Что такое почва 5 класс биология

Что такое почва и из чего она состоит?

Почва является неотъемлемой составляющей царства природы и играет большую роль в существовании всего живого на нашей планете. Именно в ней происходит взаимодействие всех оболочек Земли – водной, воздушной, подземной.

Наиболее ценной характеристикой этого природного образования выступает плодородие, которое обеспечивает растительность влагой и необходимыми питательными веществами. Что такое почва? Из чего она состоит и какое значение имеет для жизни на земном шаре?

Что такое почва?

Наиболее полное и обширное исследование почвы проводил русский геолог Василий Докучаев, открывший важнейшие закономерности в ее генезисе и географическом распространении. Согласно его теории, почва представляет собой особое природное тело, которое формируется благодаря влиянию нескольких факторов – климатических особенностей того или иного региона, характера и возраста грунта, произрастающей на нем растительности.

В более современном понимании почва – это верхний слой литосферной оболочки планеты, образуемый путем деятельности живых организмов и выветривания горных пород. В различных районах земного шара толщина этого слоя составляет от нескольких сантиметров до 2–3 метров.

Состав почвы может меняться в зависимости от ее глубины. Если выкопать яму в земле, можно заметить, что сверху располагаются более плодородные черноземы, а снизу лежат так называемые материнские породы, из которых формируется верхний слой.

Из чего состоит почва?

Почва обладает неоднородной структурой и включает в себя частицы разных пород диаметром от 0,001 миллиметра до нескольких сантиметров. Что касается минералогического состава, то он может различаться в зависимости от ее состояния – твердого или жидкого. В твердой почве около 50–60 % объема занимают минеральные компоненты, такие как полевые шпаты, кварц, циркон, каолинит.

Значительную роль в почвообразовании играют гидроксиды железа, марганца, алюминия, карбонаты. Помимо минералов, в твердой почве содержатся органические вещества – гумус, остатки растительного и животного происхождения. Почва в жидком состоянии представляет собой раствор, в котором, помимо вышеуказанных компонентов, в больших количествах присутствует вода.

Как образуется почва?

Условно процесс почвообразования можно разделить на первичный и антропогенный. В первичной фазе формирования почвы происходит взаимодействие объектов органической и неорганической природы.

Иными словами, изначально она состоит из гумусовых и минеральных веществ, впоследствии ее пустоты заполняет почвенный воздух, в ней поселяются живые организмы, которые после гибели разлагаются и обогащают существующий состав органическими веществами.

Антропогенный процесс подразумевает хозяйственную деятельность человека. Люди возделывают почву, высаживают в нее сельскохозяйственные растения, а для получения хорошего урожая добавляют удобрения.

Какие бывают почвы?

В зависимости от преобладания того или иного почвообразующего фактора почвы могут подразделяться на черноземы, каштановые, лесные, подзолистые или слабоподзолистые, тундровые и многие другие.

Василий Докучаев выделял 10 типов верхнего слоя земли, но на сегодняшний день их известно более сотни. Для классификации почв существует целая иерархия, включающая в себя не только типы, но и подтип, род, вид, разряд.

Кто живет в почве?

Некоторые животные, такие как суслики, тушканчики и барсуки, питаются на поверхности земли, а в почве зимуют, размножаются и спасаются от врагов.

Источник

Урок по природоведению 5 класс на тему » Почва. Состав почвы».

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Тема урока: Почва. Состав почвы.

Образовательные : сформировать представление о почве, ее составе и свойствах.

Развивающие : выявлять причинно-следственные связи между живой и не живой природой, делать выводы на основе проведенных опытов, развивать познавательный интерес.

Воспитательные : прививать интерес к предмету, прививать навыки природоохранной деятельности и бережного отношения к почве.

Базовые понятия : почва, плодородие, гумус, чернозем.

1 Организационный момент

2 Новая тема с элементами беседы.

Домашнее задание у вас было опережающее и касающееся нашего сегодняшнего урока, поэтому заслушивать мы его будем по ходу данного урока.

А начнем мы наш урок такой загадкой, которая и расскажет нам о чем мы сегодня будем говорить!

— Есть на свете чудесная кладовая

Положишь в нее весной мешок зерна,

А осенью смотришь, вместо одного мешка

В кладовой уже двадцать.

Ведро картошки в чудесной кладовой

Превращается в мешок картофеля.

Горсточка семян делается большой грудой огурцов, редисок, помидоров, моркови!

Сказка это или не сказка?

Чудесная кладовая есть на самом деле!

Как она называется?

Сегодня мы узнаем, что такое почва, из чего она состоит, кто обитает в почве и как сделать так чтобы почва сохранилась на много лет.

По ходу моего рассказа мы с вами работаем в тетрадях, куда будем записывать новые для вас термины и понятия. ( Записывают число и тему урока)

Итак, что же такое почва?

Почва-это верхний, рыхлый слой земной коры, обладающий плодородием.

Образование почв это очень сложный процесс. Для формирования 1-2 см почвы необходимо около 500 лет.

В состав почв входят различные компоненты, а какие именно мы с вами сейчас узнаем разгадав загадки :

— Через нос проходит в грудь и обратный держит путь.

Он не видимый и все же, без него мы жить не сможем. ( воздух)

— Мною можно умываться, я умею проливаться.

В кране я живу всегда, ну конечно я …( вода)

— Он очень нужен детворе,

Он на дорожках во дворе

Он и на стройке и на пляже

Он и в стекле расплавлен даже! (песок)

— Если встретишь на дороге, то увязнут сразу ноги.

