Содержание
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН
Смоленцев Б.А.
Понятие о почве
Знания о почвах накапливались веками. Человек всегда, от самого зарождения цивилизации, поклонялся земле, а вернее почве, потому что она была и остается основным средством в обеспечении человечества продовольствием, создании его условий жизни. Люди давно научились различать почву кислую, вязкую, глинистую, холодную, каменистую, засоренную и т.д. По своему опыту они знали, что хорошая почва, как и еда, не должна быть ни слишком жирной, тяжёлой и холодной, ни сырой: она должна быть как хлеб, как пряник, как сдобная булка, как поднявшееся тесто; должна рассыпаться, но не крошиться; должна хрустеть под заступом, но не чавкать; при переворачивании не должна превращаться в скамьи, головы, пласты, клецки, а должна, облегченно вздыхая, распадаться в комки и крупную пыль. Вот это и есть почва съедобная и вкусная, культурная, дышащая, мягкая, словом, хорошая почва, как бывают хорошие люди.
Так писал о почве известный чешский писатель Карел Чапек. Свыше 90% потребляемых человеком продуктов дает земля – почва. Почвенный покров служит пространственным базисом поселения человека, размещения его жилища, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, шахт, рудников, сооружения дорог, каналов и т.д. Почва также является средой существования растений, животных и микроорганизмов. В 1 грамме луговой почвы живет и “трудится” около миллиарда клеток микроорганизмов, сотни тысяч мельчайших беспозвоночных – простейшие, ногохвостки, клещи и другие, а также более крупные беспозвоночные – дождевые черви, пауки, мокрицы и другие. Общая биомасса всех живых организмов в почве (суше Земли) почти в 700 раз превосходит океан, хотя на долю суши приходится менее 1/3 земной поверхности. Но в то же время по весу почва на 90% и более состоит из минеральной массы, воды, гумуса и других неживых образований. В почве содержится большое количество минералов, известных как глинистые или вторичные минералы, – каолинита, монтмориллонита, галлуазита, серпентина и ряда других.
Эти минералы обладают высокими сорбционными свойствами, способностью к набуханию и удержанию воды, позволяющими почве удерживать практически все поступающие в неё химические элементы и соединения. Важнейшей особенностью почв является наличие в них специфических органических соединений – гумусовых веществ – продуктов переработки растительных и животных организмов.
В почве распределяются и преобразуются энергия и вещества, необходимые для жизни человека. Почва является главным регулятором состава атмосферы Земли. Обусловлено это деятельностью почвенных микроорганизмов, в огромных масштабах продуцирующих разнообразные газы – азот и его окислы, кислород, диоксид и оксид углерода, метан и другие углеводороды, сероводород, ряд прочих летучих соединений.
Таким образом, почва, будучи предметом многосторонних интересов человека, является незаменимым видом природных ресурсов, обеспечивая настоящее и будущее человечества. Разрушение почв сопровождается неурожаями и голодом, приводит к бедности государств, а гибель почв может вызвать гибель всего человечества.
Возникает естественный вопрос — так что же такое почва? Это живая или неживая материя? И то и другое, и в подтверждение тому служат приведенные выше примеры.
Почва – это особое естественноисторическое тело Природы, является биокостным телом, т.е. состоит из живых и неживых материалов.
На протяжении многих веков человечество, занимаясь земледелием, вплоть до конца XIX столетия не задумывалось над понятием, а “что же такое почва”. В середине XIX века многие ученые обратили внимание на почву, как на материальное тело. Поэтому они стали изучать её состав и отдельные её свойства. Более всего их интересовал вопрос, что же собою представляет “почва” для растений: или это их “опора” (место размещения корней), или это “источник их пищи”.
Поскольку изучением почв в то время занимались исключительно геологи и агрономы, то преобладающей точкой зрения первых был взгляд на почву, как на горную породу, и почву подразделяли на песок, глину, суглинок и т.п. Геологи считали почву верхним геологическим слоем.
Агрономы же за почву принимали верхний слой земли в 30-40 сантиметров и глубже “не заглядывали”. Многие исследователи изучали почву на таких уровнях, и вот в 1883 году профессор Санкт-Петербургского университета Василий Васильевич Докучаев, также геолог по образованию, пришел к выводу, что почва – это вовсе не горная порода. Ему удалось в простом нагромождении имеющихся фактов увидеть систему. В верхних слоях Земли, таких разнообразных по внешнему виду, он обнаружил признаки естественно-исторического тела, обладающего своими особыми свойствами, историей, законами развития. Он сформулировал понятие, что почва – это “самостоятельное, естественно-историческое тело” на планете Земля, такое же самостоятельное природное материальное тело как растительный мир, как животный мир, как минералы, как природные воды, как атмосфера. Но в отличие от них, она обладает удивительным свойством – плодородием. Тем самым, почва, обладающая плодородием, одновременно является для растений и опорой, и источником их питания.
Докучаев первым установил, что в сходных природных условиях образуются сходные почвы, а в разных – разные.В.В. Докучаев показал, что почва действительно произошла из горной породы, но она настолько сильно изменилась, что её уже нельзя считать горной породой. Это не только совершенно измененная горная порода, но и порода, приобретшая собственно новый облик, новые свойства, новый состав. Василий Васильевич Докучаев не только установил, что почва является самостоятельным природным телом, но и создал новую науку, изучающую это тело. Эта наука получила название “Почвоведение”, или “Pedology (Pedologya)”. Датой рождения современного генетического почвоведения считается 7 декабря 1883 года, день, когда в Санкт-Петербургском университете состоялась защита докторской диссертации В.В. Докучаевым “Русский чернозем”. С недавних пор этот день календаря по решению ЮНЕСКО считается Всемирным днем почвы.
Что изучают почвоведы?
Сегодня почвоведение занимает важное место в системе наук о биосфере, ведь почва – необходимое условие существования жизни на Земле и вместе с тем её следствие.
