Состав почв и ее основные свойства.
Лекция №9
Тема: «Почва, ее состав и строение. Роль почвы в круговороте веществ в природе и ее хозяйственное значение».
Цель: сформировать знания об образовании и составе почвы, познакомить с разнообразием почв, выявить основные свойства и состав почвы.
План
1. Понятие о почве и ее плодородии.
2. Функции почвы.
3. Факторы почвообразования.
4.Состав почв и ее основные свойства.
5. Роль почвы в круговороте веществ в природе. Хозяйственное
значение почв.
Понятие о почве и ее плодородии.
Основоположник отечественного и мирового почвоведения В.В. Докучаев дал следующее определение почвы: «…это суть поверхностнолежащие минерально-органические образования, которые всегда более или менее заметно окрашены гумусом; эти тела всегда имеют свое собственное происхождение; они всегда и всюду являются результатом совокупной деятельности материнской горной породы, живых и отмерших организмов (как растений, так и животных), климата, возраста страны и рельефа местности…». Следовательно, почвой называется самостоятельное природное тело, образовавшееся в результате изменения верхней части земной коры при длительном и совместном воздействии растительных и животных организмов и микроорганизмов, климата, рельефа, а также производственной деятельности человека.
Почва играет большую роль в природе и в жизни человеческого общества. С одной стороны, благодаря тому, что растения усваивают воду и элементы питания из почвы, она является необходимым условием развития растений, с другой – сами растения служат пищей для животных и человека. Следовательно, почва как продукт жизни одновременно служит условием дальнейшего развития жизни на Земле.
|
|
|
Почва – основное средство сельскохозяйственного производства и объект труда. Сельское хозяйство целиком построено на использовании почвы. В растениеводстве это среда для развития растений. Животноводство развивается на основе продукции растениеводства. В земледелии, которое создает благоприятные условия для роста и развития растений, почва служит объектом труда.
Функции почвы.
- Без почв невозможна жизнь на земле (продуцентам негде расти);
- Почва – центр образования биомассы и видообразования живых организмов;
- С появлением почвы и на ней живых организмов возникает жизнь в атмосфере;
- Осуществляется связь между биогенными и абиогенными компонентами живой и неживой природы, чем достигается целостность биосферы;
- Почва – регулятор окислительно-восстановительного потенциала;
- Без почвы невозможна минерализация органического мертвого вещества, образующегося в результате отмирания растений и животных;
|
|
|
- Почва – жилищное пространство для расселения человека и животных;
- Опорная функция (растения и животные сохраняют вертикальное положение);
- Почва – источник пищи для растений и человека через них;
- Почва обладает поглощающей способностью. Благодаря этому в ней удерживаются элементы пищи растений;
- Информационная функция (сама почва информирует человека о своем происхождении);
- Почва обладает буферностью и защитным экраном. Она регулирует силу ветра, температуру, водный режим и другие климатические показатели. Регулирует потоки химических элементов в различных условиях;
- Регулятор стока воды. Выпадающие осадки не полностью стекают в связи с особенностями рельефа, а частично впитываются почвой;
- Почва – источник вещества для образования минералов (первичных, вторичных, осадочных);
- Почва способна накапливать различные полезные ископаемые (руду, торф, уголь);
- Почва – регулятор газового состояния атмосферы (приземный слой почвы). Дыхание почвы;
- В почву возвращается часть азота и углекислого газа путем усвоения этих веществ почвенными микроорганизмами;
- Почва поглощает и отражает солнечную радиацию. Благодаря этому формируется энергетика нижних слоев атмосферы, что способствует возникновению природных зон;
|
|
|
- Почва – источник твердого вещества;
- Влияет на круговорот воды на земном шаре:
А) Трансформирует атмосферные осадки в почвенные грунтовые воды;
Б) Воды имеют определенный химизм (от различного содержания химических веществ;
В) Влияет на формирование речного стока;
Г) Почва – фактор биопродуктивности водоемов и водотоков;
- Средство сельскохозяйственного производства, объект труда и условие существования человека.
Факторы почвообразования.
Свойства почв зависят от конкретного сочетания тех условий, при которых происходит почвообразовательный процесс. Главные факторы, влияющие на образование почв, — это почвообразующие породы, живые и отмершие организмы (зеленые растения, микроорганизмы и животные), климат, рельеф, возраст почв и производственная деятельность человека.