А сделать миску или вазу

Она понадобится сразу! (глина)

Помимо названых вами компонентов есть еще такие как : минеральные соли, перегной или гумус, горные породы.

Что же такое гумус?

Гумус –это органическое вещество, которое образуется из растительных и животных остатков на протяжении тысячелетий.

Гумус очень богат веществами, в которых нуждаются растения.

Почвы содержащие достаточное количество гумуса называются плодородными.

Плодородие – высокое содержание гумуса в почве.

Прежде чем мы с вами узнаем о том какие почвы наиболее плодородны и где они распространены давайте проведем несколько опытов и убедимся, что в почве действительно есть компоненты, о которых мы с вами узнали.

Опыт № 1 В стакан с водой помещаем комочек почвы. Вы заметили, как на поверхность поднимаются пузырьки. Это вода вытеснила из почвы воздух.

Опыт № 2 Положим кусочек почвы на салфетку и сожмем ее. На салфетке остался мокрый след. Это говорит о том, что в почве содержится вода, которая необходима растениям, которые на ней произрастают.

Опыт № 3 В воде оставшейся у нас после первого опыта мы можем наблюдать разделение на компоненты. Как называется метод при помощи которого мы разделяем вещества на компоненты (метод отстаивания).

Таким образом мы с вами убедились, что в почве действительно содержатся все перечисленные нами компоненты.

Образование почвы мы можем записать в виде формулы :

(горные породы + вода + воздух + тепло + гумус) · время = почва

Физминутка ( садим огород)

Почвы Земли разнообразны. Главная причина их различий – климатические условия.

Сегодня мы познакомимся с почвами, которые сформировались на территории Украины.

Сообщения о них нам подготовили …( ученики рассказывают о почвах Украины).

О следующих почвах замечательный писатель Антон Павлович Чехов шутливо заметил : « Почва такая хорошая, что если посадить оглоблю в землю, то через год вырастет тарантас. ( оглобля-одна из двух жердей, надетых одним концом на ось повозки, служащих для запряжки лошадей ; тарантас-четырехколесная конная повозка).

О каких почвах идет речь? ( о черноземах)

И о них нам расскажет…

Итак мы с вами познакомились с типами почв сформировавшимися на территории Украины.

Мы с вами сказали, что почвы образуются очень медленно. Но в отличии от формирования, разрушаются они очень быстро. На это оказывает свое влияние очень много факторов.

Беспрерывное перепахивание приводит к разрушению комочков почвы, что понижает ее плодородие, повысить же его можно, внося органические и минеральные удобрения. Но делать это надо всегда в пределах разумного, по рекомендациям агрономов и почвоведов, т. к. чрезмерное внесение этих веществ может нанести вред, как растению, так и нам приего употреблении.

Почва может разрушаться и под действием природных факторов. Например под действием ветра ( ветровая эрозия, пыльные бури). Для сохранения почв от воздействия ветра необходимо высаживать лесополосы, которые будут защищать от воздействия ветра.

Также влияние оказывает и вода (водная эрозия, образование оврагов). Для предотвращения появления оврагов необходимо высаживать зеленые насаждения на месте появившейся промоины, которая может превратится в балку, а затем в овраг.

Таким образом лучшие защитники почвы при этом различные растения.

Человек должен заботливо относится к почвам защищая их от истощения и загрязнения.

Но не только человек оказывает влияние на почву. Существуют организмы населяющие почву, которые разрыхляют ее и улучшают проникновение в нее воды и воздуха.

Это муравьи, жуки, кроты, микроорганизмы-разлагающие остатки растений и которые образуют перегной (гумус), а так же дождевые черви.

В почве сада на каждом гектаре живет до 100 тысяч земляных червей. За год эта армия подземных «копателей» переворачивает до 30 тонн земли. Питаясь, дождевые черви вместе с разлагающимися органическими веществами пропускает сквозь кишечник несколько сотен тонн почвенной массы. Таким образом дождевые черви ускоряют разложение органических веществ и влияют на урожайность растений.

Итог : Таким образом мы с вами изучили почвы, узнали о их составе, о том что влияет на их образование, какие почвы сформировались на территории Украины и какие из них наиболее плодородные. А так же узнали какие организмы заселяют почву и какое влияние они оказывают. ( по ходу итога задаются вопросы)

Источник

Урок биологии в 5 классе. Тема урока «Образование почв и их разнообразие

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Выбранный для просмотра документ «Образование почв и их разнообразие».ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Самый верхний слой земельный, В ней растут трава, деревья, Плодородием обладает, Как её все называют? МБОУ Речицкая ООШ

Образование почв и их разнообразие Тема урока «Спасая почву, мы спасаем себя и жизнь на нашей планете».

ОПЫТ№1 Через лупу рассмотрите почву. 1.Какого цвета почва? 2. Какие частицы можно увидеть в почве? ВЫВОД: В почве есть остатки растений и животных – перегной.

ВЫВОД: в почве есть воздух.

ОПЫТ № 3 1. Возьмите карандаш и осторожно размешайте воду. 2. Дайте отстояться, что вы заметили?

ВЫВОД: Почва бывает серого, тёмного, иногда совсем чёрного цвета. В почве есть воздух, остатки растений и животных.

Выветривание горных пород Образование почвы Образование перегноя Жизнедеятельность растений, животных и микроорганизмов Климатические факторы Образование почвы

В почве обитают разные животные: дождевые черви, муравьи, различные личинки, жуки, мыши, суслики, хомяки, микроорганизмы

структурные бесструктурные Какие почвы, структурные или бесструктурные, обладают большим плодородием. Почему?

Почва состоит из слоев-горизонтов, отличающихся друг от друга по цвету.

