Почвообразующие породы

Почвообразующие породы — субстрат, на котором образуются почвы; они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60-90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы — водный и тепловой ее режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание элементов питания для растений.

От характера материнских пород в большой мере зависит и тип почв. Например, в условиях лесной зоны, как правило, формируются почвы подзолистого типа. Если в пределах этой зоны почвообразующие породы содержат повышенное количество карбонатов калия, формируются почвы подзолистого типа. Если в преде­лах этой зоны почвообразующие породы содержат повышенное количество карбонатов кальция, формируются почвы, значительно отличающиеся от подзолистых.

Растительность

Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы — воду и минеральные вещества, используя энергию солнечного света, они создают сложные органические соединения, богатые энергией. Наибольшее количество органических веществ дают лесные сообщества, особенно в условиях влажных тропиков. Меньше органического вещества создается в условиях тундры, пустынь, болотистой местности и т.п.

В процессе отмирания как целых растений, так и отдельных их частей органические вещества поступают в почву (корневой и наземный спад). Количество годового спада колеблется в значительных пределах: во влажных тропических лесах он достигает 250 ц/га, в арктических тундрах — менее 10 ц/га, а в пустынях — 5—6 ц/га. На поверхности почвы органическое вещество под воздействием животных, бактерий, грибов, а также физических и химических агентов разлагается с образованием почвенного гумуса. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал образует так называемую лесную подстилку (в лесах) или войлок (в степях и лугах). Эти образования оказывают влияние на газообмен почвы, проницаемость осадков, на тепловой режим верхнего слоя почвы, почвенную фауну и жизнедеятельность микроорганизмов.

Растительность оказывает влияние на структуру и характер органических веществ почвы, ее влажность. Степень и характер влияния растительности как почвообразующего фактора зависит от видового состава растений, густоты их стояния, химизма и многих других факторов.

Животные организмы

Основная функция животных организмов в почве — преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими. Некоторое значение имеют также позвоночные (на­пример, кроты и др.), постоянно живущие в почве. Почвенные животные делятся на две группы: биофагов, питающихся живыми организмами или тканями животных организмов, и сапрофагов, использующих в пищу органическое вещество. Главную массу почвенных животных составляют сапрофаги (нематоды, дождевые черви и др.). На 1 га почвы приходится более 1 млн. простейших, на 1 м — десятки червей, нематод и других сапрофагов. Огромная масса сапрофагов, поедая мертвые растительные остатки, выбрасывает в почву экскременты. Согласно подсчетам Ч. Дарвина, почвенная масса в течение нескольких лет полностью проходит через пищеварительный тракт червей. Сапрофаги влияют на формирование почвенного профиля, содержание гумуса, структуру почвы.

Самыми многочисленными представителями наземного животного мира, участвующими в почвообразовании, являются мелкие грызуны (мыши-полевки и др.).

Растительные и животные остатки, попадая в почву, подвергаются сложным изменениям. Определенная их часть распадается до углекислоты, воды и простых солей (процесс минерализации), другие переходят в новые сложные органические вещества самой почвы.

Микроорганизмы

Огромное значение в осуществлении этих процессов в почве имеют микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, низшие грибы, одноклеточные водоросли, вирусы и др.), весьма разнообразные как по своему составу, так и по биологической деятельности. Микроорганизмы в почве исчисляются миллиардами на 1 га. Они принимают участие в биотическом круговороте веществ, разлагают сложные органические и минеральные вещества на более простые. Последние утилизируются как самими микроорганизмами, так и высшими растениями. Органическое вещество почвы, образовав­шееся в ней при разной степени разложения растительных и жи­вотных остатков, получило название гумус или перегной.

Климат

К числу важнейших факторов почвообразования относится климат. С ним связаны тепловой и водяной режимы почвы, от которых зависят биологические и физико-химические почвенные процессы. Под тепловым режимом понимают совокупность процессов теплообмена в системе «приземный слой воздуха — почва — почвообразующая порода». Тепловой режим обуславливает процессы переноса и аккумуляции тепла в почве. Характер теплового режима определяется главным образом соотношением поглощения радиационной (лучистой) энергии Солнца и теплового излучения почвы. Он зависит от окраски почвы, характера поверхности, теплоемкости, влажности и других факторов. Заметное влияние на тепловой режим почвы оказывает растительность.

Водный режим

Водный режим почвы в основном определяется количеством атмосферных осадков и испаряемостью, распределением осадков в течение года, их формой (при ливневых дождях вода не успевает проникнуть в почву, стекает в виде поверхностного стока).

Климатические условия

Климатические условия оказывают косвенное влияние и на такие факторы почвообразования, как почвообразующие породы, растительный и животный мир и др. С климатом связано распространение основных типов почв.

