К тому же, почва служит важным местом обитания для множества форм жизни. Учитывая эти аспекты, ключевым заданием для человечества становится охрана этих экосистемных услуг, предоставляемых почвой.
Что такое почва?
Методы обработки почвы, направленные на получение урожая с растений, известны уже более 10 тысяч лет назад, когда людские общины начали переходить от кочевого образа жизни к оседлому. На сегодняшний день почва является не только источником пищи для населения Земли, но и жизненно необходимой для существования экосистемой. В тех странах, где почвы бедны по своему составу, нередко наблюдаются серьезные проблемы с обеспечением населения продовольствием. В данной статье мы подробно рассмотрим определение почвы, ее состав и значение в жизни человека и природы.
Почва
Почва представляет собой верхний слой земной коры, который необходим для ведения сельского хозяйства. Основная характеристика почвы — это её плодородие, то есть способность создать оптимальные условия для роста растений. Взаимодействием почвы и растительного мира занимается агрономия и земледелие.
Теперь давайте подробнее рассмотрим состав почвы.
- Важнейшими факторами для почвы являются вода и воздух, которые должны поступать в неё. Это обеспечивается пористостью, формируемой частицами песка и гравия. Если в составе почвы преобладает глинистый материал, это приводит к плохой аэрации, заболачиванию и неэффективному удержанию воды. Напротив, слишком песчаная почва не сможет удерживать влагу, что негативно скажется на росте растений.
- При разложении растительных и животных остатков формируется перегной, известный также как гумус. Чем больше гумуса в почве, тем она темнее. Наиболее плодородной считается черноземная почва с содержанием гумуса от 7 до 15%, тогда как в бедных пустынных почвах этот показатель может снижаться до менее 1%.
Плодородие почвы зависит от всех веществ, входящих в её состав, а также от активности живых организмов.
В здоровой почве обитает множество организмов, которые перерабатывают остатки растений и животных. К числу таких организмов относятся бактерии, грибы, дождевые черви, личинки насекомых, жуки и кроты.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Для доступа к этому видеоуроку и другим материалам комплекта необходимо добавить его в свой личный кабинет.
2. Передавайте видеоуроки в личные кабинеты для учеников.
3. Отслеживайте статистику просмотров видеоуроков вашими учениками.
Конспект урока «Почва — уникальное природное тело»
На поверхности Земли находится удивительный слой вещества. Он знаком всем нам, поскольку без него невозможно существование жизни. Это почва — верхний плодородный слой земной коры, насыщенный водой и воздухом, обычно покрытый растительностью.
Почва должна иметь рыхлую структуру, чтобы эффективно пропускать воздух и воду. Эти вещества критически важны для питания и дыхания корней растений. Именно корни растений осуществляют поглощение необходимых фруктовых составляющих из почвы.
Однако растения могут поглощать минеральные вещества только в том случае, если они были переработаны и растворены в воде. В этом процессе активно участвуют воздух, кислоты и, конечно, микроорганизмы, работающие в почве. Эти невидимые для глаза процессы происходят управляемо и гармонично.
Что касается образования почвы, то этот процесс сложен и длителен. Почва образуется на Земле благодаря множеству факторов, действующих на протяжении миллионов лет. Сотни миллионов лет назад горные породы под воздействием атмосферных явлений, таких как вода, ветер и перепады температур, разрушались, формируя рыхлые слои из песка, глины и мелких обломков горных пород. Затем к этому процессу присоединились бактерии, которые начали переработку этих растительных остатков. Бактерии были первыми организмами на планете, способствуя образованию перегноя после своей смерти. Взаимодействие с растениями началось, когда травянистые виды стали отмирать и добавлять свои остатки в почву, таким образом обогащая почву гумусом. Позднее, с появлением животных, в почву также стали попадать их останки. Бактерии играют центральную роль в формировании основного объёма органического вещества почвы – гумуса, который накапливается в верхних слоях и обеспечивает наличие питательных веществ, таких как азот, фосфор и сера. Как следствие, чем более выражен слой гумуса, тем выше плодородие почвы.
Гумус придаёт почве тёмный цвет, и, соответственно, почву, которая обладает высокой концентрацией гумуса, именуют чернозёмом — это земля с наивысшими качествами плодородия на нашей планете.
Процесс образования почвы крайне медлителен: приблизительно в течение 100 лет толщина почвы увеличивается всего на 0,5-2 см. Это среднее значение, однако на глубоких глинистых породах, таких как гранит, порой потребуется более 1200 лет для образования слоя почвы всего в 2,5 см. Напротив, на более лёгких отложениях, таких как песок или вулканический пепел, этот процесс может занять всего несколько десятков лет.
