Гранулометрический состав почв и почвообразующих пород и его значение

Какова роль живых организмов?

Большую роль в формировании почвы играют животные и растения. Листья, травинки, хвоя и ветки деревьев, попадая на землю, скапливались в верхнем слое. Они довольно быстро разлагаются и уже спустя 6 месяцев превращаются в удобрение высокого качества. В таком виде они расходуются растениями, а затем снова возвращаются в почву — происходит так называемый почвенный круговорот, который связывает в единое целое живую и неживую природу.

В процессе почвообразования активно участвуют и животные — полевки, кроты, суслики, а также черви и насекомые. По мере передвижения по грунту они разрыхляют землю и смешивают ее с гниющими растительными остатками. В результате улучшается химический состав почвы, она становится плодородной. Исследователи подсчитали, что, к примеру, кроты, прокапывая глубокие ходы, выкидывают на поверхность землю, богатую магнием, кальцием, железом и другими минералами.

За год в березовом лесу кроты поднимают наверх до 10 т гумусной земли на каждый гектар площади. Кроме того, в кротовинах накапливается вода, которая увлажняет землю и ускоряет процесс разложения растительных остатков.

Что это такое?

Каждый год десятки тысяч кубических километров воды фильтрует почва. В одной чайной ложке земли столько микробов, что даже количество проживающих на планете людей уступает этому числу. Около 95% еды, привычной для человечества, растет в земле. Огромное количество антибиотиков происходит от почвенных бактерий, а значит, земля еще и лечит. И это лишь малая толика фактов об особом природном теле под названием «почва».

Она считается поверхностным слоем суши и возникла в ходе долговременного изменения горных пород, под воздействием микроорганизмов, растений, солнечного тепла и, конечно, осадков. Это уникальное природное образование, ведь его состав, строение и свойства имеют особую характеристику. Верхний слой земной коры (верно и такое определение) является сложным сочленением органических и неорганических веществ. А еще почва представляет собой продукт многочисленных поколений живых организмов.

Приведем экспресс-описание почвы и 10 интересных тезисов о ней.

• После океана почва – это второе крупнейшее хранилище углерода на планете (75% всего углерода на суше – в почве).
• Основа грунта – песок, глина и ил. Если ила много, грунт будет более плодородным. Если много песка, он не боится застоев воды.
• Почва – крупнейший резервуар биоразнообразия, около трети всех живых организмов планеты содержит именно она.
• Процесс почвообразования – понятие очень медленное. В средних широтах плодородный слой максимум в 2 см образуется примерно за столетие.
• Почвенный покров – это естественный буфер и детоксикант, аккумулирующий тяжелые металлы, детергенты и другие небезопасные вещества, которые могли бы попасть в воду. От них же почва очищает воздух.
• Природная сопротивляемость почв – ресурс не безграничный, потому и появляются на крупных промышленных территориях, возле больших городов и транспортных артерий техногенные пустыни.
• Ученым на сегодняшний день удалось идентифицировать не более 1% почвенных микроорганизмов.
• Наука о ней называется почвоведение. Основоположником ее стал русский исследователь Василий Докучаев.
• Основной характеристикой почвы как природного тела является ее постоянное, непрерывное развитие.
• Студентам на предметах естественнонаучного цикла часто задают вопрос: «Почва – это биогенное или биокосное вещество?». Правильный ответ таков: почву можно отнести к биокосным веществам, создаваемых и живыми организмами, и косными процессами.

Процесс почвообразования

Как уже говорилось выше, грунт образуется в результате двух процессов: выветривания горной породы и жизнедеятельности организмов.

К факторам почвообразования можно отнести следующие:

• климатические особенности региона;
• рельеф;
• материнская горная порода;
• биота (растения и животные);
• деятельность человека.

Однако главным фактором почвообразования выступает именно климат территории. Он влияет не только на формирование грунтов, но и на их распределение по территории планеты (широтная зональность почв).

Климатические процессы влияют на формирование почвы непосредственно, определяя во многом её режим и структуру, а также косвенно (посредством растительности и животных организмов).

Почва, кислотность и кальций

Кислотность самой почвы оказывает очень большое влияние на преобладающую микрофлору: кислая среда более благоприятна грибам, а слабокислая, нейтральная и слабощелочная в общем случае более благоприятнее почвенным бактериям, хотя имеются и грибы устойчивые к такой среде. В нейтральной почве более разнообразная почвенная микрофлора, среди которой имеется много видов полезных для растений. Большинству растений также наиболее благоприятной является нейтральная и слабокислая реакция почвы.