Типы почв Черноземные Подзолистые

1) Верхний рыхлый и плодородный слой земли, покрытый растительностью. (почва, болото, глина) 2) Какие вещества входят в состав почвы, выбери и зачеркни лишнее: Песок, глина, вода, сахар, стекло, перегной. 3) Основное свойство почвы. ( плодородие, плодовымывание) 4) Самая богатая перегноем почва. (ч……..м) 5) Остатки органических и неорганических веществ, содержащихся в почве. (пере……)

Ответы 1. Почва 2. Песок, глина, вода, перегной, воздух 3.Плодородие 4. Чернозем 5.Перегной.

Домашняя работа ؏27 ответить на вопросы стр. 119 Объясните выражение: «Спасая почву, мы спасаем себя и жизнь на нашей планете».

Это интересно! 1см почвы за 250 – 300 лет 20см за 5 – 6 тысяч лет

http://i052.radikal.ru/1104/fc/e462648f5b88.jpg http://s008.radikal.ru/i306/1104/d1/59032698b963.jpg http://s52.radikal.ru/i137/1104/81/4c39b977d31f.jpg http://s57.radikal.ru/i155/1104/57/41be849b80f8.jpg http://i010.radikal.ru/1104/2f/50b7ba4fc4fa.jpg http://s19.radikal.ru/i192/1104/33/19865fa56bf6.jpg http://s016.radikal.ru/i335/1104/81/9178b128c6d3.jpg http://www.ikt.oblcit.ru/11/gonsharenko/sait/10.htm http://urozhayna-gryadka.narod.ru/erozia.htm В. М. Пакулова, Н. В. Иванова Природоведение. Природа. Неживая и живая. 5 класс.

Выбранный для просмотра документ Инструкция.docx

Через лупу рассмотрите почву.

1.Какого цвета почва.

2. Какие частицы можно увидеть в почве

Бросьте в стакан с водой кусочек почвы.

Пронаблюдайте, что происходит в воде?

Возьмите карандаш и осторожно помешайте.

Дайте отстояться, что заметили?

Через лупу рассмотрите почву.

1.Какого цвета почва.

2. Какие частицы можно увидеть в почве

Бросьте в стакан с водой кусочек почвы.

Пронаблюдайте, что происходит в воде?

Возьмите карандаш и осторожно помешайте.

Дайте отстояться, что заметили?

Через лупу рассмотрите почву.

1.Какого цвета почва.

2. Какие частицы можно увидеть в почве

Бросьте в стакан с водой кусочек почвы.

Пронаблюдайте, что происходит в воде?

Возьмите карандаш и осторожно помешайте.

Дайте отстояться, что заметили?

Выбранный для просмотра документ Урок по биологии 5 класса «Образование почв и их разнообразие».docx

Тема: «Образование почв и их разнообразие»

Цель: 1. Развивать понятие о почве.

2. Сформировать представление о разнообразии, структуре почв, их образовании, о плодородии почв.

3. Развивать познавательный интерес к предмету, внимание, наблюдательность.

Здравствуйте, ребята! Представьте, что вы работаете в школьной учебной лаборатории. И мы с вами не просто учитель и ученики, а научные сотрудники и сегодня будем наблюдать. Рассуждать, открывать новые знания и делать выводы.

А тему нашего исследования вы узнаете, отгадав загадку.

Самый верхний слой земельный,

В ней растут трава, деревья,

Как ее все называют? (Почва)

2. Сообщение тема и цели урока.

Итак тема нашего урока . Образование почв и их разнообразие. Записываем тему. А эпиграфом к уроку мне захотелось взять следующее… слад

— как вы думаете, что мы должны узнать о почве? (Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим как образуется почва и какие почвы бывают.)

— Что же такое почва? Как вы думаете. 3 слайд.

3. Изучение новой темы

— Вы не забыли, о чем мы говорили в начале урока. Мы научные сотрудники

— И сейчас мы с вами проведем небольшое исследование, и узнаем, из чего состоит почва.

У вас на партах стоит оборудование. Как нужно себя вести во время работы со стеклом .(10 мин)

Через лупу рассмотрите почву.

1.Какого цвета почва.

2. Какие частицы можно увидеть в почве

.3. Какой можно сделать вывод.

ВЫВОД: В почве есть остатки растений и животных – перегной.

Бросьте в стакан с водой кусочек почвы.
— Пронаблюдайте, что происходит в воде?
Из почвы через воду идут пузырьки воздуха.
ВЫВОД: в почве есть воздух.

Возьмите карандаш и осторожно помешайте. (отставьте стаканы в сторону пусть почва отстоится, на основании двух исследований сделаем выводы.

ВЫВОД: П очва бывает серого, тёмного, иногда совсем ч ёрного цвета. В почве есть воздух, остатки растений и животных, песок, глина слайд

Дайте отстояться, что заметили?

ВЫВОД: в почве есть песок и глина,
— Какой вывод можно сделать из результатов нашего исследования.

-РАБОТА С УЧЕБНИКОМ

— Как образуется почва, кто влияет на образования почвы, вы прочитаете в учебнике на стр 115 пункт «образование почвы» три абзаца 9 слайд ( 5мин)

— Какой вывод мы сделаем?

— Как образуется почва?

Почва является средой обитания для разнообразных животных.

Кто живет в почве? Давайте рассмотрим рисунок 69 на странице 116

— Как животные влияют на состояние почвы?

