Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Твердая часть — почва
Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ. [1]
Твердая часть почв и грунтов состоит из комплекса минеральных зерен различного состава. Среди них можно выделить часть, активно участвующую в коррозионном процессе, и пассивную. [2]
Твердая часть почв обычно состоит из преобразованных минеральных частей материнских пород. Существенной составной частью почв являются также разнообразные органические вещества, природа которых нами будет рассмотрена ниже. В некоторых почвах, например торфяных, основным компонентом являются органические соединения. [3]
Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ. По степени дисперсности минеральные вещества принято делить на две группы. К первой относятся частицы диаметром больше 0 001 мм. Это обломки горных пород и слагающих их минералов, минеральные новообразования, появляющиеся в процессе почвообразования, и др. Ко второй группе относятся тонкодисперсные частицы диаметром меньше 0 001 мм. Она состоит из частиц, преимущественно вновь образовавшихся в процессе выветривания глинистых минералов, а также специфических органических соединений: — продуктов глубокого разложения органических остатков и синтеза из них новых элементов. Тонкодисперсная часть почвы определяет ряд ее физических, физико-химических и водно-физических свойств. [4]
Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ. По степени дисперсности минеральные вещества принято делить на две группы. К первой относятся частицы диаметром больше 0 001 мм. Это обломки горных пород и слагающих их минералов, минеральные новообразования, появляющиеся в процессе почвообразования, и др. Ко второй группе относятся тонкодисперсные частицы диаметром меньше 0 001 мм. Она состоит из частиц, преимущественно вновь образовавшихся в процессе выветривания глинистых минералов, а также специфических органических соединений — продуктов глубокого разложения органических остат ков и синтеза из них новых элементов. Тонкодисперсная часть почвы определяет ряд ее физических, физико-химических и водно-физических свойств. [5]
Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ. [6]
В твердой части почвы имеется большой запас минеральных веществ, в почвенном же растворе находится лишь небольшая их часть, преимущественно в форме ионов кальция, магния, калия, натрия, железа, алюминия и анионов ряда кислот: фосфорной, серной, азотной, угольной. [7]
В состав твердой части почвы входят и органические вещества ( преимущественно в гумусе), где содержатся углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера и др. элементы. [8]
Полудисперсность частиц твердой части почвы обусловливает рыхлость ее сложения. Промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами называются порами. Суммарный объем пор называют пористостью почвы. [9]
Как указывалось выше, в состав твердой части почвы входит и органическое вещество, большая часть которого приходится на гумус. Это продукты распада веществ растительного и животного происхождения, а также новые вещества, образовавшиеся в процессе их распада. [10]
Примечательно, что многие культуры усваивают не только легко доступные ионы, находящиеся в почвенном растворе, но и активно взаимодействуют с твердой фазой почвы, переводя в растворимую форму новые количества питательных элементов. При этом происходит как вытеснение обменнопоглощенных почвенными коллоидами катионов и анионов в раствор, так и разложение минералов и гумуса, содержащих некоторые безусловно требующиеся всем растениям труднорастворимые питательные вещества твердой части почвы . [11]
Вытесненные водородом ионы вымываются из почвы в грунтовые воды. При повышении концентрации солей мицеллы способны поглощать из раствора часть минеральных ионов. Некоторые из них ( железо, фосфат — и карбонат-ионы и др.) образуют с твердыми частицами почвы труднорастворимые соединения, в то время как другие — кальций, магний, натрий, калий — лишь притягиваются к поверхности мицеллы, вытесняя другие элементы. Ионы водорода вытесняют из мицеллы другие ионы. Таким образом, мицеллы и образуют поглощающий комплекс. А способность твердой части почвы поглощать различные ионы и соли называется поглотительной способностью. [13]
Совсем иное установлено после изучения усвоения фосфора из удобрений при помощи метода меченых атомов. При этом легко было различать поглощение фосфора из удобрения и почвы и по периодам роста растений. Оказалось, что в первые недели своего развития растение питается преимущественно за счет фосфора удобрения и лишь впоследствии преобладающую часть этого вещества оно берет из фосфатов почвы. Это означает, что в начальные фазы роста корневая система не обладает высокой активностью и слабо извлекает содержащиеся в почве питательные вещества, в частности соли фосфорной кислоты. И, лишь окрепнув и достаточно распространившись в почве, корни становятся способнвши поглощать не только те соли, которые содержатся в почвенном растворе, но и растворять некоторое количество соединений, находящихся в составе твердой части почвы . [14]
Источник
Фазы (части) почвы
Факторы почвообразования. Климат. Рельеф.
