Ausgewählte Bodeneigenschaften

Почва — это видоизмененный верхний рыхлый слой земной коры разной мощности, образовавшийся на выветрившейся рыхлой породе и беспрерывно изменяющийся под влиянием физико-химических и биологических процессов, который приобрел в процессе развития основной свой признак — плодородие.

Образование почвы — сложный процесс взаимодействия горной материнской породы с водой, воздухом и живыми организмами — микроорганизмами, высшими растениями и животными.

На живой породе поселяются живые организмы. Под их влиянием верхний слой породы обогащается органическими веществами, которые при дальнейших изменениях превращаются в доступные для растений питательные вещества. Вследствие биологического, химического и физического выветривания пород накапливаются зольные элементы, изменяется их состав и свойства. Постепенно под влиянием растений, микроорганизмов и других факторов породы превращаются в новое природное тело — почву.

Еще в конце прошлого столетия В. В. Докучаев установил, что факторами почвообразования являются: климат, растительный и животный мир, рельеф местности, свойства материнских пород и продолжительность почвообразования.

Поэтому почвой следует называть поверхностные слои горных пород, изменившиеся и постоянно изменяющиеся под совместным воздействием климата (свет, тепло, воздух, вода) и живых организмов, а на окультуренных землях - и деятельности человека.

Почва представляет собой естественно - историческое тело природы. Ее масса состоит из трех основных, взаимосвязанных фаз (частей): твердой, жидкой и газовой. Основную массу представляют вещества в твердом состоянии, среди которых 95--98% приходится на долю минерального происхождения. Это связано с тем, что в состав любой почвы входят верхние слои материнской породы, более или менее измененные почвообразованием. Вторая часть твердой массы почвы представлена органическим веществом, образующимся в результате жизнедеятельности высших и низших организмов

Кислотность и щелочность

Кислотность почв - способность почвы подкислять почвенный раствор, вследствие наличия в составе почвы кислот (актуальная кислотность), а также обменных катионов водорода, алюминия и некоторых других металлов (потенциальная кислотность).

Щелочность почв - способность почвы подщелачивать почвенный раствор, вследствие наличия в составе почвы гидролитических щелочных солей (актуальная щелочность), а также обменного натрия (потенциальная щелочность). Буферностъ почв - способность почвы противостоять изменению концентрации почвенного раствора, а, следовательно, и щелочно-кислотного состояния, окислительно-восстановительного состояния и др.

Кислотность большинства почв сосредоточена на поверхности мельчайших (коллоидных) почвенных частиц (гумуса, глины). Именно на поверхности мельчайших частиц почвы удерживаются питательные элементы и от размера суммарной поверхности этих частиц зависят свойства почвы и ее плодородие.

Почвенный поглощающий комплекс. Поверхность частиц глины, ила или органического вещества несет отрицательный заряд и может притягивать к себе положительные ионы (т.е. катионы) водорода (H+), кальция (Ca+), магния (Mg+), калия (K+), натрия (Na+) и др. Сумма мельчайших коллоидных частиц почвы, определяющих ее способность удерживать питательные вещества - поглотительную способность - называется почвенным поглощающим комплексом (катионной емкостью почвы).

Грунтовые воды

Грунтовые воды - это постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Следует отметить, что водоупорами принято называть непроницаемые породы, а водоносным горизонтом - водопроницаемые. Грунтовые воды характеризуются рядом признаков:

1. Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями. Свободная поверхность грунтовых вод называется зеркалом (в разрезе уровень). Положение зеркала в какой-то мере отвечает рельефу данной местности. Глубина залегания уровня от поверхности различна - от 1 до 50 м и более. Мощность горизонта непостоянна и зависит от свойств водосодержащих пород, расстояния до области разгрузки, интенсивности питания и т.д.

2. Питание грунтовых вод происходит главным образом за счет атмосферных осадков, а также поступления воды из поверхностных рек и водоемов, т.е. за счет инфильтрации. Область питания грунтовых вод в большинстве случаев совпадает с областью распространения водоносного горизонта.

3. Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и, как правило, образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора. Иногда их залегание имеет форму грунтовых бассейнов, т.е. вода находится в неподвижном состоянии

4. Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от метеорологических условий (атмосферных осадков, испарений, температуры, атмосферного давления и т.д.), гидравлических условий (изменений режима поверхностных водоёмов, питающих или дренирующих подземных вод), хозяйственной деятельности человека (строительства гидротехнических и гидромелиоративных сооружений, откачки нефти из недр, добычи полезных ископаемых, удобрения сельскохозяйственных земель, промстоков и др.).

В условиях влажного климата развиваются интенсивные процессы инфильтрации и подземного стока, сопровождаемые выщелачиванием почв и горных пород. При этом легко растворимые соли - хлориды и сульфаты - выносятся из пород и почв. В результате длительного водообмена формируются пресные грунтовые воды, минерализованные лишь за счёт относительно мало растворимых солей (преимущественно гидрокарбонатов кальция).

