Формирование почвенной структуры кратко

Обновлено: 02.07.2024

Как мы все знаем, почва – это верхний рыхлый плодородный слой земной коры. Условия, влияющие на формирование и развитие почв, называются почвообразующими факторами. Как же формируется почва? Какие обстоятельства обуславливают особенности ее развития и распространения? Попытаемся дать ответы в этой статье. Основой для образования почвы является горная порода. Она определяет первичные качества почвы (минералогический состав).

Поэтому горные породы, лежащие в основе почвообразования, называются материнскими.

Под воздействием перепада температур, ветра, текущих вод материнская горная порода подвергается разрушению (выветриванию). Постепенно монолитная горная порода превращается в груду щебня, песка или глины. В трещины и промежутки между частицами горной породы поступает воздух и вода. В таких условиях внутри породы уже возможно существование простейших (одноклеточных) растений, животных и бактерий. Отмирая, они образуют органические вещества, подвергающиеся разложению. Постепенно в толщу горных пород могут попасть части растений (корневая система), остатки отмерших растений. Высшие растения являются основным поставщиком органических веществ в почву. Перегнивающие части растений обогащают образовавшийся комплекс органическими веществами.

Перегнившие и полуразложившиеся части живых организмов образуют в почве особое вещество – перегной или гумус

Именно наличие гумуса и мощность гумусного слоя обуславливает самое главное свойство любой почвы – плодородие. Если комплекс горных пород не обладает плодородием, то он не может называться почвой. Животные, обитающие в почве, перемешивают частицы горных пород и гумус, разрыхляют почву, способствуя насыщению почв воздухом (аэрация) и влагой.

Роль климата

Стоит обратить внимание на еще одну сторону климатического влияния на почвообразование. В условиях низких температур процесс гниения замедленный. Влага чаще пребывает в твердом виде. Поэтому в полярных областях почвы практически отсутствуют. Чаще частички почвы бывают принесенными ветром. Растительный покров также очень беден. В области арктических пустынь почвы каменистые, маломощные.

В умеренных широтах, где достаточно тепла и влаги, органические останки легко и быстро перегнивают. Но если влаги слишком много, то органические вещества вымываются в более глубокие слои земли, а почва приобретает пепельно-серый цвет.

Готовые работы на аналогичную тему

В южных районах умеренных широт (степной и лесостепной зонах) сложились оптимальные условия для почвообразования. Травянистая растительность дает большое количество органических останков. Тепла и влаги достаточно для их перегнивания, но влаги мало для вымывания. Поэтому гумус накапливается в верхних горизонтах, доступных растениям.

В условиях еще более теплого, но сухого климата пустынь и полупустынь процесс гниения заменяется высыханием. Количество гумуса в почвах снова снижается. А в пустынных районах почвы снова слаборазвиты.

Рельеф также сказывается на почвообразовании. В зависимости от направления уклона поверхности меняется освещенность и прогретость почвы. От этого зависит активность почвообразующих процессов.

Свойства почв

Гумус – важнейшая составляющая почв. В нем содержатся все вещества, необходимые растениям. В верхних слоях почвы содержание гумуса может колебаться от $1$ до $15$%. У различных типов почв разное содержание гумуса. Подзолистые почвы имеют всего $1 – 4$% гумуса, серые лесные – от $2,5$% до $9$%. А в черноземах содержится от $4$% до $15$% гумуса.

Не зря в годы гражданской и Великой Отечественной войн немецкие оккупанты вывозили эшелонами в Германию плодородный чернозем. Неорганическая часть почвы состоит из механических частиц различного размера. По этому признаку почвы делятся на глинистые, суглинистые, супесчаные, щебенистые, галечные и валунные.

Частички почвы могут быть склеенными между собой гумусом в мелкие комочки. Склеиванию способствует кальций, содержащийся в грунте. Наличие комочков обуславливает структуру почвы. Самая лучшая структура – зернистая. Такую структуру имеют черноземы.

Почва, имеющая определенную структуру, называется структурной.

Она лучше вентилируется, обеспечивается влагой, более плодородная. Пылеватые почвы называются бесструктурными. Они менее плодородны.