Огромную работу по созданию почвы выполняют дождевые черви. Их длина варьируется в зависимости от региона обитания — чем теплее климат, тем большими вырастают черви. К примеру, в тропиках длина дождевых червей может достигать 2,5 метров. На юге России они могут достигать полуметра, а на северных территориях длина их обычно колеблется от 10 до 15 см. Эти насекомые обитают в прогретых слоях почвы, создавая проходы и тем самым рыхля почву, что улучшает условия для жизни микроорганизмов, а также для дыхания и питания корней растений. В редких случаях дождевые черви выходят на поверхность, в основном по ночам. Днём они появляются только после дождей, откуда произошло их название. Осенью дождевые черви уходят на глубину до 30 см, где зимуют, а с наступлением весны вновь активизируются.
Интересно отметить, что в настоящее время дождевых червей начали одомашнивать, т.е. специально выращивать в червятниках, чтобы затем использовать для улучшения плодородия почвы. Масса дождевых червей на одном гектаре может варьироваться от 250 до 500 килограммов.
В почвах лесов большую роль играют грибы. То, что мы привыкли называть грибами и собираем в лесу, это лишь их плодовые тела, а основная жизнь грибов протекает под землёй. В этой среде тонкие нити грибницы проделывают огромную работу, перерабатывая лесную подстилку, состоящую из опавших листьев, веток и других растительных остатков.
Теперь давайте изучим, из чего состоит почва. Оценить состав почвы можно при помощи простых экспериментов.
Состав почвы
Почва складывается из двух основных частей: минеральной и органической. Неорганическая составляющая включает в себя глинистые, пылевые и песчаные частицы, формирующиеся в результате эрозии горных пород. Органическая часть представлена остатками растений и животных, а также гумусом.
Гумус — это органический материал, который распался до наиболее стабильной формы и сохраняется в этом состоянии на протяжении многих лет. Он служит источником питательных веществ, необходимых для роста растений.
В зависимости от концентрации элементов в почве меняются её физические свойства:
- плотность — это отношение твёрдого вещества к эквивалентному объёму воды;
- объёмная масса — масса одного кубического сантиметра почвенного вещества без учёта воды;
- пористость — это содержание пустот в почве относительно её общего объёма.
Согласно этим факторам, есть колебания в насыщенности почвы водой, воздухом и живыми организмами.
Вода в верхнем слое земли образует почвенный раствор, который служит питательной средой для растений. Пустоты, наполненные воздухом, способствуют дыхательным процессам обитателей плодородного слоя.
Важную роль в экосистеме почвы играют её обитатели — насекомые, черви, микробы. Эти организмы являются неотъемлемой частью в поддержании и увеличении своей жизненной среды.
Главное свойство почвы
Плодородие — это основное свойство почвы.
Определить плодородие земли можно при условии, что:
- она способна обеспечить растения питательными веществами и водой в количествах, достаточных для их роста и размножения;
- в ней отсутствуют вредные примеси, которые могли бы препятствовать жизнедеятельности растений.
Различные виды растений могут значительно различаться по своей толерантности к условиям среды. Так, одна и та же почва, которая окажется плодородной для одного вида растений, может оказаться непригодной для другого.
В большинстве случаев почва считается плодородной, если:
- её толщина достаточна для поддержания жизнедеятельности корней и их способностей поглощать воду;
- проницаемость земли способствует отводу избыточной влаги и доступу воздуха к корням;
- содержание органических веществ гарантирует сохранение структуры почвы и формирование почвенного раствора;
- кислотность почвы (pH) находится в диапазоне от 5,5 до 7;
- достигается необходимая концентрация питательных веществ в доступной для усвоения форме;
- в почве имеется богатый спектр микроорганизмов, способствующих развитию растений.
Земли, на которых ведется сельское хозяйство, нуждаются в постоянной поддержке их плодородия. Процессы истощения и эрозии здесь протекают значительно быстрее, чем на земле, не затрагиваемой деятельностью человека.
Глинистая почва
Глинистая почва характеризуется плотной структурой, что делает её плохой для втягивания воды. Она легко слипается, и в процессе обработки становится комковатой. В такой плотной почве ощущается явный недостаток кислорода, влага может застаиваться, что также влияет на прогревание почвы. Для улучшения качества глинистой почвы её необходимо часто рыхлить и мульчировать.
Суглинистая почва, к примеру, считается наиболее подходящей для работ в саду и огороде. Она благоприятна для большинства культур, поскольку содержит много питательных веществ, хорошо пропускает воздух, удерживает тепло и равномерно распределяет воду по всем горизонтам. От владельцев такого типа почвы требуется лишь поддержка её плодородия путем своевременного внесения навоза, мульчирования и добавления минеральных удобрений.
Известковая почва
Эта почва относится к категории бедных грунтов. В её составе содержится известь, или карбонат калия, что делает её сильно щелочной и неподходящей для многих растений. Чтобы улучшить её качество, требуется вносить в неё много органических удобрений и периодически рыхлить.
