Плодородный слой почвы: состав и характеристики
Под словом почва подразумевается биофизическая, биологическая, биохимическая среда или почвенный субстрат. Многие биологи утверждают, что почва представляет собой живое существо, называя ее желудком растений. Некоторые же привыкли называть ее легкими всего растительного мира. Почва является средой, в которой находится корневая система большинства растений. При помощи нее они способны держаться в вертикальном положении.
Особенности
Плодородный слой почвы будет зависеть от биофизического и физического состояния, куда следует отнести плотность, рыхлость, пористость. Биохимический и химический состав, наличие первичных химических элементов и тех элементов, которые входят в состав минеральных органических углеводородных цепей, также отражается на плодородности грунта. Плодородный слой почвы может быть также минеральным, искусственным, химическим. Также принято выделять естественное биологическое плодородие.
Почва является тонким слоем, уникальным компонентом биосферы, который разделяет твердую и газовую среду биосферы нашей планеты. В плодородном слое почвы происходят все процессы жизнеобеспечения животного и растительного мира. От состояния почвы будет зависеть полноценная жизнь всего живого на Земле. Безграничное, естественное плодородие создают:
- останки растительной органики, например, трава, сено, опилки, солома, ветки;
- останки покойной, отжившей животной органики, например, бактерии, микроорганизмы, микрогрибы, насекомые, черви и другие организмы;
- микро- и нанорастения, куда относятся водоросли.
Около 20 % почвенной массы представляет собой мертвую минеральную часть. Живая микрофауна и микрофлора плодородного слоя почвы формирует живые органические вещества растений.
Если же говорить о верхних плодородных слоях почвы, то их имеется пять. Каждый год эти слои утолщаются, растут, расширяются, перемещаются от одного в другой. Благодаря этому создается плодородный слой из чернозема и минеральной глины.
Мульча
Мульча, как правило, состоит из животных и растительных останков. Если произвести снятие плодородного слоя почвы мульчи, то можно заметить там траву, лиственный опад, плесень, мертвых микроживотных и животных. Помимо этого, там имеются различные микроорганизмы, грибы.
Под слоем мульчи живут разнообразные микронасекомые и микроживотные: черви, блохи, жуки и мошки. Количество этих особей в плодородном слое почвы может доходить до нескольких тонн при расчете на 1 гектар земли. Вся эта живность перемещается, передвигается, ест и пьет, справляет свои естественные нужды, размножается и умирает. Мертвые организмы, микробы, бактерии, черви, вирусы, насекомые и животные, которые живут в почве, начинают разлагаться до своего изначального биоминерального и биогазового состояния.
При этом стоит отметить, что трупы насекомых и других живых организмов состоят из большого количества азотных соединений. Также в состав тел входит аммиак, который начинает выделяться при разложении и поглощается корневой системой растений. Поэтому при использовании плодородного слоя почвы для выращивания каких-либо культур не всегда надо вносить удобрение, так как в грунте может уже содержатся большое количество разнообразных и живых бактерий, насекомых, микрогрибов.
Биогумус
Биогумус представляет собой выделения, фекалии, отходы жизнедеятельности, принадлежащие различным насекомым и микроживотным. Толщина этого плодородного слоя почвы может составлять от 20 и более сантиметров. Биогумус — это переработанные в желудках различных насекомых и червей останки отмершей корневой системы растений, животных и растительные органические останки. Сюда также следует отнести останки еды микронасекомых и микроживотных.
Биогумус является для растений некем молозивом. Этот тип почвы дает культурам через их корневую систему хорошее питание, которое поспособствует развитию, а также стимулирует и развивает иммунную систему растения.
Биоминеральный слой
Биоминеральный почвенный слой включает в себя природные останки растительного и животного органического биогумуса. Этот плодородный слой почвы на протяжении многих лет формируется микрорастениями, микроорганизмами, микроживотными из верхних матирующих слоев и слоя биогумуса. В верхний слой мульчи свободно попадает атмосферная влага, например, роса, туман, морось, а также атмосферная вода в виде растаявшего снега, дождя.
Помимо этого, здесь содержатся растворенные атмосферные газы: азот, кислород, водород, углерод, окислы углерода и азота. Все эти газы способны хорошо поглощаться атмосферной влагой и водой. Растворенные газы и вода совместно начинают проникать во все низнаходящиеся почвенные слои.
Гумусовый слой
Гумус образуется благодаря различным микроорганизмам, покойной растительной и живой органике при ограниченном доступе в уплотненные, низнаходящиеся почвенные слои. Также в гумусе присутствует атмосферная влага и вода, в которой имеются растворенные атмосферные газы.