Значение первых пяти факторов было показано впервые В. В. Докучаевым, который назвал их факторами почвообразования или почвообразователями. Роль производственной деятельности человека как фактора почвообразования сформулировал В. Р. Вильяме.
|
|
|
Почвообразующие (материнские) породы. Почвообразующие породы оказывают большое влияние на состав и свойства почв. Гранулометрический состав материнских пород определяет гранулометрический состав почв и тем самым в значительной степени их физические и водно-физические свойства: плотность, пористость, водопроницаемость, влагоемкость и т. д. Кроме того, от него во многом зависят скорость и характер превращения в почве растительных и животных остатков и органических удобрений.
Химический состав материнских пород влияет на химический состав почв, а нередко и на направленность почвообразовательного процесса. Так, почвы, сформировавшиеся на легких водно-леднико- вых отложениях, содержат гораздо больше кремния и меньше железа, алюминия, кальция, магния и других элементов по сравнению с почвами, образовавшимися на суглинистых ледниковых или других по происхождению породах.
Особенно большое значение имеет карбонатность материнских пород. Кальций и магний карбонатов нейтрализуют фульвокислоты и низкомолекулярные органические кислоты и тормозят или делают невозможным развитие подзолообразовательного процесса. По этой причине в таежно-лесной зоне на карбонатных породах образуются дерново-карбонатные почвы, обладающие более высоким плодородием по сравнению с дерново-подзолистыми почвами, формирующимися на бескарбонатных материнских породах. Карбонаты материнской породы, переходя «по наследству» в почву, способствуют образованию в почве структуры, благоприятной для микроорганизмов и растений, реакции и т. д.
Карбонатность материнских пород оказывает большое влияние на степень жесткости грунтовых вод. Последние при близком залегании определяют тип образующегося болота. Засоленность материнской породы в условиях жаркого климата — причина образования засоленных почв, обладающих низким плодородием и требующих коренных мелиораций для повышения плодородия.
Химический состав материнских пород оказывает большое влияние на содержание в почве элементов питания. Почвы, сформировавшиеся на бедных по химическому составу породах, содержат гораздо меньше фосфора, калия, серы и других важных для растений элементов питания по сравнению с почвами, образовавшимися на обогащенных элементами зольного питания породах.
Большое значение имеет минералогический состав материнских пород. Он определяет минералогический, а следовательно, и валовой химический состав почв, количество и состав глинистых минералов в почве. От последних, в свою очередь, во многом зависит обменная (физико-химическая) поглотительная способность почв, оказывающая большое влияние на плодородие.
Во многих случаях большое влияние на свойства почв и происходящие в них процессы оказывают некоторые физические свойства породы, послужившей материалом для образования почв: плотность, пористость, трещиноватость и т. д. С одной стороны, они в той или иной степени влияют на газообмен между приземным слоем атмосферы и почвой, на впитывание осадков и т. д., а с другой — при наличии в породе большого количества трещин (например, в лёссах) делают почву в определенных климатических условиях малоустойчивой против размывающего действия воды, что вызывает эрозию почв.
Зеленые растения, микроорганизмы, животные организмы. Их роль в почвообразовании очень велика. Растительность определяет количество, состав и характер поступления органических остатков, которые служат исходным материалом для образования гумуса, а также аккумулируют элементы зольного питания и азот в верхних горизонтах почвы. Выделяя в процессе своего роста и развития диосид углерода и органические кислоты, растения способствуют разложению минералов, а участвуя в образовании структуры почвы, они активно воздействуют на водно-воздушный режим почвы. Растительность механически закрепляет верхнюю часть почвенного профиля, тормозя тем самым процессы эрозии. В то же время зеленые растения — древесные, травянистые и мхи — резко различаются по характеру воздействия на почву.
Древесная растительность — многолетняя. У нее ежегодно отмирает лишь часть надземной массы, поэтому источником образования гумуса в почвах под такой растительностью служит лиственный, хвойный или смешанный опад. Древесная растительность уменьшает испарение влаги с поверхности почвы, зимой способствует накоплению снега, который тает в лесу медленнее, чем на свободных участках. Это вызывает значительное промачива- ние почвенного профиля и вымывание легкорастворимых солей и карбонатов. При разложении хвойного опада в таежно-лесной зоне образуется много фульвокислот и низкомолекулярных органических кислот, разрушающих минеральную часть почвы. Сочетание периодического промывания почвы осадками с наличием в почвенном растворе подобных кислот приводит к развитию подзолообра- зовательного процесса.