Трудами великого русского естествоиспытателя В.В. Докучаева, а также его современников, в первую очередь, П.А. Костычева и Н.М. Сибирцева было показано, что почва – это ещё одна оболочка земной поверхности, отдельная от атмосферы, гидросферы и литосферы.
Первое научное определение почвы тоже принадлежит В.В. Докучаеву: “Почва – это те дневные или близкие к ним горизонты горных пород (всё равно каких), которые были более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов – живых и мертвых, что и сказывается известным образом на составе, структуре и цвете таких образований”. В этой формулировке Докучаев сделал акцент на факторах – почвообразователях, тем самым утверждая её самостоятельность как природного образования. П.А. Костычев в определении почвы главное внимание уделил роли организмов: “Мы, прежде всего, выделяем верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса корней, и называем этот слой почвой”. Ёмкое, поэтичное определение почвы принадлежит В.
И. Вернадскому: “Почва – благородная ржавчина Земли”. В четырех словах определения ученому удалось сказать очень многое. Назвав почву “ржавчиной Земли”, ученый указал путь её образования из литосферы под влиянием геофизических оболочек планеты: атмосферы, биосферы и гидросферы. При этом продукт переработки первозданных горных пород (“ржавчина” – почва) обладает благородством, то есть способностью рождать благо, производить урожай растений. Особое значение такому качеству почвы, как плодородие, придавал и другой крупный ученый-почвовед – академик В.Р. Вильямс. Он писал: “Когда мы говорим о почве, мы разумеем рыхлый поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений”.
С тех пор прошло много лет, но до сих пор не существует единого общепринятого представления о понятии, которое обозначается термином “почва”. Определений данного понятия существует столь много, что оно вполне претендует на место в “Книге рекордов Гиннеса”. Большинство этих определений очень громоздкие и сложны для восприятия.
В современном почвоведении принято следующее определение почвы: почва – это обладающая плодородием сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система, расположенная в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени. Как видите, звучит сложновато для неподготовленного, особенно детского понимания. То же самое, но более проще и доступнее будет: почва – это самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла, атмосферных осадков (т.е. климата), рельефа местности и фактора времени.
В последнее время к этим пяти факторам, названных В.В. Докучаевым факторами почвообразования, добавляют действие вод (почвенных и грунтовых) и деятельность человека. Формирование почв происходит под влиянием совместного действия всех факторов почвообразования, каждый из которых в отдельности одинаково важен.
Почвенный покров земли. Зеркало ландшафта
Почвенный покров земли
«Почвоведение изучает почвы как естественные тела,
совокупность которых образует особый мир — педосферу,
т. е. поверхностную часть земной коры».
Л. И. Прасолов
С высоты птичьего полета поверхность Земли выглядит как бы одетой в плащ, сшитый из разных лоскутов. Посевы зерновых и других культур, естественные угодья, реки, водоемы, горы, ледники, города и поселки чередуются на поверхности суши. Горные массивы разрывают этот плащ, а водоемы и реки сверху кажутся налитыми на него. И всюду, где есть растения, под ними залегают почвы. Почвенный покров как бы одевает Землю.
Если смотреть на Землю из космоса, то можно увидеть: почвенный покров начинается на севере чуть южнее вечных льдов Арктики и кончается у островов, примыкающих к северным границам Антарктиды. Сверху хорошо видно, как тундра к югу сменяется лесотундрой, а лесотундра — тайгой.
На смену тайге приходят лиственные леса, а за ними следуют степи. Южнее степей распространены пустыни, во влажных субтропиках их замещают субтропические леса. Каждой из этих зон свойствен свой почвенный покров со всеми его разновидностями: в тундре — болотные и полигональные почвы, в тайге — подзолистые, подбуры, таежно-мерзлотные, южнее — дерново-подзолистые, бурые лесные, серые лесные, им на смену приходят черноземы, каштановые почвы, в тропиках — красноцветные ферраллитные почвы, латериты. Ниже мы вернемся к описаниям этих почв. Сейчас же важно отметить, что даже из космоса можно установить, что почвенный покров земного шара закономерно изменяется от полюсов к экватору, от берега моря в глубь материка, от положения на склоне гор (южный или северный, западный или восточный склоны).
Известно, что суша занимает сто сорок девять миллионов квадратных километров, которые омываются Мировым океаном площадью триста шестьдесят один миллион квадратных километров. Берег моря — это естественная граница сухопутных почв.
И на берегу одно биокосное тело — почва как бы замещается другим — морским.
В современном почвоведении имеется понятие субаквальной, или подводной, почвы. Действительно, около берегов ручьев, озер, рек, прудов и т. п. — там, где течение замедленно, со дна тянутся к водной поверхности растения. Это лотос и камыш, рогоз, тростник, кувшинки и др. В таких местах обычно дно илистое, обогащенное растительными остатками, то есть «гумусированное». Можно ли считать эти донные образования почвой? Что их роднит с почвой? Конечно, гумусированность и плодородие, то есть способность давать урожай растений.
Донные образования — динамичные тела, у них есть определенная цикличность жизни. Их строение и свойства (плотность, содержание таких элементов, как калий, фосфор, азот) могут меняться в течение года. Им присуща слоистость всей толщи, то есть, как и наземные почвы, их можно разделить на горизонты. Отличие донных отложений от наземной почвы в том, что они могут быть не очень связаны с геологической породой, выстилающей ложе водоема.
Материал, составляющий отложения, в основном отлагается сверху, приносится водой.
Часть субаквальных почв по своему месту в биогеоценозах резко отличается от наземных. Если сухопутные почвы играют роль регулятора в жизни биогеоценоза и являются наиболее консервативным его элементом, то субаквальные почвы могут ускорять зарастание водоема и приводить к смене, например, озера болотом. Превращение озера в болото, а болота — в заросший лесом торфяник — частый природный процесс, в котором субаквальная почва как бы осуществляет положительную обратную связь: усиливает воздействие факторов, приводящих к исчезновению исходного биогеоценоза. Это свойство субаквальных почв следует иметь в виду при проектировании искусственных водохранилищ. Накопившийся опыт показывает, что сухопутные почвы, залитые водой при строительстве водохранилищ, могут сохранять свое высокое плодородие и способствовать зарастанию водоема.