(Измельчают, перерабатывают остатки растений. Рыхлят почву, перемешивают ее слои. Так образуется почва с определенной структурой и свойствами)

— Давайте возьмем комочек почвы в ладошку и сожмем его. Что произошло? (Комочек рассыпался)

— Бесструктурная почва мелко раздробленная, пылеватая, она будет вымываться водой, выдуваться ветром, растения на ней будут расти плохо.

Составим схему в тетради

Вернемся к опыту № 3, Посмотрите на стакан, что произошло ( Почва осела на дно и видны разные слои, значит почва состоит из частичек разной массы, более тяжелые образовали нижний слой, это глина, и слой песка вверху.

Вывод почва содержит песок и глину.

— Кто-нибудь из вас наблюдал за рытьем ям. Что вы видели . (10мин)

Почвы бывают разные, в одних больше перегноя. А в других больше песка и глины.

ЧЕРНОЗЕМНЫЕ ПОЧВЫ МОЩНЫЕ, СЛОЙ ПЕРЕГНОЯ БОЛЕЕ 1 МЕТРА, ОНИ ЧЕРНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ.

В северных районах нашей страны под пологом леса сформировались

ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ, в которых мало ПЕРЕГНОЯ, ИМЕЮТ СЕРЫЙ, КАК У ЗОЛЫ ЦВЕТ, СКАПЛИВАЕТЬСЯ ВЛАГА СОЗДАЮТЬСЯ УСЛОВИЯ ДЛЯ ГНИЕНИЯ. Под действием микроорганизмов остатки растений превращается в перегной, в котором образуются почвенные кислоты, почвы кислые.

Кроме того встречаются

Г ЛИНИСТЫЕ -ПРЕОБЛАДАЮТ ГЛИНЫ КОГДА НЕТ ДОЖДЕЙ ГЛИНА ВЫСЫХАЕТ СТАНОВИТЬСЯ КАК КАМЕНЬ, В ДОЖДЬ СТАНОВИТЬСЯ ВЯЗКОЙ

ПЕСЧАНЫЕ ПОЧВЫ ПРЕОБЛАДАЕТ ПЕСОК. ЧАСТИЦЫ СЛАБО СВЯЗАНЫ МЕЖДУ СОБОЙ, КОРНЯМ РАСТЕНИЙ ТРУДНО УКРЕПИТЬСЯ. БЫСТРО ПРОПУСКАЮТ ВОДУ ЗАСУШЛИВЫ.

Итак, давайте подведем итоги нашего научного исследования.

-Какие почвы называют плодородными?

— Чем отличается почва от песка и глины? (Только почва обладает плодородием.)

Перед вами 5 вопросов. Вы на них сейчас ответите, ответы запишите на крточка.

1) Верхний рыхлый и плодородный слой земли, покрытый растительностью. (почва, болото, глина)

2) Какие вещества входят в состав почвы, выбери и зачеркни лишнее: Песок, глина, вода, воздух, стекло, перегной, соли.

3) Основное свойство почвы. (плодогрызие, плодородие, плодовымывание)

4) Самая богатая перегноем почва. (ч……..м)

5) Остатки органических и неорганических веществ, содержащихся в почве. (пере….)

Затем поменяйтесь листочками, мы все ваши ответы проверим.

— мне больше всего понравилось…

— настроение у меня было…

Д/з п. 27. Ответить на вопросы на странице 119

Как вы думаете, почему эпиграфом нашей темы, я взяла именно этот.

Взаимопроверка теста по экрану, выставление оценок.За каждый правильный ответ выставляется знак + 5 + оценка «5»4 + оценка «4»3 + оценка «3»

Решение экологической проблемы. Ребята посадили небольшой еловый лес. Они тщательно за ним ухаживали: все дорожки в лесу заасфальтировали, каждую травинку выпалывали, выгребали и убирали опавшую хвою. С течением времени все елочки перестали расти, и постепенно лес погиб.

Подготовила учитель географии и биологии Новикова И.А.

Источник

Почва

По́чва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов. [1] Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (то есть биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем.

Почва (определение по ГОСТ 27593-88) — самостоятельное естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твёрдых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия. [2]

Почвоведение — наука, занимающаяся изучением почвы.

Содержание

Морфология

Термины по ГОСТ 27593-88:
Почвенный профиль [2] — совокупность генетически сопряжённых и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов, на которые расчленяется почва в процессе почвообразования.
Почвенный горизонт [2] — специфический слой почвенного профиля, образовавшийся в результате воздействия почвообразовательных процессов.
Почвенный покров [2] — совокупность почв, покрывающих земную поверхность.

В процессе почвообразования, прежде всего под действием вертикальных (восходящих и нисходящих) потоков вещества и энергии, а также неоднородности распределения живого вещества исходная порода расслаивается на генетические горизонты. Часто почвы формируются на исходно вертикально неоднородных двучленных породах, что откладывает отпечаток на почвообразование и сочетание горизонтов.

Горизонты рассматриваются как однородные (в масштабе всей почвенной толщи) части почвы, взаимосвязанные и взаимообусловленные, отличающиеся по химическому, минералогическому, гранулометрическому составу, физическим и биологическим свойствам. Комплекс горизонтов, характерный для данного типа почвообразования, образует почвенный профиль.

Выделяются следующие типы горизонтов [4] :

Твёрдая фаза почв

Почва высокодисперсна и обладает большой суммарной поверхностью твёрдых частиц: от 3—5 м²/г у песчаных до 300—400 м²/г у глинистых. Благодаря дисперсности почва обладает значительной пористостью: объём пор может достигать от 30 % общего объёма в заболоченных минеральных почвах до 90 % в органогенных торфяных. В среднем же этот показатель составляет 40—60 %.

