Строение и экологические факторы почв

Почва — геологическое тело, отличающееся от всех похожих на нее глинистых и песчаных образований тем, что обладает плодородием и дает жизнь растениям, а следовательно, пищу животным и человеку. Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной компонент и содержит живые растительные и животные макро- и микроорганизмы. Твердая компонента почв представлена минеральной частью, состоящей из материнских поверхностных слоев пород литосферы, и органической частью — гумусом, образовавшимся в результате разложения отмершей органики. Жидкая компонента почв — вода может находиться в свободной, связанной, капиллярной и парообразной форме. Свободная вода перемещается по порам под действием силы тяжести, связанная адсорбируется поверхностью частиц и образует на них пленку, капиллярная удерживается в тонких порах под действием менисковых сил, а парообразная находится в той части пор, которая свободна от воды.

Плодородие почвы — это ее способность удовлетворять потребность растений в питательных веществах, воздухе, биотической и физико-химической среде, включая тепловой режим, в результате чего обеспечивается урожай сельскохозяйственных культур, а также биогенная продуктивность диких форм растительности. Плодородие почв разделяется на искусственное и естественное: искусственное плодородие — результат агрономического воздействия на почву, а естественное плодородие обусловлено натуральными экологическими факторами почвы. Ключевую роль в плодородии почвы играет сложное органическое вещество — гумус благодаря питательным веществам, в том числе и биогенным элементам, которые он содержит. Содержание гумуса в почвах колеблется от десятых долей до 20-22%. Самые богатые гумусом почвы — черноземы, которые обладают и самым высоким плодородием.

Экологические факторы почв разделяются на физические и химические. К физическим факторам относятся влажность, температура, структура и пористость; к химическим — реакция среды и засоленность почв. Влажность почвы выражается отношением всей массы воды в почве к массе ее твердой компоненты. Доступная же для растений влажность почвы зависит от сосущей силы корневой системы растений и от физического состояния самой воды и водоудерживающей способности почв. Наиболее доступными для корневой системы растений являются свободная и капиллярная формы воды.

Структура и пористость почв определяют их аэрацию и доступность для растений и животных питательных веществ. Частицы почв, связанные между собой молекулярными силами, образуют структуру почвы. Между ними образуются пустоты, называемые порами. Пористость — это доля объема пустот в почве, которая может достигать 50% и более. Структура и пористость почвы обеспечивают ее хорошую аэрацию. В ней активно перемещаются черви, особенно в глинистой, суглинистой и песчаной почвах, увеличивая пористость.

Температура почвы зависит от внешней температуры, но благодаря низкой теплопроводности почвы ее температурный режим довольно стабилен и уже на глубине 0,3 м амплитуда колебания температуры составляет менее 2°С. Суточные колебания температур ощутимы до глубины 1 м.

Всю жидкую компоненту почв называют почвенным раствором, содержащим нитраты, бикарбонаты, фосфаты, сульфаты и другие соли, а также водорастворимые органические кислоты, их соли, сахара преимущественно в свободной и капиллярной воде. В связанной воде вещества труднорастворимы. Состав и концентрация почвенного раствора определяют реакцию среды, показателем которой является величина рН — водородный показатель. Наиболее благоприятной для растений и почвенных животных является нейтральная среда — рН = 7. В сухом климате преобладают нейтральные и щелочные почвы, во влажных районах — кислые. Многие злаки (ячмень, пшеница) дают лучший урожай на нейтральных и слабощелочных почвах, каковыми обычно являются черноземы. Засоленными называются почвы с избыточным содержанием водорастворимых солей хлоридов, сульфатов, карбонатов. Среди засоленных почв выделяют солончаки и солонцы с рН = 8-9.

Почвенная биота представлена фауной и флорой. Фауна — дождевые черви, мокрицы, земляные клещи, нематоды и др., которые перераспределяют гумус и биогенные элементы, повышая ее плодородие. Огромную роль играют дождевые черви, количество которых может насчитывать до пяти миллионов особей на гектар черноземной пашни. За несколько лет они пропускают через свой кишечник весь пахотный слой. Флора — это грибы, бактерии, водоросли и другие деструкторы, которые перерабатывают органику до исходных неорганических составляющих. По отношению к кислотности почвы растения разделяются на ауцидофилы, растущие на почвах с рН <6,7; нейтрофилы (рН = 6,7-7,0); базифилы (рН>7,0); индифферентные виды, т. е. способные обитать на почвах с разными значениями рН.