Химический состав почвы

Твердая фаза почвы состоит из разнообразных химических веществ, которые подразделяются на три группы: минеральные, органические и органоминеральные.

Источником минеральных соединений являются разнообразные горные породы, первичные и вторичные минералы;

органических — отмершие растительные и животные остатки, продукты жизнедеятельности почвенных организмов.

Органоминеральные соединения возникают в результате взаимодействия органических и минеральных веществ. Соотношение этих групп веществ в различных почвах неодинаково, но в большинстве почв доля минеральной части составляет не менее 80-90% от их массы, однако в органогенных почвах она снижается до 10%.

В состав почвы входят почти все известные химические элементы.

Наиболее распространенные элементы почвы – кислород (49%), кремний (33%), алюминий (7,13%), железо (3,80%), углерод (2,0%), кальций (1,37%), калий (1,36%), натрий (0,63%), магний (0,63%), азот (0,10%).

Органическое вещество почвы состоит из неразложившихся и находящихся на различных стадиях разложения органических остатков высших и низших растений, микроорганизмов и животных, обитающих в почве, а также из специфических соединений, которые отсутствовали в первичных органических остатках. Эти специфические органические соединения представляют важнейшую часть почвы — гумус. Он составляет 60-90% органического вещества почвы.

Основным источником образования гумуса в почве являются остатки зеленых растений и почвенных животных.

Основную часть органических веществ большинства организмов составляют углеводы: сахароза, глюкоза, фруктоза, крахмал, инулин, клетчатка, гемицеллюлоза и др. Кроме углеводов, с органическими остатками в почву поступают азотистые вещества (белки, хлорофилл, алкалоиды, аминокислоты), лигнины, смолы, воски, жиры, дубильные вещества, органические кислоты (щавелевая, лимонная, винная) и другие вещества.

Вместе с органическими остатками в почву поступают зольные элементы: калий, кальций, магний, натрий, кремний, фосфор, сера, железо, алюминий, а также микроэлементы: марганец, бор, медь, цинк, молибден, кобальт, иод, бром и др.

Почва состоит из двух частей; органической и минеральной.

Минеральная часть почвы — это разного размера частицы разрушившихся каменных горных пород (разрыхленная горная порода, на которой образуется почва, называется материнской породой).

Органическая часть почвы образуется при разложении отмерших корней, стеблей, листьев, навоза, трупов насекомых, червей и животных. К органической части почвы принадлежит и вещество многочисленных, населяющих почву мельчайших организмов — бактерий.

Органическая часть почвы представляет важнейшую для сельского хозяйства часть почвы, так как:

1) в органическом веществе имеется все необходимое для питания растений;

2) органическое вещество улучшает все свойства почвы (почва делается более рыхлой, проницаемой, лучше удерживает в себе влагу, скорее прогревается).

Органическое вещество почвы не остается постоянным, но все время изменяется (превращается в разнообразные продукты).

9. Круговорот веществ в природе (большой геологический и малый биологический).

В результате постоянно идущих процессов синтеза и разрушения органического вещества происходит круговорот углерода, азота и элементов зольной пищи в системе почва— растение — почва, который по предложению академика В. Р. Вильямса принято называть малым, или биологическим, круговоротом веществ. Благодаря биологическому круговороту в верхних слоях почвы концентрируются элементы питания растений (N, Р, S, К, Са и др.). а материнская порода приобретает новое качество — плодородие, которое свойственно только почве.

Малый, или биологический, круговорот веществ протекает на фоне большого, или геологического, круговорота воды и других веществ между сушей и океаном.

При выветривании горных пород значительная часть взвешенных и растворенных в воде частиц (в том числе и питательные вещества) вместе с поверхностными и грунтовыми водами выносятся из почвы в ручьи, реки, моря и океаны, где они откладываются в виде составных частей различных пород. На дне морей и океанов образуется мощная толща осадочных пород, которые в процессе геологических изменений земной коры могут снова выйти на дневную поверхность и подвергаться новому континентальному выветриванию. Такой круговорот веществ в природе, повторяющийся через геологически продолжительное время, называется большим, или геологическим, круговоротом веществ. Следовательно, чем меньше элементов зольного питания вовлекаются в геологический круговорот и чем больше проявляется биологический круговорот, тем больше элементов питания аккумулируется в корнеобитаемом слое, тем выше производительность почв, их плодородие.