Плотность твёрдой фазы (ρ_s) минеральных почв колеблется от 2,4 до 2,8 г/см³, органогенных: 1,35—1,45 г/см³. Плотность почвы (ρ_b) ниже: 0,8—1,8 г/см³ и 0,1—0,3 г/см³ соответственно. Пористость (порозность, ε) связана с плотностями по формуле:

Минеральная часть почвы

Минеральный состав

Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минеральный состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась: чем старше почва, тем сильнее это отличие.

Минералы, являющиеся остаточным материалом в ходе выветривания и почвообразования, носят название первичных. В зоне гипергенеза большинство из них неустойчиво и с той или иной скоростью разрушается. Одними из первых разрушаются оливин, амфиболы, пироксены, нефелин. Более устойчивыми являются полевые шпаты, составляющие до 10—15 % массы твёрдой фазы почвы. Чаще всего они представлены относительно крупными песчаными частицами. Высокой стойкостью отличаются эпидот, дистен, гранат, ставролит, циркон, турмалин. Содержание их обычно незначительно, однако позволяет судить о происхождении материнской породы и времени почвообразования. Наибольшую устойчивость имеет кварц, который выветривается за несколько миллионов лет. Благодаря этому в условиях длительного и интенсивного выветривания, сопровождающегося выносом продуктов разрушения минералов, происходит его относительное накопление.

Почва характеризуется высоким содержанием вторичных минералов, образованных в результате глубокого химического преобразования первичных, или же синтезированных непосредственно в почве. Особенно важна среди них роль глинистых минералов — каолинита, монтмориллонита, галлуазита, серпентина и ряда других. Они обладают высокими сорбционными свойствами, большой ёмкостью катионного и анионного обмена, способностью к набуханию и удержанию воды, липкостью и т. д. Этими свойствами во многом обусловлена поглотительная способность почв, её структура и, в конечном счёте, плодородие.

Высоко содержание минералов-оксидов и гидроксидов железа (лимонит, гематит), марганца (вернадит, пиролюзит, манганит), алюминия (гиббсит) и др., также сильно влияющие на свойства почвы — они участвуют в формировании структуры, почвенного поглощающего комплекса (особенно в сильно выветрелых тропических почвах), принимают участие в окислительно-восстановительных процессах. Большую роль в почвах играют карбонаты (кальцит, арагонит см. карбонатно-кальциевое равновесие в почвах). В аридных регионах в почве нередко накапливаются легкорастворимые соли (хлорид натрия, карбонат натрия и др.), влияющие на весь ход почвообразовательного процесса.

Гранулометрический состав

В почвах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм, так и более нескольких сантиметров. Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь — большие величины ёмкости катионного обмена, водоудерживающей способности, лучшую агрегированность, но меньшую порозность. Тяжёлые (глинистые) почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие (песчаные) — с водным режимом.

Для подробного анализа весь возможный диапазон размеров делят на участки, называемые фракциями. Единой классификации частиц не существует. В российском почвоведении принята шкала Н. А. Качинского. Характеристика гранулометрического (механического) состава почвы даётся на основании содержания фракции физической глины (частиц менее 0,01 мм) и физического песка (более 0,01 мм) с учётом типа почвообразования.

В мире также широко применяется определение механического состава почвы по треугольнику Ферре: по одной стороне откладывается доля пылеватых (silt, 0,002—0,05 мм) частиц, по второй — глинистых (clay, Органическая часть почвы

В почве содержится некоторое количество органического вещества. В органогенных (торфяных) почвах оно может преобладать, в большинстве же минеральных почв его количество не превышает нескольких процентов в верхних горизонтах.

В состав органического вещества почвы входят как растительные и животные остатки, не утратившие черт анатомического строения, так и отдельные химические соединения, называемые гумусом. В составе последнего находятся как неспецифические вещества известного строения (липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воск, смолы и т. д.), составляющие до 10—15 % всего гумуса, так и образующиеся из них в почве специфические гумусовые кислоты.

Гумусовые кислоты не имеют определённой формулы и представляют собой целый класс высокомолекулярных соединений. В советском и российском почвоведении они традиционно разделяются на гуминовые и фульвокислоты.

Элементный состав гуминовых кислот (по массе): 46—62 % C, 3—6 % N, 3—5 % H, 32—38 % O. Состав фульвокислот: 36—44 % C, 3—4,5 % N, 3—5 % H, 45—50 % O. В обоих соединениях присутствуют также сера (от 0,1 до 1,2 %), фосфор (сотые и десятые доли %). Молекулярные массы для гуминовых кислот составляют 20—80 кДа (минимальная 5 кДа, максимальная 650 кДа), для фульвокислот 4—15 кДа. Фульвокислоты подвижнее, растворимы на всём диапазоне pH (гуминовые выпадают в осадок в кислой среде). Отношение углерода гуминовых и фульвокислот (C_гк/C_фк) является важным показателем гумусового состояния почв.

О строении фульвокислот известно значительно меньше. Они имеют тот же состав функциональных групп, однако более высокую ёмкость поглощения — до 670 мг-экв/100 г.

Механизм формирования гумусовых кислот (гумификация) до конца не изучен. По конденсационной гипотезе [6] (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) эти вещества синтезируются из низкомолекулярных органических соединений. По гипотезе Л. Н. Александровой [7] гумусовые кислоты образуются при взаимодействии высокомолекулярных соединений (белки, биополимеры), затем постепенно окисляются и расщепляются. Согласно обеим гипотезам в этих процессах принимают участие ферменты, образуемые преимущественно микроорганизмами. Есть предположение о чисто биогенном происхождении гумусовых кислот. По многим свойствам они напоминают тёмноокрашенные пигменты грибов.

