Химический состав почвы структура типы почв

ПО́ЧВА

В книжной версии

Том 27. Москва, 2015, стр. 306-308

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

ПО́ЧВА, при­род­ное те­ло, фор­ми­рую­щее­ся в ре­зуль­та­те пре­об­ра­зо­ва­ния по­верх­но­ст­ных сло­ёв ли­то­сфе­ры под со­вме­ст­ным воз­дей­ст­ви­ем во­ды, воз­ду­ха и жи­вых ор­га­низ­мов. Со­сто­ит из поч­вен­ных го­ри­зон­тов , об­ра­зую­щих поч­вен­ный про­филь ; ха­рак­те­ри­зу­ет­ся пло­до­ро­ди­ем. Пред­став­ле­ние о П. как о са­мо­сто­ят. при­род­ном об­ра­зо­ва­нии, ко­то­рое фор­ми­ру­ет­ся в ре­зуль­та­те взаи­мо­дей­ст­вия фак­то­ров поч­во­об­ра­зо­ва­ния, сформулировано в по­след­ней четв. 19 в. В. В. До­ку­чае­вым . Про­ис­хо­ж­де­ние, свой­ст­ва, функ­цио­ни­ро­ва­ние, рас­про­стра­не­ние и ис­поль­зо­ва­ние П. ис­сле­дуют­ся в рам­ках поч­во­ве­де­ния ; вме­сте с тем поч­вен­ный слой по­па­да­ет в об­ласть ин­те­ре­сов та­ких на­ук, как аг­ро­но­мия, ин­же­нер­ная гео­ло­гия, грун­то­ве­де­ние, гео­хи­мия ланд­шаф­та и др., в со­от­вет­ст­вии с за­да­ча­ми ко­то­рых из­ме­ня­ет­ся и объ­ём по­ня­тия «П.». Напр., в ши­ро­ком смыс­ле к П. от­но­сят не толь­ко ес­теств. при­род­ные те­ла на по­верх­но­сти Зем­ли, но и на­сып­ные грун­ты, ис­кусств. или по­кры­тые ас­фаль­том го­род­ские П., поч­во­по­доб­ные об­ра­зо­ва­ния на зда­ни­ях и ство­лах ста­рых де­ревь­ев, вы­хо­ды гор­ных по­род, за­се­лён­ные ли­шай­ни­ка­ми и во­до­рос­ля­ми, на­хо­дя­щие­ся на не­боль­шой глу­би­не под­вод­ные оса­доч­ные по­ро­ды, на ко­то­рых воз­мож­но раз­ви­тие со­су­ди­стых рас­те­ний, а так­же рых­лые ре­го­ли­ты др. пла­нет. В клас­сич. по­ни­ма­нии П. фор­ми­ру­ет­ся в ес­теств. рых­лых гор­ных по­ро­дах на по­верх­но­сти Зем­ли и хо­тя бы часть вре­ме­ни не по­кры­та во­дой. Мощ­ность П. так­же оп­ре­де­ля­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от по­став­лен­ных за­дач: в поч­вен­но-ге­не­тич. ра­бо­тах она ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся глу­би­ной вы­де­ле­ния мор­фо­ло­ги­че­ски вы­ра­жен­ных поч­вен­ных го­ри­зон­тов и варь­и­ру­ет от не­сколь­ких см до 2–3 м; в аг­ро­но­мич. ис­сле­до­ва­ни­ях час­то П. на­зы­ва­ют верх­ний па­хот­ный го­ри­зонт (ниж­ние го­ри­зон­ты на­зы­ва­ют под­поч­вой); в гео­хи­мич. и гео­эко­ло­гич. ра­бо­тах ис­сле­ду­ют поч­вен­ный ре­го­лит (сы­пу­чие ос­кол­ки гор­ной по­ро­ды ме­ж­ду слоя­ми П. и под­сти­лаю­щей по­ро­дой) на глу­би­ну до де­сят­ка мет­ров.

Источник

Химический состав почвы

Наиболее распространенными в почве являются следующие элементы: кислород (49 %), кремний (33 %), алюминий (7,13%), железо (3,80 %), углерод (2,0 %), кальций (1,37 %), калий (1,36 %), натрий (0,63 %), магний (0,63%), азот (0,10%).