Фазы (части) почвы
Лекция 2.
Почва состоит из четырех (фаз или частей): твердой, жидкой, газообразной и живой.
Твердая фаза почвы. В состав твердой фазы почвы входят минералы и химические соединения, унаследованные от исходной горной породы и неизмененные при последующем выветривании и почвообразовании – их называют первичными. Твердую фазу почвы формируют разнообразные компоненты вторичного происхождения. Они образуются при выветривании исходной горной породы и почвообразовании. Это: вторичные глинистые минералы, простые соли, оксиды и гидроксиды, растительные остатки и продукты их трансформации типа детрита, гумусовые вещества и их органо-минеральные производные. Эти продукты образуются на месте или же приносятся агентами геохимической миграции — поверхностными, внутрипочвенными и грунтовыми водами, а также аэральным путем.
Твердая фаза почвы характеризуется гранулометрическим, минералогическим и химическим составом, сложением, структурой и пористостью.
Жидкая фаза почвы. Это влага, циркулирующая в пределах почвенного профиля вместе с растворенными в ней разнообразными минеральными, органическими и органо-минеральными соединениями. Она называется почвенным раствором. Почвенный раствор представ ляет собой исключительно динамичную фазу почвы, он играет важную роль в жизни живых организмов, а также в процессах миграции веществ в почвенном профиле. Динамика почвенного раствора тесно связана с характером атмосферного и грунтового увлажнения почвы, температурным и окислительно-восстановительным режимами, деятельностью живых организмов.
Газовая фаза почвы. Представляет собой почвенный воздух, который заполняет разнообразные пустоты (поры, трещины и т. п.), имеющиеся в почве и не занятые водой. Почвенный воздух существенно отличается от атмосферного и динамичен во времени.
Живая фаза почвы. Эта фаза представлена живыми организмами, населяющими почву, которые помимо всего прочего служат важнейшим фактором почвообразования. В состав живой фазы почвы входят разнообразные микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли), почвенная микро- и мезофауна (простейшие, насекомые, черви и т. д.), корневые системы зеленых растений.
Все фазы почвы взаимосвязаны, оказывают взаимное влияние друг на друга и существуют как единое целое, между почвой и окружающей средой происходит постоянный обмен веществом и энергией, т. е. почва — открытая система.
Взаимодействие почвы с другими природными телами осуществляется через следующие процессы:
• многосторонний обмен газами (О2, СО2, 2 и др.) и влагой (жидкой и парообразной)
в системе атмосфера—почва—растения—порода;
• обмен коротко- и длинноволновой радиацией в системе Солнце_почва_атмосфера;
• многосторонний обмен тепловой энергией в системе атмосфера—почва—порода;
• обмен биофильными элементами в системе почва—растения;
• одностороннее поступление в почву органического вещества, синтезированного зелеными растениями и несущего в себе химическую энергию (трансформированную лучистую энергию Солнца).
Почва — сложная структурная система .
По Б.Г.Розанову (1975), под структурным уровнем организации того или иного объекта понимается такая группа материальных объектов, все индивидуальные представители которой характеризуются принципиально однотипным характером превращений вещества и энергии и однотипными как по направлению, так и по интенсивности взаимодействиями. Каждый структурный уровень характеризуется своим особым комплексом природных законов поведения и взаимодействия (внутри себя и с окружающей средой) составляющих его объектов и явлений.
Каждый последующий более высокий структурный уровень организации включает в себя все объекты, явления и взаимодействия более низких уровней и, кроме того, имеет дополнительно некоторые иные явления и взаимодействия, что делает его принципиально иным природным образованием. Переход от одного структурного уровня к последующему определяется прежде всего изменением характера взаимодействия.
Выделяют следующие уровни структурной организации почвы.
