Почва как четырехфазная система

Почва – четырехфазная система

Почва состоит из 4 фаз: твердой, жидкой, газовой и живой.

Твердая фаза состоит из первичных и вторичных минералов и органического вещества животного и растительного происхождения, а также продуктов их взаимо­действия. Она образует каркас для других фаз, характеризуется определенными морфологическими признаками, гранулометрическим, минералогическим и химиче­ским составами.

Жидкая фаза – это вода (атмосферных осадков и грунтовых вод) с растворен­ными в ней органическими и минеральными веществами и названная поэтому поч­венным раствором. Ему принадлежит ведущая роль в химических, биологических и биохимических процессах, протекающих в почве. Он является непосредственным источником питания растений. В почвенном растворе продукты его функционирова­ния обновляются в течение суток.

Газовая фаза – это почвенный воздух, заполняющий поровое пространство, свободное от воды. Он состоит из азота, кислорода и углерода, но, в отличие от ат­мосферного, содержание кислорода и углерода сильно изменяется во времени и пространстве. Скорость обновления продуктов функционирования газовой среды сопоставима со скоростью обновления в жидкой среде.

Живая фаза – это населяющие почву организмы – микроорганизмы, бактерии, грибы, водоросли, представители почвенной микрофауны: простейшие насекомые, дождевые черви (вопрос об отнесении растений и млекопитающих – вопрос дискус­сионный).

Дата добавления: 2014-04-28 ; просмотров: 754 ; Нарушение авторских прав

Источник

Почва — четырехфазная система

Почва состоит из четырех фаз: твердой, жидкой, газовой и живой. Твердая фаза почвы — это полидисперсная органоминеральная система, состоящая из первичных, вторичных минералов и органических веществ растительного и животного происхожде­ния, а также продуктов их взаимодействия. Она наименее дина­мична и образует каркас для других фаз, характеризуется опреде­ленными морфологическими признаками, гранулометрическим, минералогическим и химическим составом.

Жидкая фаза почвы— это вода, занимающая часть порового пространства, поступающая в виде атмосферных осадков и из грунтовых вод, содержащая растворенные органические и мине­ральные вещества и потому названная почвенным раствором. Почвенный раствор характеризуется определенным химическим со­ставом, кислотно-щелочными и окислительно-восстановительны­ми параметрами и другими показателями. Ему принадлежит веду­щая роль в химических, биологических, биохимических и других процессах, протекающих в почвах в вертикальном и латеральном (боковом) переносе веществ. Он является непосредственным ис­точником питания растений. Жидкая среда динамична, продукты ее функционирования обновляются в течение суток.

Газовая фаза почвы — это почвенный воздух, заполняющий поровое пространство, свободное от воды. Так же, как и атмосфер­ный, почвенный воздух в основном состоит из азота, кислорода и углекислого газа, но в отличие от атмосферного содержание в нем кислорода и углекислого газа сильно изменяется во времени и в пространстве. Скорость обновления продуктов функциониро­вания газовой фазы в целом сопоставима со скоростью обновле­ния жидкой фазы.

Живая фаза почвы (почвенная биота) — это населяющие почву организмы. К ним относятся микроорганизмы, бактерии, грибы, водоросли, представители почвенной микрофауны; про­стейшие, насекомые, дождевые черви и др. Отнесение обитающих в почве корней растений к живой фазе почв, так же как и млеко­питающих, остается дискуссионным, хотя их вклад в почвообра­зование очень существенный.

Согласно современным представлениям почва является сложной системой, имеющей многоуровневую структурную орга­низацию. На базе системного подхода были определены иерархи­ческие уровни структурной организации почвы (Б.Г. Розанов, 1988). Наиболее низким уровнем является атомарный (радиоак­тивные изотопы, естественная и искусственная радиоактивность). Следующий уровень — кристалло-молекулярный, или молекулярно-ионный (молекулы и ионы твердой, жидкой, газообразной и живой фазы почв). Третий уровень структурной организации по­чвы — уровень элементарных почвенных частиц — это фракции разного размера, выделяемые при гранулометрическом анализе (песок крупный, средний, мелкий; пыль крупная, средняя, мел­кая; ил). Эти частицы различаются не только размером, но и со­ставом и свойствами. Четвертый уровень — почвенные микро- и макроагрегаты, или структурные отдельности, включающие кро­ме агрегированных (склеенных) элементарных почвенных частиц специфические новообразования (конкреции, стяжения, пленки и др.). Клеящим веществом в агрегатах являются новообразован­ные гумусовые вещества, соединения кальция, железа и др.

