жидкой фазах. В синтезе химических соединений принимают активное участие живые организмы.

Минеральный состав почвы

Минеральные вещества составляют 80-90% от общего объема покрова. Они поступают в почву двумя путями – из материнской породы и при полном разложении живых организмов. Из горной по р оды в почву попадают первичные минералы. Они имеют кристаллическое строение и практически не усваиваются растениями. Вторичные минералы аморфные, способны набухать и задерживать воду. Именно они являются источником питательных элементов почвы.

В составе почвы содержатся практически все известные химические элементы. Процентное содержание основных вы найдете в таблице ниже (средние значения).

Кроме того, около 1-3% составляют фосфор, марганец, хлор, азот, сера и микроэлементы (кобальт, фтор, йод, медь, цинк, молибден). Все элементы входят в состав оксидов, гидроксидов, растворимых и нерастворимых солей. Для роста и развития флоры наибольшее значение имеют калий, фосфор, азот, в меньшей мере – кальций и магний. Но в небольших количествах растениям требуются и другие элементы.

Первоисточником всех минералов в почве являются магматические породы. Они составляют 95% от общей толщи литосферы. На долю осадочных пород приходятся оставшиеся 5%. Метаморфические же причисляются к тем материалам , из которых они образовались. Поэтому здесь они в расчет не принимаются.

Подробно о влиянии горных пород на почву и процессы формирования почвенного покрова вы сможете узнать в нашей статье Почвообразующая порода как фактор почвообразования.

Химический состав почв находится в состоянии постоянного изменения. Это связано с непрерывностью процессов выветривания и почвообразования.

Органический состав почвы

Органические вещества составляют от 1-2% до 10-15% почвы. Они образуются при частичном разложении растений, животных и микроорганизмов. В состав почвы входят белки, углеводы, смолы, воски, лигнин, липиды и продукты их распада (спирты, аминокислоты, пептиды, моносахариды). Эти вещества составляют около 10% от всей органики, являются источником минералов и питательной средой для почвенной фауны, бактерий, грибов.

Скорость разложения растительных остатков зависит от содержащихся в них веществ. Так, древесина и хвоя содержат много лигнина, смол и дубильных веществ, но мало белков. Их разложение идет медленно. Остатки же бобовых трав, богатые белками, разлагаются быстро.

Основную часть почвенной органики (80-90%) составляют гуминовые вещества. Они и определяют плодородие грунта.

В группу входят:

• Гуминовые кислоты
  Это вещества темного цвета. Они образуют нерастворимые соли с железом и алюминием. Гуминовые кислоты способны поглощать и задерживать в верхних слоях почвы воду и питательные элементы , затем постепенно их высвобождать. Они участвуют в превращении химических соединений в доступную для растений форму. Эти кислоты играют главную роль в формировании структуры почвы и ее плодородия.
• Фульвокислоты
  Это растворимые вещества желтого цвета. Они быстро вымываются в нижние горизонты, плохо задерживают влагу и минералы, подкисляют почву.
• Гумины
  Это инертные вещества, связывающие минералы. Они не участвуют в почвообразовании.

Помимо соединений, органические остатки всегда содержат некоторый объем зольных элементов. Их количество и состав варьируются в зависимости от вида организмов и условий среды их обитания. В состав золы входят калий, кальций, магний, кремний, фосфор, сера, железо и многие другие элементы, содержащиеся в незначительных количествах. Очень низкая зольность характерна для древесины. Большое количество зольных элементов содержат остатки травянистой растительности.

Знание минерального и органического состава почвы и ее фаз помогает лучше разобраться в свойствах материала, его применении. Отсюда также становится понятно, какими способами можно улучшить плодородие почвенного покрова. Об этом мы у же писали в нашей статье Плодородность почвы: как ее сохранить и повысить. Возможно вам также будет полезна наша статья о кислотности почв. В ней подробно рассказано, как можно регулировать такой показатель как кислотность почвенного покрова, делать почву более кислой или щелочной.

Источник

Состав и структура почв

Без почвы невозможна жизнь на планете. На ней растут деревья, кустарники, травы, цветы. В ней живут организмы, которыми питаются более крупные животные. Она является местом произрастания культурных растений, на ней строятся дома. Чтобы осуществлять хозяйственную деятельность, важно знать такие характеристики, как структура почв, ее состав и свойства.

Что такое почва?

Ее определение неоднозначно. По Докучаеву – это горные породы, залегающие в наружном слое. Их изменение происходило под влиянием многих факторов: воздуха, воды, организмов различного происхождения.

Хлопин дает другое определение, по которому почвой является слой земной коры, залегающий сверху. На нем строят свою жизнь организмы органического происхождения.

Почва является плодородным слоем грунта, который перерабатывают растения и организмы, находящиеся в нем. Ее образование происходит под влиянием космических факторов: тепла, света, атмосферных осадков. Характеристика зависит от того, какая структура почвы, ее состав и свойства.

Что называется структурой почвы?

Это почвенные комочки, которые называют агрегатами, взятые в совокупности. Они имеют разную форму и величину. Структура почв образована их частицами, которые связаны друг с другом силой молекулярной природы. Наибольшее значение отводится структуре верхнего горизонта, потому что в нем происходит развитие живых микроорганизмов и корней растений, которые получают отсюда питание и воду.

В состав почвы входит твердая, жидкая и газообразная компонента. Очень важно, чтобы в этом слое их соотношение было оптимальным, то есть 50:25:25. Кроме этого, в ней много микроорганизмов растительного и животного происхождения.

