Количество гумуса непосредственно влияет на уровень плодородия почвы. Чернозем, который считается самой плодородной почвой, получил свое наименование благодаря своему темному, почти черному цвету, что указывает на наличие большого объема перегноя.
Почва
Почва формируется из двух главных компонентов: органического и минерального.
Минеральная часть почвы состоит из частиц различного размера разложившихся горных пород. Эти разрыхленные горные породы, из которых образуется почва, называют материнскими породами.
Органическая часть почвы формируется в результате разложения растительных остатков, таких как корни, стебли, листья, а также навоза, останков насекомых, червей и мелких животных. В состав этой органической части также входят микроорганизмы, такие как бактерии, обитающие в почве и играющие важную роль в ее экосистеме.
Органическая часть почвы является ключевой для сельского хозяйства и обладает несколькими важными функциями:
1) В ней содержатся все необходимые нутриенты для питания растений.
2) Органические вещества улучшают все свойства почвы, делая ее более рыхлой, увеличивая её проницаемость для воды и воздуха, что в свою очередь помогает лучше удерживать влагу и быстро прогреваться.
Важно отметить, что органическое вещество почвы не является статичным, а постоянно изменяется, превращаясь в разнообразные продукты под воздействием различных факторов.
Различные превращения органического вещества происходят за счет активности бактерий. Некоторые из них, используя неразложившиеся растительные и животные остатки, сначала превращают их в почвенный перегной, который затем влияет на общую структуру и состав почвы. Другие бактерии, разлагая почвенный перегной, превращают его в легкорастворимые неорганические вещества, доступные для усвоения растениями. Полное разрушение органического вещества происходит при условии хорошего доступа воздуха (кислорода) в почву.
Растворенные в воде неорганические вещества образуют почвенную пищу для растений, в то время как сами органические вещества, такие как почвенный перегной, не могут прямо использоваться растениями для питания.
Типы почв
Для определения типа почвы и ее исследования необходимо ознакомиться с почвенным разрезом.
На почвенном разрезе может быть видно, какие слои почвы и подпочвы расположены под поверхностным пахотным слоем. Готовый почвенный разрез можно наблюдать на стенках свежих оврагов, оползней или в вырытых канавках и силосных ямах. Если нет готового разреза, можно вырыть прямоугольную яму размером 150 сантиметров в длину, 75 сантиметров в ширину и 150 сантиметров в глубину, чтобы получить желаемую информацию (см. рисунок).
Песчаные почвы легче и более проницаемы для воздуха, чем глинистые. Однако жизнедеятельность бактерий в песчаных почвах может значительно снижаться из-за недостатка влаги.
Как образуется почва?
Процесс образования почвы происходит в течение длительного времени, под воздействием климатических условий, воды, животных, растений, микроорганизмов и человеческой деятельности.
Этот преобразовательный процесс может длиться сотни лет, и даже тысячелетия, в результате чего в почве накапливается перегной или гумус, количество которого критично для определения плодородия почвы.
Состав почвы
Почва представляет собой уникальный плодородный слой на поверхности земли. Она состоит из различных компонентов, формирующихся в результате комплексного взаимодействия воды, кислорода и живых микроорганизмов, находящихся в земле.
Верхний слой земной коры включает в себя:
- Твердые компоненты. Эти элементы напрямую влияют на плодородие почвы. Они включают в себя химические элементы, такие как марганец, натрий, кальций, фосфор, а также разнообразные минеральные вещества, такие как медь и молибден.
- Жидкие компоненты или, как их еще называют, почвенный раствор. Этот раствор обеспечивает «питание» растений, предоставляя им воду и растворенные в ней полезные элементы.
- Газообразные компоненты или почвенный воздух. Воздух заполняет пространство в почве, где нет твердых компонентов или жидкости. Он состоит из кислорода, азота и других органических соединений. Эти газы играют критически важную роль в процессе жизнедеятельности растений.
- Живые организмы: разнообразные виды грибов, бактерий, водорослей и беспозвоночных, таких как насекомые и черви. Эти организмы активно участвуют в образовании почвы и оказывают значительное влияние на другие ее компоненты.
Около 90% органического вещества в почве составляет гумус — устойчивые к разложению соединения, состоящие в основном из углерода, а также кислорода, при этом содержание азота не превышает 5%. Благодаря гумусу растения могут усваивать такие элементы, как фосфор, калий, магний, кальций и серу.
Из каких веществ состоит почва, что не входит в состав почвы
Почва, используемая в сельском хозяйстве для выращивания сельскохозяйственных культур, не представляет собой полностью твердую массу. Процентное соотношение твердых частиц и пор, в которых содержатся вода и воздух, имеет критическое значение. Наиболее важными твердыми частицами, влияющими на плодородие почвы, являются глины и соединения органических организмов. Плодородная почва содержит поры и твердые вещества приблизительно в равной пропорции. Органические соединения в пахотном слое почвы включают разнообразные бактерии, маленькие животные и корни растений.
