Почва

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај

Почвата е површинскиот слој од литосферата на Земјата кој најчесто е плодороден и претставува повеќефункционален хетероген и отворен четирифазен структурен систем кој се образува со раздробување на карпите и животната активност на организмите.[1] Таа се смета за посебна природна мембрана (биогеомембрана) што го регулира заемодејството меѓу биосферата, хидросферата и атмосферата на Земјата. Почвата се формира под влијание на климата, релјефот, првобитниот почвообразувачки материјал (родителски материјал или матичен супстрат), но исто така и од микроорганизмите и останатите живи организми. Почвата се менува со текот на времето.

Според ГОСТ 27593-88 , почвата е независно природно-историско органоминерално природно тело кое се создало на површината на Земјата како резултат на долготрајното изложување на биотичките, абиотичките и антропогените фактори, кое се состои од тврди минерални и органски честици, вода и воздух и кое има специфични генетско-морфолошки својства создадени за растот и развитокот на растенијата при соодветни услови.[2]

Со изучување на почвата се занимава педологијата (понекогаш се употребува поедноставниот поим — наука за почвите).

Терминологија[уреди]

При изучувањето на почвата секогаш се среќаваме со следните поими (термини):

  • Почвен профил — севкупност на генетички споени и закономерно менувачки почвени хоризонти на кои се расчленува почвата при процесот на почвообразување (педогенеза);
  • Почвен хоризонт — специфичен слој од почвениот профил кој се образува како резултат на дејството на почвообразувачкиот процес;
  • Почвен покров — севкупноста на почвата што ја прекрива земјината површина.

Морфологија[уреди]

Во процесот на почвообразување, пред сè под дејството на вертикалниот (искачувачки и симнувачки) проток на материја и енергија, а исто така и на нееднородноста на распространувањето на живата материја, матичниот супстрат се раслојува на генетски хоризонти. Често почвите се формираат на првобитни вертикално нееднородни двочлени карпи, состојба која има влијание на почвообразувањето и распоредот на хоризонтите.

Хоризонтите се сметаат за еднородни или хомогени (низ целата почвена маса) делови на почвата, меѓусебно поврзани и заемно обусловени, кои се одликуваат по хемискиот, минералошкиот, гранулометричкиот состав, физичките и биолошките својства. Комплексот од хоризонти, карактеристичен за даден тип на почвообразување, го образува почвениот профил.

Хоризонтите овозможуваат да се определи градбата на профилот. На пример, за подзолните почви, профилот е следен: A0-A0A1-A1-A1A2-A2-A2B-BC-C.[3].

Се среќаваат следните типови на хоризонти:[4]

  • Органогени — простирка (A0, О), тресетен хоризонт (Т), типичен хумусно-акумулативен хоризонт (Ah, H), дернина (Ad), недоразвиен хумусно-акумулативен хоризонт (А) итн. Овие хоризонти се карактеризираат со натрупување на биогена органска материја.
  • Алувијални — подзолни, лесивизирани, солодизирани, сегрегирани хоризонти; се означуваат со буквата Е со индекс или со A2. Се карактеризираат со изнесување на органските и/или минералните составни делови.
  • Илувијални — В со индекси — се карактеризираат со натрупување на материите изнесени (отстранети) од алувијалните хоризонти.
  • Метаморфни или камбични — Bm — се образуваат за време на преобразбата на минералниот дел на самото место.
  • Хидрогено-акумулативни — S — се образуваат во зоната на максимално натрупување на материи (леснорастворливи соли, гипс, карбонати, оксиди на железото итн.) кои се донесуваат од површинските води.
  • Коровни — К — хоризонти кои се зацементирани со различни материи (растворливи соли, гипс, карбонати, аморфен силициум, оксиди на железото и др.).
  • Глејни — G — со преовладувачки оксидо-редуцирачки услови.
  • Подпочвени — G — матичен супстрат (С) од кој се образува почвата и лежи на цврсти карпи со различен од него состав.

Тврда фаза на почвата[уреди]

Почвата е високодисперзна и во неа има голема вкупна површина на тврди честици: од 3—5 m²/g во песочните до 300—400 m²/g во глинестите почви. Благодарение на дисперзноста, почвата има голема порозност: обемот на порите може да достигне од 30% од вкупниот обем во заблатените минерални почви, па до 90% во органогените тресети. Просечно порозноста на почвата изнесува 40—60%.

Густината на тврдата фаза (ρs) на минералните почви се движи од 2,4 до 2,8 g/cm³, а кај органогените 1,35—1,45 g/cm³. Порозноста (ε) е поврзана со густината според следната формула:

ε = 1 — ρbs

Минерален дел на почвата[уреди]

Минерален состав[уреди]

Приближно 50-60% од обемот (волуменот) и до 90-97% од масата на почвата се состои од минерални компоненти. Минералниот состав на почвата се разликува по составот на карпите од кои таа се образувала — колку постара е почвата, толку посилна е оваа разлика.