Имеется целая группа почв — наземных, сухопутных, образование которых похоже на образование донных отложений.
Это пойменные почвы. Они тоже нарастают сверху, когда река, разливаясь, откладывает в пойме взвешенные в воде песок и ил. Часть своей жизни пойменные почвы проводят под водой, и их можно считать переходными от сухопутных к субаквальным почвам.
Есть еще одна группа уже искусственных почв, находящихся длительное время в орошаемом земледелии, образование которых также связано с водой. Часть этих почв — староорошаемые, оазисные — напоминает своим образованием пойменные почвы. Они сформировались в результате выпадения ирригационных наносов, частиц глины, принесенной с поливной водой. Другая группа искусственных почв — почвы рисовников. Все лето они залиты водой. Часто в этой воде даже разводят рыбу, что совсем сближает эти обрабатываемые участки с водоемами. На дне рисовников образуются специфические рисовые почвы.
В морях и океанах донные отложения достигают большой мощности. Известно, что в океане выделяют приливные зоны, континентальный шельф, материковый склон и абиссальную (глубоководную) впадину.
Водоросли в приливной зоне морей и океанов хорошо развиты. Они могут образовывать сплошные заросли, но, конечно, не на пляжных отмелях, где они уничтожаются прибоем и многочисленными купальщиками.
В глубоководных частях океана хлорофилльных растений нет, но животные и микроорганизмы там есть, в том числе и те, которые живут на дне. На дно непрерывным дождем сыплются органические остатки, и донные отложения очень богаты органическим веществом. Отличие донных отложений абиссали от наземных почв в том, что они лишены непосредственного контакта с солнечным светом, имеют постоянную высокую влажность и образуются в основном под воздействием животных и микроорганизмов, без активного участия растений. Конечно, отмерший фитопланктон (растительные организмы) тоже падает на дно, но его роль в этом случае пассивная, не такая, как у наземных растений.
В глубоководной части морей и океанов мы имеем почву чисто «животного» происхождения. Здесь живут только животные, и дно океана в значительной степени переработано ими.
По определению В. И. Вернадского, дно океана, как и сам океан, тоже компонент биосферы. В толще дна идут типичные почвообразовательные процессы: образование горизонтов, гумусонакопление, образование марганцовисто-железистых ортштейнов-конкреций. Очевидно, дно океана, как и дно озер, рек и других водоемов, — один из видов образований на границе земной коры (литосферы) и гидросферы.
Всего можно выделить четыре группы пограничных образований. Первая группа — безжизненные геологические породы. Это горы, скальные обнажения, вулканические пеплы, пески, каменистые осыпи и т. п. Они образуются на территориях, лишенных живых организмов. С такими образованиями — реголитами встретились космонавты на Луне.
Вторая группа — почвы. К третьей группе следует отнести поверхность литосферы на мелководных участках рек, озер, морей. Здесь растут морские и пресноводные водоросли, частично укоренившиеся в дне водоема. Но роль животных в накоплении донного материала здесь уже сравнима с растениями.
Переходными между второй и третьей группой можно считать пойменные почвы.
И наконец, поверхностные образования литосферы, скрытые от нас мощным покровом гидросферы, на которой развиваются субаквальные почвы животного происхождения. Изучение их пока еще только началось.
Итак, если включить субаквальные почвы в общую систему почв, то почвенный покров планеты превращается в глобальное образование (подсчитано, что его площадь около четырехсот миллионов квадратных километров) . Почвенный плащ одевает материки, выстилает дно океанов. Но, как уже говорилось выше, на этом сплошном плаще выделяются почвенно-климатические зоны, в которых в свою очередь можно выделить отдельные разновидности почв, свойственные данной почве.
Зона связана со способностью почв отражать воздействие окружающих условий. Эти условия длительное время не изменяются, однако в почве накапливаются следы их воздействия. Окружающий мир молод, почва же несет на себе следы всех прожитых ландшафтом эпох. Разные условия приводят к образованию разных почв.
С действием факторов почвообразования на почву связана также сенсорность (чувствительность) почв (и горных пород, из которых данная почва образовалась). Сенсорность показывает, как быстро и как значительно изменяется почва под воздействием природных условий. Например, чернозем на огородном участке, хорошо ухоженный, удобренный, почти не отличается от естественного чернозема. В то же время дерново-подзолистая почва зоны смешанных лесов с белесым, обедненным питательными элементами подзолистым слоем на глубине десяти — двадцати сантиметров очень сильно изменяется при ведении на ней огородного хозяйства. В течение ста лет эта почва до пятидесяти — шестидесяти сантиметров прокрашивается гумусом, белесый горизонт исчезает, она обогащается питательными веществами и становится похожей на чернозем. Очевидно, что в этом случае сенсорность почв подзолистого ряда выше, чем у чернозема.
Влияет на изменчивость почв и их буферная способность, о которой уже говорилось ранее. В зависимости от способности противостоять изменениям среды почвы могут отличаться одна от другой даже в мало различающихся условиях.
Отзывчивость почв на окружающие условия приводит к формированию очень сложного почвенного покрова в пределах нашей планеты. В тундре формируются тундровые торфяно-глеевые почвы, верхний горизонт которых представлен моховым торфом, а под ним залегает вязкий синеватый глеевый горизонт. Синеватость связана с тем, что при избыточном увлажнении почв и недостатке кислорода образуется минерал голубоватого цвета (вивианит). Встречаются в тундре луговые почвы — под злаками и другими цветковыми растениями. Эти почвы прокрашены гумусом, но в нижней части профиля тоже оглеены.