К неорганическим составным частям почвы следует отнести:
- Песчаный и глинистый состав. Все почвы основываются на песке и глине;
- Частицы воздуха, которые способствуют дыханию корневой системы и живых организмов, находящихся в почве;
- Воду с растворёнными минеральными солями. Растения поглощают воду и соли через свои корни, что позволяет им накапливать обменные вещества для роста;
- Гумус или перегной. Содержание минеральных солей в почвах, как правило, довольно низкое, поэтому каждое растение постоянно использует соли. Для пополнения запасов этого элемента растительные и животные остатки образуют перегной, который со временем трансформируется в минеральные соли;
- Гранит не является частью почвы и не входит в ее состав.
Слои почвы и факторы, влияющие на цвет почвы
Цвет разных слоев почвы напрямую зависит от содержания гумуса в них. Если в почве перегной содержится в ограниченных количествах, то она будет иметь более светлый оттенок. Чем больше перегноя присутствует в почве, тем темнее смотрится ее цвет.
Количество гумуса также существенно влияет на общую плодородность почвы. Чернозем, являющийся самой богатой плодородием почвой, был назван так из-за своего глубокого темного, почти черного цвета, что свидетельствует о высоком содержании перегноя.
Структура слоев почвы остается постоянной, но только в верхнем пахотном слое происходит активное выращивание растений и культур. Для повышения плодородности почвы применяются методы рыхления и измельчения. Эти задачи обычно выполняют почвенные обитатели, к которым можно отнести кротов, червей, мышей и медведок.
К неорганической части почвы причисляются минеральные вещества, окруженные пленкой коллоидных компонентов. До 80% неорганической составляющей представляют собой кварц и кристаллический кремнезем. Состав почвы включает практически все элементы, встречающиеся в таблице Менделеева, при этом особенно важную роль играют кислород, калий, кремний, кальций, а также кобальт, марганец, цинк, фтор, йод и медь.
Что такое почва?
Почва – это сложная природная смесь минералов, органических веществ, жидкостей и газов. Каждая почва имеет уникальную структуру, состав и форму, которые могут значительно варьироваться в зависимости от региона. Также, как и наша флора и фауна, почва обладает огромным разнообразием. Более того, глубина почвы не является равномерной – там, где коренная порода обнажена, почва может отсутствовать, в то время как в других местах ее толщина может достигать 10 метров и более от поверхности.
- 45% состоит из минералов, включая глину, песок, ил, гравий и камни. Эти минералы придают текстуру почве.
- 25% – это вода, объем которой варьируется в зависимости от влагоемкости почвы и количества осадков.
- 25% занимает воздух, который заполняет поры почвы. Это важно для роста растений и существования других живых организмов.
- 5% составляют органические вещества, включая гумус, который образуется из мертвых растений, животных и миллиардов микроорганизмов.
Как образуется почва?
Почва формируется как результат взаимодействия множества факторов на протяжении длительного времени. К таким факторам можно отнести климатические условия, виды живых организмов, ландшафт и материнские породы.
1. Климат
Климат является ключевым фактором, определяющим состав почвы. Он воздействует на то, какие именно виды растений и животных способны выживать в конкретной экосистеме. Климат влияет на температуры почвы, процессы химического выветривания и уровень осадков. Например, теплый и влажный климат тропиков способствует быстрому росту растений и повышению производства органических веществ, тогда как в холодных климатических условиях рост происходит медленно. Дожди могут вымывать минералы, унося их в более глубокие слои почвы, а климатические факторы, такие как дождь, замерзание и оттаивание, способствуют разрушению материнских пород.
2. Материнская порода
Материнская порода состоит из различных минералов, таких как вулканический пепел, выветрившиеся породы и отложения, образовавшиеся в результате воздействия воздуха и воды. Эти материалы, разлагаясь, создают почву, отсюда и происходит название «материнская порода», так как они являются источником, из которого формируется почва. Процесс формирования почвы протекает быстрее, если материнская порода более проницаема для воды, в отличие от более плотных глинистых пород.
3. Живые организмы
Когда листья, ветви, кора и плоды опадают с растений, они распадаются на перегной под воздействием микроорганизмов, грибов и бактерий, а также дождевых червей. Эти живые существа выделяют азот и серу, необходимые для питания растений, что обогащает почву питательными веществами. Гумус и корни растений помогают удерживать почвенные частицы вместе, тем самым предотвращая эрозию.