Атомарный уровень. Взаимодействия, происходящие на этом уровне, преимущественно связаны с радиоактивностью почв, возникающей при распаде естественных радионуклидов семейства урана, радия, тория и некоторых искусственных нуклидов. Распад радиоактивных элементов сопровождается выделением энергии. Процесс распада и превращения радиоактивных элементов, вероятно, представлен во всех почвах. Хотя радиоактивные элементы обычно присутствуют в почвах в ультрамикроконцентрациях, процесс их распада, растянутый во времени, может вносить заметный вклад в энергетический баланс почв и оказывать определенное воздействие на биологические процессы и выветривание минералов. Реально в почве мигрируют и трансформируются не атомы, а ионы, молекулы и более сложные образования.
Ионно-молекулярный уровень. В качестве элементов на этом уровне структурной организации почвы выступают активные центры молекулярно-ионной природы, находящиеся на поверхности раздела твердой фазы почвы, а также молекулы и ионы жидкой и газообразной фаз, взаимодействующие с активными центрами и между собой.
Ионы — главный компонент почвенных растворов, они играют исключительно важную роль в таких процессах и явлениях, как кислотность и щелочность почв, питание растений, окислительно-восстановительное состояние, засоление и рассоление, обменные реакции, формирование разнообразных органо-минеральных производных и др.
Молекулярный (вещественный) состав почвы чрезвычайно разнообразен. Это тысячи различных соединений, многие из которых до настоящего времени не идентифицированы. Исключительная сложность вещественного состава — одна из характерных особенностей почвы, отличающих ее от других природных объектов. Например, относительно полно изучен состав кристаллических минеральных соединений (почвенных минералов) некоторых типов почв, идентифицированы многие органические соединения индивидуальной природы (сахара, аминокислоты, фенолы, кислоты жирного ряда, ферменты и др.), получены сведения о составе и свойствах комплексных органо-минеральных соединений. Почвенные соединения в молекулярной и ионной формах присутствуют преимущественно в почвенном растворе. Основная часть соединений твердой фазы почвы находится в агрегированном состоянии и формирует следующие уровни структурной организации почвы.
Уровень элементарных почвенных частиц. Элементарные почвенные частицы — это частицы различных размеров и различной природы (минеральные — кристаллические и аморфные, органические и органо-минеральные), унаследованные от материнской породы, измененные и новообразованные в процессе почвообразования. На этом уровне происходят основные превращения веществ в почве. Особую роль здесь играют почвенные коллоиды, которые определяют многие важнейшие свойства почвы — воднофизические, сорбционные, буферную способность и др.
Агрегатный уровень. Элементарные частицы в почвах обычно существуют не изолированно, а объединяются между собой под действием различных факторов в характерные для каждого типа почвообразования агрегаты и новообразования (за исключением песчаной). На агрегатном уровне происходит и локализация почвенных процессов, например передвижение влаги и растворенных в ней веществ по межагрегатным полостям и трещинам и т. д. Многие биохимические и химические явления, связанные с превращением веществ и составляющие важную часть почвообразования, протекают не на поверхности, а внутри агрегатов.
Горизонтньый уровень. Почвенный горизонт — относительно однородный слой почвы, обособившийся в процессе почвообразования. Формирование горизонта связано с преобразованием, аккумуляцией, привносом или выносом веществ, что отражается на взаимодействии и способе организации агрегатов и почвенных новообразований. В пределах почвенного горизонта протекают не только вертикальные, но и боковые процессы перемещения вещества и энергии, приводящие к формированию тех или иных особенностей горизонтов. Каждый тип почвы всегда характеризуется наличием горизонтов, наиболее ярко отражающих специфику почвообразования.
Профильный уровень. Закономерные сочетания отдельных почвенных горизонтов, взаимодействующих между собой, образуют почвенный профиль или собственно почву как особое природное тело. Это не просто арифметическая сумма горизонтов, а структурный уровень почвенной организации . Почвенные горизонты связаны между собой непрерывным обменом веществ и энергии, что составляет главную черту профильного уровня организации почвы. Именно на этом уровне наиболее полно проявляется специфика почвы как единого целого. Профильный метод изучения почв, введенный еще В.В.Докучаевым, лежит в основе всех почвенных исследований.
Уровень почвенного покрова. Этот уровень структурной организации представляет собой почвенный покров определенной территории, на которой в зависимости от особенностей рельефа, почвообразующих пород и других местных условий формируются почвенные комбинации, представленные разными почвами.
Для получения исчерпывающей информации о почве как природном объекте необходимо проведение исследований на всех уровнях ее организации.
Источник