В условиях засушливого тёплого климата (в сухих степях, полупустынях и пустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количества атмосферных осадков, а также слабой дренированности местности подземный сток грунтовых вод не развивается. В расходной части баланса грунтовых вод преобладает испарение и происходит их засоление. Вблизи рек, водоемов, водохранилищ и т. п. грунтовые воды в значительной степени опреснены и по качеству могу удовлетворять нормам питьевой воды.

Вблизи свалок, скотомогильников, различного рода химических, радиоактивных захоронений грунтовые воды заражены. Грунтовые воды являются показателем чистоты почв, местности.

Питательные вещества

Все необходимые для жизни компоненты растения могут получать из почвы только в минеральной форме. Питательные вещества, которыми богаты органическая масса, гумус и органические удобрения могут быть усвоены растениями только после завершения процесса разложения органических соединений или их минерализации.

Наличие в почве достаточного количества питательных веществ является одним из главных факторов успешного развития растений. Свою надземную часть, корневую систему, цветы, плоды и семена растения строят из органических веществ: жиров, белков, углеводов, кислот и других веществ, вырабатываемых зеленой листовой массой растений. Для синтеза органических веществ растениям необходимы десять главных элементов, которые называются биогенными. Биогенные химические элементы постоянно входят в состав организмов и выполняют определенные биологические функции, обеспечивающие жизнеспособность организмов. К биогенным макроэлементам относятся углерод (С), кальций (Са), железо (Fe), водород (Н), калий (К), магний (Mg), азот (N), кислород (О), фосфор (Р), сера (S). Часть этих элементов растение получает из воздуха, например кислород и углерод, водород получает при разложении воды в процессе фотосинтеза.

Если в почве наблюдается серьезный недостаток какого-либо из элементов, растение слабеет и развивается только до определенной стадии, пока не исчерпает свой внутренний биологический запас данного элемента, существующий в тканях растения. Кроме биогенных макроэлементов для развития растения необходимы микроэлементы, содержащиеся обычно в очень маленьком количестве, но тем не менее играющие важную роль в процессах обмена. К микроэлементам следует отнести: алюминий (Аl), бор (В), кобальт (Со), медь (Сn), марганец (Мn), молибден (Мо), натрий (Na), кремний (Si), цинк (Zn). Недостаток или избыток микроэлементов приводит к нарушению обмена веществ, что влечет за собой отставание в росте и развитии растения, снижение урожайности и другие последствия.

Виды почв

Почвы классифицируются в зависимости от сочетания тех своих свойств, которые считаются определяющими процесс их формирования. Количество и глубина, на которой проявляются такие характеристики почвы, как содержание органического вещества, глины, железа и растворимых солей, - вот некоторые из факторов, на основании которых производится отнесение почв к основным классам. Существует две признанных системы международной классификации почв: Мировая реферативная база почвенных ресурсов (World Reference Base) от IUSS и Таксономия почв (Soil Taxonomy) от USDA.

На территории Западной Сибири встречается довольно много (особенно в южных районах) разных видов почв. В тундре встречаются тундрово-глеевые почвы. Здесь наблюдается явление вечной мерзлоты. В тайге распространены подзолистые и дерново-подзолистые. А в лесостепях и степях - чернозёмы лесостепей и степей.

Тундрово глеевые почвы. Такой тип почв встречается в северном полушарии, в субарктической климатической зоне, где он формирует полосу различной ширины по северным окраинам Евразии и Северной Америки. Глинистые и суглинистые отложения, на которых образуются рассматриваемые почвы, испытывают непосредственное влияние вечной мерзлоты. Поэтому механический состав их очень тяжелый или среднетяжелый. Почва по всему профилю хорошо выщелоченная, поэтому ее реакция редко бывает нейтральной, в основном она умеренно кислая. Способность к поглощению у тундрово-глеевого грунта низкая. В глеевом горизонте можно найти повышенное содержание двухвалентного железа.

Подзолистые. Данный вид почв формируется только при преобладании атмосферных осадков над испарением. Подзолистые почвы не характерны для засушливых районов. Они образуются на равнинах и в плоскогорных областях. Образуются в результате оподзоливания – процесса разложения минеральных элементов. Оподзоливание происходит только при сравнительно небольшом количестве органических остатков.

Чернозём – это богатые плодородные почвы, которые можно назвать гордостью России, её национальным достоянием. Чернозёмные почвы характеризуются богатым содержанием гумуса (особенно – в верхних слоях), питательных веществ, зернистой либо комковой структурой, высоким (до 70%) содержанием кальция, огромным количеством полезных для растений микроорганизмов и прекрасными водно-воздушными качествами. В чернозёме имеются полезные гуминовые кислоты (смесь органических соединений), которые являются самой ценной фракцией гумуса, легко усваивающейся корнями растений.

В Алтайском крае встречаются почти все виды почв, свойственные территории нашей страны, Всего в крае насчитывается более 130 типов почв. Обширная Кулундинская равнина занята каштановыми почвами (темными, реже светлыми), особенностью которых является очень малое количество содержания гумуса, легкий механический состав, подверженность действию ветра. К востоку от Кулундинской равнины протянулась широкая полоса черноземов южных, наиболее плодородных.