75. Педосфера. Минералогический состав и органическое вещество почв.

Термин Педосфера был введен Вернадским – тонкая оболочка, покрытая почвой.

Почва – это особый слой верхней литосферы, вовлеченный в биохимический круговорот при помощи растений, животных и микроорганизмов. Это область наивысшей Е живого вещества. На 70% живое в-во опр-ет облик почвы. Почва – связующее звено м/у атмо-, гидро-, литосферой и жив.орг-ми.

Почва предст собой многофазную, многокомпонентную, открытую систему.

Почва аккумулирует и высвобождает Е, играет важную роль в обмене веществами и Е. Почва – структурный биокосный элемент биосферы, характеризуется разнообразием в пространстве и во времени. Гумус формируется сотни лет, а механический состав – млн. Химическое строение почв. 1)Отличительная особенность элементного состава: верхний горизонт почвы содержит все химические элементы. Состав твердой фазы почв. а)минералогический скелет(Si, Al, Fe,Са, Mg,Na,K,Ti). Si – это костяк почвенной массы, его сод-е в верхнем слое литосферы сильно зависит от физико-геогр-х усл-й. Наследуется Si от материнских почвообр-х пород, затем трансформируется. Si находится в различных фазах: SiО₂ (песок) широко распр-ся, устойч-й кварц. В усл увлаж-ти почв Si хватает воду: SiО₂+2Н₂О Si(ОН)₄ или Н₄SiО₄. В зависимости от кристаллов пространственные ст-ры различают 6 видов силикатов:цепочечные,ленточные,слоистые(наиб.экол.ценность.опред-т набухаемость почв,емкость катион.обмена),каркасные,островные,кольцевые. Пыль-все виды,кроме слоистых. Полимерные стр-ры сост.из тетраэдра (SiО₄)-кремнекислород тетраэдер.и октаэдра(алюмогидроксильные октаэдры_ Al(OH)_6.в ряде случаев вместо Al м.б. Fe,Mg.

Fe и Mg и по своему заряду поверхности занимают промежуточное положение. Имеют большое экологическое значение. Кроме Si, большую часть присутствует и Al в самых разных формах. Это макроэл-ты.

Форма Al в литосфере: 1)оксиды в виде корунда (Al₂O₃) 2)сапфир, рубин, топаз 3)в природных усл. Al(OH)₃-гиббси; амогидро, амогидроксильные октаэдры 4)аллофан-(mSiO₂*nAl₂O₃)*bH₂O Si:Al=1:1 5)в виде квасцов (гибсид)

В почвах до 1,5-2% Al, в сред.полосе до 7%, в торфянниках меньше.

Присутствуют щелочные и щелочноземельные элементы в составе полевого шпата, слюдах, в виде солей Са и Мn. Fe. Уступает место К в супесчанных, Са^- в черноземах Fe²⁺, Fe³¹. Наибольшая стабильность МnО₂. В красноземах Si уменьш. И увелич. Fe и Al. Распрост-ие Са²⁺,Nа⁺, Mg²⁺ зависит от водного режима данного участка.

Св-ва почвы: 1)поглощение многих ионов 2)инертная система 3)буферная сис-ма.

Ф-ции порового прост-ва:влагозапас,влагопередающ,влагосохр,ф-ия аэрации.Объем и размер оказ.влияние на ж/д корней раст-й.корешки м.проникать в поры 0,1мм,а корн.волоски 0,01мм(без затрата Е).В этих порах поселяются орг-мы:инфузории,амебы,жгутиковые,водоросли,бактерии.Поровое пр-во подвижно(под дей-м воды и корней).Продукты метаболизма м/о и корней оказ-т связывающее дей-е,а давление-расчлен-щее д-ие на почв.материал.Т.о. биота возд-т на почву хим-ки и физ-ки.

Органическое вещество почвы – совокупность орг соединений за вычетом живых организмов и остатков организмов, не утративших анатомическое строение.

