Раздел 3. Минеральная часть почвы

Программные вопросы. Почва как многофазная, полидисперсная система. Характеристика твердой, жидкой, газообразной и живой фаз почвы.

Гранулометрический, минералогический и химический состав рыхлых горных пород и почв. Классификация механических элементов по В.Р.Вильямсу, Н.А. Качинскому, способы их определения. Классификация почв и пород по гранулометрическому составу. Лесоводственное значение гранулометрического состава почв и пород.

Минералогический состав гранулометрических фракций разных пород и почв. Влияние минералогического состава почв и пород на лесорастительные свойства почв.

Химический состав почв и пород. Сходство и различие химического состава рыхлых и изверженных пород. Лесоводственное значение химического состава почв и пород. Взаимосвязь между минералогическим, гранулометрическим и химическим составом рыхлых пород и почв, их лесоводственное значение.

Методические указания. Студент должен чётко представлять, что почва биокосное тело природы и как тело природы имеет трёхмерную размерность, и состоит из четырёх фаз: твёрдой (минеральная часть почвы), жидкой (почвенный раствор), газообразной (почвенный воздух) и живой (живые организмы, населяющие почву и участвующие в процессах почвообразования). Твёрдая фаза почвы характеризуется гранулометрическим, минералогическим и химическим составом, а также сложением, структурой и порозностью. Относительное содержание в почве фракций механических элементов, выраженное в %, называется гранулометрическим составом. Гранулометрический состав почв и почвообразующих пород влияет на интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органических и минеральных соединений в почве, и определяет продуктивность и состав насаждений. В одних и тех же природных условиях на породах разного гранулометрического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами.

Гранулометрический состав оказывает существенное влияние на водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность, накопление в почве гумуса, зольных элементов и азота, и соответственно, на лесорастительные свойства почв. На рыхлых и связных песках в борах растут сосновые насаждения, на супесчаных почвах в суборях – сосновые насаждения с примесью ели, дуба, липы, берёзы и осины, на легкосуглинистых почвах в сураменях и судубравах прекрасно растут сосново-еловые или сосново-дубовые насаждения, на средне- и тяжелосуглинистых почвах в раменях – ельники. Наилучшие условия для роста сосны складываются на супесчаных почвах, для ельников на легко- и среднесуглинистых, для дубрав на средне- и тяжелосуглинистых.

В зависимости от гранулометрического состава меняются условия и способы обработки почв, сроки полевых работ, нормы внесения удобрений и приёмы ведения сельского и лесного хозяйства.

Минералогический состав почв представлен первичными минералами (полевые шпаты – 59,5%, кварц – 12%, амфиболы и пироксены – 16,8%, слюды – 3,8%, прочие – 7,9%) и вторичными продуктами почвообразования – растительные остатки, продукты разложения растительных остатков и вторичные минералы (соли – кальцит, магнезит, гипс, галит, фосфаты, нитраты и т.д., гидроокиси кремния, алюминия, железа, марганца, вторичные алюмосиликаты, группа монтмориллонита, каолинита, гидрослюд).

Первичные минералы влияют на физические свойства почвы (связность, липкость, набухание и т.п.), являются резервным источником зольных элементов питания, и источником образования вторичных минералов. Вторичные минералы влияют на химический состав почв, их засолённость, структурообразование, переводят фосфор в труднодоступное состояние, влияют на водно-физические свойства почвы.

Необходимо уяснить, что основную долю крупных фракций почвы составляют первичные минералы (кварц и полевые шпаты), а в илистой и тонкопылеватой фракциях преобладают богатые железом и алюминием глинистые алюмосиликаты при значительно меньшем содержании других минералов. Источник минеральных соединений почвы - слагающие горные породы.

Необходимо знать, что почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных веществ и по химическому составу она существенно отличается от исходных почвообразующих пород.

Главные особенности химического состава почвы – присутствие органических веществ, а в их составе специфической группы – гумусовых веществ, разнообразие форм соединений отдельных элементов и непостоянство (динамичность) состава во времени. Органические вещества поступают в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов, населяющих почву. Взаимодействие органических и минеральных веществ создаёт сложный органо-минеральный комплекс органо-минеральных соединений почвы.

Студент должен уяснить, что химический состав почв, оказывает большое влияние на их плодородие как непосредственно, так и определяя те или иные свойства почвы, имеющие решающее значение в жизни растений. Недостаток их (дефицит) в питании растений не обеспечивает нормального их роста и развития. Избыток – токсичен для растений.

Контрольные вопросы

1. Из каких фаз состоит почва, дайте их краткую характеристику? 2. Дайте определение гранулометрического состава почв, и каковы принципы построения классификации почв и пород по гранулометрическому составу? 3. Какие фракции механических элементов присутствуют в почве, чем они различаются по составу и свойствам? 4. Какое влияние оказывает гранулометрический состав почв и почвообразующих пород на агрономические и лесорастительные свойства почв? 4. Как влияет гранулометрический состав на агрономическую и лесоводственную оценку почв в различных зонах? 5. Как влияет гранулометрический состав почвообразующих пород на почвообразование? 6. Какие основные группы первичных и вторичных минералов наиболее широко представлены в почвах? 7. Каково значение первичных и вторичных минералов для почвообразования и плодородия почв? 8. В чём сходство и различие почв и пород по химическому составу? 9. В каких основных формах находятся химические элементы в почвах, и как влияет химический состав почв на их плодородие? Какая существует связь между химическим составом почвы и характером почвообразовательного процесса?

Литература

1. Белобров, В.П. География почв с основами почвоведения: Учеб. Пособие для вузов [Текст] /В.П. Белобров, И.В. Замотаев, С.В. Овечкин; Под ред. В.П. Белоброва. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – С. 63-65.

2. Газизуллин, А.Х. Почвоведение. Общее учение о почве: учебное пособие [Текст] /А.Х. Газизуллин. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. – С. 81-102.

3. Горбылёва, А.И. Почвоведение с основами геологии: уч. пособие [Текст] /А.И. Горбылёва, Д.М. Андреева, В.Б. Воробьёв, Е.И. Петровский. – Мн.: Новое знание, 2002. – С. 117-142.

4. Зеликов, В.Д. Почвоведение с основами геологии: Учебное пособие [Текст] /В.Д. Зеликов. – МГУЛ. – 3-е изд. - М.: Изд-во МГУЛ, 2008.- С. 60-64.

5. Кауричев, И.С. Почвоведение: учебн. для вузов [Текст] /И.С Кауричев, Н.П.Панов, Н.Н. Розов, М.В. Стратонович, А.Д. Фокин. – М.: Агропромиздат, 1989. – С. 90-108.

6. Ковриго, В.П. Почвоведение с основами геологии: учебн. для вузов [Текст] /В.П. Ковриго, И.С. Кауричев, Л.М. Бурлакова. – М.: Колос, 2000. – С. 68-74.

7. Мамонтов, В.Г. Общее почвоведение [Текст] /В.Г. Мамонтов, Н.П. Панов, И.С. Кауричев, Н.Н. Игнатьев. – М.: КолосС, 2006. – С. 101-178.