Рельеф

Рельеф — один из факторов перераспределения по земной поверхности тепла и воды. С изменением высоты местности меняются водный и тепловой режимы почвы. Рельефом обусловлена поясность почвенного покрова в горах. С особенностями рельефа связан характер влияния на почву грунтовых, талых и дождевых вод, миграция водорастворимых веществ.

Время

К числу факторов почвообразования относится время — необходимое условие для любого процесса в природе. Абсолютный возраст почв Восточно-европейской равнины, Западной Сибири, Северной Америки и Западной Европы, определенный радиоуглеродным методом, — от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Наконец, существенным фактором почвообразования, особенно в последнее время, является хозяйственная деятельность человека.

билет №9 1. Тұздардың өсімдіктерге және топырақ түзілуіне әсері Образование солей в почве и растениях Засоленными называются почвы, в профиле которых содержатся легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. К засоленным почвам относятся солончаки, солончаковатые, солончаковые и глубокозасоленные почвы, солонцы, солонцеватые почвы, солоди и осолоделые почвы. Образование этих почв связано с накоплением легкорастворимых солей в породах и грунтовых водах на бессточных территориях при засушливом климате, преимущественно в пустынях и полупустынях, где испаряемость превышает количество выпадающих осадков. Наибольшая концентрация солей в грунтовых водах пустынь, а наименьшая — в степях и лесостепях. Интенсивность же передвижения солей связана не только с аридными условиями, но и с фильтрационными свойствами почв и пород, с растворимостью солей. Если капиллярная кайма поднимается близко к поверхности почвы, то после испарения минерализованных вод остаются и накапливаются соли. Они накапливаются также с выходом на поверхность засоленныхпород. Значительное количество легкорастворимых солей может образоваться при извержении вулканов. Причиной накопления солей может быть и ветер, дующий с моря на сушу и захватывающий капельки воды с высокой концентрацией солей, то есть импульверизация. Возможен эоловый перенос солей с поверхности солончаков на незаселенные территории, а также биологический путь их накопления. Корни солянок достигают соленосных горизонтов, транспортируя соли к поверхности. После отмирания и минерализации надземных частей растений соли накапливаются в поверхностных горизонтах (иногда до 110 кг солей на 1 2. Топырақ коллоидтары, олардың маңызы Почвенные коллоиды и их значение Важнейшая особенность почвы — ее гетерогенность и многофазность. Благодаря этим свойствам большинство про­цессов, протекающих в почвах, включая питание растений, миграцию и аккумуляцию вещества, формирование ха­рактерных признаков твердой фазы почвы и др., связано с перераспределением вещества между фазами почвы. По­глощение газов, паров и растворенных веществ твердыми те­лами. и жидкостями называется сорбцией. Почва — сложная полидисперсная система, состоящая изчастиц различной величины. Почвенные коллоиды пред­ставлены частицами, диаметр которых лежит в пределах 0,0001—0,0200 нм. Их количество в почве различно—от 1—2 до 30—40 % к массе почвы. Однако даже при незна­чительном содержании в почве частиц коллоидного размера именно они главные носители сорбционных свойств почвы. Природа поверхностей почвенных коллоидов зависит от их состава и строения. Общая схема строения коллоидной частицы (мицеллы) дана на рисунке. Коллоиды в почве представлены минеральными, органическими и органо-минеральными соединениями. К минеральным коллоидам относят глинистые минералы, коллоидные формы кремнезема и полутораоксиды. Поверхность глинистых минералов может нести отрица­тельный заряд вследствие нарушения связей на краях крис­таллов, изоморфных замещений в сетках тетраэдров и окта­эдров. Отрицательный заряд у кристаллических глинистых минералов не зависит от рН. Коллоиды, несущие только отрицательный заряд, называют ацидоидами, а не­сущие только положительный заряд — базоидами.Органические коллоиды почвы представлены преимущест­венно веществами гумусовой и белковой природы. Кроме того, в почвах могут быть полисахариды и другие соеди­нения, находящиеся в коллоидно-дисперсном состоянии. И те и другие—амфолитоиды, однако у гумусовых ве­ществ вследствие более выраженной кислотной природы более сильно, чем у белков,, проявляются свойства ацидоидов. Базоидные свойства органических коллоидов связаны с наличием в них активных аминогрупп. Для гумусовых коллоидов характерна высокая емкость катионного обме­на, достигающая 400—500 м-экв. на 100 г и более воздушно-сухого препарата. Органические коллоиды находятся в почве преимущест­венно в осажденном состоянии вследствие связывания с поливалентными катионами (в виде гелей). Их п е п т и з а ц и я, т. е. переход в состояние коллоидного раствора (золя), происходит под влиянием щелочей за счет образо­вания гумусовых солей щелочных металлов. Органо-минеральные коллоиды представлены преиму­щественно соединениями гумусовых веществ с глинистыми минералами и осажденными формами полутораоксидов. По степени сродства к воде различают гидрофиль­ные (высокое сродство) и гидрофобные (низкое сродство) коллоиды. Гидрофобные свойства почвенным коллоидам, проявляющиеся, в частности, в пониженной смачиваемости, могут придавать органические вещества типа липидов, если они покрывают поверхность почвенных частиц. Известно, что гидрофильность почвенных коллои­дов снижается при переосушке торфяных почв. Это умень­шает их смачиваемость и ухудшает водно-физические свойства. 