Большая Советская Энциклопедия (ПО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читать книгу онлайн бесплатно без TXT) 📗

  Состав и свойства почвы. П. состоит из твёрдой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных П., но и в различных горизонтах одной и той же П. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов П. к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних горизонтов к верхним. В твёрдой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместе с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, — более тонкие. Рыхлость сложения П. обусловливается полидисперсностью состава её твёрдой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы , измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см ). Основную массу П. составляет обычно мелкозём — частицы менее 1 мм. Гранулометрический состав П. определяется относительным содержанием в ней частиц различной величины, объединяемых в группы — гранулометрические фракции. В СССР принята следующая классификация почвенных частиц по размерам:

В зависимости от соотношения физической глины (частиц мельче 0,01 мм ) и физического песка (крупнее 0,01 мм ) П. по гранулометрическому составу разделяют на группы (разновидности): песок рыхлый и связный, супесь, суглинок лёгкий и средний, глина лёгкая, средняя и тяжёлая. Более подробное деление проводят по преобладанию среди частиц гравия, песка, крупной пыли, пыли и ила. В СССР чаще применяют классификацию П. по гранулометрическому составу, предложенную Н. А. Качинским.

  Твёрдые частицы в естественном залегании заполняют не весь объём почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры — промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. Суммарный объём пор называется пористостью П. Для большинства минеральных П. эта величина варьирует в пределах от 40 до 60%. В органогенных (торфяных) П. она возрастает до 90%, в заболоченных, оглеенных, минеральных — уменьшается до 27%. От пористости зависят водные свойства П. (водопроницаемость, водоподъёмная способность, влагоёмкость) и плотность П. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывно меняется вследствие поступления в П. атмосферу осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также расхода влаги — почвенного стока, испарения, десукции (отсасывание корнями растений) и др. Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и водный режимы почвы. Чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен (особенно О₂ и СО₂ ) между П. и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее — процессы восстановления. В порах также обитают почвенные микроорганизмы. Плотность П. (или объёмная масса) в ненарушенном сложении определяется пористостью и средней плотностью твёрдой фазы. Плотность минеральных П. от 1 до 1, 6 г/см³ , реже 1,8 г/см³ , заболоченных оглеенных — до 2 г/см³ , торфяных — 0,1—0,2 г/см₂ .

  С дисперсностью сопряжена большая суммарная поверхность твёрдых частиц: 3—5 м² /г у песчаных П., 30—150 м² /г у супесчаных и суглинистых, до 300—400 м² /г у глинистых. Благодаря этому почвенные частицы, особенно коллоидная и илистая фракции, обладают поверхностной энергией, которая проявляется в поглотительной способности почвы (см. также Почвенный поглощающий комплекс ) и буферности почвы .

  Минералогический состав твёрдой части П. во многом определяет её плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные П. почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, К, N, Mg, Ca, Р, S; значительно меньше содержится микроэлементов : Cu, Mo, I, В, F, Pb и др. (см. также Биогеохимические провинции ). Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих П., преимущественно в П. недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество CaCO₃ (особенно если П. образовались на карбонатной породе), в П. засушливых областей — CaSO₄ и др. более легко растворимые соли; П, влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Однако реализация этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста П., особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются П. более богатые Al, Fe, щёлочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава — Si. Во влажных тропиках на молодых корах выветривания П. значительно беднее окислами железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с П. умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твёрдой части П. незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, натрия, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.

  В состав твёрдой части П. входит органическое вещество, основная (80—90%) часть которого представлена сложным комплексом из гумусовых веществ, или гумуса . Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.п. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в П. содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая т. о. структура П. во многом определяет её физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо-минеральные соединения представлены солями, глинисто-гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в П.

  Жидкая часть, т. е. почвенный раствор , — активный компонент П., осуществляющий перенос веществ внутри неё, вынос из П. и снабжение растений водой и растворёнными элементами питания. Обычно содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.

  Газообразная часть, или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N₂ , O₂ , CO₂ , летучие органические соединения и пр., не постоянны и определяются характером множества протекающих в П. химических, биохимических, биологических процессов. Например, количество CO₂ в почвенном воздухе существенно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии CO₂ из П. в атмосферу и O₂ в противоположном направлении.

  Живая часть П. состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представителей многих групп беспозвоночных животных — простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок, роющих позвоночных и др. (см. Почвенная фауна ). Активная роль живых организмов в формировании П. определяет принадлежность её к биокосным природным телам — важнейшим компонентам биосферы.