Пятый уровень организации — почвенный горизонт. Морфологические признаки, состав, строение и свойства генетических горизонтов позволяют диагностировать почвенные процессы и почвенные разности.

Шестой уровень структурной организации — это почвенный профиль (почвенный индивидуум), характеризующий почву как особое природное тело, состоящий из закономерного сочетания генетических горизонтов.

Седьмой и последующие уровни являются уровнями почвен­ного покрова: элементарный почвенный ареал — участок террито­рии, занятый одной почвой, почвенные комбинации, структуры, включающие два или несколько элементарных почвенных ареалов (сочетания, вариации, комплексы и др.). К последнему уровню сле­дует отнести почвенный покров, или педосферу в целом, как от­дельную геосферу Земли, имеющую общепланетарные функции.

Каждый из перечисленных уровней организации требует спе­циальных методов исследования и способов контроля и управления.

Почвы образуются в результате взаимодействия факторов почвообразования. В.В. Докучаевым было установлено пять гло­бальных факторов почвообразования: климат, растительность и животный мир (биологический фактор), почвообразующие породы, рельеф и возраст страны (время). Впоследствии были добав­лены хозяйственная деятельность человека (фактор, ставший в настоящее время глобальным) и ряд локальных факторов, таких как почвенно-грунтовые и грунтовые воды, поверхностные воды половодий и паводков в поймах рек, вулканический фактор в об­ластях действующих вулканов.

Почвоведение изучает почву не только как особое природ­ное тело, но и как средство производства, как предмет труда и как продукт труда. Это связано с тем, что главным функциональ­ным свойством почвы является плодородие, обеспечивающее жизнь на Земле и являющееся результатом жизни. Под плодородием понимается способность почв обеспечивать растения земными факторами жизни, а это: элементы питания, вода, почвенный воздух, стимулирующая способность, теплорегулирующая способность, кислотно-щелочные и окислительно-восстановитель­ные условия, энергетические поля, каркас для корневых систем. Кроме того следует различать космические факторы жизни растений (солнечная энергия, свет и тепло) и атмосферные факторы (кислород, углекислый газ, элементы питания).

Плодородие почв — предмет изучения одного из главных на­правлений прикладного почвоведения — агропочвоведения. Оно зависит от состава и свойств почв, формируется и развивается вместе с развитием почвы в результате взаимодействия факторов почвообразования, поддается количественной оценке и регулированию.

Источник

Почвоведение и его роль в сельском хозяйстве

Почва как четырехфазная система. Краткая характеристика почвенных фаз. Рельеф как фактор почвообразования в таежно-лесной зоны и зоны сухой степи. Микрорельеф, его формирование и влияние на почвообразование. Общая схема почвообразовательного процесса.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Почвоведение и его роль в сельском хозяйстве

Почвоведение — это наука о почвах, их образовании, строении, составе и свойствах; о закономерностях их географического распространения; о процессах взаимосвязи с внешней средой, определяющих формирование и развитие главнейшего свойства почв — плодородия; о путях рационального использования почв в сельском и лесном хозяйстве. Эта наука тесно связана с другими дисциплинами, изучаемыми студентами лесных техникумов, такими, как лесоводство, лесные культуры и др.

Важнейшими из них были, во-первых, сравнительная оценка качества земель для различных целей, в том числе для освоения новых земель под земледелие, и, во-вторых, повышение производительности почв

2. Что такое почва в определении классиков почвоведения. Чем она отличается от породы

Почва — это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, особое природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах. Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами биогеоценоза. Изучением почв занимается почвоведение, основателем которого является Василий Докучаев.

