17. Структура почвы. Органические вещества в почве.

Почвой называется поверхностный слой земного шара обладающий плодородием. Он характеризуется органо-минеральным составом и особым типом строения почвы. Почва развивается постоянно в результате совокупного воздействия на горные породы воды, воздуха, солнечной энергии, растительных и животных организмов, ветровой энергии.

Свойства почвы отражают местные особенности природных условий. Таким образом, свойство почвы и ее характеристики создают определенный экологический режим для данной территории. Основными показателями этого режима является гидрохимические факторы и аэрация. Таким образом, состав почвы включаем минеральную основу, органическое вещество, воздух и воду.

Минеральная снова (минеральный скелет)

Это неорганический компонент образующийся из материнской породы в результате выветривания. Скелетный материал разделяют на мелкий грунт, частицы менее 2 мм и крупные фрагменты. Частицы менее 1 мкм называются коллоидными и механические и химические свойства по этому определяются веществами, которые относятся к мелкому грунту. Идеальная почва должна содержать равные количества глины, песка с частицами промежуточных размеров. В почве выделяют 3 основных горизонта, которые отличаются по своим химическим свойствам.

А

В

С

А – называют перегнойнно аккумулятивный слой. В нем накапливается и преобразуется органическое вещество из которого промывными водами часть веществ поступает в горизонт В. А – почва. В – подпочва, слой вымывания или элювиальный слой. Здесь оседают и преобразуются вещества, вымытые из горизонта А. С – материнская порода, которая преобразуется в почву.

В пределах каждого горизонта выделяются более дробные слои, сильно отличающиеся по свойствам. Химизм почвы частично определяется ее скелетом с частично органическим веществом. Большая часть минеральных компонентов представлена кристальными структурами. Они представляют собой устойчивые продукты выветривания материальной породы. Песок и алевриты (мелкоструктурная почва 2-60 мкм) состоят главным образом из кварца SiO₂, который называют кремнеземом. Кремнезем служит источником силикат ионов SiO^-4₄ которые соединяются с катионами 3-х валентного алюминия, 2-х и 3-х валентного железа образуя при этом электронейтральные кристаллы. Силикаты являются преобладающими минералами.

Большую роль в удержании воды в почве играют илистые материалы. Большинство их встречается в почве в виде мельчайших плоских кристаллов 6 угольной формы, которые образуют с водой коллоидную суспензию. В связи с очень мелкими размерами почвенные коллоиды имеют огромную суммарную поверхность. Этим и объясняется их высокая способность к поглощению и удерживанию воды и растворимых в них минеральных веществ. Физическая абсорбция почвы определяет ее поглотительную способность. Обилие ионов водорода и алюминия вызывает кислую реакцию, ионы натрия – щелочную, черноземы имеют реакцию близкую к нейтральной.

Для почвенного питания растений важен солевой режим почвы, который характеризуется содержанием и доступностью в почвенном растворе солей элементов необходимых для жизнедеятельности растений (N, P, Ca, K, S).

Для нормального течения многих физиологических процессов существенное значение имеет обеспеченность почвы микроэлементами (Cu, B, Mn, Co, Zn, Cd). 25% всех почв на земле в той или иной степени засолено. Избыток солей в почвенном покрове в большинстве своем токсичен для растений. Наиболее вредными являются легко растворимые соли (CaCl₂, NaCl) и менее токсичны трудно растворимые соли CaSO₄, CaCO₃.

Органические вещества в почве.

Животные и растения, обитающие на почве постоянно, действуют на субстрат почвы, забирая из почвы питательные вещества. Каждому типу почвы соответствует животный мир и растительность. Отмирающие или отмершие живые организмы или их части накапливаются в почве, образуя органическое вещество – гумус. Таким образом, процесс гумуса образования начинается с разрушения и измельчения растительного вещества или животного. Этот процесс в основном осуществляется позвоночными при обязательном участии грибов и бактерий. Выстраивается цепочка: часть животных питается тканями живых растений, др. потребляют мертвые вещества растений, 3-я питается трупами животных, 4-я поедает живых животных, 5-я уничтожает отходы от животных.

Большую роль в разрыхлении почвы, перемещении органического и минерального вещества играет подвижные позвоночные животные (дождевые черви, грызуны и т.д.). В круговороте веществ растения синтезируют органическое вещество, животные производят механическое, биологическое разрушение, тем самым подготавливая вещество для гумуса образования. Микроорганизмы почвы синтезируют почвенный гумус и разлагают его. Все формы гумуса принадлежат к группе гуминовых и не гуминовых кислот.

Не гуминовые вещества образуются из соединений входящих в состав живых организмов, например белки, углеводы. Эти вещества при разложении выделяют в атмосферу двуокись углерода, воду, аммиак. Энергия, образующаяся при этом, используется почвенными организмами.

Распад не гуминовых веществ сопровождается минерализацией элементов питания, что препятствует накоплению в почве органического вещества.

Гуминовые вещества почвы, перерабатываются микроорганизмами в высоко молекулярные гуминовые кислоты. Часть гумуса легко перерабатывается микроорганизмами и служит им источником питания. Часть гумуса не поддается переработке и выполняет механические и физические функции, и контролирует при этом определенное количество воды и воздуха в почве. Таким образом, гумус служит основным поставщиком и резервом элементов для питания растений. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. это способность почвы обеспечивать растения водой, элементами питания и воздухом. Уровнем плодородия является мощность гумусного слоя. Содержание гумуса 12 – 25% отвечает чернозему; ниже 8% - это бедные почвы.