Почва, природное образование, состоящее из генетически связанных почвенных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. Почва - компонент биогеоценозов, обладает плодородием, что позволяет ей участвовать в воспроизводстве биологической массы, в т. ч. урожая сельскохозяйственных культур. Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Их соотношение неодинаково в разных почвах и в различных почвенных горизонтах одной и той же почвы. Содержание органических веществ и живых организмов уменьшается от верхних горизонтов к нижним, интенсивность преобразования материнской породы возрастает от нижних горизонтов к верхним. В твердой части преобладают первичные (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) и вторичные (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.) минералы. Рыхлость сложения почвы обусловливается полидисперсностью состава ее твердой части и особенностями структуры. Самые мелкие частицы - почвенные коллоиды (диаметром менее 0,0001 мм). Основную массу почвы обычно составляет мелкозем (частицы менее 1 мм). Гранулометрический состав почвы определяется относительным содержанием в ней частиц различной величины - гранулометрических фракций. Твердые частицы в естественном залегании заполняют некоторую часть объема почвенной массы, др. часть составляют поры, в которых находятся почвенный раствор и почвенный воздух. От пористости зависят водные свойства почвы. Благодаря большой суммарной поверхности и др. свойствам почвенных частиц, особенно коллоидной и илистой фракции, почва обладает поглотительной способностью, т. е. способностью задерживать различные вещества, соприкасающиеся с ее твердой частью. Количество всех сорбированных почвой обменных катионов (в мг/экв на 100 г) составляет емкость поглощения. Минералогический и химический состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. В состав минеральных веществ входят О, Si, Al, Fe, К, Na, Mg, Ca, Hi, P, S, С и др., микроэлементы - Си, Mo, В и др. В состав твердой части входит органическое вещество, которое на 80-90 % состоит из гумуса. При разложении органического вещества содержащейся в нем азот переходит в формы, доступные растениям. В создании структурных отдельностей участвуют многие органические вещества. Возникающая структура почвы определяет ее физические свойства, водный, воздушный и тепловой режимы.
Органоминеральные соединения представлены солями, глинисто-гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Жидкая часть (почвенный раствор) - активный компонент почвы, осуществляющий перенос веществ внутри нее, вынос их из почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания. Газообразная часть почвы, или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, О2, С О2, летучие органические соединения и пр., не постоянны и определяются характером множества протекающих в почве химических, биологических и биохимических процессов. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии СО2 из почвы в атмосферу и О2 в противоположном направлении. Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представителей многих беспозвоночных - простейших, червей, моллюсков, взрослых насекомых и их личинок, роющих позвоночных и др. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам. Все разнообразие почв на земной поверхности, комбинации различных почв на той или иной территории (почвенный покров) сформировались в результате взаимодействия факторов почвообразования - климата, материнской горной породы, растительности, животного мира, рельефа, возраста территории, а также хозяйственной деятельности человека, причем значение антропогенного фактора все увеличивается. Почвообразовательный процесс (зарождение, становление и эволюция почвы) относится к биофизико-химическим процессам. Важное значение в его развитии имеет биологический круговорот веществ, протекающий в результате непрерывных синтеза и разрушения органического вещества. Следствием является преобразование минеральных соединений горной породы, биологическая аккумуляция элементов минерального и азотного питания, что связано с избирательной поглотительной способностью растительных организмов. Наиболее важные процессы почвообразования: превращение минералов горной породы (а в дальнейшем и почвы); накопление в почве органических остатков и их трансформация; взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органоминеральных соединений; накопление биофильных элементов; передвижение продуктов почвообразования с током воды в профиле формирующейся почвы. Ритмы поступления на поверхность Земли солнечной энергии и биологические циклы развития растений обусловливают цикличность почвообразовательного