В лесотундре и северной тайге тундровые почвы сменяются подбурами. Верхний горизонт этих почв представлен подстилкой, сверху плохо разложившейся, книзу превратившейся в вязкую массу органических коллоидов. В подстилке много минеральных зерен, отмытых от железа, гумуса. Под подстилкой идет бурый горизонт, в который вмываются гумус и частично железо.
Подзолистые почвы северной тайги характеризуются тем, что под подстилкой сразу залегает осветленный подзолистый (под цвет золы) горизонт.
Снизу он граничит с иллювиальным горизонтом, в который вмываются железо, гумус, илистые частицы.
Дерново-подзолистые почвы встречаются в южной тайге, они очень похожи на подзолистые, но сразу под подстилкой у них образуется гумусовый горизонт мощностью более пяти сантиметров.
Южнее, в зоне широколиственных лесов, дерново-подзолистые почвы сменяются серыми лесными, которые отличаются большей мощностью гумусового горизонта: от пятнадцати до сорока сантиметров, специфической ореховатой структурой и постепенным исчезновением при движении с севера на юг подзолистого горизонта.
Серые лесные почвы сменяются черноземами, южнее черноземов идут каштановые почвы. Для последних характерны более бурая окраска гумусового горизонта, каштановый цвет горизонта, залегающего под гумусовым, кристаллы гипса на глубине ста сантиметров и глубже.
Если наблюдать смену почв далее на юг, скажем, по меридиану Москвы, то на кавказском побережье сначала будут бурые лесные почвы, богатые гумусом и окрашенные в яркие бурые тона.
Еще южнее мы встретимся о субтропическими желтоземами и красноземами: почвами, богатыми железом и алюминием, глинистыми, очень плодородными. В долинах Армении и южнее распространены субтропические сухие почвы — серо-коричневые, коричневые, иногда встречаются серо-бурые.
В Тропической Африке основные почвы — ферраллитные, богатые железом и алюминием. При вырубке леса эти почвы могут очень быстро одеться железисто-марганцовистым панцирем и превратиться в латериты.
В южном полушарии идет обратная смена почв, но здесь нет таких равнин, как на материке Евразии, и смена почв выражена менее четко.
Приведенная схема дает лишь общее представление о чередовании почв. В действительности существует множество других почв, связанных с мерзлотой, с особенностями материнских пород, водного режима, влияния муссонов, вулканизма. Но и нарисованная картина показывает сложность строения почвенного покрова мира.
Перечисленные выше почвы значительно различаются между собой, однако между ними нет резкой границы.
Естественно, что проводимые на карте границы в некоторой степени условны, обобщены, так как в натуре это территории почвенного покрова с промежуточными почвами, ширина которых может достигать нескольких километров. И все же однородные по почвам участки можно выделить на поверхности Земли. Пусть границы их расплывчаты, но различия между почвами разных участков реальны.
Нахождение границ между почвами — очень сложная проблема. Поверхность земли одновременно является и поверхностью верхнего горизонта почвы. Но иногда трудно провести границу между лесной подстилкой или же слоем торфа и почвой. Бывают случаи, что подстилка так перегнивает, так перемешивается с почвой, что образуется слой, промежуточный по свойствам между минеральными горизонтами почвы и подстилкой. Еще более трудно провести границу между почвой и материнской породой, не затронутой почвообразованием. Обычно считают, что нижняя граница почвы проходит на глубине двух метров и до этой глубины копают почвенные разрезы. Здесь уже не заметны следы почвообразования.
Но исследования показывают, что почвообразование прослеживается и на глубине четырех метров и глубже. Постепенность перехода биокосных тел друг в друга, расплывчатость их границ — характерное их свойство, связанное с двойственностью их происхождения.
Сложное строение почвенного покрова суши заставляет внимательно изучать закономерности распространения и чередования почв. Можно выделить контуры, состоящие из одной почвы, можно выделить почвенную комбинацию, в которую входит несколько почв: это зависит от характера их строения, структуры, композиции почвенного покрова. И оценка почвы как природного тела требует хотя бы краткого рассмотрения уровней ее организации.
Очевидно, что любое природное тело, в том числе и почва, состоит из молекул разных веществ, обладающих определенными комплексами свойств. Из таких молекул состоят кристаллы разных минералов, гумусовые вещества, простые соли: сода, гипс, карбонаты. Это молекулярный уровень организации почвы. Молекулы разных веществ образуют первичные почвенные частицы, которые являются элементами почвы, определяющими принадлежность почв к глинам, суглинкам или пескам.
В зависимости от распределения этих первичных частиц по размеру и преобладания частиц этого или иного размера почвы подразделяются по гранулометрическому, или, как говорят часто почвоведы, по механическому, составу. Если в почве первичных частиц, диаметр которых меньше одной сотой доли миллиметра, содержится до двадцати процентов, то почвы относят к пескам и супесям, двадцать — сорок процентов — к суглинкам, больше сорока процентов — к глинам. Это, конечно, грубая схема, но она отражает роль организации почвы на уровне первичных частиц при определении ее свойств. Отдельные молекулы не обладают такими свойствами, как пластичность, влагоемкость, только их совокупность приводит к появлению этих свойств.
Другим уровнем организации следует признать агрегатный состав почв. Первичные частицы образуют агрегаты разной формы и разного порядка: непосредственное объединение частиц, объединение агрегатов низшего порядка в более высокие — второго, третьего, четвертого и т. п. порядков. Агрегаты управляют такими свойствами почв, как содержание капиллярной воды, спелость при обработке почв, липкость к почвообрабатывающим орудиям и т.
д.
Следующий уровень организации — морфонный.
Морфоны — это однородные по своим свойствам участки почвенной массы. Например, трещины в почве, ржавые, белесые или гумусированные пятна, участки, перерытые животными. Морфоны объединяются в горизонты — это уже более высокий уровень организации почв. Часть встречающихся в почвах горизонтов описывалась и упоминалась в предыдущих главах. Горизонты определяют особенности и глубину распространения корней в почве, движение в ней воды.