Почвенная структура

Структура почвы [2] — физическое строение твёрдой части и порового пространства почвы, обусловленное размером, формой, количественным соотношением, характером взаимосвязи и расположением как механических элементов, так и состоящих из них агрегатов.

Твёрдая часть почвы [2] — совокупность всех видов частиц, находящихся в почве в твёрдом состоянии при естественном уровне влажности.

Поровое пространство в почве [2] — разнообразные по размерам и форме промежутки между механическими элементами и агрегатами почвы, занятые воздухом или водой.

Минеральные частицы почвы всегда объединяются в агрегаты различной прочности, размеров и формы. Вся совокупность агрегатов, характерных для почвы, называется её структурой. Факторами образования агрегатов являются: набухание, сжатие и растрескивание почвы в ходе циклов увлажнения-иссушения и замерзания-оттаивания, коагуляция почвенных коллоидов (наиболее важна в этом роль органических коллоидов), цементация частиц малорастворимыми соединениями, образование водородных связей, связей между нескомпенсированными зарядами кристаллической решётки минералов, адсорбция, механическое сцепление частиц гифами грибов, актиномицетов и корнями растений, агрегация частиц при прохождении через кишечник почвенных животных.

Структура почвы оказывает влияние на проникновение воздуха к корням растений, удержание влаги, развитие микробного сообщества. В зависимости только от размера агрегатов урожай может меняться на порядок. Оптимальна для развития растений структура, в которой преобладают агрегаты размером от 0,25 до 7—10 мм (агрономически ценная структура). Важным свойством структуры является её прочность, особенно водоустойчивость.

Преобладающая форма агрегатов является важным диагностическим признаком почвы. Выделяют [8] округло-кубовидную (зернистую, комковатую, глыбистую, пылеватую), призмовидную (столбовидную, призмовидную, призматическую) и плитовидную (плитчатую, чешуйчатую) структуру, а также ряд переходных форм и градаций по размеру. Первый тип характерен для верхних гумусовых горизонтов и обуславливает большую порозность, второй — для иллювиальных, метаморфических горизонтов, третий — для элювиальных.

Новообразования и включения

Новообразования — скопления веществ, образующиеся в почве в процессе её формирования.

Широко распространены новообразования железа и марганца, чья миграционная способность зависит от окислительно-восстановительного потенциала и контролируется организмами, в особенности бактериями. Они представлены конкрециями, трубками по ходам корней, корками и др. В некоторых случаях происходит цементация почвенной массы железистым материалом. В почвах, особенно аридных и семиаридных регионов, распространены известковые новообразования: налёты, выцветы, псевдомицелий, конкреции, корковые образования. Новообразования гипса, также характерные для аридных областей, представлены налётами, друзами, гипсовыми розами, корками. Встречаются новообразования легкорастворимых солей, кремнезёма (присыпка в элювиально-иллювиально дифференцированных почвах, опаловые и халцедоновые прослои и коры, трубки), глинистых минералов (кутаны — натёки и корочки, образующиеся в ходе иллювиального процесса), часто вместе с гумусом.

К включениям относят любые объекты, находящиеся в почве, но не связанные с процессами почвообразования (археологическое находки, кости, раковины моллюсков и простейших, обломки породы, мусор). Неоднозначно отнесение к включениям, либо новообразованиям копролитов, червоточин, кротовин и прочих биогенных образований.

Жидкая фаза почв

Состояния воды в почве

В почве различают воду связанную и свободную. Первую частицы почвы настолько прочно удерживают, что она не может передвигаться под влиянием силы тяжести,а свободная вода подчинена закону земного притяжения. Связанную воду в свою очередь делят на химически и физически связанную.

Физически связанную воду почва удерживает силами поверхностной энергии. Поскольку величина поверхностной энергии возрастает с увеличением общей суммарной поверхности частиц, то содержание физически связанной воды зависит от размера частиц, слагающих почву. Частицы крупнее 2 мм в диаметре не содержат физически связанную воду; этой способностью обладают лишь частицы, имеющие диаметр менее указанного. У частиц диаметром от 2 до 0,01 мм способность удерживать физически связанную воду выражена слабо. Она возрастает при переходе к частицам меньше 0,01 мм и наиболее выражена у цредколлоидных и особенно коллоидных частиц. Способность удерживать физически связанную воду зависит не только от размера частиц. Определенное влияние оказывает форма частиц и их химикоминералогический состав. Повышенной способностью удерживать физически связанную воду обладает перегной, торф. Последующие слои молекул воды частица удерживает со все меньшей силой. Это рыхло связанная вода. По мере отдаления частицы от поверхности притяжение ею молекул воды постепенно ослабевает. Вода переходит в свободное состояние.

Первые слои молекул воды, т.е. гигроскопическую воду, частицы почвы притягивают с громадной силой, измеряемой тысячами атмосфер. Находясь под столь большим давлением, молекулы прочно связанной воды сильно сближены, что меняет многие свойства воды. Она приобретает качества как бы твердого тела.. Рыхло связанную воду почва удерживает с меньшей силой, ее свойства не так резко отличны от свободной воды. Тем не менее сила притяжения еще настолько велика, что эта вода не подчиняется силе земного притяжения и по ряду физических свойств отличается от свободной воды.

Капиллярная скважность обусловливает впитывание и удержание в подвешенном состоянии влаги, приносимой атмосферными осадками. Проникновение влаги по капиллярным порам в глубь почвы осуществляется крайне медленно. Водопроницаемость почвы обусловлена в основном некапиллярной скважностью. Диаметр этих пор настолько велик, что влага не может в них удерживаться в подвешенном состоянии и беспрепятственно просачивается в глубь почвы.