10. Общая характеристика удобрений

Удобрения предназначены для улучшения питательного, водного, воздушного и теплового режимов почвы, повышения урожая и его качества. Они бывают минеральными, органическими, бактериальными, органо-минеральными.

Минеральные удобрения
Минеральные удобрения имеют промышленное или ископаемое происхождение. Содержат необходимые для питания растений и повышения плодородия почв элементы. Бывают простыми (однокомпонентные) и комплексными.Простые удобрения содержат только один главный питательный элемент. В состав комплексных удобрений входит не менее двух основных питательных элементов. Комплексные удобрения разделяют на сложные, сложно-смешанные и смешанные. Минеральные удобрения могут быть жидкими, твердыми, гранулированными, крупно- и мелкокристаллическими, порошковидными, суспендированными, капсулированными и т.д.
Простые удобрения в зависимости от того, какой питательный элемент в них содержится, бывают азотными, фосфорными, калийными, серными и др.
Азотные удобрения
Азотные удобрения подразумевают на аммиачные - весь азот (безводный аммиак) или почти весь (водный аммиак) содержится в виде свободного аммиака, это жидкие азотные удобрения; аммонийные - азот представлен ионом аммония, связанным с кислотным остатком, например, сульфат аммония; нитратные - азот находится в окисленной форме в виде солей азотной кислоты, например, натриевая селитра, кальциевая селитра; аммонийно-нитратные - содержат азот одновременно в аммонийной и нитратной форме, например, аммиачная селитра; амидные - азот находится в амидной форме, например, карбамид.
Фосфорные удобрения
Фосфорные удобрения - суперфосфаты, приципитат, фосфоритная мука и др. - твердые, порошковидные или гранулированные.
Калийные удобрения
Калийные удобрения - это калий хлористый, произведенный различными способами, калий сернокислый (сульфат калия), калиймагнезия, калийная соль, сильвинит и др.
Микроудобрения
Наиболее распространенными микроудобрениями являются: борные, молибденовые, медные, марганцевые и цинковые удобрения, которые представляют собой твердые вещества.
Сложные удобрения
К сложным удобрениям относят калиевую селитру, аммофос, нитрофоску, нитрофос, нитроаммофоску, нитроаммофос, суперфоску
Комплексные удобрения
Комплексные удобрения бывают жидкими и твердыми. Жидкие комплексные удобрения представляют собой растворы макро- и микроэлементов. Исходными компонентами для их приготовления служат фосфорная кислота, растворы азотных удобрений, аммиак, соли калия и микроэлементы.
Смешанные удобрения
Смешанные удобрения получают в результате смешивания готовых простых удобрений

Органические удобрения
Органические удобрения - это подстилочный (твердый) и бесподстилочный (жидкий, полужидкий) навоз, навозная жижа, осадки сточных вод, торф, торфонавозные компосты, сидераты, сапропель и др. Только органические удобрения способны повысить содержание гумуса в почве.

Органо-минеральные удобрения
Органо-минеральное удобрение представляет собой смесь минеральных и органических веществ.

Бактериальные удобрения
Кроме перечисленых удобрений, содержащих питательные элементы, применяются препараты, содержащие полезные для растений бактерии и улучшающие питание растений, но не содержащие питательных веществ. Такие удобрения называют бактериальными.

11.Почвенная структура. Её образование и производственное значение.

Структурная отдельность (агрегат) состоит из соединенных между собой механических элементов.

Структура наблюдается в суглинистых и глинистых почвах.

Структура делится на группы в зависимости от размера структурных отдельностей:

глыбистая – больше 10 мм;

макроструктуру – 10,0-0,25 мм;

грубую макроструктуру –0,25-0,01 мм;

тонкую микроструктуру – меньше 0,01 мм.

Образование агрегатов начинается с момента формирования материнских пород, в ходе почвообразовательного процесса.