3. Почва как четырехфазная система. Краткая характеристика почвенных фаз

Твердая фаза почвы — это полидисперсная органоминеральная система, состоящая из первичных, вторичных минералов и органических веществ растительного и животного происхождения, а также продуктов их взаимодействия. Она наименее динамична и образует каркас для других фаз, характеризуется определенными морфологическими признаками, гранулометрическим, минералогическим и химическим составом.Жидкая фаза почвы- это вода, занимающая часть порового пространства, поступающая в виде атмосферных осадков и из грунтовых вод, содержащая растворенные органические и минеральные вещества и потому названная почвенным раствором. Почвенный раствор характеризуется определенным химическим составом, кислотно-щелочными и окислительно-восстановительными параметрами и другими показателями. Ему принадлежит ведущая роль в химических, биологических, биохимических и других процессах, протекающих в почвах в вертикальном и латеральном (боковом) переносе веществ. Он является непосредственным источником питания растений. Жидкая среда динамична, продукты ее функционирования обновляются в течение суток. Газовая фаза почвы — это почвенный воздух, заполняющий поровое пространство, свободное от воды. Так же, как и атмосферный, почвенный воздух в основном состоит из азота, кислорода и углекислого газа, но в отличие от атмосферного содержание в нем кислорода и углекислого газа сильно изменяется во времени и в пространстве. Скорость обновления продуктов функционирования газовой фазы в целом сопоставима со скоростью обновления жидкой фазы.Живая фаза почвы (почвенная биота) — это населяющие почву организмы. К ним относятся микроорганизмы, бактерии, грибы, водоросли, представители почвенной микрофауны; простейшие, насекомые, дождевые черви и др. Отнесение обитающих в почве корней растений к живой фазе почв, так же как и млекопитающих, остается дискуссионным, хотя их вклад в почвообразование очень существенный.

4. Что такое плодородие почв. Виды плодородия

Под плодородием понимают способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития. Источник: Виды плодородия.

Естественное плодородие формируется в результате протекания природного почвообразовательного процесса, не осложненного вмешательством человека. Оно характерно для целинных почв и определяется биологической продуктивностью, то есть количеством растительной массы, создаваемой за год на единицу площади

Искусственное плодородие создается в результате обработки, применения удобрений, мелиорации и других приемов по окультуриванию почв. Однако окультуренная почва наряду с искусственным всегда обладает и естественным плодородием, обусловленным природными свойствами почвы. Чем выше культура земледелия, тем больше изменились первоначальные качества почв и тем сильнее выражено в ней искусственное плодородие. Однако определить, какая часть плодородия окультуренной почвы относится к ее естественному плодородию, а какая к искусственному, невозможно. Эти два вида плодородия неразрывно связаны между собой.

Потенциальное плодородие характеризует потенциальные возможности почвы, обусловленные совокупностью ее свойств и режимов (как приобретенных в процессе почвообразования, так и созданных человеком), при благоприятных условиях длительное время обеспечивать растения всеми необходимыми факторами жизни. Так, высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким — подзолистые.

5. Рельеф как фактор почвообразования в таежно-лесной зоны и зоны сухой степи

Факторы почвообразования. Климат таежно-лесной зоны более мягкий, чем климат тундры. Он характеризуется жарким летом, не очень суровой зимой и большим количеством осадков. Однако следует отметить, что в связи с большой протяженностью этой зоны с запада на восток климат в разных частях ее далеко неодинаков. Здесь так же, как и в тундре, в направлении с запада на восток континентальность и суровость климата увеличиваются.

Факторы почвообразования зоны сухой степи.. Климат зоны характеризуется незначительным количеством осадков, не превышающим 200-350 мм в год, очень жарким летом и средней температурой летнего дня 20-25 °С, низкой относительной влажностью воздуха и сильным испарением воды из почвы. Испарение влаги в условиях сухой степи значительно преобладает над поступлением ее в почву, во многих районах зоны испарение достигает 1000-1200 мм и превышает количество осадков в 3-4 раза.Климат характеризуется малоснежными с сильными ветрами зимами. Летом наблюдаются суховеи, сильно иссушающие почву. Сухость климата значительно повышается в восточных и южных районах зоны.

