1. Почвоведение и его роль в сельском хозяйстве

почвоведение – это наука о почвах, их образовании, строении, составе и свойствах; о закономерностях их географического распространения; о процессах взаимосвязи с внешней средой, определяющих формирование и развитие главнейшего свойства почв – плодородия; о путях рационального использования почв в сельском и лесном хозяйстве. Эта наука тесно связана с другими дисциплинами, изучаемыми студентами лесных техникумов, такими, как лесоводство, лесные культуры и др.

Важнейшими из них были, во-первых, сравнительная оценка качества земель для различных целей, в том числе для освоения новых земель под земледелие, и, во-вторых, повышение производительности почв

2. 2. Что такое почва в определении классиков почвоведения. Чем она отличается от породы

Почва – это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, особое природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах. Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами биогеоценоза. Изучением почв занимается почвоведение, основателем которого является Василий Докучаев.

3. Почва как четырехфазная система. Краткая характеристика почвенных фаз

вердая фаза почвы - это полидисперсная органоминеральная система, состоящая из первичных, вторичных минералов и органических веществ растительного и животного происхожде­ния, а также продуктов их взаимодействия. Она наименее дина­мична и образует каркас для других фаз, характеризуется опреде­ленными морфологическими признаками, гранулометрическим, минералогическим и химическим составом.Жидкая фаза почвы - это вода, занимающая часть порового пространства, поступающая в виде атмосферных осадков и из грунтовых вод, содержащая растворенные органические и мине­ральные вещества и потому названная почвенным раствором. Почвенный раствор характеризуется определенным химическим со­ставом, кислотно-щелочными и окислительно-восстановительны­ми параметрами и другими показателями. Ему принадлежит веду­щая роль в химических, биологических, биохимических и других процессах, протекающих в почвах в вертикальном и латеральном (боковом) переносе веществ. Он является непосредственным ис­точником питания растений. Жидкая среда динамична, продукты ее функционирования обновляются в течение суток.Газовая фаза почвы - это почвенный воздух, заполняющий поровое пространство, свободное от воды. Так же, как и атмосфер­ный, почвенный воздух в основном состоит из азота, кислорода и углекислого газа, но в отличие от атмосферного содержание в нем кислорода и углекислого газа сильно изменяется во времени и в пространстве. Скорость обновления продуктов функциониро­вания газовой фазы в целом сопоставима со скоростью обновле­ния жидкой фазы.Живая фаза почвы (почвенная биота) - это населяющие почву организмы. К ним относятся микроорганизмы, бактерии, грибы, водоросли, представители почвенной микрофауны; про­стейшие, насекомые, дождевые черви и др. Отнесение обитающих в почве корней растений к живой фазе почв, так же как и млеко­питающих, остается дискуссионным, хотя их вклад в почвообра­зование очень существенный.

4. Что такое плодородие почв. Виды плодородия.

Под плодородием понимают способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития.

Являются ли слова «земля» и «почва» синонимами? И да и нет. Как такое возможно? Да очень просто! Каждое из этих слов имеет много толкований, и если взять, допустим, одно из значений слова «земля», то ему будет соответствовать одно из значений слова «почва». Чем отличается земля от почвы, более подробно рассмотрим ниже.

Многозначные слова

Итак, когда говорят о «почве », то этим словом могут обозначать следующие понятия:

• верхний слой земной коры, содержащий перепревшие остатки организмов;
• «дно» горной выработки;
• термин в геральдике;
• река в Сибири.

«Земля » – куда более многозначное слово, и приводить все его значения вряд ли целесообразно. Вспомним о самых популярных:

• наша планета;
• поверхностный слой земной суши (именно в этом и есть общее с «почвой»);
• суша как противоположность океану;
• традиционный перевод на русский язык наименований административно-территориальных единиц многих государств.

В чем отличие земли от почвы, если в обоих случаях под ними понимать верхний слой суши, на котором все растет? Различия никакого нет, это синонимы. Специалисты (почвоведы, агрономы и так далее) обычно употребляют слово «почва». Все же остальные говорят «земля».

Сравнение

Что касается других значений слов «земля» и «почва», то под ними подразумеваются самые разные вещи и отвлеченные понятия. Когда речь идет о мотивах совершения того или иного поступка, то произносят фразу «совершил на почве». И дальше следует ключевое слово – на почве ненависти (чаще всего) или любви. Слово «почва» в данном случае используется для обозначения некой основы, на которой произрастают сильные чувства, способные толкнуть как на подвиг, так и на преступление. Это пример абстрактного применения.