Твердая компонента

Состав и структура почв различаются. Но неизменным остается то, что твердая компонента содержится в ней в большем количестве. Она представляет собой минеральную и органическую часть. Причем первичных минералов, которые остались от почвообразующей породы, больше, а вторичных меньше. Последние являются результатом разложения первичных пород и представлены глинистыми минералами и солями: сульфатами, карбонатами, галоидами и другими, которые выпадают в осадок под воздействием почвенных вод. По процентному содержанию минералов-солей в почве судят о степени ее засоленности.

Органической частью почвы является гумус, который представляет собой сложное вещество органического происхождения. Его образование – результат разложения остатков отмерших растений и животных. По наличию гумуса в составе почвы судят о ее плодородии, ведь он богат питательными веществами и биогенными элементами. Самыми плодородными являются черноземы, так как они богаты гумусом.

Жидкая компонента

Это вода: свободная, связанная, капиллярная, парообразная, которая является составной частью почвы. Перемещение свободной воды по порам происходит в результате воздействия силы тяжести. Вода связанная образует на поверхности частиц пленку. Тонкие поры удерживают воду капиллярную благодаря менисковым силам. Местом нахождения парообразной воды являются свободные от воды поры. Для корней растений самой доступной является капиллярная и свободная вода.

Жидкая компонента называется почвенным раствором. В нем могут содержаться соли, органические растворимые кислоты и их производные, если это свободная или капиллярная вода. Связанная вода трудно растворяет вещества.

Газообразная часть почвы

Это воздух в почве, которым заполнены все пустоты и поры. В нем меньше кислорода, чем в атмосферном, и больше углерода. Его выделяют остатки растений при разложении и организмы во время дыхания. Почвенный воздух содержит аммиак, метан. Во влажной почве его меньше, так как он вытесняется из пор водой. Чтобы растения нормально росли и развивались, воздух в почве должен составлять 15 процентов от ее объема.

Механический состав

Этот показатель является важным для определения качества почвы и ее плодородия. При разбивке нового садового участка не обойтись без определения механического состава почвы, чтобы решить, что на ней выращивать. Почвы с учетом данного показателя бывают:

• Песчаные. В них много песка и мало перегноя. Структура почв данного типа характеризуется воздушностью и хорошей пропускной способностью воды, поэтому они называются легкими. Для многих сельскохозяйственных культур такие почвы невыгодны, так как они нуждаются в частых поливах и большом количестве органических удобрений, которые являются основной питательной средой для растений.
• Супесчаные. Эти почвы лучше, чем предыдущие. Они легки в обработке, воздушны, быстро высыхают после дождя, не образуя корку. Эти почвы наилучшим образом подходят для сада, так как в них задерживается вода, что обеспечивает хорошую связку минеральных веществ.

• Глинистые. У этих почв большая вязкость и плотность, они трудно обрабатываются. По этим причинам их называют тяжелыми. Перекапывая участок, не избежать образования больших комков. В засуху глинистые почвы растрескиваются, в период затяжных дождей заплывают, на поверхности образуется корка. Несмотря на существенные недостатки, в них хорошо задерживаются питательные вещества.
• Суглинистые — содержат большие запасы питательных веществ, доступных для растений, и пылевых частиц. Их структура зернистая, обработка не вызывает трудностей. Такие почвы называют средними, они годны для любых культур.
• Мергельные. Содержат много извести. Эти почвы похожи на суглинистые. Структура почв может быть изменена, если в нее внести органические и минеральные удобрения.
• Каменные — покрывают склоны холмов и гор. Они небогаты питательными веществами, так как вода их постоянно смывает. Но если потрудиться, на склоне можно разбить участок под сад, который будет прекрасно смотреться. А выращивать здесь можно все что угодно, особенно с южной стороны сада.

Физические свойства почвы

Структура во многом определяет качественный показатель почвы, который очень важен при выращивании сельскохозяйственных культур, строительстве сооружений и многом другом. Основным свойством почвы является плодородие. Но она характеризуется и другими показателями:

• Пористостью, при определении которой учитывается форма и величина зерен. В крупнозернистых почвах пор немного.
• Капиллярностью почвы, то есть ее способностью поднимать грунтовые воды. Высокой капиллярностью обладают мелкозернистые почвы, такие как черноземы. Поэтому на них не рекомендуется строить какие-либо сооружения. Для этого лучше подходят крупнозернистые почвы.
• Влагоемкостью почвы, которая определяется ее способностью удерживать влагу. Этот показатель очень важен при создании внутри помещения оптимального режима влажности.
• Гигроскопичностью, которая определяется способностью притягивать из воздуха пары воды. У крупнозернистых почв минимальная гигроскопичность.
• Почвенным воздухом, который контактирует с атмосферным, и отличается от него по составу. Им заполняются поры, расположенные между частицами.
• Почвенной влагой, от которой зависит жизнь микроорганизмов. Она присутствует в почве в трех состояниях: газообразном, связанном и жидком.

Структура почвы: как ее улучшить?

Можно произвести улучшение структуры почвы известкованием, как это делают в нечерноземных районах нашей страны. Кальций в составе почвенных коллоидов способствует формированию комочков почвы: это когда отдельные песчинки, глинистые или органические частицы слипаются.

Изменение структуры почвы с помощью внесения в нее органических удобрений способствует ее улучшению. Органика способна образовывать гумусовые вещества, которые являются составной частью коллоидов, за счет чего происходит оструктуривание почвы.

Неплохих результатов можно добиться мульчированием почвы с применением измельченных остатков растений. Мульча заделывается глубоко в грунт или раскладывается на его поверхности. Это будет препятствовать переуплотнению почвы и ее обесструктуриванию. Улучшить структуру почвы можно с помощью дождевых червей, которые неутомимо рыхлят ее, делая легкой и воздушной.

Источник