Для эффективного управления физическими и физико-механическими характеристиками почв, удовлетворяющими потребности растений, а также для выбора оптимальных технологий их культивации, агроному следует произвести тщательную оценку этих свойств, а также определить влияние различных факторов на их формирование.
Что такое почва: состав и свойства
Термин «земля» употребляется не только для обозначения какой-либо территории или планеты. У него существует и другое значение, а именно — «грунт». В данном обзоре мы будем рассматривать определение почвы и ее основные свойства.
Слово «почва» происходит от более древнего праславянского термина «подъшьвь», что переводится как «подошва». Это слово постепенно претерпело изменения в произношении: изначально звучащее как «подчв», в конечном итоге трансформировалось в современное «почв».
Что же представляют собой почвы? Это несколько горизонтов, которые формируют верхний слой поверхности Земли. Над ними находятся слои леса и другие растительные образования, а ниже заключены остывшие магматические породы.
ВАЖНО: Нужно отличать общий термин «земная поверхность» от узкого понятия, с которым мы имеем дело. Почва — это результат накопления минеральных и органических веществ, в которых формируется жизнь.
Внешний слой земли формируется благодаря многим процессам, включая эрозию возвышенных участков, разложение растительности и животных (в том числе человеческих останков), вулканическую деятельность, а также отложению ила из проточных водоемов. В последние несколько тысячелетий значительное влияние на почвообразование оказала человеческая деятельность, включая распашку, внесение удобрений, ирригацию и многие другие методы.
Состав и структура почвы
Поскольку почва является продуктом взаимодействия живой и неживой природы в недрах нашей планеты, ее состав довольно разнообразен. Основным материалом почвы являются осадочные породы. Если посмотреть на слой почвы сверху вниз, то можно выделить следующие элементы: глина, суглинок и песок, а самым верхним слоем является гумус. Гумус — это перегной, о котором шла речь ранее, который образуется благодаря работе дождевых червей и различных личинок.
А что произойдет, если мы вскопаем слишком глубоко? Лопата ударится о твердые камни, такие как базальт и гранит, что указывает на то, что мы достигли окаменевшего слоя магмы, принадлежащего к пределам земной коры.
Одним из самых главных свойств почвы является ее плодородие. Это свойство связано, в частности, с механической характеристикой подлежащего вещества. Гумус представляет собой самый мягкий слой почвы. Это рыхлый перегной из растительных и животных остатков. Между мельчайшими частицами гумуса корни растений могут свободно прорастать. Снизу этого слоя проходят осадочные породы, которые могут быть подвержены вымыванию.
Плодородие
Плодородие является самым важным свойством любой почвы и обозначает способность обеспечивать растениям условия для нормального роста и получения урожая.
Процесс формирования плодородия почвы представляет собой результат взаимодействия всевозможных компонентов. Ключевую роль в этом процессе играет гумус — перегной, который возникает при разложении остатков мертвых растений микроорганизмами.
Рис. 1. Перегной.
В почве происходят процессы разложения остатков отмерших растений, включая корешки, стебли и листья. Эти остатки перерабатываются разными организмами, например, дождевыми червями, жуками-навозниками, муравьями и бактериями. Итогом этого процесса является формирование плодородного слоя почвы, который становится жизненной основой растений.
Почва содержит множество соединений, необходимых для полноценного существования растений. Ключевыми элементами, обеспечивающими здоровье растений, являются азот, фосфор и калий.
К важным аспектам повышения плодородия относятся также животные, обитающие в почве. Они активно рыхлят её, благодаря чему в почву поступают воздух и вода, что крайне необходимо для растений.
Рис. 2. Организмы, живущие в почве.
Механические свойства почвы
Каждая почва состоит из твердых частиц и пор, которые могут быть заполнены воздухом или различными растворами. В зависимости от механического состава почвы выделяют несколько основных типов:
Механический состав почвы в значительной степени влияет как на её свойства, так и на уровень плодородия. Например, глинистые почвы обладают хорошими свойствами для растений, но они медленно разлагают органические вещества, что затрудняет их обработку. Эти почвы характеризуются как тяжелые.