Травянистая растительность в противоположность древесной имеет густую сеть ежегодно отмирающих корней. По сравнению с лесным хвойным опадом они содержат больше азота и оснований и разлагаются в толще почвы, поэтому образующийся из них гумус имеет лучший качественный состав и в большей степени закрепляется в почве. Травянистая растительность накапливает в верхней части профиля элементы питания, участвует в образовании структуры почвы. Тем самым она активно воздействует на питательный и водно-воздушный режимы почвы. Степень воздействия травянистой растительности на почвообразование и свойства почв зависит от видового состава, продуктивности и химического состава наземной массы, а также от количества, глубины проникновения и химического состава корней.
Мхи играют особую роль в почвообразовании. Они отличаются от других растений очень высокой влагоемкостью и поэтому способствуют заболачиванию почв.
Микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, простейшие) первыми поселяются на материнской породе, усваивают атмосферный азот, переводя его в форму сложных белковых тел, разлагают органические остатки, минерализуя их до простых, доступных растениям солей. Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе многих минералов. Следовательно, это такая группа организмов, без которых невозможны существование растительности и формирование плодородия почв.
Животные организмы (черви, землерои, насекомые) также участвуют в почвообразовании. Черви в процессе жизнедеятельности пропускают через пищеварительный тракт органические остатки и почву. Она пропитывается их выделениями, приобретает форму склеенных комочков и становится структурной. Таким образом черви улучшают физические свойства почвы.
Землерои (суслики, кроты и др.) образуют в почве большое количество нор, а на поверхности — бугорков различных форм и размеров. Тем самым они перемешивают почву, изменяют ее сложение и влияют на формирование микрорельефа местности.
Климат. Под климатом понимают совокупность атмосферных условий, характерных для той или иной территории. Он зависит от географического положения территории, которое определяет приток солнечной энергии и количество осадков. Основные элементы климата — температура воздуха, осадки (их количество и характер поступления), ветер и многолетняя мерзлота.
Осадки и температура определяют водный и тепловой режимы почвы, ее влажность, скорость и характер превращения органических остатков, минерализацию гумуса, разрушение минеральной части почвы.
Они обусловливают также скорость и направление процессов передвижения водорастворимых солей по профилю. При одном гидротермическом режиме преобладает вымывание солей, при другом — подъем их с грунтовыми водами. Например, в районах с влажным климатом происходит вымывание органических и минеральных веществ в нижнюю часть профиля или в грунтовые воды. В условиях жаркого сухого климата в пониженных формах рельефа, где близко к поверхности залегают грунтовые воды, происходит их подъем по капиллярам, а вместе с ними и растворенных солей, которые накапливаются в верхней части профиля.
Ветер способствует процессу физического выветривания горных пород и вызывает ветровую эрозию почв. Под влиянием ветра происходит опесчанивание верхних горизонтов почвы, развитие каменистых и щебнистых почв. Ветер способствует также засолению почв в результате приноса солей с поверхности засоленных водных бассейнов на сушу.
Рельеф оказывает большое влияние на характер почвообразования и свойства почв. От него зависит перераспределение влаги. Склоны из-за стока теряют часть влаги, в понижениях же накапливается избыточное ее количество. С рельефом тесно связан уровень грунтовых вод: на возвышенных местах он находится на значительной глубине, в понижениях нередко подходит к поверхности. Близкое залегание грунтовых вод на пониженных участках приводит к образованию болот, а при их засоленности в условиях жаркого сухого климата — к формированию солончаков. Во многом рельеф определяет степень эрозии почв, так как они сильнее разрушаются под действием воды в условиях пересеченной местности. Кроме того, он влияет на тепловой режим почв: северные склоны получают значительно меньше тепла, чем южные, поэтому хуже прогреваются, что, в свою очередь, отражается на водном режиме и характере растительности. Часто рельеф определяет интенсивность почвообразовательного процесса. Оподзоливание, например, сильнее происходит на плоских, хорошо промываемых участках, а не на склонах.
Особенно велика роль рельефа в горных районах, где от абсолютной высоты зависит структура вертикальной зональности почв, а от экспозиции склонов — наличие на одной и той же высоте различных типов почв. Микрорельеф определяет комплексность почвенного покрова, что особенно ярко выражено в сухих степях.
Возраст почв. Под возрастом почв подразумевается время, прошедшее с начала формирования той или иной почвы до настоящего времени. При сравнении возраста почв исходят из следующего. В течение длительного времени территория нашей страны, как уже отмечалось ранее, несколько раз подвергалась оледенениям, во время которых ледник наступал в основном с севера на юг. После отступления ледника почвообразовательный процесс раньше начинался на тех территориях, которые скорее освобождались от льда и воды. Поэтому черноземы, например, по возрасту старше дерново- подзолистых почв, а дерново-подзолистые почвы старше почв тундры, так как они позже других освободились от льда и почвообразовательный процесс там начался позднее. Возраст почв территории нашей страны исчисляют тысячами и десятками тысяч лет.