При поступлении влаги на поверхность почвы сначала идет насыщение почвы водой до состояния полевой влагоемкости, а затем через насыщенные водой слои возникает фильтрация по некапиллярным скважинам. По трещинам, ходам землероек и другим крупным скважинам вода может проникать в глубь почвы, опережая насыщение водой до величины полевой влагоемкости.

Чем выше некапиллярная скважность, тем выше и водопроницаемость почвы.

В почвах кроме вертикальной фильтрации существует горизонтальное внутрипочвенное передвижение влаги. Поступающая в почву влага, встречая на своем пути слой с пониженной водопроницаемостью, передвигается внутри почвы над этим слоем в соответствии с направлением его уклона.

Взаимодействие с твёрдой фазой

Почвенный поглощающий комплекс

Почва может удерживать поступившие в неё вещества по разным механизмам (механическая фильтрация, адсорбция мелких частиц, образование нерастворимых соединений, биологическое поглощение), важнейшим из которых является ионный обмен между почвенным раствором и поверхностью твёрдой фазы почвы. Твёрдая фаза за счёт сколов кристаллической решётки минералов, изоморфных замещений, наличия карбоксильных и ряда других функциональных групп в составе органического вещества заряжена преимущественно отрицательно, поэтому наиболее ярко выражена катионообменная способность почвы. Тем не менее, положительные заряды, обуславливающее анионный обмен, в почве также присутствуют.

Вся совокупность компонентов почвы, обладающих ионообменной способностью, называется почвенным поглощающим комплексом (ППК). Входящие в состав ППК ионы носят название обменных или поглощённых. Характеристикой ППК является ёмкость катионного обмена (ЕКО) — общее количество обменных катионов одного рода, удерживаемых почвой в стандартном состоянии — а также сумма обменных катионов, характеризующая природное состояние почвы и не всегда совпадающая с ЕКО.

Отношения между обменными катионами ППК не совпадают с отношениями между теми же катионами в почвенном растворе, то есть ионный обмен протекает селективно. Предпочтительнее поглощаются катионы с более высоким зарядом, а при их равенстве — с большей атомной массой, хотя свойства компонентов ППК могут несколько нарушать эту закономерность. Например, монтмориллонит поглощает больше калия, чем протонов водорода, а каолинит — наоборот.

Обменные катионы являются одним из непосредственных источников минерального питания растений, состав ППК отражается на образовании органоминеральных соединений, структуре почвы и её кислотности.

Почвенная кислотность

Почвенный воздух.

Почвенный воздух состоит из смеси различных газов:

И это далеко не все газообразные вещества, которые составляют почвенный воздух. Его химический и количественный состав зависят от содержащихся в почве организмов, содержания в ней питательных веществ, условий выветривания почвы и др.

Живые организмы в почве

Почва — это среда обитания множества организмов. Существа, обитающие в почве, называются педобионтами. Наименьшими из них являются бактерии, водоросли, грибки и одноклеточные организмы, обитающие в почвенных водах. В одном м³ может обитать до 10¹⁴ организмов. В почвенном воздухе обитают беспозвоночные животные, такие как клещи, пауки, жуки, ногохвостки и дождевые черви. Они питаются остатками растений, грибницей и другими организмами. В почве обитают и позвоночные животные, одно из них — крот. Он очень хорошо приспособлен к обитанию в абсолютно тёмной почве, поэтому он глухой и практически слепой.

Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как разная среда.

Пространственная организация

В природе практически не бывает таких ситуаций, чтобы на много километров простиралась какая-нибудь одна почва с неизменными в пространстве свойствами. При этом различия почв обусловлены различиями в факторах почвообразования.

Закономерное пространственное размещение почв на небольших территориях называется структурой почвенного покрова (СПП). Исходной единицей СПП является элементарный почвенный ареал (ЭПА) — почвенное образование, внутри которого отсутствуют какие-либо почвенно-географические границы. Чередующиеся в пространстве и в той или иной степени генетически связанные ЭПА образуют почвенные комбинации.

Почвообразование

Первичное почвообразование

Генетические характеристики можно давать и до достижения зрелости профиля, с понятной долей прогностического риска, например, — «инициальные дерновые почвы»; «молодые проподзолистые почвы», «молодые карбонатные почвы». При таком подходе номенклатурные трудности разрешаются естественно, на базе общих принципов почвенно-экологического прогнозирования в соответствии с формулой Докучаева-Йенни (представление почвы как функции факторов почвообразования: S = f(cl, o, r, p, t …)).

Антропогенное почвообразование

Отмечается, что логичнее применять термин «технозём» к тем почвам, которые специально создаются в процессе технологии горных работ путём разравнивания поверхности и насыпания специально снятых гумусовых горизонтов или потенциально плодородных грунтов (лёсса). Использование этого термина для генетического почвоведения вряд ли оправданно, так как итоговым, климаксным продуктом почвообразования будет не новый «-зём», а зональная почва, например, дерново-подзолистая, или дерново-глеевая.

Для техногенно-нарушенных почв предлагалось использовать термины «инициальные почвы» (от «нуль — момента» до появления горизонтов) и «молодые почвы» (от появления до оформления диагностических признаков зрелых почв), указывающие на главную особенность таких почвенных образований — временные этапы их эволюции из недифференцированных пород в зональные почвы.