Кроме того, что кальций и магний снижают кислотность почвы, они образуют водопрочные соединения с гуминовыми кислотами и способствуют структурированию почвы. Лучшими для образования и закрепления гумуса почвообразующими породами являются суглинки, особенно карбонатные лёссы, лессовидные суглинки в черноземных степях.

Основные виды почв и их характеристика

Различаются почвы как по их механической составляющей, так и по преобладанию органической части.

Неорганическое описание видов включает:

• глинозём,
• суглинок,
• песчаник,
• супесь.

Глинозём. Отличается плотностью из-за высокого содержания глинистых частиц. Вследствие этого вода застаивается на поверхности глинозёма, количество пор невелико. Такая субстанция легко слипается, отличается тяжестью по сравнению с другими типами почв. Слепленный из глинозёма комок держит форму и с усилием поддаётся разрушению. Окультуривается сложно.

Суглинок. Преобладание глинистых частиц разбавлено значительной долей песка. Более рыхлый тип, чем глинозём, суглинок отличается оптимальной водопроницаемостью, содержит приемлемое количество пор. Хорошо подходит для огородничества. Землю легко слепить в комок, но при внешнем воздействии ком рассыпается.

Песчаник. Концентрация песчаных частиц подразумевает увеличенную сыпучесть и проницаемость. Структура предоставляет слабую поддержку корням и не способствует поддержанию стабильной питательной среды. Сжатая в горсти земля не может сформировать комок и распадается.

Супесь. Преимущество песчаных частиц снижено с увеличением присутствия глинистых. За счёт более вязкой структуры проницаемость супеси ниже, чем у песчаника – питательные вещества и влага удерживаются лучше. Комок земли после сжатия может некоторое время удерживать форму. Пригодность для земледелия – хорошая.

Классификация органическая состоит из:

• бурых и красных почв,
• серозёмов,
• чернозёмов.

Бурая почва. Также называется лесной, образуется в районах преимущественного произрастания лиственных пород деревьев – дубов, буков, ясеней. Основным источником органики здесь выступает палая листва.

Серозём. Земля степных полупустынных зон. Формирование гумусового слоя осуществляется за счёт отмёрших стеблей травянистых растений – осоки, мятлика, ячменя.

Чернозём. Образуется как результат многолетнего накопления органики на богатых травянистой растительностью луговых равнинах. Погодные условия, в которых происходит формирование чернозёма, и сама земля представляют превосходные предпосылки к окультуриванию.

Суть понятия профиль почвы

Профилем почвы принято называть сложившуюся в ходе времени вертикальную последовательность специфических генетических горизонтов в рамках почвенного индивидуума, присущих каждому отдельному типу почвообразования.

Генетическими почвенными горизонтами называют образовавшиеся со временем слои почвы, располагающиеся параллельно земной поверхности. Они образуют почвенный профиль и отличаются друг от друга составом, морфологическими признаками, физическими свойствами. Горизонты играют роль однородных в рамках профиля составных сегментов почвенного тела, сложность их устройства проявляется лишь при детальном изучении. Приводятся три основополагающих почвенных горизонта:

• А – гумусово-аккумулятивный поверхностного типа;
• В – переходящий в основополагающую материнскую породу;
• С – подпочва, первичная горная порода.

Развитие почвоведения привело к усложнению классификации горизонтов, к поверхностным, к примеру, относят Т – торфяные, О – лесные подстилки, К – корковый слой, S– солевой слой. Варианты подповерхностных горизонтов: Е – подзолистый, В – минеральный внутрипочвенный, G– глеевый.

Профиль описывает изменение свойств грунта по вертикали, обусловленное неизбежным влиянием почвообразующих сил и явлений на материнскую горную породу. Здесь фиксируется закономерное изменение следующих свойств основы:

• гранулометрических,
• физических,
• биологических,
• химических,
• минералогических.

Как выглядит профиль почвы

Преобразование указанных свойств зависит от типа естественных процессов, простирается от поверхности грунта вглубь, остается незатронутой лишь структура материнской породы. Изменения протекают постепенно, что подтверждается плавным ходом кривых на составленных исследователями графиках распределения – такие схемы описывают разные параметры почвы, в частности, уровень присутствия гумуса, полуторных частиц, илистых включений. Кривые на графиках могут обладать выраженными максимумами и минимумами, они иллюстрируют горизонты аккумуляции и выноса определенных соединений, резкие скачки в свойствах и составе земли.