Механические элементы почвы, слипаясь друг с другом или скрепляясь минеральными и органическими коллоидами, образуют микроагрегаты. Микроагрегаты, соединяясь между собой, способны образовывать макроагрегаты и более крупные отдельности.

Выделяют 2 процесса при образовании структуры:

– расчленение почвы на агрегаты;

– возникновение водопрочности агрегатов.

Расчление почвы на агрегаты происходит в результате развития корневой системы растений, деятельности почвообитающих животных, а также под влиянием промораживания, периодического увлаженения, высушивания и при обработке почвы.

Наиболее водопрочная структура образуется при участии гумусовых веществ – гуминовых кислот, глинистых минералов монтмориллонитовой группы и гидрослюд.

Почву, распадающуюся на макроагрегаты (от 10 до 0,25 мм), называют структурной.

Если в почве преобладают агрегаты размером меньше 0,25 мм – микроагрегаты, такую почву называют бесструктурной.

Структурная почва по сравнению с бесструктурной имеет рыхлое сложение, меньшую плотность и большую пористость. В бесструктурной почве поры мелкие – капиллярные. В структурной почве наряду с капиллярными имеются и крупные поры.

Структура влияет

на водопроницаемость – чем больше размер макроагрегатов, тем больше водопроницаемость;

на воздухопроницаемость почвы, – в макроагрегатах воздухопроницаемость сохраняется и при высокой степени их увлажнении, в отличие от почвы, состоящей из микроагрегатов.

В бесструктурной почве при достаточном содержании в ней воды корни растений и аэробная микрофлора страдает от недостатка свободного кислорода, а при оптимальном содержании воздуха растения страдает от недостатка влаги. В структурной почве антагонизм воды и воздуха исключается.

12.Физические свойства почвы. Их агрономическая оценка.

Общие физические свойства:

Удельный вес, объемный вес, пористость почвы

Удельный вес почвы. Почва состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердая фаза представлена минеральными и органическими веществами, жидкая – почвенным раствором, газообразная – почвенным воздухом.

Удельным весом почвы называется отношение веса твердой фазы абсолютно сухой почвы к весу равного объема воды при 4⁰ С.

В среднем удельный вес большинства почв равен 2,50-2,65. Наименьший удельный вес (2,42-2,60) наблюдается в самых верхних горизонтах почв, где содержится наибольшее количество гумуса. В нижних, где мало или отсутствует гумус, удельный вес возрастает.

Объемный вес почвы. Объемным весом почвы называется вес сухой почвы с ненарушенным сложением в единице объема (объем, занимаемый почвой). Выражается в граммах на 1 см³.

Величина объемного веса зависит от механического и минералогического состава, содержания органического вещества, структурного состояния и сложения почв. Так, тяжелые по механическому составу почвы имеют меньший объемный вес, чем почвы легкого механического состава; верхние горизонты имеют меньший объемный вес, чем нижние, в связи с большим содержанием гумуса, более рыхлым сложением.

Пористость. Между частицами почвы содержаться поры, в которых размещается вода и воздух, корни растений, микроорганизмы, почвенная фауна.

Пористость – это суммарный объем пор между частицами твердой фазы почвы в единице ее объема.

В отдельных горизонтах минеральных почв пористость варьирует от 25-80%, а в торфах и лесных подстилках может быть и больше 90%. В гумусовых горизонтах почв пористость составляет 50-60%, суглинистых и глинистых – до 35-45%.

Физико-механические свойства: Пластичность, липкость, твердость, набухание, усадка, связность, сопротивление при обработке.

Пластичность – способность почвы изменять свою форму под влиянием внешних сил и в измененном виде длительно сохранять ее.

Липкость – способность почвенных частиц склеиваться между собой, а также прилипать к посторонним предметам.В сухом и избыточно влажном состоянии почва не обладает липкостью.

Липкость измеряется силой, выраженной в граммах, которую надо приложить для того, чтобы оторвать от поверхности почвы металлическую пластинку площадью 1 см².

Твердость – сопротивление, которое она оказывает вхождению в нее под давлением какого-либо тела, выражается в кг/см². Высшей твердостью почвы обладают в сухом состоянии.

Набухание – увеличение объема почвы при увлажнении.