Улучшение свойств почв с помощью различных сельхозмероприятий называется мелиорацией.

Под структурой почвы понимают совокупность отдельностей, или агрегатов, различных по величине, форме, прочности и связности. Структурная отдельность – агрегат — состоит из первичных частиц (механических элементов), или микроагрегатов, соединенных друг с другом в результате коагуляции коллоидов, склеивания, слипания.

Агрегаты, образованные из первичных механических элементов, относят к первому порядку. Силами остаточных валентностей, а также путём склеивания и слипания могут образовываться агрегаты второго, третьего и т. д. порядка.

По мере увеличения размера агрегата связь между отдельными составляющими его ослабевает, а следовательно уменьшается связность и прочность.

Способность почвы распадаться на структурные отдельности, или агрегаты, называется её структурностью.

Различают два вида понятия структурности почвы: морфологические и агрономические. В морфологическом понимании хорошей будет всякая чётко выраженная структура: ореховатая, столбчатая, призмовидная, пластинчатая и т. п. Каждой генетически различной почве, а внутри её отдельным горизонтам присуща своя, характерная структура. Её формирование тесно связано с условиями образования данного почвенного типа (рис)

Агрономически ценной является только такая структура, которая обеспечивает плодородие почвы. Оптимальные условия водного и воздушного режимов с мелкокомковатой и зернистой структурой.

В настоящее время почвенную структуру по размерам агрегатов подразделяют следующим образом: глыбистая (агрегаты > 10 мм); комковато-зернистая, или макроструктура (агрегаты 10-0,25 мм); микроструктура (агрегаты 0,001-0,05 мм не могут в суспензии заметно увеличиваться в размерах вследствие быстрого их оседания. По данным Е. И. Кочериной, в слабых солевых растворах ясной способностью к коагуляции обладают частицы 1 2

Какие условия влияют на формирование?

Почва — природная оболочка земли, верхний слой суши, покрывающей поверхность нашей планеты. Почвообразование происходило на протяжении многих миллионов лет под действием внешних природно-климатических факторов на горные породы. Земля обладает своим уникальным составом и строением. Почва является одной из важнейших составляющих биоценоза, именно в ней осуществляется поддержание экологических связей живых существ с жидкой, газообразной и твердой оболочкой Земли.

На процессы почвообразования прямо влияют внешние природные факторы, в которых он протекает, а также их сочетания.

Остановимся подробнее на каждой составной части схемы почвообразования.

Почвообразующие породы. Весь почвенный покров на нашей планете сформировался из горных пород, именно поэтому их химический состав играет определяющую роль в формировании свойств земли и ее качества. На направленность процесса почвообразования влияют такие свойства материнских пород, как их плотность, пористость, теплопроводность и габариты микрочастиц.
Климат. Воздействие климата на формирование грунтов многообразно. Ключевыми факторами становятся тепловой режим и уровень влажности, а также перераспределение воздушных масс в пространстве. От климата косвенно зависит и плодородие, поскольку определяет присутствие растительных сообществ особых типов.
Флора и фауна. По мере развития корневая система растений пронизывает материнскую породу и доставляет на поверхность грунта минеральные вещества. Соединяясь с продуктами жизнедеятельности животных, они формируют органические соединения и обуславливают плодородие земли.
Рельеф. Это косвенный фактор. Он влияет не на сам процесс почвообразования, а на перераспределение тепла и влаги в окружающей материнскую породу среде. Так, в низинах скапливается вода, а на возвышенностях и холмах она не задерживается — уровень влаги влияет на скорость разложения растительных остатков в земле. Южные склоны обычно получают больше тепла, чем северные — в теплой среде почвенные микроорганизмы более активны. На высоких участках более выражены процессы выветривания, а значит, горные породы быстрее растрескиваются и рассыпаются.
Возраст почвы. Почвенный покров, как любое другое природное тело, постоянно развивается, изменяет свой состав и структуру. Тот тип грунта, который мы видим сейчас — лишь один из этапов непрерывного процесса почвообразования. Даже если внешние факторы останутся неизменными, то верхний слой земли все равно будет подвергаться преобразованиям. Возраст может быть абсолютным и относительным. Под абсолютным подразумевается время с момента образования почвенного покрова до нынешней ступени развития. Однако далеко не все части суши на протяжении истории своего формирования были ею, многие образованы на месте бывших морей и океанов. Относительный возраст рассчитывают как разницу в развитии плодородного верхнего слоя в рамках одной территории.