Кроме того, в почве находится большая группа химических элементов, содержание которых невысокое (10-2–10-5 %), но они играют биологическую роль, это – бор, медь, марганец, цинк, кобальт, фтор и др.

По валовому химическому составу можно судить о направлении процессов почвообразования, Так, например, накопление кремнезема в верхних горизонтах, а железа и алюминия в средней части профиля свидетельствует о разрушении алюмосиликатов и выносе из верхних горизонтов подвижных продуктов разрушения.

Формы нахождения химических элементов в почве могут быть иными – в составе минералов, органического вещества, в форме гидроксндов и оксидов, солей, в составе почвенных коллоидов и др., а значит, доступность их растениям разная. Поэтому часто важно определить не валовое содержание элемента в почве, а его доступные растениям количества. С этой целью используют различные растворители (растворы солеслабых кислот, щелочей), в вытяжках которых и определяют содержание элементов питания растений. Таким образом, химический состав почвы можно рассматривать как показатель экологического состояния почвы. Часто это состояние оказывается неудовлетворительным с точки зрения минерального питания растений, земледелец оптимизирует эту экологическую функцию почвы с помощью внесения удобрений.

Культурные растения по-разному реагируют на один и тот же уровень содержания в почве доступных (легкорастворимых) элементов питания. Так, наиболее требовательными к пищевому режиму почвы являются овощные и плодово-ягодные культуры, менее требовательны яровые зерновые, лен, травы, промежуточное положение занимают пропашные – картофель, кукуруза.

Источник

Химический состав и структура почв

Почва — поверхностный слой земной коры. Почва представляет собой естественное природное образование, формирующееся под совокупным воздействием климата, растительности, почвообразующих пород, условий рельефа и жизнедеятельности организмов. Почва трехфазная система. Твердая фаза вещества (40-65 мас % почвенной массы) почвы представлена в основном смесью неорганического и разлагающегося органического вещества. Почвенный раствор представляет собой водный раствор минеральных питательных веществ. Газообразная фаза — это почвенный воздух. Живые организмы представлены большей частью бактериями.

В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

· минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух;

· детрит – отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных;

· живые организмы, разлагающие детрит до гумуса.

Мощность почвы (толщина почвенного слоя), в зависимости от типа, колеблется в пределах от нескольких миллиметров до 2-3 м при средней величине 18-20 см. В почве происходят различные физические, химические и биологические процессы, она является средой обитания живых организмов.

Одно из важных физических свойств почвы – ее механический состав, выражающийся в содержании частиц разного размера. Установлены четыре градации механического состава: песок, супесь, суглинок и глина. От механического состава зависят водопроницаемость почвы, способность удерживать влагу, глубина проникновения корневых систем растений.

Минеральный состав почвы определяется составом почвообразующих пород, возрастом почвы, особенностями рельефа, климата. В состав минеральной части почвы входят Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S, микроэлементы Cu, Mo, J, F, Pb. Большинство химических элементов представлено в окисленной форме или в форме растворенных ионов. Концентрация ионов водорода (рН) в почве в среднем близка к нейтральному значению, это определяет разнообразие флоры. Известковые и засоленные почвы имеют рН=8..9, а торфяные – до 4.

Органический состав формируется из соединений, содержащихся в растительных и животных остатках. Это белки, углеводы, органические кислоты, жиры и др. При разложении органических веществ, содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям.

Гумус – органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности организмов. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы. Плодородие – главное качество почвы, всвязи с чем она является незаменимым природным ресурсам.

Гумификация – процесс превращения органических остатков в ходе биохимических реакций при затрудненном доступе кислорода. Многие жизненно важные элементы переходят из органических соединений в неорганические, например, азот в ионы аммония (NН₄ + ), фосфор в фосфат ионы (Н₂РО₄ — ), сера в сульфат ионы (SО₄ 2- ), т.е. идет процесс минерализации.