6. Микрорельеф, его формирование и влияние на почвообразование

Микрорельеф — наименьшие формы поверхности земли, образующиеся на элементах макро- и мезорельефа; к ним относятся бугорки, блюдца, западинки, кочки и т.д. Микроповышения и микропонижения по площади могут занимать от одного до нескольких сотен квадратных метров при амплитуде колебаний по высоте не более 1 м.

Формирование микрорельефа вызвано различными факторами? 1) геологическим (карстовые и суффозионные осњедания, грязевые вулканчики, неровности, вызванные действием воды и ветра, и т. д.); 2) климатическим (мерзлотные деформации и морозо-бойные трещины, набухание и т. д.); 3) биологическим (кочки, бугорки вследствие деятельности землероев, провальные лунки на месте сгнивших пней и т.д.); 4) антропогенным (борозды, канавы, валы, бугры и т.д.).

Микрорельеф непосредственно связан с процессом почвообразования, поскольку определяет значительное скопление воды в понижениях (западины, блюдца), резко изменяя гидротермические и солевые условия исходя из его элементов. В итоге создается микроклиматическая и гидрологическая неоднородность, определяющая комплексность растительного и почвенного покрова.

7. Основные типы почвообразующих пород на территории России.

Южнее арктических почвы сменяются тундровыми, которые представлены четырьмя подтипами: арктотундровыми гумусовыми глееватыми, тундровыми глеевыми типичными, тундровыми иллювиально-гумусовыми оподзоленными (тундровые подбуры), торфянисто- и торфяно-глеевыми тундровыми. Наиболее распространен здесь тундрово-глеевый тип почвообразования, проявляющийся на глинистых и суглинистых породах под сомкнутой растительностью.

Подзолистые почвы — самый распространенный в России тип почв. Они формируются под хвойными и смешанными лесами в условиях положительного баланса влаги

Подзолистые иллювиально-гумусовые и иллювиально-железисто-гумусовые почвы встречаются главным образом в северной тайге и приурочены к щебнистым, песчаным породам.

Под широколиственными и хвойно-широколиственными лесами юга Дальнего Востока, в южной части Калининградской области, на Кавказе появляются бурые лесные почвы. Они формируются в условиях промывного водного режима, теплого и влажного лета

8. Природные факторы почвообразования и их характеристика

почвообразование микрорельеф степь

Минералогический, химический и механический состав пород определяет условия произрастания растений, оказывает большое влияние на гумусонакопление, оподзоливание, оглеение, засоление и другие процессы. Так, карбонатность пород в таежно-лесной зоне создает благоприятную реакцию среды, способствует формированию гумусового горизонта, его оструктуренности. На кислых породах эти процессы идут значительно медленнее. Повышенное содержание водорастворимых солей приводит к образованию засоленных почв. В зависимости от механического состава, характера сложения породы различаются по водопроницаемости, влагоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их водный, воздушный, тепловой режимы.

9. Общая схема почвообразовательного процесса

Процесс почвообразования — превращение горной породы в почву. Он осуществляется в результате длительного взаимодействия массы материнской горной породы с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности и элементами гидро- и атмосферы. В основе процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот веществ, развивающийся на фоне большого геологического круговорота веществ.

Почвообразовательный процесс относится к категории био-физико-химических процессов. Агентами почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, кислород воздуха и углекислота.

Наиболее важные слагаемые почвообразовательного процесса:

Превращение (трансформация) минералов горной породы, из которой образуется почва (а в дальнейшем и самой почвы).

Накопление в ней органических остатков и их постепенная трансформация

Взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органоминеральных соединений

Накопление в верхней части почвы ряда биофильных элементов, и, прежде всего элементов питания

Передвижение продуктов почвообразования с током влаги по вертикальной толще формирующейся почвы

— выветривание носит биохимический характер. В почве образуются 2 минералы: глинистые минералы и 2 несиликатные оксиды Si, Fe, Al (они малоподвижны и накапливаются на месте образования). Интенсивно разрушаются 1 элементы и алюмосиликаты.

