Что значит минеральная почва

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

Происхождение минеральной части почвы, из чего состоит и характеристика

Для того чтобы успешно выращивать различные культуры, нужно хорошо разбираться в составе грунтов и понимать, из чего формируется и состоит минеральная часть почвы. Она скомпонована из различных по величине частиц и имеет разный состав, что обеспечивает разнообразие видов грунтов на планете. На ее формирование оказывают влияние десятки факторов, в том числе связанные с человеческой деятельностью.

Происхождение и состав минеральной части почвы

Минеральный компонент почвы сформировался при выветривании горных пород и минералов, находящихся в верхнем слое литосферы.

Также серьезное влияние на минеральный состав почвы оказывает метаморфоз, то есть превращение одних компонентов в другие в результате влияния следующих факторов:

1. Физических.
2. Химических.
3. Биогенных, то есть связанных с деятельностью живой природы, включая микроорганизмы и растительный мир.

Минеральный состав почвы тем больше отличается от исходной горной породы и минералов, чем дольше она существует. Минеральная часть достигает 55-60 % объема почвы и составляет 90-97 % ее массы. Это означает, что именно этот компонент играет основную роль в качестве и пригодности грунтов для выращивания культурных растений.

Процессы образования минералов и горных пород

Основные процессы образования минералов и горных пород делятся на два типа:

1. Глубинные (эндогенные), происходящие в глубине планеты и питающиеся за счет энергии ее ядра. Эти процессы формируют первичные минералы и базовые породы (в основном, кристаллического типа). Они делятся на магматические и метаморфические.
2. Поверхностные (экзогенные), происходящие на поверхности под влиянием энергии Солнца. Таким способом образуется основная масса вторичных минералов и осадочных пород.

Магматические процессы характеризуются протеканием при высоком давлении и температуре. Магма поднимается из глубин Земли, кристаллизуется и приводит к формированию магматических горных пород.

Существует несколько вариантов магматических процессов, но суть их всех состоит в подъеме расплавленной магмы и формированию из нее базовых пород. После этого в ход вступают другие процессы, связанные с давлением, температурой, перемещением слоев и смешиванием их, а также с влиянием горячих водных потоков, нагретых вулканической активностью планеты. Проходя через разные горные породы, вода вымывает из них компоненты, формирует соли и переносит их на близкие или дальние расстояния, давая жизнь новым минералам.

Биогенные процессы минералообразования

Эти процессы образования минералов связаны с жизнедеятельностью биологических организмов. Десятки живых существ формируют скелеты на минеральной основе или откладывают минералы в тканях. Таким способом формируются кристаллы кальцита, самородная сера, возникающая в колониях сине-зеленых водорослей у термальных источников и гейзеров, некоторые производные кремнезема – халцедоны и опалы, а также перламутр и драгоценность биологического происхождения – жемчуг.

Некоторые разновидности речных и морских моллюсков могут производить ультратонкие слои арагонита, которые перемежаются столь же прозрачными прослойками биологического вещества. Сотни и тысячи слоев образуют перламутровые переливы за счет проникновения света в сложную структуру.

Разложение отмирающих водных растений приводит к образованию сероводорода, который поднимается в верхние слои водоема, соединяется с кислородом и окисляется до сульфатов. При реакции сульфатов с солями, растворенными в воде, происходит отложение самородной серы и серной кислоты. В свою очередь, кислота соединяется с кальцием воды и становится причиной образования гипса.

Серные залежи также формируют анаэробные бактерии, обитающие вне водоемов, в континентальных гипсовых отложениях.
Благодаря активности живых организмов содержание углерода в почвах составляет в 20 раз большее количество, чем в земной коре, а количество азота – больше в 10 раз. Естественный процесс образования почвы длится крайне медленно, но человеческая сельскохозяйственная деятельность и облагораживание земель ускоряют ее формирование, обогащают и изменяют состав.

Метаморфические процессы минералообразования

Они связаны с перерождением ранее образованных минералогических компонентов экзогенного и эндогенного происхождения под влиянием изменившихся физических и химических условий. Основную роль в изменении старых и возникновении новых минералов играет давление, а также перемены температурного режима.

Такие воздействия занимают впечатляющие временные промежутки, измеряющиеся не тысячами, а миллионами и даже миллиардами лет. Однако специфика метаморфизма состоит в том, что, наряду с длительным влиянием, на состояние минералов могут воздействовать и сиюминутные, с точки зрения истории и минералогии, процессы.

Существуют следующие типы метаморфизма:

1. Автометаморфизм.
2. Динамометаморфизм.
3. Контактовый.
4. Региональный.

Метаморфизм при высоких температурах и давлении чаще всего не вызывает расплавления, но зато способен изменять химический состав исходного «сырья» и его физические характеристики, а также форму будущих отложений минералов. Это действие обеспечивает разнообразие минералов на планете и приводит к формированию залежей полезных ископаемых.

Образование горных пород

По происхождению горные породы делятся на следующие:

1. Магматические – могут быть эффузивными, то есть образованными застывшей на поверхности излившейся магмой, или интрузивные, то есть застывшие и кристаллизовавшиеся внутри земной коры и мантии. Они являются основой литосферы, занимая до 95 % ее общей массы. В роли почвообразующих они проявляются себя слабо, в основном, залегая в гористых местностях. В зависимости от соотношений минеральных веществ могут быть кислыми, с высоким процентом содержания кремнезема, и основными (нейтральными и щелочными). Кислые – рыхлые, содержат гравий, богаты калием, но из-за своего уровня pH отличаются низкой питательностью для растений. Основные же содержат много оснований и гумуса, отличаются темным цветом и высоким плодородием.
2. Метаморфические – формируются в результате перерождения уже существующих минералов.
3. Осадочные – являются продуктом выветривания и разрушения других горных пород, выпадения осадка из воды, жизнедеятельности биологических организмов.

Таким образом, в образовании горных пород задействованы многочисленные и разнообразные силы.

Классификация, распространение и основная характеристика почвообразующих пород

Материнскими, или почвообразующими, породами называются выветривающиеся рыхлые горные породы. В процессе дальнейшего почвообразования они становятся основами для разных типов почв.

Главным фактором формирования материнских пород становится выветривание. Все породы разрушаются с разной скоростью и интенсивностью, благодаря чему обладают неодинаковыми характеристиками и свойствами.

1. Элювий.
2. Эоловые отложения.
3. Лессы.
4. Делювиальные отложения.
5. Пролювиальные отложения.
6. Аллювиальные отложения.
7. Озерные отложения.
8. Морские прибрежные отложения.
9. Ледниковые отложения.
10. Флювиогляциальные отложения.
11. Ленточные глины.
12. Покровные суглинки.
13. Лессовидные суглинки.

В зависимости от происхождения делятся на:

1. Осадочные, образующиеся на дне водоемов – пресных и соленых.
2. Обломочные, возникающие при физическом и химическом выветривании.
3. Метаморфические, на базе вещества мантии Земли.

Материнские горные породы в значительной степени определяют химический, минералогический, механический состав, плодородие и физические характеристики почв. Распространение и качество современных грунтов напрямую связаны с тем, какие минералы находятся под ними.

Источник