4. Ландшафтные позиции
Форма, крутизна и длина склонов оказывают влияние на то, как вода поступает в почву или уходит из нее. Если уклон слишком крутой, вода начинает стекать по поверхности, размывая верхний слой гумуса и уменьшая питательность почвы для растений. В условиях больших высот почва может быть слишком сухой, тогда как в более влажных местах может наблюдаться дисбаланс кислорода, питательных веществ и влаги в почве.
5. Время
Время является важным фактором формирования почвы. Чем дольше почва подвергается воздействию вышеупомянутых факторов, тем больше изменений и развитие она претерпевает. Почвы на крутых склонах и в ветреных районах формируются медленнее из-за постоянной эрозии, в отличие от более стабильных и старых территорий.
К числу микрогазов, присутствующих в почве, относятся углекислый газ, закись и окись азота, непредельные углеводороды, спирты, а также сероводород, метан и аммиак, которые образуются в процессе разложения материи без доступа кислорода.
Кто живет в почве?
Почва становится благодатной средой обитания для множества живых организмов. Все существа, живущие непосредственно в верхнем слое почвы, известны как педобионты. К ним относятся как одноклеточные организмы, такие как бактерии и грибы, так и более крупные представители фауны – дождевые черви, насекомые и пауки. Большинство обитателей почвы питаются распадающимися растительными остатками или грибами.
Среди других представителей фауны, обитающих в почве, можно отметить позвоночных животных, таких как кроты. Эти существа прекрасно адаптированы к жизни в темноте, обладая отличным слухом и практически отсутствием зрения. В дополнение к кротам, почва служит домом для таких млекопитающих, как слепыши, цокоры и слепушонки.
Некоторые животные, такие как суслики, тушканчики и барсуки, активно питаются на поверхности земли, но выбирают почву в качестве места для зимовки, размножения и укрытия от хищников.
Способность почвы удерживать воду называется влагоемкостью. Легкие песчаные почвы имеют низкую влагоемкость, в то время как тяжелые почвы обладают высокой влагоемкостью.
Глина
В результате воздействия воды и атмосферных условий на протяжении миллионов лет, скальные породы, расположенные близко к поверхности или явно выступающие на ней, подвергаются процессам выветривания, как химического, так и физического, а также органического. Это приводит к образованию совершенно новых осадочных пород, в первую очередь глин. Таким образом, одни минералы преобразуются в другие.
Глины в первую очередь образуются из минерала каолинита, который состоит из 47% оксида кремния, 39% оксида алюминия и 14% воды.
В общем глины составляют около 50% от общего объема осадочных пород.
В зависимости от дополнительных минералов, содержащихся в их составе, глины классифицируют следующим образом: белая глина, содержащая силикаты алюминия, магния и кальция; красная глина, обогащенная солями железа и калия; голубая глина, содержащая высокие концентрации кадмия и кобальта; а также глина черного, желтого и коричневого цвета, в соответствии с содержащимися в них углеродом и железом.
Частички глины очень мелкие и склонны к сцеплению друг с другом, из-за чего они плохо пропускают воду и воздух, а весной медленно прогреваются.
Песок
Натуральный песок формируется в результате разрушения горных пород под воздействием различных факторов окружающей среды в течение многих лет. Существует несколько типов песка: горный, речной, морской, дюнный и барханный. Размер частиц песка варьируется от 0,05 мм до 2,5 мм, и он может быть крупнозернистым, пылевидным или глинистым.
Наиболее распространенный тип песка состоит на 99% из кварца, также имеются кальцит, слюда и железные руды. Редко, но в прибрежных водах можно встретить не кварцевые, а известняковые пески, которые формируются из обломков раковин и продуктов разрушения кальцитов.
Иногда глина и песок могут иметь схожий химический состав, однако они различаются по размеру частиц.
Песок демонстрирует отличные свойства впитывания воды, обеспечивает хорошую воздухопроницаемость и в весенний период быстро прогревается и просыхает.
Минеральная составляющая почвы включает песок и глину, а также подпочвенные уровни, содержащие необходимые растениям элементы, такие как кальций, калий, фосфор, сера, магний, бор, хлор, йод и другие важные компоненты. Однако для того чтобы эти элементы стали доступными для растений, необходимо, чтобы они прошли определенные процессы трансформации.
Вода в почве играет исключительно важную роль. Без неё невозможно образование глины, песка, различных минеральных солей и их растворов, а также поддержание жизни растений и всего почвенного сообщества. Основными источниками воды в почве являются грунтовые воды, атмосферные осадки, конденсат водяного пара у поверхности и влага от корней растений. Главное условие заключается в том, чтобы вода оставалась доступной для разнообразных видов растительности и других обитателей почвы.