В почве обитает множество видов растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристики: бактерии, водоросли, грибы, простейшие, черви, членистоногие. Установлено, что не менее 1 000 000 разных насекомых (95 % видов, известных ученым) так или иначе связано с почвой. В процессе жизнедеятельности организмы способствуют увеличению плодородия или прокладывают в почвенном слое ходы, по которым поступают воздух и влага и удаляется углекислый газ. На одном гектаре непаханой земли насчитывается около 200 кг микроорганизмов, а общая масса живых организмов, населяющих участок такого размера, достигает тонны. Это больше, чем масса минеральных удобрений, вносимых в почву для выращивания некоторых с/хоз. культур.

Используя почву, человек получает многие необходимые для жизни продукты, но в процессе своей деятельности часто оказывает разрушительное действие на нее. Именно почва в наибольшей степени подвергается загрязнению, что вызывает нарушение протекающих в ней процессов. Загрязнение почвы непосредственно связано с загрязнением атмосферного воздуха и природных вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими веществами являются тяжелые металлы и их соединения, удобрения, пестициды, радиоактивные вещества.

2. Изменения в литосфере, вызванные техногенезом

Почва принимает участие в формировании местных климатических условий. Ликвидация растительного покрова почв ведет к нарушению естественного пополнения водных объектов, способствует их высыханию.

Эрозия – процесс разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды или ветра. Эрозия, вызванная воздействием ветров, характерна для засушливых районов, на почвах, содержащих мелкие пылевидные частицы и лишенных растительности. Водная эрозия происходит при смыве поверхностного слоя почвы талыми водами, сильными ливнями на склонах, лишенных растительности.

Кислотные загрязнения и их химические последствия для почвы. Антропогенные кислотные загрязнения наряду с естественным закислением наносят большой ущерб почвам. К основным источникам закисления почв относятся атмосферные кислотные осадки, кислотообразующие удобрения (на основе мочевины). Буферная емкость почвы по отношению к кислотному загрязнению зависти от того, сколько гумусовых частиц содержится в почве. Каждая частица твердой фазы почвы окружена оболочкой из активных катионов гидроксидов кальция, магния, натрия, калия. Попадающие в почвы протоны замещают катионы, сорбционно связанные с коллоидными частицами почвы, в результате катионы мигрируют в глубинные слои, становясь недосягаемыми для растений. В отношении многих почв отмечается вымывание ионов, необходимых для питания растений, т.о. все изменения состава почвы, связанные с увеличением ее кислотности, в первую очередь подавляют рост растений. Снижение рН почвы приводит также к гибели микроорганизмов, что способствует нарушению почвенного дыхания.

Загрязнение тяжелыми металлами (ТМ). ТМ антропогенного происхождения попадают в почву из воздуха в виде твердых или жидких осадков, при внесении минеральных удобрений, при складировании бытовых и промышленных отходов. Вся масса накопленных в почве ТМ за пределами ее буферной емкости переходит в растения или вымывается с грунтовыми водами. Большие загрязнения почвы свинцом обнаруживаются вблизи предприятий, где возможны выбросы свинца в атмосферу, установок по сжиганию отходов. В почвах, богатых фосфатами свинец содержится в виде малорасторимых фосфатов свинца (Pb₃(PO₄)₂, Pb₄O(PO₄)₂), в известняковых почвах – в виде карбоната (PbСO₃) Растения более устойчивы по отношению к свинцу, чем люди и животные, поэтому необходимо контролирование содержания свинца в продуктах растит-го происхождения. Накопление кадмия в гумусе почвы протекает в меньшей степени, по сравнению со свинцом, тк соединения кадмия с гуминовыми кислотами менее устойчивы. Подвижность ионов меди выше, чем у кадмия, что создает благоприятные условия для усвоения меди растениями. Медь оказывает токсическое действие на растения и микроорганизмы, поэтому загрязнение почвы медью можно рассматривать как критическое. При загрязнении почв цинком страдают многие виды растений. При значениях рН>6 происходит накопление цинка в почве благодаря взаимодействию с глинами. Попадание стронция и его солей в организм вызывает замещение и вымывание из костей кальция, в результате чего кости размягчаются, и у людей появляются специфический уродства («уровская» болезнь, у жителей долины реки Ура, в воде которой высокое содержание солей стронция).