Производственная деятельность человека. Производственная деятельность человека играет громадную роль в почвообразовании. Осушение или орошение почв, строительство гидроэлектростанций, вырубка и посадка лесов, создание водохранилищ — все это воздействует на водный режим территории, а следовательно, и почв. Внесение органических и минеральных удобрений, известкование кислых или гипсование щелочных почв меняют их свойства и питательный режим.
Обработка почвы, посев и возделывание сельскохозяйственных культур вызывают изменение комплекса физических, химических и биологических свойств.
В то же время неправильное осуществление тех или иных мероприятий может привести к заболачиванию, засолению почв, резкому ухудшению их физических и химических свойств, развитию процессов эрозии и другим неблагоприятным последствиям. Поэтому воздействие человека на почву должно быть таким, чтобы ее свойства прогрессивно улучшались
Состав почв и ее основные свойства.
Для того, чтобы правильно обрабатывать и использовать почву для выращивания сельскохозяйственных (далее - с.-х.) культур, а также эффективно использовать с.-х. технику с соблюдением природоохранных требований, следует знать, что представляет собой почва, как таковая, ее свойства и характеристики, влияющие на плодородие, т. е. повышение урожайности.
Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки.
Физические свойства почвы.
К общим физическим свойствам относятся плотность твердой фазы, плотность сложения и пористость почвы.
Плотность твердой фазы. Это отношение массы твердой фазы почвы к массе равного объема воды при 4 0C. Плотность твердой фазы зависит от минералогического состава почвы и содержания в ней органического вещества и колеблется обычно от 2,4 до 2,6.
Плотность сложения (объемная масса) почвы. Масса единицы объема сухой почвы в естественном (ненарушенном) сложении называется плотностью сложения. Она колеблется от 0,9 до 1,8 г/м3 и зависит от гранулометрического состава, количества органического вещества и структуры почвы. Песчаные почвы, содержащие мало гумуса, бесструктурные, имеют более высокую плотность сложения по сравнению с суглинистыми, хорошо гумусированными, оструктуренными почвами. Пахотный слой, имеющий в результате обработки более рыхлое сложение, характеризуется меньшей плотностью сложения по сравнению с нижними горизонтами.
Знание плотности сложения необходимо для вычисления пористости почвы, запасов влаги и элементов питания в ней и при расчете норм полива и количества вносимых в почву удобрений.
Оптимальная плотность пахотного слоя суглинистых почв для большинства сельскохозяйственных культур 1,0—1,2 г/см3. При этих значениях плотности создаются наиболее благоприятные условия для развития корневой системы растений. Под воздействием сельскохозяйственной техники плотность пахотного слоя нередко увеличивается до 1,35—1,55 г/см3 и более. Причем переуплотняется не только пахотный слой, но и подпахотная часть профиля. Переуплотненная почва в сухом состоянии оказывает большое сопротивление корням растений, ее структура разрушается, диаметр пор резко уменьшается, что затрудняет проникновение в пахотный слой воды, обмен воздуха пахотного слоя с воздухом приземного слоя атмосферы, а в итоге условия деятельности микроорганизмов ухудшаются, и урожайность сельскохозяйственных культур снижается.
Переуплотнение пахотного слоя сказывается на суглинистых почвах в течение 2—3 лет и медленно снижается даже при многократной последующей обработке. Особенно сильно почва переуплотняется под воздействием тяжелых колесных тракторов и комбайнов (трактор К-701, комбайн «Дон-1500» и др.). Поэтому предотвращение переуплотнения пахотного слоя — серьезная задача. Ее можно решить, используя преимущественно гусеничные тракторы, сокращая число проходов машинных агрегатов по полю, сдваивая колеса передних и задних осей тракторов, оборудуя машины широкопрофильными шинами и т. д.
Пористость (или скважность). Пористостью называют общий объем всех пор в почве, выраженный в процентах к общему объему почвы. Различают пористость общую, внутриагрегатную (или капиллярную) и межагрегатную (некапиллярную). Величина как общей пористости, так и ее видов в разных почвах неодинакова и зависит от структуры почвы, ее гранулометрического состава и содержания в ней гумуса.
В верхней части профиля пористость обычно максимальная, с глубиной она уменьшается. Знание пористости необходимо для оценки воздушных свойств почвы.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 246; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!