«Земля», кроме перечисленных выше, имеет целый ряд значений, используемых для наименования самых разных вещей. Слово это основательное, испокон веков много значившее для земледельческих народов. Поэтому неудивительно, что так называются четыре художественных фильма, три студийных альбома различных музыкальных групп и выходящая в Забайкалье сельская газета. Кроме этого, «земля» – буква старого славянского кириллического алфавита, а у электриков также сленговое название заземления. На этом, пожалуй, можно поставить точку в разговоре о том, в чем разница между землей и почвой.

Почвенный покров Земли кажется нам обычным и вечно существующим в природе. Однако это не так. Природа создавала почву в течение 4,5 миллиардов лет! Основой для образования почвы послужили продукты выветривания горных пород. Выветривание - это сложный процесс, результат совместного действия многих физических, химических и биологических факторов. Видео 37.

Условно это отражено в формуле: Горные породы + Солнце + воздух + вода + живые организмы = почва.

Процесс почвообразования никогда не прекращается, конечно, он идет и в наши дни, но очень медленно. Почва находится в постоянном процессе развития - формирования или разрушения.Длительность процесса образования почвенного покрова Земли обусловлена многими факторами. На образование почвы требуются многие тысячелетия. В то же время нерациональное природопользование, губительное для почвы, может уничтожить ее всего за несколько лет.

Как Вы думаете, следует почву отнести к возобновляемым, или невозобновляемым природным ресурсам? Можно ли дать однозначный ответ на этот вопрос?

Благодаря почвенному покрову Земли обеспечивается жизнь растений, животных и человека. Почва - важнейший компонент всех наземных экологических систем Земли и сама является уникальной экосистемой (см. подробнее темы 2 и 3). Она осуществляет связи живых организмов с литосферой, атмосферой и гидросферой. Почва - это объект изучения отдельной науки - почвоведения. Родоначальник почвоведения - выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев. В Петербурге находится Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева, который является одним из крупнейших в мире музеев почвенно-экологического профиля. В музее можно получить ответы на вопросы - Что такое почва? Как она образуется? Что на этой почве растет? Кто в этой почве живет? Музей является хранителем богатейшей коллекции почв из различных природных зон мира.

В настоящее время ученые выделяют около ста типов почв. Почему существуют разные типы почв?

Многобразие почв связано, разумеется, с многообразием условий, в которых они формировались. Особенно большое значение имеют климат и свойства тех пород, из которых образовалась почва.

Рассмотрите рисунок и сравните чернозем, дерново-подзолистые и тундровые подзолистые почвы.

Знаете ли Вы, какие типы почвы характеры для Вашей местности? В почве имеется нескольких слоев, связанных между собой. Видео 38. Среди них различают коренную породу, которая подвергается выветриванию при выходах ее на поверхность, и материнскую, из которой формируется верхний слой почвы. Нижележащий слой называется подпочвой.

Уникальное свойство почвы - плодородие. Именно оно обеспечивает существование жизни на Земле. Плодородие почвы обусловлено содержанием в ней гумусных веществ (гумуса). Гумус - это скопление органических веществ, которые образовались при гниении растительных и других остатков живого. Он придает почве черный цвет и обеспечивает рост и развитие растений (т.е. жизнь на Земле). Чем больше в почве гумуса, тем она плодороднее. Больше всего гумуса содержится в черноземных почвах. Видео 39.

Из чего состоит почва?

Примерно 50% пространства в почве занимает воздух, заполняющий промежутки между твердыми частицами. Около 45% массы почвы приходится на долю минеральных веществ, около 5% - на долю органических веществ. Однако эти сведения о составе почвы не дают настоящего представления о ней.

Мы привыкли думать, что почва мало населена, что основная масса живых организмов находится на ее поверхности. Но это совсем не так! Для многих животных она является средой обитания. Все знают, что в почве живут и дождевые черви, и личинки насекомых, и сами насекомые. Почва служит местом гнездования и строительства жилищ для многих птиц и других животных. Расчеты ученых показывают, что масса живого в почве составляет? массы живых обитателей лесов и более? массы живого степной растительности.

Установлено, что чем меньше размеры организмов, тем больше их число в почве. Так, в 1 м 3 почве находится несколько десятков миллионов червей и насекомых. А в 1 грамме почвы содержится более миллиона простейших микроорганизмов. В целом количество почвенных микроорганизмов на Земле ученые оценивают приблизительно в один миллиард тонн! Однако значение живых организмов в почвенных процессах определяется не их массой, а той огромное работой, которую они совершают. Видео 40.

Мы не замечает работу почвенных бактерий, которые непрерывно перерабатывают отмирающие части растений и других организмов. Но если бы она прекратилась, поверхность Земли была бы завалена этими остатками. Трудно представить, что было бы с нашей прекрасной Планетой через какие-нибудь сто лет! А дождевые черви, как известно, питаясь, заглатывают почву. Если в одном гектаре почвы обитает около 140 тысяч дождевых червей, то их масса составляет 500 кг! А это значит, что за один год они пропускают через свой организм около десяти тонн почвенной массы!

В чем заключается биосферная функция почвы?

Важно понимать, что для характеристики почвы недостаточно знать ее состав. Научное знание о почве связано с пониманием того, что она представляет собой сложное природное тело, имеющее определенное строение(структуру). Будем помнить: Почва - это не механическая смесь различных веществ. Почва - это сложнейшая система взаимодействия минеральных, органических веществ и живых организмов.

Благодаря их взаимодействию почва выполняет свои биосферные функции. Но, повторим, оно обеспечивается не только составом, но и строением почвы.

Почва состоит из очень мелких частиц. В пленке воды, обволакивающей почвенные частицы, живут микроскопические организмы. Более крупные поселяются между частицами почвы, как в пещерах. И те, и другие составляют с почвой единое образование. Тем, что живут на поверхности частиц, необходим воздух, а те, что находятся внутри частиц, способны жить без воздуха.

Питание, дыхание и все другие процессы жизнедеятельности живых организмов приводят к множеству изменений в составе почвы. При этом они вовлекают в эти процессы вещества, содержащиеся в воздухе и растворенные в воде, а сами выделяют образовавшиеся в процессе их жизнедеятельности новые вещества.

Таким образом, почва выполняет свою биосферную функцию как конечного звена, обеспечивающего создание всей биомассы Планеты.

Разрушение почвы может происходить как в результате природных процессов, так и под влиянием нерациональных действий человека.

Разрушение почвенного покрова на месте рубки леса

Такие природные процессы, как наступление ледников, извержение вулканов, образование гор, землетрясения, ураганы, смерчи или наводнения, не могут не влиять на состояние земной коры и на процессы почвообразования. Но естественная эрозия почвы(разрушение и снос верхних наиболее плодородных слоев в результате действия воды и ветра) - это медленный непрерывный процесс, одновременно с которым формируется новый почвенный слой. В отличие от естественной,антропогенная эрозия почвы вызвана вмешательством человека в природную среду в хозяйственных целях. Нерациональное использование полей и пастбищ, вырубка леса, осушение водоемов и тому подобное - все это может уничтожить плодородие почвы за очень короткий срок.

Например, первые поселенцы в Америке так нещадно эксплуатировали землю, что за 100 лет погубили 20% пахотных земель. Почва также разрушается вследствие заболачивания, опустынивания.

Горькое свидетельство безоглядной эксплуатации человеком природы - это и пустыни Северной Африки, и Прибалтийские дюны, и эродированные пространства в Австралии, Пакистане, в Индии и Канаде. Только в европейской части нашей страны насчитывается до 2 миллионов оврагов, которые образовались в основном вследствие распашки земли. Ежегодно земельные угодья теряют слой плодородной почвы, на создание которого природа затратила тысячи лет. Почвоведы называют эрозию настоящей трагедией.

Ученые считают, что для сохранения экологической устойчивости территории в каждой природной зоне должно соблюдаться определенное соотношение пашен, пастбищ и лесов. Так, например, в лесостепи, по исследованиям В.В. Докучаева, лесов должно быть 10-18%. Сейчас из-за чрезмерной распашки их осталось значительно меньше.

По современным данным человечество уже утратило за исторический период около 2 млрд. га некогда плодородных земель, превратив их в антропогенные пустыни. Это больше, чем площадь всей современной пашни в мире, составляющей 1,5 млрд. га.В конце ХХ века стало очевидным, что деградация почв приобрела угрожающие размеры и является одной из основных угроз глобального экологического кризиса. Это особенно тревожно, если учесть, что, последним оценкам, в мире насчитывается более одного миллиарда голодающих, то есть каждый шестой житель планеты. А это значит, что сейчас страдают от голода и истощения больше людей, чем когда бы то ни было в истории человечества, в то время как плодородие почв и площадь пригодных для сельского хозяйства земель сокращаются.

Мы когда-нибудь задумываемся над тем, что в нашей жизни значит почва? Пожалуй, очень редко. Нам кажется, что, поскольку почва - это не цветок, не насекомое, не зверь, что с ней может случиться? Так и будет всегда лежать под ногами. А вместе с тем всемирно известный эколог Жан Пьер Дорста сказал: "Почва - наш самый драгоценный капитал. Жизнь и благополучие всего комплекса наземных биоценозов, естественных и искусственных, зависит, в конечном счете, от тонкого слоя, образующего самый верхний покров Земли".

Недооценивая роль этого величайшего природного богатства, человечество ставит под угрозу само свое существование.

Охрана почвы от ее разрушения, борьба с уменьшением ее плодородия - важнейшая экологическая проблема, требующая безотлагательного пристального внимания мирового сообщества.

Почва - это особое природное образование, которое служит основным ресурсом для развития сельского хозяйства любой страны. Каковы основные факторы образования почв, и какие их виды существуют?

Что такое почва?

В. И. Даль в своем словаре указывает генезис данного термина от древнерусского слова почивать (лежать). Что такое почва в научном контексте?

Почва (или грунт) - это специфическое природное образование, верхний слой твердой оболочки планеты (литосферы), который отличается системной структурой. Изучением этого уникального природного тела занимается отдельная наука - почвоведение. Отцом данной дисциплины можно считать великого русского исследователя Василия Докучаева. Во второй половине XIX века именно он приложил много усилий для того, чтобы максимально точно ответить на вопрос: "Что такое почва?"

Сложно представить себе, чтобы на несколько десятков километров простиралась одна почва, с одинаковыми свойствами. Ученые выделяют несколько видов грунтов, каждый из которых имеет свой набор особенностей. Однако любой из них формируется под влиянием двух основных процессов:

1. Выветривание горных пород.
2. Деятельность живых организмов.

Структура почвы

Внутренняя структура любого грунта включает в себя несколько компонентов. Это:

• минеральная часть (материнская порода);
• органическая часть (или гумус);
• вода;
• почвенный воздух;
• живые организмы;
• новообразования и включения.

Именно гумус определяет ключевое свойство почвы - её плодородие. Не следует полагать, что грунт - образование исключительно "мертвое" и абиотическое. В нем проживает множество живых организмов - от бактерий до клещей и дождевых червей. В почвенной среде обитают даже представители семейства Млекопитающие (к примеру, крот).

Свойства и значение в природе

Невозможно правильно ответить на вопрос, что такое почва, не рассказав о её основных свойствах. Не менее важно знать и о её роли в природе и жизни человека.

Итак, основные свойства почвы - это:

• водопроницаемость (почва - это пористое образование, которое хорошо пропускает воду, однако это свойство зависит от структуры и механического состава конкретного грунта);
• влагоемкость (с другой стороны, почва способна и удерживать определенное количество влаги, питая тем самым корни растений);
• водоотдача (способность почвы поднимать воду вверх по грунтовым порам).

Однако самым главным (и уникальным) свойством этого природного образования является её плодородие - способность насыщать корни растений питательными веществами и водой, что, в свою очередь, обеспечивает их жизнедеятельность. С помощью рациональных методов обработки земель человек может повышать плодородность той или иной почвы.

Роль и место почвы в природе сложно переоценить. Ведь она, по сути, является именно тем "мостиком", который обеспечивает взаимодействие всех четырех оболочек Земли - литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

Процесс почвообразования

Как уже говорилось выше, грунт образуется в результате двух процессов: выветривания горной породы и жизнедеятельности организмов.

К факторам почвообразования можно отнести следующие:

• климатические особенности региона;
• рельеф;
• материнская горная порода;
• биота (растения и животные);
• деятельность человека.

Однако главным фактором почвообразования выступает именно климат территории. Он влияет не только на формирование грунтов, но и на их распределение по территории планеты (широтная зональность почв).

Климатические процессы влияют на формирование почвы непосредственно, определяя во многом её режим и структуру, а также косвенно (посредством растительности и животных организмов).

Основные типы и зоны почвы

Грунты, как и многие другие компоненты природы, подвержены географической (широтной) зональности. Так, можно выделить следующие (основные) почвы:

1. Краснозём и желтозём - типы грунтов, формирующиеся в субтропическом и тропическом климате, в условиях повышенной увлажненности.
2. Подзолистые почвы - бедные грунты, которые формируются под хвойными и смешанными лесами. Эти почвы распространены в умеренных широтах Европы и Северной Америки.
3. Серо-бурые почвы - особый тип грунтов, который формируется под пустынями и полупустынями. Отличаются большой засоленностью, распространены в Центральной Азии.
4. Чернозём - самый плодородный тип почв. Сформировался в степной и лесостепной зоне Евразии и Америки.

В зависимости от минерального состава и структуры, почва также может быть: глинистой, песчаной, каменистой, песчано-глинистой и т. п.

Глинистая почва содержит в своем составе около 40-60% глины. Она отличается специфическими свойствами: вязкостью, сыростью и пластичностью. Водопроницаемость такого грунта обычно не очень высокая. Именно поэтому глинистая почва крайне редко бывает полностью сухой.

Заключение

Почва - это особенное природное тело, с определенными свойствами и структурой. Однако главной, ключевой особенностью является её плодородность. Свойства почвы обуславливают очень важное её место в географической оболочке. Ведь именно она обеспечивает взаимодействие всех её структурных элементов. К тому же это важный экономический ресурс, от которого зависит продовольственная безопасность любой страны мира.

Почва и ее состав. Почва образуется на границе земной коры и атмосферы.

Почва - это поверхностный слой земной коры на суше, обладающий плодородием.

Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной частей. Твердая часть почвы - это частички разрушенных горных пород и перегной, перемешанные друг с другом. Песчаные и глинистые частицы - неорганическая часть почвы, а перегной - органические вещества. Жидкая часть почвы - это вода с растворенными в ней органическими и неорганическими веществами. Вода заполняет поры между твердыми почвенными частицами. Газообразная часть представляет собой почвенный воздух, который, как и вода, заполняет поры и пустоты между частицами почвы. Из почвы получают питательные вещества, воду и воздух растения. Русский ученый В. В. Докучаев создал науку о почве, законах ее образования и сохранения плодородия - почвоведение .

Почва пронизана корнями растений и служит средой обитания для множества животных и микроскопических водорослей, грибов и бактерий (рис. 174). Именно в ней отмечается самое большое во всей биосфере сгущение жизни. В каждом грамме почвы микроскопических организмов больше, чем людей на Земле. Корни растений и почвенные организмы - такая же неотъемлемая часть почвы, как и частички пород и перегной.

Рис. 174. Почвенные организмы

Условия образования почв. Образование почвы зависит от многих условий: состава горных пород, климата, поверхностных и подземных вод, растительности, животных.

Горные породы, на которых образуется почва, называются почвообразующими (материнскими). На песках формируются песчаные почвы, на глинах - глинистые, на россыпях камней - каменистые.

С климатом связано не только обеспечение почвы теплом и водой. От него зависит скорость выветривания горных пород и образование перегноя, характер растительности и животного мира.

Почвы очень тесно связаны с живыми организмами. Отмирающие растения и их части с помощью микроорганизмов превращаются в перегной. Почвенные животные перерывают и перемешивают почву. Особенно велика роль дождевых червей.

Таким образом, почва - это особое природное тело, в котором живое и неживое вещество сливаются в единое целое.

Рис. 175. Горизонты почвы

Верхний почвенный горизонт - перегнойный . В нем накапливаются остатки отмерших растений и образуется перегной. Ниже находятся переходные горизонты. Здесь происходит переход от перегнойного горизонта к почвообразующей (материнской) породе. Самый нижний горизонт - это сама почвообразующая порода .

Особые условия образования почв - время и хозяйственная деятельность человека. Формирование почвы происходит очень медленно. За 100 лет ее толщина увеличивается всего на 0,5-2 см. В отличие от природных условий, воздействие человека на почву целенаправленно. Люди изменяют почву в соответствии со своими потребностями.

От чего зависит плодородие почв. Плодородие почв определяется их свойствами: содержанием перегноя, влаги, воздуха, а также составом почвообразующих пород. Каменистые и песчаные почвы неплодородны, так как из них легко вымываются минеральные вещества и перегной. Повышают плодородие почв путем внесения удобрений. Чем больше в почве перегноя, тем больше питательных веществ для растений. Самые плодородные почвы - черноземы - сформировались в степях.

Строение почв. В почве выделяется несколько горизонтов, напоминающих слои (рис. 175). Горизонты появляются постепенно, по мере образования почвы. Они не имеют резких границ и плавно переходят один в другой.

Почвенные горизонты отличаются друг от друга количеством перегноя, цветом, составом.

Из-за разнообразия условий образования выделяют много типов почв, имеющих разное строение и свойства. В России наиболее распространены подзолистые почвы. Они образуются под пологом хвойных и смешанных лесов. А на юге нашей страны под степной травянистой растительностью сформировались черноземы (рис. 176).

Рис. 176. Чернозем и подзолистая почва

Сравните строение подзолистой почвы и черноземной. Найдите черты сходства и различия.

Вопросы и задания

1. Какие части входят в состав почвы?
2. Какие условия влияют на формирование почв? В каких условиях образуются наиболее плодородные почвы, а в каких - наименее плодородные?
3. Чем подзолистые почвы отличаются от черноземов?