Вертикальная совокупность почвенных горизонтов создает почвенный профиль — следующий уровень организации почвы. Почвенные профили, составленные из соответствующих горизонтов, служат основой, эталонами классификации почв. Именно почвенные профили описываются почвоведами при натурных исследованиях.
В пространстве однотипные профили могут чередоваться друг с другом, но можно наблюдать смену профилей одного типа другими, относящимися к иным типам. При этом в соседнем профиле могут исчезать определенные морфоны и даже горизонты.
Поэтому целесообразно выделить еще один уровень организации почвы — объем, объединяющий определенную совокупность профилей. Если объем почвы состоит из одинаковых профилей — это педон, или почвенный индивид, относящийся к одной классификационной категории почв. Если же объем состоит из разных профилей, закономерно сменяющих друг друга, то такой объем почвы называют тессерой. Совокупность педонов и тессер формирует элементарный почвенный ареал — единицу картографического выдела почвенного покрова. Совокупность почвенных ареалов составляет уже непосредственно почвенный покров — высшую форму организации почв.
И лесовода и земледельца в первую очередь интересуют закономерности строения почвенного покрова той территории, на которой они ведут хозяйство. Составление почвенных карт — основа познания территории. Поэтому далеко не безразлично, где и как проходят границы между элементарными почвенными ареалами.
Выявленные работами многих почвоведов закономерности строения почвенного покрова позволили оценить одно фундаментальное свойство биокосных тел, в том числе и почвы: для них характерно сочетание непрерывности и дискретности, то есть прерывистости.
Непрерывность почвенного покрова проявляется в смене самых разных почв в пространстве, постепенном переходе одних почв в другие и формировании единого почвенного покрова планеты. Дискретность выражается в том, что в пределах единого почвенного покрова мы всегда можем выделить объемы почв, резко различающиеся по самым разнообразным свойствам.
Разные почвы — это реальность, с которой должен считаться человек, а единство почвенного покрова заставляет нас помнить, что повреждение его в одном месте может сказаться и на соседнем.
Три климатических пояса Земли
Три климатических пояса Земли
Три больших климатических пояса Земли – жаркий, умеренный и холодный – можно назвать попросту поясами однообразных, меняющихся и крайних физических условий. Прежде всего они находятся в зависимости от наклона Земли относительно плоскости
I.
Начало Земли во Вселенной
I. Начало Земли во Вселенной
Было некогда время, когда все необъятное мировое пространство, в котором движутся теперь мириады звезд и наше солнце, с вращающеюся около него, в числе других планет, землею, не заключало в себе еще ни одного подобного тела.Во всем пространстве,
ДРЕВНЕЙШИЕ ОБИТАТЕЛИ ЗЕМЛИ
ДРЕВНЕЙШИЕ ОБИТАТЕЛИ ЗЕМЛИ
…Низшие организмы являются наиболее распространенными как в пространстве, так и во времени…А. П.
ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ
ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ
Земля родилась 4 миллиарда 500 миллионов лет назад. Определить ее возраст помогли две великие победы нашего века: открытие атомной энергии и полеты в космос.В прошлом веке английский физик Томсон попробовал решить простую задачу. Если масса Земли известна и
Микробы и история Земли
Микробы и история Земли
«День рождения» нашей планеты отделен от нас несколькими миллиардами лет.
Вначале Земля была лишена жизни, и лишь много позднее ее стали заселять живые существа, а затем появился и человек. И этот любознательный человек, перелистывая древние
Первые обитатели Земли
Первые обитатели Земли
Если нанести на воображаемый циферблат важнейшие события в истории Земли, взяв за точку отсчета момент ее возникновения и приравняв один час деления шкалы примерно к 200 миллионам лет, то окажется, что первые живые организмы — прокариоты-автотрофы,
Возраст земли
Возраст земли
О жизни древних народов мы узнаем из сохранившихся до нашего времени старинных рукописей, летописей, рисунков.Две с половиной тысячи лет прошло с тех пор, как пало под ударами мидян могучее ассирийское царство, находившееся между реками Тигром и
Великая летопись земли
Великая летопись земли
Словно листы древней книги, написанной самой природой, лежат на поверхности земли слои песчаников, глин, известняков и других осадочных пород.
То расположенные горизонтально на равнинах, то разорванные и смятые в гигантские складки горных хребтов
ПЕРВОЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ ОТ ЗЕМЛИ
ПЕРВОЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ ОТ ЗЕМЛИ
Когда путешественник проходит по плодоносным равнинам, где тихие воды в своем постоянном течении питают богатую растительность, где покой земли с многочисленным населением, с цветущими селениями, богатыми городами, величественными зданиями,
Глава 9 Соль земли
Глава 9
Соль земли
Пока мы рассмотрели два способа контакта крови с внешним миром, естественно, сквозь мембраны: в легких и почках. Легкие служат входом и выходом для газов: в кровь поступает кислород, а выходят углекислый газ и пары воды. Почки служат выходом только для
6.2. ШЕРСТНЫЙ ПОКРОВ
6.
2. ШЕРСТНЫЙ ПОКРОВ
Нет ни одной породы собак, шерстный покров которых не был бы детально регламентирован стандартом. Регламентируются длина, густота, структура, окрас шерсти. Кроме общей характеристики шерстного покрова, в стандарте четко оговаривается характер
Шесть оболочек Земли
Шесть оболочек Земли
Земля имеет 6 оболочек: атмосферу, гидросферу, биосферу, литосферу, пиросферу и центросферу.Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли. Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя — на высоте 1000 км. В атмосфере различают
Возраст Земли
Возраст Земли
Предположив, что первичный океан был пресноводным, ученые установили, сколько лет прошло, пока реки принесли в него то количество солей, которое содержится теперь в океане. Получилось около 500 000 лет. По скорости современного осадкообразования ученые
Духи неба и земли
Духи неба и земли
Чтобы быть, чтобы жить
Чтобы с духами земли говорить
Любить, отдавать себя земле, небу
Лететь, ветром согретым
Племена гуарани, что-то знали
А мы все забыли и растеряли
Глоток мате, я, что то вспоминаю
Закрываю глаза, и улетаю
Улетаю, чтобы жить
Верить, и
Единство вод Земли
Единство вод Земли
Благодаря процессам круговорота воды гидросферы находятся в постоянной взаимосвязи по следующей схеме: океан — атмосфера — суша — океан.