Ключевыми условиями формирования почвенного профиля, то есть преобразования исходной породы на типичные генетические горизонты, являются две группы факторов:

• вертикально перемещающиеся потоки энергии и вещества. Они могут быть восходящими и нисходящими, что обуславливается типом почвообразования и его цикличностью – многолетней, годовой либо сезонной;
• вертикальное распространение органики. Здесь имеется в виду живое вещество – микроорганизмы, животные, обитающие в земле, и последствия их жизнедеятельности, корневые системы флоры.

Строением профиля называют последовательность и специфику образующих его в сумме генетических горизонтов, оно индивидуально, типично для всех видов почвы и является базовой диагностической характеристикой. Ученые подчеркивают, что все горизонты, образующие единый профиль, имеют тесную связь и взаимозависимы.

Отдельные горизонты, являющиеся составными частями разных типов земель, могут обладать созвучными свойствами и признаками, быть однотипными, то есть близкими в генетическом плане. Такое явление характерно, к примеру, для глеевых и гумусовых горизонтов, наблюдающихся в разных типах почв. Но нужно помнить, что каждая конкретная почва всегда представляет собой совокупность тесно взаимосвязанных горизонтов с перемежающимися характеристиками, а не просто набор прослоек.

Взаимосвязь и генетическая целостность профиля являются ключевыми свойствами почвенного тела, сущности земли, формирующейся благодаря естественному почвообразованию на базе исходной материнской породы. Это единое целое из слоев, совместно развивающихся с течением времени.

Значение гранулометрического состава

Гранулометрический состав определяет практически все свойства почв, поэтому его необходимо учитывать в работе агронома.

Выше поглотительная способность, теплоемкость, влагоемкость, биогенность почв, ниже водо- и воздухопроницаемость и т. д. Таким образом, гранулометрический состав влияет на основные показатели плодородия.

От гранулометрического состава зависят:

1. течение в почвах микро-, мезо- и макропроцессов;
2. формирование морфологических особенностей почвенных профилей.

Гранулометрический состав влияет на интенсивность развития водной и ветровой эрозий, на проходимость транспорта по грунтовым дорогам.

От гранулометрического состава зависят технологические особенности агроприемов:

• сроки проведения полевых работ,
• дозы минеральных удобрений,
• наиболее целесообразное размещение на пахотных угодьях сельскохозяйственных культур с теми или иными видами обработки почв и т. д.

От гранулометрического состава зависят затраты топлива на обработку почв, на земляные работы.

Какой же гранулометрический состав лучше для земледелия? Многие наиболее благоприятные свойства и режимы складываются в легко- и среднесуглинистых почвах.

Однако при хорошей оструктуренности почв, например черноземов, лучшими будут тяжелосуглинистые и глинистые почвы. В агрономической практике используют приемы, позволяющие при необходимости регулировать гранулометрический состав. На песчаных почвах проводят глинование, на глинистых — пескование.

Мощность

Определение мощности почвы звучит так: это протяженность ее по вертикали, то есть, толщина от поверхностного слоя до наиболее глубинного, который называется «горная порода». Самый глубокий слой, который находится внизу, не должен быть задействован в почвообразовательном процессе. Совокупность всех слоев (по-научному они называются «горизонтами») образует профиль того или иного типа почв.

Мощность может иметь значение от практически нулевого (2-3 см) до 5 м. Средняя величина мощности колеблется в промежутке от 0,5 м до 1,5 м. В понятие «мощность почвы» включаются и горизонт А, и горизонт В, где В понимается в самом широком значении, а именно: карбонатно-аккумулятивный, солевой, гипсовый, железистый его виды, однако, при отсутствии между ними и непосредственно почвой прослойки подпочв. Каждый генетический горизонт обозначен буквой латиницы, которая называется индексом. Сегодня это не только заглавные и строчные буквы, но цифры – как из арабской, так и из римской нумерации.

Формула строения почвенного профиля представляет собой генетические горизонты, обозначенные индексами, выстроенные в последовательности от верхнего к нижнему. Каждый индекс в формуле отделен от другого знаком «тире». Если возможно замещение одного из горизонтов на другой, то в формуле это отражается так: ставится индекс основного из горизонтов, а рядом ставится индекс горизонта, который его замещает. Замещающий индекс заключен в круглые скобки. Иногда основные горизонты имеют дополнительные характеристики, к примеру, морфологически выраженная солонцеватость или соли карбоната.