Гумус-темноокрашенное азотсодержащее высокомолекулярное соединение кислотного характера. Одно из самых уст-х тел в биосф,меняется и обр-ся в теч длит вр, биокосное тело(докучаев)-почва-система биотич. и абиотич.компонентов,связ-х м/у собой.В педосф.ежегодно поступает огр. кол-во отмершего орг.в-ва 120-130*10⁶тонн/год.затем обр-ся слож.комплекс орг-х соед-й гумуса почв.

Сущ.3 осн.группы гумуса:1)активное начало-неспецифич.орг.соед-я – лесная подстилка, лесной войлок, липиды, углеводы, белки, аминок-ты, рнк, ДНК. 2)прмежуточ. продукты распада и гумификация-продукты частичного гидролиза,окисления,детерминирования белков,углеродов. 3)специф.гум.в-ва-продукты почвообраз-я,гумификация,темноокрашенные высокомолек.азотсод-есоед-я кислого хар-ра. Из(1)м.образоваться торф, т.к. слабая разложенность остатков, войлокистость.Осн.компоненты гумуса:гумин(негидролизуемый остаток) и гумусовые к-ты(сост.из гуминов.и фульвок-т).гуминовые к-ты(больше С,меньшеО2) преобладают в гумусе высшей наземной раст-ти,в водн.э/с-фульв-ты(большеО2и двойных связей,меньшеС,).Типовые почвы сод-т до 10% гумуса,среднегуминовые-5-7%.

Почвенный раствор – среда, в кот происх важнейшие химические процессы. Подвижная, динамичная, наиболее подвижная часть почвы, всегда находится во взаимодействии с тв, газообр формой, с корнями растений.

Почвенный раствор, жидкая фаза почвы, вода с растворёнными газами, минеральными и органическими веществами, попавшими в неё при прохождении через атмосферу и просачивании через почвенные горизонты. В зависимости от влажности почвы находится в плёночной, капиллярной и гравитационной формах. Почвенный раствор динамичен, участвует в почвообразовательном процессе, физико-химических, биохимических реакциях, круговороте веществ в почве и питании растений.

Почвенный воздух — воздух, заполняющий поры и пустоты почв, не занятые водой (раствором). Он беднее, чем атмосферный, кислородом, но обогащен углекислотой, что связано с интенсивностью выделения СО2 микроорганизмами и корнями растений. Ход этого процесса изменяется по временам года, суток и зависит от погоды. Количество почвенного воздуха определяется структурой почв, наличием сети трещин, пустот, ячеек, пор. Хорошая вентиляция почвы, необходимая для развития растений, — один из показателей плодородия почвы. Наибольшее содержание воздуха в почвах с зернистой, ореховатой и комковатой структурой. Наименее благоприятные почвы со сланцеватой, листоватой, мелкочешуйчатой структурами.

Почв.воздух-антогонист почв.р-ра,заполняе поровые пространства. Зем кора сод-т различ.газы в свобод,сорбиров-м, раствор.сост. Для дыхания м/о,для корней раст.Чем выше влажность климата,тем < поры и сод.воздуха.

Почвенная биота: Огромное количество микроорганизмов живут в почве и влияют на процесс почвообразования. (почва по численности жив.организмов и биомассе самая насыщенная среда). Аэробные и анаэробные МО. Простейшие (в почвенном растворе). Коловратки, пауки, много беспозвоночных: разл.классы червей, огромная по числ-ти группа насекомых. Высшие: насекомоядные: кроты, грызуны: песчанки, сурки, землеройки и т.д.

Влияют на почву: зайцы, тигры, кабаны, лоси и т.д.

Почв.орг-мы.оказ-т прямое и косвен.дей-е.1.измельч.орг.остатков,2.переработка в гуммус. 3.перевод биогенных эл-в(Р, N)в форму,пригодную для усвоения раст. 4.рыхление почвы. улучш. водно-воздушного обмена и перемеш.с гумусом. Флора: бакт, лучистые грибки (акциномицеты), грибки,водоросли.Фауна:микро,макро,мегафауна.