Основную роль в механизме круговорота воды играет тепловая энергия и сила тяжести. Под влиянием тепла вода
Понимание слоев почвы — Системы восстановления фундамента
Земля имеет различные слои почвы, которые поддерживают жизнь и различные виды человеческой деятельности, включая строительство.
Из урока географии вы уже знаете, что Земля состоит из различных слоев отложений; это не просто одна большая масса камня или почвы. Эти слои формировались на протяжении сотен и тысяч лет благодаря ветру, воде, льду, разложению растений и животных, а в последнее время и деятельности человека. Эти слои содержат разнообразный материал, как органический, так и неорганический.
Некоторые слои почвы подходят для строительства, в то время как другие вызывают такие проблемы, как осадка фундамента. Вам нужно знать, с какими слоями почвы вы имеете дело при строительстве сооружения. Здесь мы углубимся в различные типы почвенных слоев и покажем вам, как они образовались.
Что такое слой почвы?
Почва разделена на разные слои, которые сверху вниз образуют ландшафт. Земля состоит из множества ландшафтов, некоторые из них плодородны и состоят из богатых питательными веществами почв, в то время как другие обнажают нижележащие породы, состоящие из реголита и коренных пород. Каждый слой почвы отличается по возрасту, текстуре, составу и другим характеристикам. Слои стабилизируются и со временем укрепляются.
Различные типы слоев почвы
Давайте рассмотрим пять типов слоев почвы и то, что за ними стоит.
Насыпной грунт
Всякий раз, когда строители обнаруживают, что нижележащий грунт нестабилен или слаб, они приносят другие устойчивые грунты и засыпают ими территорию вокруг фундамента. Такой грунт известен как насыпной грунт и состоит из песка, глины и камней. Помимо поддержки фундамента, насыпной грунт используется в строительных проектах и ландшафтном дизайне. Эта почва может помочь выровнять землю, на которой построен фундамент, и улучшить дренаж почвы.
Ледниковые отложения
Отступающие ледники часто перемещают по поверхности земли различные материалы, такие как глинистые отложения, гравий и обломки горных пород. Все эти материалы могут накапливаться и образовывать слой почвы, полезный для строительства. Некоторые из них окажутся в водоемах, таких как озера.
Эрозионная почва
Название этой почвы дает нам ключ к разгадке ее состава. Лед, быстро движущаяся вода и ветер могут сместить рыхлый верхний слой почвы и отложить его в другом месте. Со временем эрозия может привести к деградации почвы, что приводит к потере организмов и жизненно важных минералов, которые помогают сохранять почву плотной.
Кроме того, эрозия также может ослабить фундамент вашего дома, что может привести к повреждению конструкции и ее обрушению. Оставшаяся почва недостаточно прочна для строительства или подходит для сельского хозяйства. Чтобы остановить эрозию почвы, вы можете посадить траву на лужайке или во дворе и стабилизировать склон вокруг дома.
Ветровые отложения
Когда ветер проносится по ландшафту, он истирает поверхность почвы и уносит с собой частицы ила или глины. Эти частицы почвы со временем накапливаются и образуют лёсс. Ветровые отложения обычно плодородны и пригодны для выращивания сельскохозяйственных культур.
Коренная порода
Под рыхлыми поверхностными материалами лежит твердый неповрежденный слой, известный как коренная порода или R-горизонт. Этот слой состоит из невыветрелых пород, которые были сцементированы и уплотнены под весом слоев над ним. Скалы в этом слое несколько серые и могут лежать на глубине до сотен футов ниже верхнего слоя почвы. В этом слое встречаются базальт, известняк, гранит.
Коренная порода является наиболее устойчивым из всех слоев почвы и устойчива к атмосферным воздействиям. В районах, где подстилающий грунт является экспансивным, подрядчики по фундаменту обычно забивают в коренную породу растворы для крепления или пробивки свай, чтобы стабилизировать фундамент.
Фундамент построен на рыхлом или неустойчивом грунте? Его необходимо стабилизировать, прежде чем он прогнется под тяжестью вашего дома. Свяжитесь с Foundation Recovery Systems сегодня, чтобы получить бесплатную оценку стоимости осмотра и ремонта, а также узнать, как мы можем укрепить или стабилизировать ваш фундамент.
график бесплатного осмотра
Холли Ричардс-Пурпура
Наши зоны обслуживания
Почва: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)
- Дом
- Факты
- Ссылки
- Игры
- Учителя
- Книги
- Глоссарий
- Видео
См. 10 самых популярных вопросов
См. 10 самых популярных вопросов
Почва, на первый взгляд, не может быть вашей любимой темой. Но, может быть, так и должно быть. Почва является важнейшим природным ресурсом, который во многих отношениях обеспечивает нашу окружающую среду. Почва представляет собой полноценную собственную экосистему.
Почва является пищей для одних существ и домом для многих других. Почва помогает очищать нашу воду, перерабатывает питательные вещества, обеспечивает место для роста растений и поставляет газы в нашу атмосферу. Почва влияет на нашу погоду и обеспечивает материалы для человеческой промышленности и строительства. Итак, что такое почва ‐ в яблочко? Давайте покопаемся и узнаем…
Что такое почва?
Служба охраны природных ресурсов/USDA
Почва находится на внешнем слое земли. Он формируется на поверхности земли и может рассматриваться как «живая кожа земли». Почва представляет собой сложную комбинацию минералов, обломков горных пород, воздуха, воды и органических веществ — как живых, так и разлагающихся остатков когда-то живых растений, животных и микроорганизмов. Рецепт почвы варьируется в зависимости от типа скального материала, живых организмов, климата и уклона поверхности. В почве есть небольшие пространства, называемые порами, которые содержат воздух и воду.