Усадка – уменьшение объема почвы при высыхании.

Связность – способность почвы противостоять раздавливанию, сжатию, разрыву.

Удельное сопротивление почвы – отношение затрачиваемого усилия на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность орудия к площади поперечного сечения пласта. Чем больше удельное сопротивление почвы, тем больше тяговое усилие, необходимо приложить.

13.Водновоздушный и тепловой режим почв. Способы регулирования.

Водно-воздушный и тепловой режим почв.

Водные свойства почвы:

водопроницаемость – способность почвы воспринимать и пропускать через себя воду;

влагоемкость – это количество влаги, которое способна удержать почва;

полная влагоемкость или водовместимость – количество влаги, удерживаемое почвой в состоянии полного насыщения, когда поры заполнены водой;

полевая влагоемкость – максимальное количество влаги, которое способна длительное время удерживать почвы после обильного ее увлажнения и свободного стекания воды при условии исключения испарения и капиллярного увлажнения за счет грунтовой воды;

капиллярная влагоемкость – количество воды, удерживаемое почвой в капиллярно-подпертом состоянии;

водоотдача – способность почвы отдавать гравитационную влагу путем стекания.

Типы водных режимов:

Мерзлотный тип – почва насыщена влагой большую часть вегетационного периода (в теплый период года). Встречается в районах распространения многолетней мерзлоты.

Промывной тип – почва ежегодно промачивается атмосферными осадками до грунтовых вод и часть влаги уходит с грунтовым стоком. Характерен для почв таежно-лесной зоны, где осадки превышают испаряемость.

Периодически промывной тип – промывание почвы до грунтовых вод происходит периодически лишь в годы, когда сумма выпавших осадков превышает испаряемость. Характерен для серых лесных почв лесостепной зоны.

Непромывной тип – почвенно-грунтовая толща никогда не промывается до грунтовой воды. Характерен для черноземов, каштановых, бурых и сероземов, где испаряемость превышает сумму атмосферных осадков.

Выпотной тип – почва и растительный покров испаряют влагу значительно больше, чем ее выпадает с атмосферными осадками. Разница пополняется за счет грунтовых вод, которые находятся в пределах почвенного профиля или несколько ниже.

Ирригационный тип – создается в результате дополнительного увлажнения оросительными водами.

Воздушные свойства почвы:

воздухоемкость – часть объема почвы, которая занята воздухом при данной влажности;

воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух.

При недостатке кислорода, ухудшению аэрации – ослабляется дыхание, метаболическая активность и энергетические ресурсы снижаются, снижение урожая.

Улучшение аэрации почвы способствует лучшему развитию корней, интенсивному поглощению воды и питательных веществ, усилению роста и повышению урожая.

Улучшение аэрации наблюдается при междурядной обработке – рыхлении (пористость увеличивается в 1,5-2 раза), осушение (создание осушительных каналов).

Тепловой режим почвы.

Для оптимального роста и развития различных растений требуется неодинаковое количество тепла как в отдельные фазы развития, так и в целом за вегетационный период. Чем выше температура почвы, тем быстрее идет рост и развитие растений. Однако высокая температура приводит к задержке и уменьшению клубнеообразования у картофеля.

Регулирование температуры почвы можно осуществлять агротехническими приемами

– рыхления (способствует понижению ее температуры днем и повышению ночью),

–уплотнение – прикатывание (способствует повышению температуры днем и понижению ночью),

– мульчирование (покрытие поверхности почвы тем или иным материалом, изменяет тепловой режим, уменьшает испарение, уплотнение почвы и образование корки);

мелиоративными приемами

– орошение (при поливе температура почвы снижается на глубину до 30 см и более);

техническими средствами

– затенение почвы навесами, щитами, соломой и другими средствами.

14.Морфологические признаки почв. Разнообразие почв в природе. Развитие почв.

Морфологические признаки почвы - формируются в процессе почвообразования, следовательно, они отражают важные процессы и явления, происходящие в почве.

Основными морфологическими признаками почвенного профиля являются: строение, мощность слоя почвы и ее отдельных горизонтов, окраска, структура, сложение, новообразования, включения.

Дата добавления: 2015-07-11