Механический, химический, гранулометический и минеральный состав почвы. Что входит в состав почвы?

Почва – это один из наиболее важных элементов биосферы, который определяет условия обитания человека. Это также неотъемлемое звено в кругообороте веществ в природе. Почва – природная лаборатория, в которой происходит синтез и разрушение органовеществ, жизнь бактерий и различных простейших животных, развитие растительности и образование полезных ископаемых. Состав почвы влияет на потребляемые человеком продукты питания растительного и животного происхождения, а также питьевую воду. Почва – поверхностная часть минерально-органической оболочки Земли – литосферы.

Что входит в состав почвы

Можно выделить четыре основных компонента в составе почвы:

- минеральная основа, которая составляет основную часть от всего объема (50-60%);

- органические вещества составляют наименьшую часть (всего 10% от общего объема);

- вода (до 35%);

- воздух (до 25%).

Почва обычно состоят из различного по размеру частиц, начиная от мелкозернистого грунта и коллоидных частиц, заканчивая крупными валунами.

Механический состав почвы

В зависимости от соотношения содержащихся в почве песка, ила и пыли различают почвы суглинистые, глинистые, песчаные и супесчаные. Песком принято называть почвы с диаметром частиц от 0,05 до 3 мм. Крупная пыль, или тонкий (пылеватый) песок – это почва с диаметром зерен от 0,01 до 0,05 мм. Пыль состоит из частиц размером 0,001-0,01 мм, ил – менее 0,001 мм. Если механический состав почвы содержит частицы размером до 0,01 мм, то их объединяют в подгруппу глины физической. В песчаной почве содержится менее 10% физической глины, в супесчаной – от 10% до 20%. в суглинистой – 20-50%, в суглинистой – более 50%. Гранулометрический состав почвы – это важный параметр, влияющий на качество грунта, в том числе и его плодородие.

Метод Качинского для определения состава почвы

Чтобы определить гранулометрический состав почвы, т.е. содержание в грунте тех или иных механических элементов, можно воспользоваться методом Качинского, который заключается в следующем. небольшой комочек почвы необходимо смочить водой и размять, пока она не станет похожей на тесто. Размяв ее в ладонях, нужно скатать из нее шнур толщиной примерно в 3 мм. Из полученного «шнура» делается кольцо (3 см в диаметре). Из песчаной почвы скатать шнур не получается совершенно. Шнур из супесчаной почвы неустойчив. Легкосуглинистая почва скатывается, однако распадается на дольки. Из среднесуглинистой удается скатать шнур, но не получается свернуть его в кольцо. При использовании тяжелосуглинистой удается замкнуть кольцо, которое трескается. А глинистая почва не растрескивается при замыкании шнура в кольцо.

Влияние механического состава на свойства почвы

В зависимости от того, какой состав почвы, изменяются и ее свойства, к примеру, водопроницаемость. Наиболее низкая проницаемость воды отмечается в грунте, содержащем много физической глины и небольшое количество песка (тяжелосуглинистые и глинистые). Чем больше в почве песка, тем выше ее водопроницаемость (между сравнительно крупными частичками песка влага с легкостью проходит).

Еще одно свойство грунта – влагоемкость (способность удерживать воду), на которую также в значительной мере влияет состав почвы. Тяжелые глинистые и суглинистые земли удерживают большое количество воды, а супесчаные - совсем незначительное. Чем больше мелких частиц, тем выше влагоемкость.

Способность грунта задерживать питательные вещества называется поглотительной. На нее также влияет состав почвы. Как правило, более мелкие частицы обладают наивысшей поглощающей способностью. В таком грунте отлично закрепляются питательные вещества, определяющие минеральный состав почвы. Легкий грунт также хорошо пропускают воздух, что благоприятно сказывается на росте и развитии растений.

Влияние гранулометрического состава на развитие растений

Продуктивность растений во многом зависит от механического состава грунта, влияющего на его свойства. Наиболее приемлемый гранулометрический состав зависит от технологии возделывания почвы и ее условий влагообеспеченности. Так, например, земля с низким запасом влаги (пески и супеси) приводит к значительному понижению урожайности почвы. Если же грунт хорошо увлажняется, то и аэрация происходит более качественно, что благотворно сказывается на росте и развитии растений. Возделывание бедных почв с внесением в них питательных веществ и при условии избыточного полива приводит к повышению урожайности.