3. Топырақтың жылу құбылымы және жылу қасиеттері Тепловой режим и тепловые свойства почвы Тепловые свойства почв. С температурой почвы связаны растворимость в воде минеральных соединений, кислорода и углекислого газа, скорость поступления в рас­тения питательных элементов и влаги, жизнедеятель­ность почвенной микрофлоры. Теплопоглотительная способность проявляется в по­глощении почвой лучистой энергии Солнца. Теплопоглотительную способность почвы обычно характеризуют ве­личиной альбедо (А), которая показывает, какую часть поступающей лучистой энергии отражает почва. Альбедо зависит от ее струк-турного состояния, цвета почвы, количества и качества гумуса, гранулометрического состава, влажности и выровненности поверхности. Теплоемкость - свойство почвы поглощать тепло. Различают ве­совую и объемную теплоемкость почвы. Тепловой баланс почвы является количественной характеристикой теплового режима. Типы теплового режима почв. В зависимости от среднегодовой температуры и характера промерзания почвы выделяется четыре типа температурного режима почв: мерзлотный; длительно сезоннопромерзающий; сезоннопромерзаю­щий; непромерзающий. Мерзлотный тип температурного режима характерен для мест­ностей, где среднегодовая температура профиля почвы отрицательная. В таких почвах преобладает процесс охлаждения, сопровождающийся промерзанием их влаги до верхней границы многолетнемерзлых пород. Длительно сезоннопромерзающий тип температурно­го режима проявляется на территориях, где преобладает положительная среднегодовая температура почвенного профиля. Сезоннопромерзающий тип температурного режима отли­чается положительной среднегодовой температурой почвенного профиля. Подстилающие породы не промерзают. Непромерзающий тип температурного режима наблюдается в местностях, где промерзание профиля почв не проявля­ются. К ним относятся теплая южноевропейская фация и области суб­тропического пояса. 4. Топырақ жамылғысына техногендік салмақ түсіру. Влияние техногенной силы на почвенный покров Окружающая нас природная среда характеризуется тесной связью всех своих составных частей, осуществляемой благодаря циклическим процессам обмена веществ и энергией. Почвенный покров Земли (педосфера) неразрывно связана этими процессами другими компонентами биосферы. Необдуманное антропогенное воздействие на отдельные природные компоненты неотвратимо сказывается на состоянии почвенного покрова. Общеизвестными примерами непредвиденных последствий хозяйственной деятельности человека служат разрушение почв в результате изменения водного режима после вырубки лесов, заболачивание плодородных пойменных земель из-за подъема уровня грунтовых вод после строительства крупных гидроэлектростанций и др. Серьезную проблему создает антропогенное загрязнение почв. Бесконтрольно нарастающее количество выбросов индустриальных и бытовых отходов в окружающую среду во второй половине 20 в. достигло опасного уровня. Химические соединения, загрязняющие природные воды, воздух и почву, по трофическим цепям поступают в растительные и животные организмы, вызывая этим последовательное повышение в них концентрации токсикантов. Охрана биосферы от загрязнения и более экономное и рациональное использование природных ресурсов – глобальная задача современности, от успешного развития которой зависит будущее человечества. В этой связи особо важное значение принимает охрана почвенного покрова, который принимает на себя большую часть техногенных загрязнителей, частично закрепляет их в почвенной массе, частично трансформирует и включает в миграционные потоки. билет №10 1. Топырақ ерітіндісі. Топырақтың сұйық фазасының құрамы Почвенный раствор. Состав жидкой фазы почвы Состав и концентрация почвенного раствора является целого рода процессов: биологических, физико- химических, химических, физических, которые протекает в почве в тесной зависимости от температуры; влажности и аэрации. Между жидкой и твердой фазами почвы постоянно существует динамические адсорбционные равновесие. Все это делает состав и концентрацию почвенного раствора весьма подвижными и приводит к необходимости изучения их в динамике. В незасоленных почвах концентрация почвенного раствора невелика, не превышает одного или нескольких граммов на литр. В засоленных достигает, несомненно, десятков и даже сотни г/л. Жидкая фаза почвы содержит ряд минеральных и органических веществ. Минеральная часть почвы удобно расчленить на анионы и катионы. Анионы почвенного раствора: HCo_3, No_3, No₂ Ce, So_4, H₂Po_4: Катионы почвенного раствора: Ca, Mg, Na, K, NH, H, AI, Fe (асп, Zn,Cu, Co и др). Анионы почвенного раствора. А) НСО^- ₃ в незасоленных почвах вместе анионом No₃ составляет основу массу почвенного раствора (до 902 и больше). КоличествоHCo₃ в почвенного раствора сильно варьирует зависимости от интенсивности окисления органического вещества и образования углекислоты (жизнедеятельность микроорганизмов, дыхание корневой системы растений). Б) No₃ появляется в почве в результате биологического процесса нитрификации- 04 носит окислительный характер, поэтому возможен лишь в аэробных условиях. Оптимальной влажностью является влажность соответствующая 40-70% от полной влагоемкости. Оптимальная температура + 30 до 37⁰ С, мах +55, минем +5⁰ С. Наиболее благоприятна реакция среды при температуре 6- 7,5. В кислых почвах процесс задерживается, обработка почвы улучшает, аэрацию, способствует сохранению влаги и, следовательно, влияет благоприятно на процесс нитрификации. В почве на ряду с процессом нитрификации имеет место и ряд процессов, уменьшающих их количество: поглощение нитратов растениями микроорганизмами, вымывание нитратов денитрификация (в анаэробных условиях). Накопление No₃ в почве говорит о неблагополучии в отношении реакции (рН) или аэрации. Г) Ce^- - cсодержание их в незасоленных почвах незначительно благодаря хорошей растворимостью и вымываемости его солей. Д) So₄- появляется в почвенном растворе благодаря растворению сульфатов (гипса) под влиянием серобактерий H₂S образующиеся при гниения органических остатков, окисляется до серной кислоты. Не засоленных почвах сера не превышает 20-40 мг/кг почвы. Е) Фосфат ион (Po_4, Н Ро, H 2РО¹₄) концентрация фосфат ионов в почвенном растворе не превышает 1- 2% фосфора. Растворимость фосфатов: Монофосфат- Ca (H₂ Po₄)₂ хорошо растворим в воде (до 10 г фосфора в почве): Дифосфат – Ca HPo₄- растворим слабо 20-69 мг. Фосфора на литр: Трифосфат – Ca₃ (Po₄)₂ – не содержащий Co₂ ничтожна: 0,74 мг фосфора на /л, но возрастает с насыщением углекислотой. Чем кислее раствор и чем меньше в нем других соединений кальция, тем больше растворимость кальциевых фосфатов в почве. Общее количество растворимых фосфатов с увеличением влажности возрастает и, следовательно, увеличивается обеспеченность растений фосфором. Отмечаем, что влажные годы растений обнаруживают меньшую потребность в фосфора и слабо отзывается на внесение фосфорных удобрений, чем в сухие годы. Катионы почвенного раствора. В твердых фазах почвы катионы находятся в виде оснований, силикатов, алюмо – и ферросиликатов, карбонатов, сульфатов и других соли, а также поглощенном состоянии на поверхности коллоидных частиц. Таблица № 1. Содержание катионов воднорастворимых солей в почвах ( в % от их суммы).5