Торфяная почва содержит малодоступные для растений питательные вещества. Она быстро впитывает влагу и точно так же быстро её отдает, что делает её непригодной для прогрева. Однако минеральные вещества удерживаются в ней хорошо, поэтому для повышения плодородия необходимо добавлять песок или глиняную муку, а также вносить навоз, компост и другие органические вещества.
На территории Казахстана преобладают три основных типа почв:
- чернозёмы с содержанием гумуса от 4% до 8% на севере страны (что составляет 9,5% территории);
- каштановые почвы, начинающиеся южнее и покрывающие 34% территорий;
- бурые и серо-бурые бедные гумусом почвы на юге страны (44% территории), которые в основном подходят для животноводства.
Доктор сельскохозяйственных наук, академик Абдулла Сапаров подчеркивает, что в процессе освоения целинных земель, черноземы потеряли до 30% своего естественного содержания гумуса.
Идентификация состава почвы является актуальной для владельцев земельных участков, так как это позволяет эффективно использовать почву. Состав можно определить в лабораторных условиях или при помощи простых агрономических методов и практик.
Как образуется почва?
Почва возникает в результате взаимодействия множества факторов на протяжении длительного времени. Эти факторы включают в себя климат, живые организмы, ландшафтное расположение и материнскую породу.
1. Климат
Климат является определяющим фактором, который влияет на состав почвы. Он определяет, какие группы растений и животных могут существовать в данной экосистеме. Климат воздействует на температуру почвы, процесс химического выветривания и уровень осадков. Тёплый и влажный климат, как в тропиках, способствует ускоренному росту растений и образованию органических веществ по сравнению с холодным климатом, где рост происходит медленно. Дождь приводит к вымыванию минералов, и они перемещаются глубоко в почву. Климаты региона, такие как осадки, заморозки и оттаивания, приводят к разложению материала материнской породы.
2. Материнская порода
Материнская порода включает минералы, образованные из вулканической пыли, выветрившихся горных пород и осадков, которые выносятся водой или воздухом и разрушаются, способствуя образованию почвы. Это и объясняет термин «материнская», так как эти вещества становятся «родителями» для почвы. Породы, которые более проницаемы для воды, способствуют более быстрому процессу образования почвы по сравнению с глинистыми породами.
3. Живые организмы
Когда с растений отпадают листья, ветки или плоды, они разрушаются и превращаются в перегной благодаря естественным процессам разложения. Этим занимаются микроорганизмы, грибы, бактерии и дождевые черви, которые выделяют такие вещества, как азот и сера, которые могут использоваться растениями для роста. Это делает почву богатой питательными элементами. Гумус и корни растений помогают удерживать частички почвы вместе, предотвращая её эрозию.
4. Ландшафтные позиции
Крутизна, форма и длина склонов влияют на то, как вода проникает в почву или уходит из неё. На слишком крутых склонах вода может стекать, вымывая верхний слой гумуса и делая почву менее питательной для растений. На высокогорьях почва может быть недостаточно влажной, а в более затенённых местах может отсутствовать баланс почвенного кислорода, питательных веществ и воды.
5. Время
Время оказывает значительное влияние на формирование почвенных горизонтов. Чем дольше почва подвергается действию перечисленных факторов, тем больше она развивается и обогащается. Почвы, расположенные на крутых склонах и в районах сильного ветра, требуют намного больше времени для формирования, из-за постоянной эрозии, по сравнению с более старыми и физически стабильными территориями.
Слои почвы или почвенные горизонты
При взгляде на выемку грунта можно заметить различные слои с различным цветом и текстурой. Эти слои называются почвенными горизонтами. Разделение на слои известно как профиль почвы. Можно различить эти слои по изменениям в цвете, текстуре, толщине и структуре, именуемые заглавными буквами — A0, Ad, А1, А2, В и С. Эти обозначения представляют собой главные горизонты.
A0: это лесная подстилка, а в травянистых сообществах — очёс. «Органогенный горизонт», состоящий из неопавших остатков растительности, которые еще не разложились.
Ad: это дернина, пронизанная корневой системой растений. Если потянуть за траву, этот слой отделяется от остальной части почвы.
А1: это перегнойный, или гумусовый горизонт, создаваемый при разложении остатков растений и животных, которые превращаются в гумус.
А2: известный как «недра», это область, где накапливаются выщелоченные минералы и обычно насыщена меньшим количеством органических веществ, имеет плотную и светлую структуру.
В: это субстрат, представляющий собой разрушенные материнские материалы, содержащий меньше глины и других отложений.
С: последний слой, представляющий собой коренную породу. Это самый глубокий и твёрдый слой, который не считается почвой.
Как видно, в почве имеется множество слоев! Служение растениям — важная задача, поэтому логично, что в «грязи» нашего мира существуют нюансы и сложности. Как и вино, почва требует длительного времени для формирования и достижения своего наивысшего качества. В конце концов, это нелегкая работа, как по поддержанию самой важной составляющей жизни на планете.