— главные процессы превращения органического вещества:

гумификация — превращение части промежуточных продуктов разложения органического вещества в специфические сложные высокомолекулярные вещества — гумусовые кислоты минерализация

10. Понятие о лессиваже и глеевом процессах

Лессиваж, лессивирование, иллимеризация, первекция — элементарный почвенный процесс, заключающийся впептизации, механическом переносе илистого материала из элювиального горизонта вниз по профилю и его аккумуляции на некоторой глубине в виде лаков, натёков слоисто-ориентированных глин и кутан по граням структурных отдельностей. Диагностируется по новообразованиям в иллювиальном горизонте. Может также приводить к образованию в почвенном профиле осветлённого и обедненного тонкодисперсным минеральным веществом (а, значит, и полуторными оксидами) элювиального лессивированного горизонта.

11. Солонцовый процесс почвообразования и процесс осолодения почв. Солонцовый процесс почвообразования. Агроклиматическая оценка и приемы окультуривания солонцов

Солонцами называют почвы, в верхней части профиля, в которых нет солей в токсичном для растений количестве, но в верхней и средней частях профиля содержится много обменного натрия. Солонцы образуются в результате развития солонцового процесса, под которым понимают внедрение в почвенный поглощающий комплекс иона натрия и, как следствие, резкое повышение дисперсности органической и минеральной частей, снижение устойчивости коллоидов по отношению к воде и возникновение щелочной реакции почвы (Панов, 1982). Солонцовый процесс развивается обычно при рассолении солончаков, что происходит при понижении уровня грунтовых вод и постепенном опреснении верхней части профиля. Сущность процесса осолонцовывания солончаков была показана К. К. Гедройцем. В начале этого процесса, по Гедройцу, легкорастворимые соли под влиянием периодически выпадающих атмосферных осадков вымываются из верхней части профиля вниз. Одновременно происходит замена обменных кальция и магния на натрий почвенного раствора и, как следствие, насыщение натрием поглощающего комплекса.[2]

12. Понятие о гумусе почвы. Состав органического вещества почвы

Органическое вещество почв — это совокупность живой биомассы и органических остатков растений, животных, микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности и особых новообразованных органических веществ почвы, называемых гумусом.

В органическом веществе почвы всегда присутствует какое-то количество остатков отмерших организмов, находящихся на разных стадиях разложения, живые клетки микроорганизмов, почвенная фауна.

Гумус — это источник многих химических элементов, необходимых для питания растений, основа жизни почвенных микроорганизмов и беспозвоночных животных, важнейший фактор почвенного плодородия.

13. Источники органического вещества в почве и основные процессы его превращений

Первичным и основным источником органических веществ, из которых образуется гумус, являются отмершие части растений в виде корней и наземного опада. Меньшее значение имеют остатки червей, насекомых и позвоночных животных. В пахотных почвах существенное значение для увеличения запасов гумуса приобретают органические удобрения — навоз, торф, компосты и др. Превращение органических веществ в почве складывается из двух процессов. С одной стороны, происходит распад органических веществ до более простых соединений и частично до продуктов полной минерализации с другой стороны, одновременно с распадом происходит синтез высокомолекулярных, специфической природы перегнойных веществ, т. е. процесс гумусообразования.

14. Гумусовые кислоты их состав и свойства

Гумусовые кислоты — важнейшие природные комплексообразующие вещества. Они присутствуют в водах, почвах, донных осадках — всюду, где происходят процессы биотрансформации органических остатков. Гумусовые кислоты образуют прочные соединения с ионами металлов, чем определяется их глобальная геохимическая роль.

Различающиеся по растворимости группы гумусовых кислот — фульвокислоты и гуминовые кислоты — выполняют противоположные геохимические функции. Фульвокислоты повышают миграционную способность элементов в земной коре, а гуминовые кислоты представляют собой мощный геохимический барьер. * Взаимодействие с гумусовыми кислотами — начальный шаг в цепочке процессов, ведущих к аккумуляции благородных металлов в углеродистых породах и формированию рудных месторождений.