В некоторых местах на Земле тонкий слой почвы толщиной всего шесть дюймов (15 см) лежит поверх коренных пород. В других местах глубина почвы может достигать сотен футов.
В чем разница между землей и грязью? Мы называем «грязью» то, что попадает под наши ногти, в углы нашего гаража или на подошвы нашей обуви. Почва, с другой стороны, способна поддерживать жизнь растений и необходима для жизни на Земле.
NRCS
Вся почва состоит из выветрившихся горных пород, которые со временем разрушаются под действием ветра, воды и изменений температуры. Для образования почвы требуется много времени. Для формирования одного дюйма почвы может потребоваться от 500 до 1000 лет.
Крошечные частицы горных пород в почве известны как песок, ил и глина. Смесь песка, ила и глины называется текстурой почвы. Песок является самым крупным типом частиц почвы. Вы действительно можете увидеть отдельные песчинки. Песок плохо удерживает воду и кажется зернистым при прикосновении к нему.
Почва с более мелкими частицами называется илом. Он ощущается гладким между пальцами ног, почти как порошок или мука. Глина имеет мельчайшие частицы, и отдельные куски породы невозможно увидеть без микроскопа. Глина кажется липкой во влажном состоянии. Некоторые почвы содержат больше песка, некоторые — ила, а некоторые — глины. Разным растениям требуется разное количество песка, ила и глины, чтобы создать идеальную почву для выращивания.
Слои почвы
Почва может быть нанесена на карту по различным характеристикам и качествам. Только в Соединенных Штатах насчитывается более 25 000 почв с различными названиями. Несмотря на то, что каждая почва имеет определенные условия, которые дают ей разные названия, у почвы есть некоторые постоянные свойства. Если бы вы могли копнуть глубоко под землю, вы бы увидели, что почва формируется слоями или почвенными горизонтами (O, A, B, C, R). Каждый слой содержит определенные ингредиенты. Слои не имеют определенных границ, но могут иметь градиентный характер из-за гравитации и течения воды.
Вот общий вид общих почвенных горизонтов.
Гумус (горизонт О) — Гумус является самым верхним слоем. Это темный, богатый питательными веществами слой, который может быть очень толстым в одних геологических районах и от тонкого до отсутствующего в других. Этот слой состоит из разложившихся растений и животных вместе с микроорганизмами. Микроорганизмы разлагают мертвые растения и животных в почву. Это вопрос утилизации. В ходе этого разложения умирающие растения и животные выделяют углерод, который также является частью гумусового слоя.
(Не путайте гумус с хумусом – гумус – это почва, хумус – это перемолотые бобы нут, которые вы едите.)
Верхний слой почвы (горизонт А) — Верхний слой почвы содержит гумус и может иметь толщину около 5–10 дюймов. Он также может содержать дождевых червей, насекомых и других мелких существ, воду, части растений, кислород, минералы, химические вещества из окружающей среды и может быть покрыт живыми растениями.
Горизонт А является основным слоем, в котором живут растения и животные.
Недра (горизонт B) — Непосредственно под верхним слоем почвы находится подпочвенный слой, который содержит минералы и глину, выветрившиеся из горных пород. Они смешаны с небольшим количеством разложившегося вещества. Вода и ветер размалывают камни на все более мелкие кусочки. Дождь и гравитация могут помочь мелким частицам горных пород осесть в подпочвенном слое. Корни растений могут достигать подпочвенного слоя, поскольку они растут в поисках воды. Корни поглощают железо, кальций, магний и другие известные полезные минералы.
Исходный материал (горизонт C) — Этот слой находится чуть ниже подпочвенного слоя и известен как исходный материал, но на самом деле это просто горная порода. Он состоит из мелких выветренных частиц, песка, глины, солей и минералов без какого-либо живого вещества.
Коренная порода (R) ‐ Под исходным материалом находится коренная порода.
Коренная порода – твердая порода. Он будет оставаться твердым до тех пор, пока какая-то сила природы не подвергнет его воздействию элементов, где он будет выветриваться, и процесс создания почвы начнется снова.
Слои различаются по глубине в зависимости от геологической области, в которой они существуют. Погода и температура также могут влиять на содержание и толщину слоев. Эти иллюстрации показывают изменение глубины каждого слоя.
Факты о почве для детей: Энциклопедия Киддла NRCS
Что делает почва
Почва для растений — Растениям нужна почва, а нам нужны растения. Большая часть нашей еды и одежды производится из растений или от травоядных животных. Около 95% производства продуктов питания человеком прямо или косвенно зависит от почвы. Почва обеспечивает растения необходимыми минералами и другими питательными веществами. Почва также удерживает воду до тех пор, пока она не понадобится растению.
Почва закрепляет корни растения, чтобы дать растению основу — корни захватывают почву и используют ее, чтобы держать себя в вертикальном положении и сильными. Растения также отдают в почву, добавляя питательные вещества, когда они умирают. Их корни также могут предотвратить эрозию и помочь почве удерживать воду, затеняя ее от солнца.
Почва для животных — Многие живые существа строят свои дома в почве. Насекомые, бактерии, дождевые черви, улитки, грибки и другие помогают формировать почву за счет отходов, которые они производят, поедая мертвые растения и животных. Они также роют и прокапывают почву, создавая воздушные карманы и разрыхляя почву для воды и корней. На одном акре пахотных земель может обитать до 1 миллиона дождевых червей, усердно работающих над улучшением почвы. В почве обитают и более крупные животные. Барсуки, кроты, суслики, змеи, черепахи и другие роющие существа могут рыть огромные системы туннелей под землей.
Почвенные фильтры Наша вода — Вода может просачиваться сквозь слои почвы, песка и глины благодаря своей способности помещаться между частицами.