процесса. В начальной фазе развития почвы появляются фрагментарные почвенные горизонты. В период зрелой фазы формируется почвенный профиль и устанавливается определенный уровень естественного плодородия. Совокупность и морфологические признаки почвенных горизонтов в различных почвенных типах соответствуют конкретному сочетанию факторов почвообразования. При изменении экологических условий (климата, геоморфологии, гидрологических условий, растительности) почва вступает в фазу эволюционного развития. При этом она наследует признаки и свойства предшествующей фазы, одновременно в ней возникают новые признаки и свойства, соответствующие изменившейся экологической обстановке. Изменчивость в пространстве и во времени факторов почвообразования, а следовательно, процессов, происходивших в прошлом и совершающихся в настоящем, обусловливают географические закономерности распространения почвы на земной поверхности - горизонтальную, или широтную, почвенную зональность на равнинах и вертикальную, или высотную, почвенную поясность в горах. Напр., на Восточно-Европейской равнине отчетливо выражены широтные зоны тундровых, подзолистых почв, серых лесных почв, черноземов, каштановых почв и др. В каждой зоне имеются свои закономерности в распределении почв, обусловленные влиянием рельефа, почвообразующих пород и др. местных условий. Почва - один из природных компонентов, составляющих среду обитания человека, компонент биосферы. Она выполняет важнейшую функцию регулятора сложившегося на Земле равновесия между ее сферами (биосферой, атмосферой, гидросферой, литосферой), столь необходимого для развития жизни в разнообразных формах ее проявления. В то же время почва - основное средство производства в сельском хозяйстве. Как средство производства она отличается незаменимостью, ограниченностью ресурсов, неперемещаемостью и плодородием. Роль почвы как компонента биосферы и ее особенности как средства производства обусловливают необходимость охраны почвы, рационального использования и осуществления мероприятий по поддержанию и повышению плодородия почвы. Нарушения почвенных процессов (при чрезмерной обработке, вытаптывании при неупорядоченной пастьбе скота и повышенных рекреационных нагрузках) приводят к потере плодородия почвы и развитию эрозии. Почвы являются важнейшим фактором, определяющим урожай растений. Они обладают существенным свойством - плодородием, т. е. способностью снабжать растения воздухом, водой и пищей. Эта способность развивается одновременно с образованием почвы. Основные области использования почв:
1) земледелие, т. к. знания о почвах необходимы в агрохимии, растениеводстве, при обработке почв, управлении плодородием земель, в определении потребностей и реализации мероприятий по мелиорации земель - химической {удобрение, известкование, борьба с засолением), гидротехнической (осушение и орошение), тепловой и др.;
2) лесоводство - для оценки лесорастительных условий территории, прогнозу их продуктивности, лесопригодности;
3) экология - глобальная, связанная с устойчивым развитием, потеплением климата, биоразнообразием, и локальная - для контроля состояния почв, предотвращении деградации почв и выявления последствий антропогенного воздействия;
4) география - при исследованиях закономерностей распространения почв на планете и связи их происхождения и развития с др. факторами природной среды - геоморфологией, климатом, растительностью;
5) строительство - при строительстве зданий, дорог и др. сооружений;
6) экономика - качественная оценка почв входит составной частью в земельный кадастр, т. е. в решение актуальных экономических проблем.
Основные направления почв:
1) генезис - происхождение и эволюция почв и почвообразовательных процессов: факторы почвообразования; элементарные почвенные процессы; состав и свойства почв - минералогия, биохимия, химия и физико-химия, физика, морфология; структура и схема почвенных показателей;
2) классификация, картография и география почв, структура почвенного покрова;
3) плодородие почв и почвенного покрова, земледелие, агрохимия, агрофизика, биохимия, органическое земледелие;
4) предотвращение деградации почв, мелиорация почв гидротехническая (осушение, орошение), химическая (известкование, минеральные удобрения), тепловая;
5) охрана почв и почвенного покрова - дефляция и эрозия, уплотнение, загрязнение, устойчивость почв;
6) экология почв - глобальная, региональная, экология земель.
Методы исследований, применяемые в почве:
а) сравнительно аналитический,
б) сравнительно географический, в) моделирование - физическое, математическое, информационное;
г) приложение современных информационных технологий (баз данных, ГИС).
|