15. Буферность почв и ее значение

Буферность — это способность почв противостоять резким изменениям активной реакции почвенного раствора при введении в них физиологически кислых или щелочных солей, кислот и щелочей.

Способность почвы противостоять повышению кислотности зависит прежде всего от наличия в ней избытка карбонатов кальция и других металлов. Внесенные в такие почвы кислые соединения будут нейтрализованы карбонатами, и реакция почвенного раствора не изменится или изменится очень незначительно. Поэтому карбонатные почвы всегда обладают весьма высокой буферностью в отношении кислот.

16. Азот в почвах. Использование показателей его содержания в агрономической практике

Этот элемент поступает в почву с атмосферными осадками, вымывающими из воздуха NH3 и NO2, а также путем азотфиксации (связывания молекулярного азота воздуха) свободноживущими микроорганизмами и клубеньковыми бактериями в почвах.

Источником азота служат остатки животных и растений. Все более возрастает доля техногенного азота, поступающего в виде удобрений и в форме отходов.

17. Общие физические свойства почв и их характеристика

К физическим свойствам почвы относятся структура, водные, воздушные, тепловые, общие физические и физико-механические свойства. В данном разделе рассматриваются общие физические и физико-механические свойства, все остальные свойства — в специальных разделах.

К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.

Плотностью почвы называется масса единицы объема сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается в г/см3.

Пористость — это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Выражается она в процентах к общему объему почвы. Для минеральных почв интервал показателей пористости составляет 25-80 %.

Плотность почв зависит от минералогического, механического состава, а также от содержания в ней органических веществ, ее структурности, сложения и механической обработки, а плотность твердой фазы почв — минералогического состава и содержания органических веществ.

18. Воздушные свойства, воздушный режим почв и его влияние на произрастание растений

Многими опытами установлено, что кислород воздуха в почве необходим прежде всего для дыхания корней растений. Поэтому нормальное развитие растений возможно только в условиях достаточного доступа воздуха в почву. При недостаточном же проникновении воздуха в почву растения угнетаются, замедляют рост, а иногда и совсем погибают.

Существенное значение имеет почвенный воздух также для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, интенсивная жизнедеятельность которых протекает только при наличии в почве кислорода воздуха. При отсутствии доступа воздуха деятельность аэробных бактерий прекращается, а в связи с этим прекращается, следовательно, и образование в почве необходимых для растений питательных веществ. Помимо того, в анаэробных условиях, как уже отмечалось выше, неизбежно возникают восстановительные процессы, в результате которых в почве могут накапливаться различного рода вредные для растений закисные соединения.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Географическое распространение и особенности почв таежно-лесных ландшафтов. Общие условия почвообразования: рельеф, подстилающие и материнские породы, климат, растительность. Факторы антропогенного воздействия и охрана почв таежно-лесных ландшафтов.

реферат [281,2 K], добавлен 24.03.2015

Современное определение понятия «почва». Почвоведение как наука. Факторы почвообразования. Растительный и животный мир. Образование макрорельефа. Влияние животного мира на процесс почвообразования. Положительное и отрицательное воздействие человека.

презентация [8,2 M], добавлен 20.03.2015

Экологические условия почвообразования. Характеристика зональных факторов почвообразования. Рельеф и почвообразующие породы. Интразональные факторы почвообразования. Строение почвенных профилей основных типов почв. Агроэкологическая типизация земель.

курсовая работа [51,5 K], добавлен 23.02.2012

Факторы почвообразования: климат, рельеф, почвообразующие породы, биологический, антропогенный. Почвенный покров. Типы почв, распространение, процессы и свойства. Проблемы использования и охрана почв. Ветровая эрозия почв и вторичное засоление.

курсовая работа [4,9 M], добавлен 17.11.2013

Буферность почв и ее значение. Природные условия и почвенный покров таежно-лесной зоны. Особенности образования, строения и классификации солонцовых почв. Методика бонитировки почв. Экономическая оценка земель. Технология возделывания озимой ржи.

контрольная работа [42,5 K], добавлен 11.05.2014

Источник