Процесс формирования гумуса в почве принято называть биосинтезом с образованием перегноя из растений. Во время биосинтеза также образуются энергонасыщенные углеводородные соединения и некоторые горючие биогазы, например, метановый газовые ряд и углекислый газ.
Гумус для культур играет роль источника углеводородной энергии. Гумус, находящийся в нижних слоях почвы, обеспечивает культуры теплом. Углеводородные соединения способны согревать растения от холода. Метан и углекислый газ поглощаются корневой системой культур.
Подпочва и глина
Пятый слой плодородной почвы включает в себя глинистый грунт, который располагается на глубине от 20 см и больше от поверхности. Глинистый слой участвует в регулярном влагообмене и газообмене других слоев, а также ниженаходящихся грунтов.
Снятие и сохранение плодородного слоя почвы
Если на территории планируется производить какие-либо работы, то снимать плодородный слой рекомендуется в теплое время года. Если слой почвы будет сниматься в мерзлом состоянии, то необходимо в обязательном порядке его разрыхлить. Снимается плодородный слой почвы при помощи бульдозера, после этого перемещается в отвал, где будет находиться некоторое время.
Рабочим проектом удаление слоя почвы предусматривается на участках при:
- разработке траншеи при строительстве нефтепровода;
- размещении отвалов минеральных грунтов;
- долгосрочной аренде, которая необходима для размещения знаков, опор КИПов и постоянных переездов.
Чтобы избежать выветривания и размыва, рекомендуется укрыть снятый слой почвы какими-либо подручными средствами, например, нетканым или тканым материалом, ветками от деревьев.
Рекультивация плодородного слоя почвы
Рекультивация земель осуществляется для того, чтобы восстановить их для лесохозяйственных, сельскохозяйственных, строительных, водохозяйственных, природоохранных, рекреационных и санитарно-оздоровительных целей. Эта процедура требует восстановления плодородия почвы, а осуществляется последовательно в 2 этапа: технический и биологический.
Первый при этом представляет собой планировку, снятие и нанесение плодородного слоя почвы, формирование откосов, обустройство мелиоративных и гидротехнических сооружений, захоронение токсичных грунтов, а также осуществление других работ, которые создают требуемые условия для дальнейшего применения рекультивированных почв по целевому назначению или же для организации мероприятий, которые направлены на улучшение плодородия.
Биологический этап подразумевает проведение фитомелиоративных и агротехнических мероприятий, которые направлены на улучшение агрохимических, агрофизические, биохимических и других свойств грунта.
Земли, подлежащие рекультивации
Рекультивироваться могут те земли, которые были нарушены при добыче нефти, разработке месторождений полезных ископаемых подземным или открытым способом. Также это может делаться при закладке трубопровода, проведении мелиоративных, строительных, лесозаготовительных, испытательных, геологоразведочных, эксплуатационных, проектно-изыскательных и других работ, которые связаны с нарушением земляного покрова.
Рекультивация может проводиться и при ликвидации военных, промышленных, гражданских и других объектов и строений, а также при захоронении и складировании промышленных, бытовых и иных отходов.
Целью проведения рекультивации считается восстановление продуктивности водоемов и нарушенных грунтов, а также улучшение состояния окружающей среды.
Источник
Почва – наше богатство
Природе понадобилось потратить несколько миллиардов лет на то, чтобы почва Земли приобрела свойства, благодаря которым на нашей планете смогла появиться растительность. Сначала вместо грунта существовали лишь горные породы, которые из-за воздействия на них дождя, ветра, солнечных лучей начали постепенно измельчаться.
Разрушение почвы происходило по-разному: под воздействием солнца, ветра и морозов каменистые породы трескались, шлифовались песком, а морские волны медленно, но уверенно, разбивали огромные глыбы в мелкие камни. Окончательно свою лепту в образование грунта внесли животные, растения и микроорганизмы, добавив органические элементы (гумус), обогащая верхний слой земли продуктами жизнедеятельности и их остатками. Разложение органических элементов при взаимодействии с кислородом привели к различным химическим процессам в результате которых были образованы зол и азот, превратившие горные породы в грунт.
Характеристика грунта
Почвой называется видоизменённый рыхлый верхний пласт земной коры, на котором произрастает растительность. Образованна она была в результате преобразования горных пород под воздействием мёртвых и живых организмов, солнечных лучей, осадков и других процессов, благодаря которым произошла эрозия грунта.