Обитатели

Почва – это среда обитания различных организмов. Самыми маленькими являются водоросли, бактерии, грибки. В подземных водах живут одноклеточные организмы. В процессе образования почвы большую роль играют беспозвоночные животные. Это дождевые черви, пауки, жуки, клещи. Основу их питания составляют остатки растений и различных живых существ.

Обитают в земле и позвоночные: крот, слепыш, мышь, суслик, сурок. Некоторые из них всю жизнь проводят под землей, другие просто живут в норах. Постоянно перерывая почву, они ускоряют смешивание органических и минеральных веществ и повышают воздухо- и водопроницаемость. Своими продуктами жизнедеятельности они обогащают грунт.

Главное свойство почвы

Плодородие – основное свойство почвы.

Определение плодородной земли возможно, когда:

• она способна обеспечить растения питательными веществами и водой в количествах, достаточных для роста и воспроизводства;
• в ней отсутствуют вредные примеси, препятствующие жизнедеятельности растений.

Разные виды растений могут существенно отличаться по терпимости к условиям среды. Тип земли плодородный для одного вида сельскохозяйственных культур подходит, для жизни другого бывает непригоден.

Однако в большинстве ситуаций почва является плодородной, если:

• её толщина достаточна для роста корней и поглощения ими воды;
• проницаемость земли способствует отводу излишков влаги и доступу воздуха к корням;
• содержание органических веществ обеспечивает сохранение структуры почвы и образование почвенного раствора;
• кислотность почвы (pH) находится в пределах 5,5 – 7;
• достигается необходимая концентрация питательных элементов растений в доступной для поглощения форме;
• наличествует спектр микроорганизмов, поддерживающих развитие растений.

Возделываемые земли нуждаются в постоянной поддержке их плодородия. Процессы истощения и эрозии здесь проявляются острее, чем на земле, не затронутой человеком.

Какие типы преобладают в разных районах России?

Для территории Российской Федерации характерны такие виды растительности, как:

• тундровая;
• лесная;
• луговая;
• пустынная;
• болотная;
• степная.

Леса равнины стоят на подзолистых почвах. Если это северная сторона, то преобладать будут глееподзолистые почвы, смешанные с болотно-подзолистыми и торфяными или торфянисто-глеевыми. Если это тайга, то почвы будут подзолистыми, различается лишь территориальная степень оподзоленности. На юге образовались дерново-подзолистые почвы, распространенные не только для тайги, но и в некоторых широколиственных или смешанных лесных местностях. Под самими лесами Восточно-Европейской равнины лесные почвы.

Почвообразующие породы

Это поверхностные материнские пласты, которые становятся основой для формирования новых почв. Как правило, гранулометрический набор таких пород составляют минеральные компоненты – до 80 %. Исключением является разве что торфяной горизонт, у которого объем минерального наполнения может находиться в пределах 10 %. Примечательно, что такие слои могут стать оптимальной платформой для становления плодородной пахотной почвы с высокими агрономическими свойствами, но сами они не всегда пригодны для возделывания. Это может быть горная или каменистая почва, основа которой формируется магматическими, осадочными и метаморфическими породами. Но, несмотря на скудные характеристики с точки зрения плодородия, такие слои становятся хорошей базой в развитии более привлекательных для сельского хозяйства покровов.

Что понимать под плодородием почвы?

Плодородие почвы — содержание элементов питания в почве, ее физические и агрономические свойства. Оно во многом зависит от хозяйственной деятельности человека. Плодородная почва способна удовлетворять потребность в пище и воде на протяжении всей жизни растения. Подробнее об элементах питания рассказано в разделе «Удобрения».

Как узнать, к какому типу относится почва садового участка и насколько она плодородна?

Большинство земельных участков, отводимых под коллективные сады, не обладает высоким плодородием. Уровень плодородия почвы можно установить с помощью детального обследования участка и агрохимического анализа почвы. Это дает возможность точно определить тип почвы, механический состав, агрохимическую характеристику и наметить комплекс мероприятий по ее улучшению или окультуриванию. Анализ почвы делают областные станции химизации сельского хозяйства по заявкам садоводческих коллективов.

Состав почвы

Слагается из двух частей — минеральной и органической. Неорганический субстрат составляют глинистые, пылевые и песчаные компоненты, образованные в результате эрозии горных пород. Органическая часть представлена животными и растительными остатками и гумусом.

Гумус представляет собой органический материал, разложившийся до последней степени и остающийся в стабильном состоянии многие годы. Он является источником питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности растений.