В последнее столетие большое влияние на почвообразование влияет человек. Мелиоративные мероприятия, культивация полей, вырубка лесов, выбросы химических отходов — все это вносит свою лепту в изменение структуры и химического состава земли.

Как образуется почва?

Вопросы о том, как и в какой последовательности происходило образование почвы, занимает не одно поколение ученых-исследователей. Известно, что наша планета имеет плотное ядро, окруженное раскаленной мантией с вязкой структурой. Выше расположена внешняя кора, она состоит из горных пород. Около 4 миллиардов лет назад планета начала остывать, это сопровождалось выходом магмы на поверхность. В этом месте образовывались базальты, а под ними — граниты. На протяжении миллионов лет под действием внешних факторов происходил синтез новых веществ и изменял первичную материнскую породу.

После того как в земной атмосфере появился кислород, началось активное формирование осадочного слоя. В результате сильного нагрева горных пород в дневное время и последующего резкого охлаждения ночью происходило интенсивное выветривание. Оно привело к появлению трещин, со временем они углублялись и расширялись. В них проникала вода и замерзала, приводя к еще большему разрушению породы изнутри. Все эти физические воздействия приводят к тому, что горные породы дробились на обломки разной величины, постепенно они становились рыхлыми. Таким образом сформировались пески, гипс, известняк, а также глины.

Согласно данным исследований, в тот период на планете уже существовали простейшие одноклеточные и бактерии. Они питались атмосферным азотом и углеродом, поглощали минеральные компоненты материнской породы и довольно легко приспосабливались к изменяющимся условиям внешней среды.

В ходе жизнедеятельности они выделяли особые ферменты, способные растворять горные породы. Постепенно на их месте появлялись мхи и лишайники, которые продолжали разрушать горные породы. Отмирая, низшие растения разлагались микроорганизмами — это дало начало формированию первых плодородных горизонтов.

В этом слое содержались микро- и макроэлементы, необходимые для полноценного питания высших древесных и травянистых растений. Отмирающие части растений становились пищей для животных и бактерий. В процессе переработки они выделяли еще больше органических веществ, разрушающих горную породу. Благодаря этому в верхних слоях земли накапливался перегной. Таким образом, попадание растительных остатков в землю влекло за собой обогащение верхнего слоя биологически важными для растений элементами. Именно так происходила окончательная трансформация горных пород в землю. Этот процесс продолжается и по сей день.

В процессе биологических, физических и химических процессов формируется структура почвы — ее внутреннее строение из земляных комочков разной величины. Самые плодородные земли имеют мелкокомковатую или зернистую структуру, комочки в ней не превышают 1 см. В таких почвах образуется много пустот, они создают условия для поступления влаги и воздуха, что стимулирует усиленный рост числа полезных бактерий. Такой структурой отличаются черноземные грунты и близкие к ним почвы.

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.

Совокупность животных и растительных сообществ оказывает существенное влияние на почвообразование, улучшая структуру грунта, насыщая полезными веществами и тем самым повышая плодородие земли.

Что такое почва? Каков ее состав, какова ее роль и свойства?

Как образуется слов земли, содержащий в себе минералы, жидкости и газы, органические вещества?

Что такое почва

Почва - сложное соединение органических и неорганических веществ, верхний слой земной коры.

Продукт бесчисленных поколений живых организмов, основа биосферы планеты – вот, что такое почва. Её строение, химический состав, свойства – изучает наука почвоведение.

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.

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.

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.

Для кого подходит почвенная среда обитания

По величине жители почвы классифицируются на:

Отличающуюся наибольшей величиной мегафауну. Организмы, чья длина превышает 8 см. К таковым относятся кроты, змеи, некоторые виды насекомых, норные животные.
Стоящую ступенью ниже макрофауну. Их длина колеблется от 0,4 см до 8 см. Представители – улитки, черви, насекомые.
Идущую следующей в сторону уменьшения группу мезофауны. Сюда входят некоторые членистоногие, отдельные виды червей. Величина – меньше 4, но больше 0,2 мм.
Невидимую невооружённым взглядом микрофауну. По большей части это одноклеточные организмы, но сюда относятся и некоторые многоклеточные, меньше 0,2 мм.