За счет такой трансформации огромных, твёрдых пород в рыхлую массу, верхний слой почвы приобрёл впитывающую поверхность: структура грунта стала пористой и воздухопроницаемой. Основное значение грунта состоит в том, что он, будучи пронизан корнями растений, передаёт им все нужные для роста питательные элементы, и сочетает в себе две особенности, необходимые для существования растений – минеральные вещества и воду.
Поэтому одним из главных характеристик грунта является плодородный слой почвы, позволяющий обеспечить рост и развитие растительных организмов.
Чтобы сформировался плодородный пласт грунта, земля должна содержать в себе достаточное количество питательных веществ и обладать необходимым запасом воды, который не дал бы погибнуть растениям. Ценность земли во многом зависит от её способностей доносить до корней растений питательные вещества, обеспечивать к ним доступ воздуха и влаги (вода в почве имеет чрезвычайно важное значение: ничего не будет расти, если в земле будет отсутствовать жидкость, которая эти вещества станет растворять).
Состоит грунт из нескольких слоёв:
- Пахотный слой – верхний пласт грунта, самый плодородный слой почвы, в котором содержится больше всего гумуса;
- Подпочва – состоит в основном из остатков горных пород;
- Самый нижний слой грунта называется «коренной подстилающей породой».
Кислотность грунта
Очень серьёзным фактором, который влияет на плодородность грунта, является кислотность почвы – наличие ионов водорода в грунтовом растворе. Кислотность почвы повышенная, если рН ниже семи, если выше – щелочная, а равная семи – нейтральная (концентрация ионов водорода (Н+) и гидроксидов (ОН-) одинаковая).
Высокий уровень кислотности верхнего слоя земли негативно отображается на росте растений, поскольку влияет на его особенности (размер и прочность грунтовых частиц), на вносимые удобрения, микрофлору и развитие растений. Например, повышенная кислотность нарушает структуру грунта, поскольку полезные бактерии не могут нормально развиваться, а многие питательные вещества (например, фосфор) становятся трудноусвояемыми.
Слишком большой уровень кислотности даёт возможность скапливаться в грунте токсичным растворам железа, алюминия, марганца, при этом понижается поступление в организм растений калия, азота, магния, кальция. Основным признаком высокого уровня кислотности является наличие под верхним тёмным пластом земли светлого слоя, по цвету напоминающего золу, при этом чем ближе этот слой к поверхности, тем кислее грунт и тем меньше в нём кальция.
Виды грунта
Поскольку абсолютно все типы почв образованы из горных пород, не удивительно, что особенности грунта во многом зависят от химического состава и физических характеристик материнской породы (минералов, плотности, пористости, теплопроводности).
Также на особенности почвы влияет то, в каких именно условиях происходило образование грунта: осадки, кислотность почвы, ветер, скорость ветров, температура почвы и окружающей среды. Климат оказывает на грунт и косвенное влияние, так как жизнь растительного и животного мира прямо зависит от температуры почвы и окружающей среды.
Типы почв зависят во многом от размеров и количества частиц, которые в них присутствуют. Например, сырые и холодные глинистые почвы сформированы плотно прилегающими друг к другу частицами песка, суглинистый грунт являет собой нечто среднее между глиной и песком, а каменистый содержит много гальки.
А вот в состав торфяной земли входят остатки умерших растений и содержит она очень мало твёрдых частиц. Любой грунт, на котором произрастают растительные организмы, имеет очень сложную структуру, поскольку кроме горных пород он содержит в себе соли, живые организмы (растения), органические вещества, что были образованы в результате гниения.
После того как был сделан анализ почвы в разных регионах нашей планеты, была создана классификация почв – совокупность однотипных участков, которые имели похожие условия образования грунта. Классификация почв имеет несколько направлений: эколого-географическое, эволюционно-генетическое.
В России, например, в основном используется эколого-географическая классификация почв, согласно которой основные типы грунта – дерновые, лесные, подзолистые, чернозёмные, тундровые, глинистые, песчаные, почвы степи.
Чернозём
Чернозём, имеющий комковатую или зернистую структуру, считается самой плодородной почвой (гумуса около 15%), характерной для умеренно-континентального климата, в котором чередуются сухие и влажные периоды, а также преобладают плюсовые температуры. Анализ почвы показал, что чернозём богат на азот, железо, серу, фосфор, кальций и другие элементы, необходимые для благоприятной жизнедеятельности растений. Чернозёмные почвы характеризуются высокими водно-воздушными характеристиками.
Песчаные земли
Песчаная почва характерна для пустынь и полупустынь. Являет собой рассыпчатый, зернистый, лишённый связности грунт, в котором соотношение глины к песку составляет 1:30 или 1:50. Он плохо удерживает питательные вещества, влагу, при этом из-за бедности растительного покрова легко подвержен ветряной и водной эрозии. Песчаный грунт имеет и плюсы: он не заболачивается, поскольку вода в почве легко проходит через крупнозерную структуру, к корням в достаточном количестве поступает воздух, а гнилостные бактерии в нём не выживают.