Почвы	Са	Mg	K	Na
Подзолистые суглинистые серые лесные
Чернозем каштановые
Солонцовые каштановые солончаковые каштановые

Количество одновалентных катионов калия и натрия в почвенном растворе незасоленных почв так же, как и в поглощенном состоянии очень, не велика по сравнению с двухвалентными катионами. В почвах засоленных содержания ионов натрия и магния может достигать больших размеров. С изменением влажности изменяется соотношение между двух валентными и одновалентными катионами :Чем выше влажности почвы, тем относительно меньше двухвалентных и больше одновалентных катионов в почвенном растворе, отношение Ca:H или Ca:Na с увеличением влажности падает.

Таблица № 2. Соотношение кальция и натрия почвенного раствора среднестобчистого солонца (гор. В) при различной влажности

Влажность, в %	5,7	9,1	18,2	27,4	Водная вытяжка на 1:5
Ca в мг/ экв на 1 л	161,8	63,9	12,2	5,9	0,3
Na в мг / экв на 1 л	177,5	133,1	56,6	37,2	2,3
Ca :Na	0,91	0,48	0,22	0,16	0,13

Изменение соотношений кальция и натрия объясняется нарушением равновесий между поглощенными ионами и ионами почвенного раствора при изменений объема раствора (разбавлении).

2. Коллоидтардың электрокинетикалық қасиеттері