Содержание химических веществ

Химический состав почвы определяет количество содержащихся в ней химических элементов. Наибольший объем составляет окись кремния. Затем – окись алюминия, железо, калий и натрий. Окись кальция и магния в значительном количестве содержится в карбонатных почвах, в засоленных – хлористый натрий и калий.

В наименьшем количестве в земле содержатся микроэлементы: марганец, йод, кобальт, цинк, фтор, никель, бром, барий, литий и другие. Образуются неорганические соединения благодаря остаткам материнской почвообразующей породы, останкам животных и растений, разлагающимся под действием микроорганизмов. Химический состав почвы (недостаток или переизбыток макро- и микроэлементов в почвенном покрове) через цепь питания может оказывать огромное значение на жизнь и здоровье человека и животных.

Перегной, или гумус

Почвообразование на планете началось еще с тех времен, когда на ней появились первые живые существа, останки которых превращаются в питательную среду – гумус, или перегной. Он непосредственно влияет на свойства почвы, в частности, на ее плодородие. Перегной придает земле черный, сероватый или коричневый цвет. В одних типах грунта гумуса содержится больше, в других – практически не имеется.

Перегной образуется из останков микроорганизмов, животных и растений после их глубоко разложения. Останки истлевают под воздействием бактерий и грибков, утрачивают некоторые свои вещества, теряя при этом внешний вид, темнея и бурея.

Перегной состоит из разнообразных частей, наиболее значимая из которых – гуминовые вещества, окрашивающие землю в черный цвет. Эти вещества плохо растворимы в воде. Почва, богатая гуминовыми веществами, чрезвычайно способствует повышению урожайности растений.

Также в грунте содержится светлоокрашенный (кислый) гумус, представленный апокреновой и креновой кислотами. Они легко растворимы в воде, поэтому быстро вымываются и практически не задерживаются в почве. На состав перегноя влияет климат, растения, бактерии, животные и грибы, которые распространены в той или иной зоне планеты.

Значение гумуса (перегноя)

Вместе с водой растения в процессе своего развития берут из грунта все необходимые для жизни питательные вещества: фосфор, калий, азот, серу, железо, кальций, медь, марганец, кислород, кремний, водород, бор, алюминий. Все эти микро- и макроэлементы необходимы для нормального развития растений. Одни вещества содержатся в достаточном количестве, а другие приходится вносить искусственным способом. Источник всех питательный веществ – это перегной.

Растения в процессе своего роста и развития забирают из земли питательные вещества, которые после отмирания и полного разложения растения возвращаются обратно в почву и снова участвуют в процессе питания. Также при разложении растительного покрова образуются различные кислоты, например, угольная. Они способствуют быстрому растворению минеральных солей, которые также участвуют в процессе развития растений.

Роль гумуса в процессе структурирования почвы

Перегной, помимо своей питательности, имеет и другое важное значение – он влияет на структурный состав почвы. Схема образования почвенной структуры состоит в следующем. Пожалуй, каждый видел, как земля распадается на комочки разной формы и величины. Эти кусочки называют структурными отдельностями. Внешне они могут напоминать зернышки, крупинки, пылинки, грудки. В зависимости от содержания структурных отдельностей выделяют следующие типы почвенных структур: пылеватая, комковатая, ореховатая и другая. Почва тем рыхлее, чем пористее и прочнее ее кусочки, поскольку в них содержится меньшее количество пыли. Если же грунт рыхлый, то в него проще проникает воздух и вода, которые жизненно необходимы растениям, грибам и бактериям, а также некоторым животным, обитающим в земле.

Почвы, богатые перегноем, состоят из пористых и прочных зернышек. Они не размокают в воде, оказывают хорошее сопротивление распылению при пахоте. Такая рыхлая земля отлично пропускает воду и воздух. Обедненные гумусом почвы легко превращаются в пыль. Такой грунт покрывается коркой после дождя или полива, что может привести к болезни или даже гибели растений.

Изменение состава почвы с течением времени

Состав, а, следственно, и свойства почвенного покрова, не остаются неизменными. Со временем происходит их размывание водой, дробление, образование одних минералов и разрушение других. Грибы, растения и животные, бактерии появляются, живут и отмирают, изменяя химический состав земли. Воздух и вода, контактирующие с почвой, также изменяют свой состав изо дня в день. Ну и, конечно же, на состав почвенного покрова постоянно влияет человек. В процессе его обработки он вносит те или удобрения, применяет различные средства окультивирования, что влияет на свойства грунта.