Почва имеет отрицательный заряд, в то время как загрязняющие вещества, как правило, заряжены положительно. Когда вода движется вниз, почва действует как магнит, притягивая загрязнения и удерживая их. Вода продолжает двигаться сквозь слои почвы, оставляя за собой примеси. Чистая вода попадает в грунтовые воды. Для получения дополнительной информации о подземных водах посетите сайт о воде Science Trek.
Система переработки — Листья, мертвые растения, мертвые насекомые и другие отходы перерабатываются микроорганизмами, бактериями, грибками и другими разлагателями, которые на самом деле питаются этими предметами и выделяют питательные вещества обратно в почву. В чайной ложке хорошей почвы микроорганизмов больше, чем людей на Земле! Питательные вещества мертвой жизни перерабатываются червем, насекомым, улиткой или дубом, которые берут их из почвы. Другие организмы, в свою очередь, питаются ими. Взгляните на эту почвенную пищевую сеть. На самом деле это отличная система.
Без него мы были бы по колено в мертвых вещах повсюду, и у нас не было бы возможности избавиться от них. У нас не было бы плодородной почвы и не было бы дома для растений и мелких существ. Почвы перерабатывают повторно используемые питательные вещества, чтобы живые существа могли использовать их снова и снова.
Почва и погода — Почва нагревается, когда на нее падает солнце, создавая температуру, которая может повлиять на испарение воды в почве и в близлежащих растениях, озерах или реках. В рамках круговорота воды это испарение выбрасывает в атмосферу воду, которая позже становится дождем, снегом, мокрым снегом или градом. В районах, где почва сильно нагревается, например, в пустыне или на пляже, температура почвы может создавать области с теплым воздухом. Когда более холодный воздух движется в эти области теплого воздуха, создается ветер. Таким образом, температура почвы влияет на ветер. Во время урагана почва может быть взорвана в воздух, вызывая пыльную бурю.
Эта летящая пыль также может влиять на погоду. Почва также влияет на нашу атмосферу, выделяя и поглощая газы, такие как углекислый газ и метан. Почвоведы считают, что методы ведения сельского хозяйства, которые удерживают углерод в почве, могут помочь уменьшить изменение климата.
Почва и строительство — Люди использовали почву в качестве строительного материала на протяжении тысячелетий. Кирпичи, бетон, цемент, камень, мрамор и даже пиломатериалы зависят от почвы и слоев под землей, чтобы обеспечить эти строительные материалы. Даже стекло изготавливается из кремнезема, который представляет собой разновидность песка. Таким образом, пока мы думаем, что почва является домом для маленьких существ, таких как дождевые черви и муравьи, мы видим, что почва также помогает людям обрести жилье.
Сюрпризы из почвы — Знаете ли вы, что алюминиевые банки делаются из почвы? Алюминий изначально заперт в почве в руде, называемой бокситом.
Пенициллин, лекарство, которое борется с болезнетворными бактериями, производится из плесени, которая растет в почве. Керамическая посуда и миски сделаны из глинистой почвы. Пигменты, содержащиеся в почве, используются в красках и красителях.
Эрозия и выветривание
Почва не остается на месте. Ветер переносит почву, вода переносит почву из одного места в другое, люди кладут землю в кузов своего пикапа и отвозят его в другое место, или они неоднократно ездят на мотоциклах по тропе. Это лишь некоторые из способов движения почвы. Когда почва вытесняется природой или человеком, это называется эрозией. Иногда эрозия может быть хорошей. Когда богатая питательными веществами почва на дне реки выходит на сушу после наводнения, она обеспечивает хорошую пищу для растущих растений. Этот тип эрозии можно считать хорошим.
Но эрозию можно считать плохой, когда она уносит гумус и верхний слой почвы вниз по склону горы после сильного ливня и оставляет растения и животных без своих преимуществ.
В этом случае растения могут выкорчевываться, а животные лишаться убежища. На склоне горы образуются канавки, и земля становится неустойчивой. Камни могут соскользнуть с горы и стать опасными.
Выветривание происходит, когда камни разбиваются на более мелкие части. Повторяющиеся действия ветра или воды могут отколоть скалу и растворить ее в более мелкие камни или песок. Мы все видели скальные арки вдоль пляжа или в скальных каньонах. Это результат выветривания. Повторяющиеся удары ветра и камней по некогда прочной каменной конструкции берут свое и постепенно удаляют части, пока не останется только арка. После того, как горная порода превратилась в более мелкие куски, может начаться эрозия и сдвинуть куски 9.0192 в новые места.
Химические вещества также могут способствовать выветриванию. Когда вода вступает в химическую реакцию с минералом или соединением и неоднократно капает на каменистую поверхность, она может растворить камень. К другим агентам выветривания относятся растения, растущие в отверстиях или трещинах скал, многократно замерзающая и оттаивающая в скалах вода, животные, землетрясения и даже люди.
Много свидетельств осталось от похода, пройденного пионерами через равнины. Колеса их многочисленных фургонов иногда оставляли канавки, которые неоднократно катились по камням. Скала была разрушена и стала частью почвы. Результатом стал обветренный шрам, который до сих пор можно увидеть в некоторых местах.
Канавки, образованные колесами повозки в скале вдоль Орегонской тропы
Борьба с эрозией, Факты о почве для детей, Киддл
Верхний слой почвы — ценный природный ресурс, обеспечивающий основу для жизни на Земле. Жизнь, какой мы ее знаем, не могла бы существовать без почвы! Важно, чтобы мы сохраняли и заботились о почве нашей земли. В прошлом небрежное строительство, добыча полезных ископаемых и сельское хозяйство иногда усиливали эрозию почвы и ухудшали качество почвы на нашей земле. Сегодня фермеры часто уменьшают эрозию, сажая деревья, травы и ветрозащитные полосы, чтобы сохранить почву на месте. Вы можете помочь защитить почву, посадив растительность или создав компостную кучу.