Пестициды в почве. Пестицидами называются вещества, обладающие токсичными свойствами по отношению к живым организмам:

§ для регуляции роста и развития растений (ретарданты, гибериллины);

§ для удаления листьев растений (дефолианты);

§ для уничтожения растений на корню (десиканты);

§ для удаления цветов и завязей (дефлоранты);

§ для отпугивания животных (репелленты) или их стерилизации (хемостерилизаторы) и др.

Путями поступления пестицидов в почву является распыление над объектами с/х деятельности и непосредственное внесение в почву, дожди, туманы. Пестициды накапливаются в почве в результате диффузии в кристаллические решетки минералов (глин), при отложении их в гумусах и при проникновении в полости частиц гумуса.

В качестве пестицидов в настоящее время разрешено использовать около 280 биологически активных веществ, на базе которых разработано более 600 различных препаратов. Пестициды разлагаются очень медленно и наиболее интенсивно накапливаются в овощах, затем в растительных маслах, фруктах и ягодах, меньше – в мясе, яйцах и молоке.

Устойчивые пестициды способны длительное время нарушать почвенные, лесные и водные экологические системы. Более 90% применяемых пестицидов подавляют бактериальную флору почв так сильно, что восстанавливаться она начинает через месяц. Отмечена корреляция между увеличением профессиональной заболеваемости и снижением продолжительности жизни в некоторых районах, в связи с применением пестицидов.

Засоление почв может происходить как в естественных условиях (подсол в результате испарения), так и в следствии искусственного орошения (орошение солоноватыми сточными водами и вдоль шоссейных дорог посыпаемых зимой солью). Соли растворимые в воде могут быть токсичны для растений и почвенных организмов.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Состав почвы

В состав почвы входят:

• твердая фаза;
• жидкая фаза, или почвенный раствор;
• газовая (газообразная) фаза, или почвенный воздух.

Почва — самостоятельное естественно-историческое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия. Почва — сложная саморегулирующаяся поликомпонентная биокосная единая система.

Газовая фаза

Газовая фаза является результатом взаимодействия атмосферного воздуха и газов, образующихся в почве. В его составе отмечается более высокое, по сравнению с атмосферным воздухом, содержание углекислого газа — 0,3-1%, иногда до 2-3% и более и меньшее содержание кислорода. Газа фаза отличается высокой подвижностью, которая зависит от множества условий: содержания органического вещества, погодных условий, характера растительности и др.

Достаточное содержание кислорода в почве создает благоприятные условия для деятельности аэробных микроорганизмов. Напротив, при его недостатке складываются условия для развития анаэробных бактерий, которые часто являются патогенными для растений.

Объем почвенного воздуха находится в динамическом равновесии с жидкой фазой: чем больше воды, тем меньше воздуха. Процессы газообмена в почве происходят постоянно в результате разложения органических веществ, дыхания корней растений и почвенных организмов, а также некоторых химических реакций. В результате газообмена надпочвенный воздух обогащается углекислым газом, улучшая условия фотосинтеза. При взаимодействии углекислого газа с водой жидкой фазой происходит слабое подкисление почвенного раствора по реакции:

Подкисление способствует переходу некоторых минеральных веществ твердой фазы, например, фосфатов и сульфата кальция, в доступную для растений форму. Одновременно, избыток углекислого газа приводит к недостатку кислорода и созданию анаэробных условий, что наблюдается при переувлажнении и переуплотнении почв. Недостаток кислорода в газовой фазе тормозит рост и развитие микроорганизмов и растений, препятствует усвоению питательных веществ, усиливает восстановительные процессы в жидкой и твердой фазах.

Почвенный воздух сосредотачивается в некапиллярных порах, то есть в больших промежутках почвы. При заполнении всех пор водой почвенный воздух вытесняется, наоборот, если почва сухая, воздух заполняет все поры — капиллярные и некапиллярные.

Наиболее оптимальное соотношение воды и воздуха складывается на рыхлых структурных окультуренных и обработанных почвах. Регулирование водного и воздушного режимов почв соответствующими обработками в сочетании с применением удобрений и мелиорантов улучшает корневое и воздушное питание растений, тем самым повышает количество и качество продукции, способствует развитию почвенной биоты.

Источник