В зависимости от концентрации почвенных элементов меняются физические свойства почвы:

• плотность – отношение твёрдого вещества к эквивалентному объёму воды;
• объёмная масса – масса кубического сантиметра почвенного вещества, без учёта воды;
• пористость – содержание пустот в почве относительно её объёма в целом.

В прямом соответствии этим факторам колеблется насыщенность почвы влагой, воздухом и живыми организмами.

Вода в поверхностном слое земли образует почвенный раствор, являющийся питательной средой для растений. Пустоты, заполненные воздухом, обеспечивают дыхательные процессы жителей плодородного слоя.

Особую часть почвенной системы составляют её непосредственные обитатели – насекомые, черви, микробы. Они играют ключевую роль в сохранении и наращивании своей жизненной среды.

Что входит в состав?

Земляную смесь принято разделять на несколько категорий в зависимости от того, что входит в ее состав. При этом следует иметь в виду тот факт, что в любом случае почвогрунт должен отвечать всем требованиям, которые содержатся в ГОСТе. Рассмотрим несколько популярных вариантов почвосмеси.

Дерновая земля

Отличительная особенность дерновой земли – ее пористость. Специалисты рекомендуют брать такую землю с тех участков, где ранее произрастали различные бобовые растения. Заготовку дерновой земли следует осуществлять в весенний период. На протяжении всего лета грунт сможет пролежать в штабелях и перепреть.

Лиственная земля

Лиственная земля (ее также называют листовой) представляет собой субстрат, который образуется в процессе гниения листьев от лиственных пород деревьев (например, липы или клёна). К свойствам подобного почвогрунта можно отнести легкость, питательность и рыхлость.

Компостная земля

Компостная (или перегнойная) земля образуется после перепревания навоза. В связи с этим в своем составе почва данного типа содержит большое количество органических веществ. Если говорить о показателе рН, то следует отметить, что он составляет примерно 8 единиц. Компостная земля активно используется в теплицах и парниках.

Хвойная земля

В составе хвойной почвы нельзя найти большого количества минеральных и питательных веществ. Тем не менее, грунту данного типа присущи такие показатели, как высокий уровень кислотности и рыхлость.

Торф

Торфяной почвогрунт по большей части используется для выращивания комнатных цветов. Его заготовка производится из верхних слоев торфяников. Торфяная земля используется в том случае, когда необходимы такие показатели грунта, как небольшая кислотность, рыхлость и гигроскопичность (имеется в виду возможность аккумулировать влагу). В некоторых случаях торф может применяться как замена вересковой земли. Что касается негативных характеристик торфяных составов, то стоит отметить, что они имеют склонность к пересушиванию.

Песок

В составе почвенных смесей песок выполняет довольно важную функцию – он придает им рыхлость. Благодаря данной характеристике в землю беспрепятственно попадает кислород. Песок в составе почвогрунта необходим в тех случаях, когда вы планируете выращивать водоросли и грибы.

Вересковая земля

Вересковая земля образуется исключительно в зарослях вереска. По своим характеристикам и показателям она является довольно легкой, а уровень рН составляет около 5-5,5 единиц.

Мох

Мох нередко применяется в целях подкисления и разрыхления почвы. При этом наиболее распространенным и популярным среди садоводов и фермеров является мох сфагнум.

Керамзит

Керамзит – это уникальный материал, который имеет следующие качества: легкость, пористость, способность длительное время удерживать влагу. Керамзит образуется посредством обжига легкоплавких глин в промышленных условиях. В рамках садоводства он может использоваться в виде песка или гранул.

Степень кислотности различных видов почв

Для нормального развития растений большое значение имеет реакция почвенного раствора. По уровню кислотности почвы подразделяются на :

• Сильнокислые. К ним относятся болота и низинные торфяники,
• Кислые. Чаще всего это почвы под хвойными культурами, глинисто-дерновые и торфяники,
• Слабокислые. Дерновые и вересковые земли,
• Нейтральные. Основные почвы для выращивания огородных культур: дерновые, перегнойные, лиственные, все типы черноземов и другие.
• Щелочные и сильнощелочные. К ним относятся карбонатные почвы с повышенным содержанием кальция и его соединений.

Кроме вышеперечисленной градации есть еще засоленные почвы.

Абсолютное большинство растений хорошо растет и развивается, формирует полноценный урожай на нейтральных почвах. На слабощелочных и слабокислых почвах можно выращивать огородные культуры, но будет заметно угнетение растений, требующих нейтральной кислотности.