Разнообразие видов не уступает по численности животным поверхности. В числе тех, кто живёт в земле, по биомассе абсолютно доминируют беспозвоночные.

По степени адаптации различают:

Геобионтов – чья жизнь полностью проводится в земляной среде. Как, например, дождевые черви.
Геофилов – проводящих в земле только часть жизни. В основном это остающиеся под землёй в личиночной стадии насекомые.
Геоксенов – к ним относятся животные, укрывающиеся в земле при устройстве логова. В основном это обитатели нор – лисы, кролики, барсуки.

Вклад фауны в формирование и поддержку почвенной экосистемы сравним с вкладом растений.

Животным отведены две ключевые функции:

Переработка. До того как органическая часть почвы становится пригодной для усвоения растениями, она должна быть разложена до определённой степени. Процесс проходит в несколько ступеней, от поедания остатков растений более крупными животными, до разложения продуктов их жизнедеятельности микроорганизмами.
Перемешивание. Двигаясь в толще земли, осуществляя свою жизнедеятельность, почвенные организмы способствуют равномерному распределению органики. При этом улучшается пористость земли, необходимая для нормального развития растений.

Как образуется почва

Формирование почвы начинается как геология процессов выветривания, когда каменная горная порода разрушаются до уровня осадочной. С достаточным насыщением водой и элементами питания эта минеральная основа становится приемлемой средой для поселения автотрофных бактерий.

Со сменой поколений автотрофов они извлекают из субстрата связанные элементы, фиксируют атмосферный азот, который изначально не входит в состав породы. В результате воспроизводятся условия для роста неприхотливых растений. Их жизненный цикл вносит в среду органические остатки.

Накопление органики стимулирует размножение перерабатывающих её микроорганизмов. Возникают условия формирования гумуса. Полная минерализация части органической массы доходит до стадии воды, углекислого газа, ионов, повышая потенциальное плодородие.

С достижением возможности для поселения сложных растений, их корневые системы, а также локальный водный цикл способствуют разграничению слоёв грунта. Зарождается и стабилизируется схема горизонтов почвы. После их окончательного формирования, состав и свойства земли уже не переживают кардинальных изменений, оставаясь постоянными в течение многих лет.

Понятие скорости почвообразования зависит от климатических особенностей регионов. В тропическом поясе процесс проходит в разы быстрее, чем в зонах умеренного климата.

[advice]Знаете ли Вы, что: на наращивание 1 см земли уходит от 50 до 200 лет. Возникновение толщи пригодной для вспашки, а это порядка 20 см и больше, занимает 2-9 тысяч лет.[/advice]

Какое значение имеет в природе почва

Существование жизни в её современном состоянии возможно только за счёт возникновения почвы на Земле. Главный вклад почвы в поддержание биосферы планеты – она является прямым источником питания для растений и опосредованным для животных и человека.

Наличие или отсутствие почвы оказывает критическое воздействие на окружающую среду. Впитывая и задерживая дождевую воду, земля предотвращает сначала наводнения, а в дальнейшем засуху. Ещё одна особенность земли – функция фильтра, очищающего воду от посторонних примесей.

Земля влияет на стабилизацию климата, связывая в своём составе углерод. Даже в пустынных районах цианобактерии, лишайники и мхи поглощают существенное количество углерода в процессе фотосинтеза. Деградация почвенного слоя способствует переходу углерода из связанного состояния в свободное. Это увеличивает парниковый эффект, одну из причин глобального потепления.

Поверхность и толща земли являются средой обитания огромного количества видов, включая человека. Без почвы существование значительной части биосферы планеты станет невозможным.

Именно поэтому растёт количество мер, предпринимаемых для охраны почвы. Только повышение качества защиты почвы от естественных и антропогенных разрушительных процессов позволит продолжить жизнь на Земле будущим поколениям.

Читайте также: