Гранулометрический состав имеет большое агрономическое значение. От него зависят свойства (физические и физико-механические) и режимы (водный, тепловой, воздушный, питательный) почв.
Песчаные и супесчаные почвы хорошо водопроницаемы, обладают благоприятным тепловым и воз- душным режимом, легко обрабатываются, но бесструктурны, бедны гумусом и зольными элементами, имеют низкую поглотительную способность и буферность, плохо удерживают воду.
Глинистые почвы, наоборот, медленно прогреваются, имеют высокую влагоемкость (поэтому аэрации недостаточно), высокую поглотительную способность и буферность, они тяжелы при обработке, но богаты элементами питания.
Гранулометрический состав - это соотношение в почве фракций элементарных почвенных частиц разной крупности независимо от их минералогического и химического составов. Влияет практически на все свойства почвы.
Его выражают в % от массы фракций разного размера. Выделяют фракции, мм:
< 0,001 – ил – наиболее активная часть почвы, обогащённая гумусом, элементами зольного и азотного питания растений, играющая основную роль в поглотительной способности и структурообразовании; 0,001 – 0,005 – пыль мелкая - близка к илистой фракции по содержанию гумуса, способна к коагуляции и структурообразованию, но в меньшей степени, чем илистая фракция; 0,005 – 0,01 – пыль средняя – не способна к коагуляции и структурообразованию, удерживает влагу, обладает слабой водопроницаемостью; 0,01 – 0,05 – пыль крупная– обладает невысокой влагоёмкостью, быстро набухает; 0,05-0,25 – песок мелкий; 0,25-0,5 – песок средний; 0,5-1,0 – песок крупный – обладает высокой водопроницаемостью и крайне низкой поглотительной способностью; >1 мм – гравий.
Частицы <0,01 мм объединены в более крупную фракцию физической глины, а >0,01 мм – во фракцию физического песка. На основании содержания физической глины (или песка) дают название почвы по гранулометрическому составу. Содержание физической глины (частиц размером менее 0,01 мм), %0-5—Рыхлопесчаная, 5-10%--связнопесчаная,10-20—Супесчаная, 20-30—Легкосуглинистая, 30-40—Среднесуглинистая, 40-50 –Тяжелосуглинистая, 50-65—Легкоглинистая, 65—80—Среднеглинистая, 80-100—Тяжелоглинистая.
опал — аморфная разновидность, содержащая воду;
гейзерит — гидротермальный опал.
Все перечисленные минералы вместе с кварцем объединены в группу свободного кремнезема.
- Они являются исходным материалом для образования вторичных минералов
- Важным потенциальным источником элементов минерального питания растений:
фосфором богат апатит;
калием – слюды и калиевые полевые шпаты;
кальцием – средние и основные плагиоклазы;
железо в подвижной форме - при трансформации пироксенов, биотита, хлорита.
авгит, биотит, оливин, роговая обманка, ортоклаз и др.- являются важным источником микроэлементов – цинка, меди, никеля, кобальта.
Первичные минералы за счет небольших величин удельной поверхности имеют очень слабую способность к обменному поглощению катионов (полевые шпаты емкость обмена составляет 1–5 мг-экв/100 г; слюды – 3–8 мг-экв/100 г; кварц - практически отсутствует).
Поэтому почвы, с высоким содержанием первичных минералов (песчаные и супесчаные), обладают невысокой поглотительной способностью.
Первичные минералы оказывают непосредственное влияние на физические свойства почвы.
При высоком их содержании почвы рыхлые, обладают высокой воздухо- и водопроницаемостью, но низкой влагоемкостью.
Почвообразующие (материнские) породы оказывают большое влияние на состав и свойства почв. От механического состава материнских пород зависят механический состав почв и их физические свойства: водопроницаемость, влагоемкость, пористость и др.
Химический состав материнских пород влияет на агрохимические свойства почв и направленность почвообразовательного процесса.
Особенно большое значение имеет карбонатность материнских пород.
Так, в таежно-лесной зоне карбонаты кальция и магния ослабляют подзолообразовательный процесс, поэтому здесь на карбонатных породах формируются почвы со сравнительно благоприятными физико-химическими свойствами. Карбонатность материнских пород оказывает большое влияние на степень жесткости грунтовых вод, последние же, переувлажняя почву при близком залегании, определяют тип образующегося болота.
Засоленность материнской породы в условиях сухого жаркого климата является причиной формирования засоленных почв.
Химический состав материнских пород оказываем большое влияние и на питательный режим почв: образующиеся на флювиогляциальных наносах почвы более бедны питательными элементами, чем почвы, формирующиеся на ленточных глинах или моренных отложениях.
По происхождению все почвообразующие породы подразделяются на две группы: четвертичные – молодые осадочные породы, дочетвертичные, или коренные, - древние осадочные породы, элювий магматических и метаморфических пород.
Наиболее распространенными являются следующие четвертичные породы.
Элювиальные породы (элювий) – продукты выветривания коренных пород, оставшиеся на месте образования.
Делювиальные породы (делювий) – наносы, отложенные на склонах дождевыми или талыми водами в виде пологого шлейфа.
Пролювий – формируется в горных странах временными водными и селевыми потоками значительной силы.
Аллювиальные породы (аллювий) – представляет собой осадки речных водных систем.
Озерные ленточные отложения накапливались в озерных депрессиях древнего происхождения.
Ледниковые моренные отложения – продукты выветривания различных пород, перемещенные и отложенные ледниковыми массами.
Флювиогляциальные (водно-ледниковые) – наносы песчаного состава образованные потоками воды тающих ледников.
Покровные суглинки и глины – отложения, остающиеся на месте тающих масс льда, характеризуются желто-бурой окраской, по механическому составу – чаще тяжелые и средние пылеватые суглинки однородного строения с преобладанием фракций крупной пыли (0,05-0,01 мм) и ила (< 0,001 мм). В связи с этим покровные суглинки во влажном состоянии сильно набухают , а при подсыпании растрескиваются на ореховатые и призматические отдельности, отличаются плотностью сложения, слабой водопроницаемостью, высокой капиллярностью. По химическому составу – преимущественно бескарбонатные. Являются материнской породой для подзолистых и дерново-подзолистых почв, в отдельных случаях на них могут формироваться серые лесные почвы.
Лессы, лессовидные породы – суглинки и глины вне ледниковых равнин различного генезиса расположенные в суббореальном и субтропических поясах. Их общими чертами являются палевая или буровато-палевая окраска, карбонатность, пылевато-суглинистый механический состав с преобладанием крупнопылеватой фракции (0,05-0,01 мм), для них характерно: мучнистость, пористость, рыхлое сложение, микроагрегированность, хорошая водопроницаемость. По химическим и водно-физическим свойствам эти породы наиболее благоприятны для почвообразования, на них формируются черноземные, каштановые и серые лесные почвы.
Эоловые отложения – образуются в результате аккумулятивной деятельности ветра, которая проявляется особенно интенсивно в пустынях. К эоловым отложениям относятся песчаные наносы –бугры, дюны, барханы.
Морские отложения – формируются в результате поднятия и выхода на поверхность морского дна, часто засоленные.
Почвообразующие (материнские) породы оказывают большое влияние на состав и свойства почв. От механического состава материнских пород зависят механический состав почв и их физические свойства: водопроницаемость, влагоемкость, пористость и др.
Химический состав материнских пород влияет на агрохимические свойства почв и направленность почвообразовательного процесса.
Особенно большое значение имеет карбонатность материнских пород.
Так, в таежно-лесной зоне карбонаты кальция и магния ослабляют подзолообразовательный процесс, поэтому здесь на карбонатных породах формируются почвы со сравнительно благоприятными физико-химическими свойствами.
Карбонатность материнских пород оказывает большое влияние на степень жесткости грунтовых вод, последние же, переувлажняя почву при близком залегании, определяют тип образующегося болота.
Засоленность материнской породы в условиях сухого жаркого климата является причиной формирования засоленных почв.
Химический состав материнских пород оказываем большое влияние и на питательный режим почв: образующиеся на флювиогляциальных наносах почвы более бедны питательными элементами, чем почвы, формирующиеся на ленточных глинах или моренных отложениях.
Влияние почвообразующих пород на свойства почв
Профиль любой почвы заканчивается почвообразующей породой. Почвы наследуют от почвообразующей породы гранулометрический, минералогический и химический составы, ряд физических свойств.
На породах, обогащенных элементами питания и основаниями, как правило, образуются плодородные почвы и, наоборот, на бедных породах формируются почвы с низким плодородием.
Почвы, унаследовавшие негативные, с агрономической точки зрения, свойства, такие как каменистость, высокая плотность, наличие водорастворимых солей и др., требуют специальных затрат на их освоение и улучшение.
Почвообразующие породы могут в корне изменять скорость и направление почвообразовательных процессов, что приводит к формированию азональных типов почв, например, дерново-карбонатные почвы в таежно-лесной зоне среди подзолистых. Свойства пород отражены в классификациях почв практически на всех уровнях от типа почв (литогенные) до разряда, самой нижней таксономической единицы, которая характеризует происхождение пород.
Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почвообразующих пород. На песчаных породах, богатых кварцем, почвы обогащены кремнеземом, на лессе - кальцием, на засоленных породах – солями и т. д.
К потенциальным источникам относятся все компоненты биоценоза, которые поступают на поверхность почв или в толщу почвенного профиля после завершения жизненного цикла.
Главный источник органического вещества почвы в естественных ценозах - растительные остатки в виде наземного и корневого опада.
Процессы трансформации органических остатков в почвах и образование гумусовых кислот
Совокупность процессов трансформации органических веществ в почвах составляет процесс гумусообразования, который определяет формирование и эволюцию гумусового профиля (органопрофиля) почв.
В число процессов входят:
поступление в почву органических остатков,
их разложение,
минерализация и гумификация,
минерализация гумусовых веществ,
взаимодействие органических веществ с минеральной частью почвы,
миграция и аккумуляция органических и органно-минеральных соединений.
- Минерализация – распад органических остатков до конечных продуктов – воды, углекислого газа и простых солей. В результате минерализации происходит сравнительно быстрый переход закрепленных в органических остатках различных элементов ( N P, S, Ca, Mg, K, Fe и др. ) в минеральные формы и потребление их новыми поколениями живых организмов.