Классификация почв

Единой общепринятой классификации почв не существует. Наряду с международной (Классификация почв ФАО и сменившая её в 1998 году WRB) во многих странах мира действуют национальные системы классификации почв, часто основанные на принципиально разных подходах.

В России к 2004 году специальной комиссией Почвенного института им. В. В. Докучаева, руководимой Л. Л. Шишовым, подготовлена новая классификация почв, являющаяся развитием классификации 1997 года. Однако российским почвоведами продолжает активно использоваться и классификация почв СССР 1977 года[1].

Из отличительных особенностей новой классификации можно назвать отказ от привлечения для диагностики факторно-экологических и режимных параметров, трудно диагностируемых и часто определяемых исследователем чисто субъективно, фокусирование внимания на почвенном профиле и его морфологических особенностях. В этом ряд исследователей видят отход от генетического почвоведения, делающего основной упор на происхождении почв и процессах почвообразования. В классификации 2004 года вводятся формальные критерии отнесения почвы к определённому таксону, привлекается понятие диагностического горизонта, принятое в международной и американской классификациях. В отличие от WRB и американской Soil Taxonomy, в российской классификации горизонты и признаки не равноценны, а строго ранжированы по таксономической значимости. Бесспорно важным нововведением классификации 2004 года стало включение в неё антропогенно-преобразованных почв.

В американской школе почвоведов используется классификация Soil Taxonomy, имеющая распространение также в других странах. Характерной её особенностью является глубокая проработка формальных критериев отнесения почв к тому или иному таксону. Используются названия почв, сконструированные из латинских и греческих корней. В классификационную схему традиционно включаются почвенные серии — группы почв, отличных лишь по гранулометрическому составу, и имеющие индивидуальное название — описание которых началось ещё при картировании Почвенным бюро территории США в начале XX века.

Термины по ГОСТ 27593-88(2005) [13] :

Классификация почв — система разделения почв по происхождению и (или) свойствам.

Закономерности распространения

Климат как фактор географического распространения почв

Климат — один из важнейших факторов почвообразования и географического распространения почв — в значительной степени определяется космическими причинами (количеством энергии, получаемой земной поверхностью от Солнца). С климатом связано проявление самых общих законов географии почв. Он влияет на почвообразование как непосредственно, определяя энергетический уровень и гидротермический режим почв, так и косвенно, воздействуя на другие факторы почвообразования (растительность, жизнедеятельность организмов, почвообразующие породы и т. д.).

Непосредственное влияние климата на географию почв проявляется в разных типах гидротермических условий почвообразования. Тепловой и водный режимы почв оказывают влияние на характер и интенсивность всех физических, химических и биологических процессов, протекающих в почве. Ими регулируются процессы физического выветривания горных пород, интенсивность химических реакций, концентрация почвенного раствора, соотношение твёрдой и жидкой фазы, растворимость газов. Гидротермические условия влияют на интенсивность биохимической деятельности бактерий, скорость разложения органических остатков, жизнедеятельность организмов и другие факторы, поэтому в разных районах страны с неодинаковым тепловым режимом скорость выветривания и почвообразования, мощность почвенного профиля и продуктов выветривания существенно различны.

Климат определяет наиболее общие закономерности распространения почв — горизонтальную зональность и вертикальную поясность.

Климат является результатом взаимодействия климатообразующих процессов, протекающих в атмосфере и деятельном слое (океанах, криосфере, поверхности суши и биомассе) — так называемой климатической системе, все компоненты которой непрерывно взаимодействуют друг с другом, обмениваясь веществом и энергией. Климатообразующие процессы можно разделить на три комплекса: процессы теплооборота, влагооборота и атмосферной циркуляции.

Значение почв в природе

Почва как среда обитания живых организмов

Почва обладает плодородием — является наиболее благоприятным субстратом или средой обитания для подавляющего большинства живых существ — микроорганизмов, животных и растений. Показательно также, что по их биомассе почва (суша Земли) почти в 700 раз превосходит океан, хотя на долю суши приходится менее 1/3 земной поверхности.

Геохимические функции

Свойство различных почв по-разному аккумулировать разнообразные химические элементы и соединения, одни из которых необходимы для живых существ (биофильные элементы и микроэлементы, различные физиологически-активные вещества), а другие являются вредными или токсичными (тяжёлые металлы, галогены, токсины и пр.), проявляется на всех живущих на них растениях и животных, включая и человека. В агрономии, ветеринарии и медицине такая взаимосвязь известна в виде так называемых эндемических болезней, причины которых были раскрыты только после работ почвоведов.

Почва оказывает существенное влияние на состав и свойства поверхностных, подземных вод и всю гидросферу Земли. Фильтруясь через почвенные слои вода извлекает из них особый набор химических элементов, характерный для почв водосборных территорий. А поскольку основные хозяйственные показатели воды (её технологическая и гигиеническая ценность) определяются содержанием и соотношением этих элементов, то нарушение почвенного покрова проявляется также в изменении качества воды.

Регуляция состава атмосферы

Экономическое значение

Почву часто называют главным богатством любого государства в мире, поскольку на ней и в ней производится около 90 % продуктов питания человечества. Деградация почв сопровождается неурожаями и голодом, приводит к бедности государств, а гибель почв может вызвать гибель всего человечества. Также земля применялась в древности в качестве строительного материала.

История изучения

Описанию свойств почв и их классификации человек уделял внимание со времени возникновения земледелия. Тем не менее, появление почвоведения как науки произошло лишь в конце XIX века и связано с именем В. В. Докучаева. В. И. Вернадский также внёс вклад в почвоведение. Он называл почву биокосным образованием, то есть состоящим из живого и неживого вещества.

Источник