Напротив, песчаные почвы легко обрабатываются, но они бедны питательными веществами для растений. Лучшим выбором для сельского хозяйства считаются супесчаные и суглинистые почвы, так как они способны хорошо удерживать влагу, богаты питательными веществами и удобно обрабатываются.
Плотность (или плотность сложения) почвы — это масса одного кубического сантиметра абсолютно сухой почвы, взятой в естественном состоянии. Этот параметр измеряется в граммах на кубический сантиметр (г/см³) и зависит от минералогического и гранулометрического состава, структуры почвы и содержания в ней органических веществ.
Описание главных свойств почвы, от чего зависит и как формируется грунт
Почва — это уникальная субстанция, окутывающая тонким слоем большую часть суши на нашей планете. На различных участках она характеризуется разными физическими и химическими свойствами и имеет непохожую биологическую составляющую. Знания о ключевых свойствах почвы, а также её важнейших физических и химических параметрах полезны как дачникам, так и фермерам, а также просто любопытным читателям.
Наиболее значительное качество почвы, ключевое для Земли, — это её плодородие. Это способность верхнего слоя давать семенам растений все необходимые ресурсы для их роста и развития. Плодородие зависит от множества факторов и может изменяться под действием природных условий или в процессе человеческой деятельности.
Плодородие определяется соотношением минеральных и органических веществ в верхнем слое почвы, способностью впитывать и удерживать влагу, а также поглощать кислород. На протяжении тысячелетий человечество научилось улучшать состав почвы: искусственное формирование плодородного слоя, посредством вспашки и внесения как органических, так и минеральных удобрений, позволило обеспечить людей продуктами питания и расширить возможности расселения на новых участках.
Понятия «грунт» и «почва» сами по себе различны. Минеральные вещества, такие как песок, глина и скальные породы, составляют основу грунта на конкретном участке. Грунт может использоваться для строительных нужд, дорожного строительства и прочих работ. В то же время недостаточный уровень органики в грунте делает его непригодным для сельского хозяйства. Грунт включает в себя землю любого состава, тогда как под понятием «почва» подразумевается только её плодородная часть.
Основное минеральное вещество грунта существенно влияет на уровень плодородия почвы, а его изменение на конкретном участке можно достичь за счет добавления песка, торфа или органики.
Регулярное и грамотное внесение удобрений, организация водоснабжения, сезонная перекопка обеспечивают плодородие участков, где раньше ничего не росло. Однако неправильное использование пестицидов, проблемы с системой орошения и опустынивание земель в результате изменения климата могут делать даже самые плодородные участки ранее непригодными для земледелия.
Механический состав
Почва содержит сотни различных частиц минералов, которые могут отличаться по размеру. Частицы одного и того же размера образуют фракции, и наличие преобладания определенных фракций в образцах грунта позволило создать их классификацию. Различают:
Каждый из этих типов земли различается своей способностью удерживать влагу, температурой, воздухопроницаемостью и уровнем сложности обработки.
Наиболее трудоемки для обработки суглинки и глинистые поверхности. Механический состав почвы можно определить довольно просто: достаточно смочить образец и скатать из него небольшую «колбаску». Интерпретируя полученный результат, можно сделать следующие выводы:
- Если образец не удается скатать, то это свидетельствует о песчаном грунте.
- Если «колбаска» формируется, но быстро распадается, это говорит о супесчанике.
- Если при попытке сделать кольцо из нового жгутика он распадается, это указывает на наличие суглинка.
- Если «колбаска» сохраняет форму и без проблем образует кольцо, это свидетельствует о глинистой почве.
Песчаные и глинистые составы почвы требуют значительного внесения удобрений. Песок быстро нагревается и остывает, а также плохо удерживает влагу. Глина, наоборот, хорошо сохраняет тепло и влагу, и также требует внесения значительного объема органики и контроля за поливом.
