UniversityAgro.ru » Агрохимия » Состав почвы

Состав почвы

В состав почвы входят: 

  • твердая фаза;
  • жидкая фаза, или почвенный раствор;
  • газовая (газообразная) фаза, или почвенный воздух.

Почва — самостоятельное естественно-историческое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия. Почва — сложная саморегулирующаяся поликомпонентная биокосная единая система.

Газовая фаза

Газовая фаза является результатом взаимодействия атмосферного воздуха и газов, образующихся в почве. В его составе отмечается более высокое, по сравнению с атмосферным воздухом, содержание углекислого газа — 0,3-1%, иногда до 2-3% и более и меньшее содержание кислорода. Газа фаза отличается высокой подвижностью, которая зависит от множества условий: содержания органического вещества, погодных условий, характера растительности и др.

Достаточное содержание кислорода в почве создает благоприятные условия для деятельности аэробных микроорганизмов. Напротив, при его недостатке складываются условия для развития анаэробных бактерий, которые часто являются патогенными для растений.

Объем почвенного воздуха находится в динамическом равновесии с жидкой фазой: чем больше воды, тем меньше воздуха. Процессы газообмена в почве происходят постоянно в результате разложения органических веществ, дыхания корней растений и почвенных организмов, а также некоторых химических реакций. В результате газообмена надпочвенный воздух обогащается углекислым газом, улучшая условия фотосинтеза. При взаимодействии углекислого газа с водой жидкой фазой происходит слабое подкисление почвенного раствора по реакции:

CO2 + H2O ⇔ H+ + HCO3.

Подкисление способствует переходу некоторых минеральных веществ твердой фазы, например, фосфатов и сульфата кальция, в доступную для растений форму. Одновременно, избыток углекислого газа приводит к недостатку кислорода и созданию анаэробных условий, что наблюдается при переувлажнении и переуплотнении почв. Недостаток кислорода в газовой фазе тормозит рост и развитие микроорганизмов и растений, препятствует усвоению питательных веществ, усиливает восстановительные процессы в жидкой и твердой фазах.

Почвенный воздух сосредотачивается в некапиллярных порах, то есть в больших промежутках почвы. При заполнении всех пор водой почвенный воздух вытесняется, наоборот, если почва сухая, воздух заполняет все поры — капиллярные и некапиллярные.

Наиболее оптимальное соотношение воды и воздуха складывается на рыхлых структурных окультуренных и обработанных почвах. Регулирование водного и воздушного режимов почв соответствующими обработками в сочетании с применением удобрений и мелиорантов улучшает корневое и воздушное питание растений, тем самым повышает количество и качество продукции, способствует развитию почвенной биоты.

Жидкая фаза

Жидкая фаза, или почвенный раствор, — раствор минеральных и газообразных веществ, растворимых в воде. Является наиболее активной и динамичной фазой почвы, из которой растения усваивают питательные вещества и одновременно происходит взаимодействие растений с удобрениями, мелиорантами, твердой и газообразной фазами.

В состав почвенного раствора входят катионы (Са2+, Мg2+, Н+, Na+, К+, NH4+ и др.), анионы (НСО3, ОН, Сl, NO3, SO4, Н2РO4 и др.), водорастворимые органические соединения и растворимые газы CO2, O2, NН3 и др. Поступление ионов в почвенный раствор происходит из твердой и газообразной фаз, удобрений и мелиорантов, выделений почвенной биоты, атмосферных осадков и грунтовых вод. Таким образом, состав и концентрация, кислотность, буферность и осмотическое давление почвенного раствора динамичны и определяются почвенно-климатическими условиями и антропогенным воздействием.

Концентрация солей в почвенном растворе зависит от свойств, минерального состава, типа почвы, природных условий, степени засоления и миграции солей по профилю почвы, антропогенного воздействия и т.д. Концентрация различных солей может варьировать от тысячных до сотых долей процента (10-200 мг/л) в малоплодородных почвах до 1 и более процента (> 10 000 мг/л) в сильнозасоленных (солончаках), в среднеплодородных почвах — около 500 мг/л. Избыток солей более 2000 мг/л обычно негативно воздействует на сельскохозяйственные культуры, особенно в первые 2-4 недели после прорастания семян. С возрастом устойчивость к высоким концентрациям возрастает.

Свойства жидкой фазы в целом определяются водным режимом почвы.

Твердая фаза

Твердая фаза почвы состоит из:

Минеральная часть представляет собой обломки и частицы первичных пород и минералов, вторичные, то есть вновь образованные минералы, оксиды, соли и другие соединения, образующиеся в процессе выветривания и почвообразования. В минеральную часть входят все зольные вещества, 1-3% азота от общего количества.

Органическая часть, или органическое вещество почвы, — это остатки растительных и животных организмов и продукты их разложения и неосинтеза, среди которых преобладает гумус.

На долю кислорода, кремния, алюминия и железа приходится почти 93% твердой фазы, углерода, калия и кальция — 4,6% и 2,5% — на все оставшиеся элементы. Углерод, кислород, водород, фосфор и сера содержатся в минеральной и органической частях, тогда как азот — почти полностью в органической. 

Таблица. Усредненный химический состав твердой фазы почвы (% массы) по А.П. Виноградову

Элемент
Содержание
Элемент
Содержание
Элемент
Содержание
Кислород
49,0
Барий
0,05
Галлий
0,001
Кремний
33,0
Стронций
0,03
Олово
0,001
Алюминий
7,1
Цирконий
0,03
Кобальт
8·10-4
Железо
3,7
Фтор
0,02
Торий
6·10-4
Углерод
2,0
Хром
0,02
Мышьяк
5·10-4
Кальций
1,3
Хлор
0,01
Йод
5·10-4
Калий
1,3
Ванадий
0,01
Цезий
5·10-4
Натрий
0,6
Рубидий
0,006
Молибден
3·10-4
Магний
0,6
Цинк
0,005
Уран
1·10-4
Водород
0,5
Церий
0,005
Бериллий
1·10-4
Титан
0,46
Никель
0,004
Германий
1·10-4
Азот
0,10
Литий
0,003
Кадмий
5·10-5
Фосфор
0,08
Медь
0,002
Селен
1·10-6
Сера
0,08
Бор
0,001
Ртуть
1·10-6
Марганец
0,08
Свинец
0,001
Радий
8·10-11
[INSERT_ELEMENTOR id="4128"]

Литература

Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.