Лесные земли
Лесные почвы характерны для лесов умеренного пояса северного полушария и их свойства прямо зависят от лесов, которые в ней произрастают и оказывают прямое влияние на состав грунта, его воздухопроницаемость, водный и тепловой режимы. Например, лиственные деревья положительно влияют на лесные почвы: они обогащают грунт гумусом, золой, азотом, нейтрализуют кислотность, создавая благоприятные условия для образования полезной микрофлоры. А вот хвойные породы деревьев оказывают на лесные почвы негативное влияние, формируя подзолистый грунт.
Лесные почвы, какие бы деревья на них не росли, плодородны, поскольку азот и зола, которые находятся в опавших листьях и хвое, возвращаются в грунт (в этом их отличие от земли полей, где вместе с урожаем часто вывозят растительную подстилку).
Глинистые земли
Глинистые почвы содержат в себе около 40% глины, являются сырыми, вязкими, холодными, липкими, тяжёлыми, но при этом богатыми минеральными веществами. Глинистый грунт обладает способностью надолго задерживать воду, медленно пропитываются ею и очень неторопливо пропускают её в нижние слои.
Влага также медленно испаряется – это даёт возможность растущим здесь растениям меньше страдать от засухи.
Свойства глинистого грунта не дают возможности нормально развиваться корневой системе растений, а потому большая часть питательных элементов остаются невостребованными. Дабы изменить состав верхнего слоя земли необходимо на протяжении нескольких лет вносить органические удобрения.
Подзолистая земля
Подзолистые почвы содержат от 1 до 4% гумуса, из-за чего для них характерен серый цвет. Для подзолистого грунта характерно очень низкое содержание питательных элементов, повышенная кислотность, а потому он малоплодороден. Формируются подзолистые почвы обычно возле хвойных и смешанных лесов умеренного пояса, а на их образование сильно влияют преобладания осадков над испарением, низкие температуры, пониженная активность микробов, бедная растительность, из-за чего подзолистые почвы характеризуются невысоким содержанием азота и золы (например, почвы тайги, Сибири, Дальнего Востока).
Чтобы использовать подзолистые почвы в сельскохозяйственных работах, аграриям нужно приложить немало усилий: внести большие дозы минеральных и органических удобрений, постоянно регулировать водный режим, вспахивать землю.
Дерновый грунт
Дерновые почвы плодородны и характеризуются низким или нейтральным уровнем кислотности, высоким количеством гумуса (от 4 до 6%), а также им присущи такие свойства почвы, как водо- и воздухопроницаемость.
Дерновые почвы формируются под развитым травянистым покровом в основном на лугах. Анализ грунта показал, что дерновая земля содержит большое число магния, кальция, золы, а в гумусе находится немало гуминовых кислот, которые при реакции образуют гуматы – нерастворимые соли, берущие непосредственное участие в формировании комковато-зернистой структуры грунта.
Тундровая земля
Тундровые почвы бедны на минералы и питательные вещества, очень пресные и содержат мало солей. Из-за слабого испарения и мёрзлого грунта для тундровых почв характерна повышенная влажность, а из-за недостаточного количества растительности и её медленной гумификации – низкое содержание гумуса. Поэтому тундровые почвы содержат в своём верхнем слое тонкий торфянистый пласт.
Роль грунта
Значение почвы в жизни нашей планеты сложно переоценить, поскольку она является незаменимым элементом земной коры, который обеспечивает существование растительных и животных организмов.
Поскольку через верхний слой земли протекает большое число самых разных процессов (среди них – круговорот воды и органических веществ), он является связывающим звеном между атмосферой, литосферой и гидросферой: именно в верхнем пласте земли перерабатывается, разлагается и трансформируются химические соединения. Например, растения, которые произрастают в грунте, раскладываясь вместе с другими органическими веществами, трансформируются в такие полезные ископаемые, как уголь, газ, торф, нефть.
Немаловажны и защитные функции почвы: земля обезвреживает оказавшиеся в ней опасные для жизнедеятельности вещества (это особо важно, так как в последнее время загрязнение почвы приобрело катастрофический характер). Прежде всего – это токсичные химические соединения, радиоактивные вещества, опасные бактерии и вирусы. Запас прочности верхнего слоя земли имеет лимит, поэтому, если загрязнение почвы будет и дальше повышаться, то она перестанет справляться со своими защитными функциями.
Источник