Супесчаные и суглинистые почвы, хотя и требуют добавления удобрений, являются оптимальными для роста большинства сельскохозяйственных культур. Частицы почвы, которые соединяются органическими веществами или в результате физических или химических процессов, называются агрегаторами. По размеру они делятся на глыбы, комки и пыль.
Почва представляет собой один из наиболее критически важных элементов на нашей планете, благодаря которому обеспечивается жизнь растений и других живых существ. Процесс ее образования является сложным, от чего зависит как состав, так и свойства почвы. Плодородные почвы играют незаменимую роль в жизни человека. В этой части мы кратко обсудим основные свойства почвы, их влияние, а также факторы, на которые они зависят.
Какое является основным?
Главное и наиболее существенное качество почвы — это ее плодородие, а именно, способность снабжать растения всеми необходимыми для их роста факторами. Только те участки, которые соответствуют требованиям культивируемых растений, знакомятся с критериями сельскохозяйственной ценности. Несомненно, на больших территориях происходит использование земель под строительство и для других нужд, но даже в XXI веке плодородие остается важнейшим фактором. При этом стоит понимать, что биологическая продуктивность сильно зависит от других характеристик земли. Например, она тесно связана с поглотительной активностью почвы.
Хороший участок содержит оптимальное количество солей, чтобы растения могли получить требуемые у них питательные вещества, но меньше, чем оказывается опасно для их здоровья. Важно отметить, что уровень насыщения влагой может варьироваться, и потому другая ключевая характеристика плодородия состоит в том, насколько хорошо почва может регулировать уровень насыщенности раствора. Когда уровень превышает определенные лимиты, твердая фаза начинает поглощать избыток солей.
Кроме того, если содержание некоторых веществ снижается, они начинают вымываться из почвы в ее раствор.
Однако подобная регуляция не идеальна. Она может обеспечить растениям необходимое питание лишь в весьма ограниченных пределах. Более того, нежелательные, но возможно даже токсичные для растений элементы могут также оказаться поглощенными данным методом. Поглотительная способность почвы в первую очередь коренится в ее мелких коллоидных частицах, которые часто объединяются в так называемый поглощающий комплекс. Важно осознавать, что селитра, которая представляет собой незаменимый ресурс для питания сельскохозяйственных растений, удерживается почвой крайне неэффективно, в то время как она легко вымывается.
Почвы, эксплуатируемые в сельском хозяйстве, могут различаться и по уровню кислотности. Здесь важно найти правильный баланс: как избыток, так и дефицит кислых компонентов наносят вред растениям. Но многое зависит от тех конкретных культур, которые выращиваются на определенном участке. Особенно важным является уровень обеспечения корневых систем водой.
Кроме того, необходимо учитывать и другие физико-химические характеристики, которые также могут влиять на биопродуктивность.
Этот параметр обычно игнорируется агрономами, однако он важен для строителей, специалистов по железным дорогам, работникам метрополитенов и тем, кто занимается эксплуатацией различных служб. Способность грунта проводить электрический ток зависит не только от его влажности, как это часто подразумевается. К числу важных факторов относятся также:
- размер и плотность входящих в состав почвы частиц;
- температура окружающей среды;
- состав (соли, кислоты и щелочи оказывают заметное влияние на электрические характеристики).
Также важно упомянуть о таком параметре, как удельное сопротивление вспашке. Без понимания данного показателя невозможно начать никакие полевые работы. Удельное сопротивление — это сводный показатель, вычисляемый из многих других параметров. Этот показатель может значительно варьироваться вследствие:
- гранулометрических характеристик почвы;
- химического состава катионов;
- уровня увлажнения;
- степени культурного освоения участка;
- культур-предшественников;
- насыщенности гумусом;
- конструктивных характеристик и состояния сельскохозяйственных орудий.
Благодаря данным факторам растения развивают более мощную корневую систему, оказывают в течение длительного времени воздействие на почву и оставляют в ней больше органического вещества, такого как корни и стебли, что благоприятствует деятельности микроорганизмов и образованию гумуса.