Минералите кои се јавуваат како остаточен (резидуален) материјал при раздробувањето и почвообразувањето се наречени првични или примарни минерали. Во зоната на хипергенезата повеќето од нив се нестабилни и се распаѓаат со различна брзина. Едни од првите кои се распаѓаат се оливинот, амфиболите, пироксените и нефелинот. Постабилни се фелдспатите кои чинат 10-15% од масата на тврдата фаза на почвата. Многу често се јавуваат во форма на релативно големи песочни честици. Со висока отпорност се одликуваат епидотот, дистенот, гранатот, ставролитот, цирконот и турмалинот. Нивната застапеност е незначителна, меѓутоа тие даваат индикации за потеклото на матичниот супстрат и времето на почвообразување. Најотпорен е кварцот, кој се раздробува за неколку милиони години. Благодарение на ова во услови на продолжено и интензивно раздробување, придружено со изнесување на продуктите од распаѓањето на минералите, произледува неговата релативна акумулација.

Почвата се карактеризира со висока содржина на вторични или секундарни минерали, образувани како резултат на големата хемиска преобразба на првичните минерали, или, пак, синтетизирани непосредно во почвата. Особено важна улога меѓу нив имаат глинените минерали — каолинит, монтморилонит, халуазит, серпентин и многу други. Тие имаат високи сорпциони (впивачки) способности, поголем капацитет за размена катјони и анјони, способност за набабрување и задржување на водата, адхезија итн. Овие својства во голема мерка се обусловени од апсорптивниот капацитет на почвата, нејзината градба и во краен случај, плодноста.

Високата содржина на минерални оксиди и хидроксиди на железото (лимонит, хематит), манганот (вернадит, пиролузит, манганит), алуминиумот (гибсит) и др., исто така влијае на својствата на почвата — тие учествуваат во формирањето на структурата, почвениот апсорптивен комплекс (особено кај силно растреситите тропски почви), а земаат учество и во оксидационо-редукционите процеси. Голема улога во почвата играат карбонатите (калцит, арагонит, видете карбонатно-калциумова рамнотежа во почвата). Во сушните региони во почвата често се натрупуваат леснорастворливи соли (натриум хлорид, натриум карбонат и др.), кои влијаат на целиот тек на почвообразувачкиот процес.

Гранулометрички состав[уреди]

Триаголник на Фере.

Во почвата можат да се најдат честици со дијаметар помал од 0,001 mm, како и такви со повеќе од неколку сантиметри. Помалиот дијаметар на честиците означува поголема специфична површина, а ова од своја страна — поголеми вредности на капацитетот за размена на катјони, водозадржувачка способност, подобра агрегација, но помала порозност. Тешките (глинести) почви можат да имаат проблеми со содржината на воздух, а лесните (песочните) — со водниот режим.

За подробна анализа на целиот можен дијапазон на големини, разните честици со определена големина се делат на оддели наречени фракции. Не постои унифицирана класификација на честиците. Во руската педологија се користи скалата на Никодим Антонович Качински. Карактеристиките на гранулометричкиот (механички) состав на почвата се дадени врз основа на содржината на фракцијата од физичка глина (честици помали од 0,01 mm) и физички песок (повеќе од 0,01 mm), имајќи го предвид и типот на почвообразување.

Во светот широко се применува определувањето на механичкиот состав на почвата по триаголникот на Фере: на една страна се наоѓа фракцијата на прав (честици од 0,002-0,05 mm), на друга фракцијата на глинени честици (< 0,002 mm), а на трета — песочни честици (0,05-2mm), кои се сретнуваат на местата каде се сечат сегментите од триаголникот. Внатрешно триаголникот е разделен на сегменти (отсечоци) од кои секој соодветствува на одреден гранулометрички состав на почвата. При тоа не се зема предвид типот на почвообразување.

Органски дел на почвата[уреди]

Во почвата има одредено количество на органска материја. Во органогените (тресетни) почви таа може да преовладува, а во повеќето минерални почви нејзиното количество не надминува неколку проценти во горните хоризонти.

Во составот на органската материја во почвата влегуваат како растителни, така и животински остатоци кои не ги загубиле одликите на анатомската градба, како и одделни хемиски соединенија наречени хумус. Во составот на хумусот се наоѓаат неспецифични материи со позната градба (липиди, јаглеводороди, лигнин, флавоноиди, пигменти, восок, смоли итн.), кои сочинуваат од 10 до 15% од вкупниот хумус, но и специфични хумусни киселини кои се создаваат од овие материи.

Хумусните киселини немаат определена формула и претставуваат одделна класа на макромолекуларни соединенија. Во советската и руската педологија тие традиционално се делат на хумински и фулвокиселини.

Елементарниот состав на хуминските киселини (по маса) е следен: 46—62 % C, 3—6 % N, 3—5 % H, 32—38 % O. Составот на фулвокиселините е: 36—44 % C, 3—4,5 % N, 3—5 % H, 45—50 % O. Кај двете соединенија се среќава и сулфур (од 0,1 до 1,2%) и фосфор (стотици и десетици делови од %). Молекуларната маса на хуминските киселини изнесува 20-80 kDa (минимална 5 kDa, максимална 650 kDa), а на фулвокиселините е 4-15 kDa. Фулвокиселините се подвижни, растворливи се при секаква pH вредност (хуминските се таложат во кисела средина). Односот на јаглеродот во хуминските и фулвокиселините (Cгк/Сфк) се јавува како важен показател за хумусната состојба на почвата.

Во молекулите на хуминските киселини се издвојува јадрото, кое се состои од ароматичен прстен, кој понекогаш може да биде и азотосодржечко хетероциклично соединение. Прстените се соединуваат со ,,мостови‘‘ од двојни врски кои создаваат издолжен конјугиран ланец, што ја дава темната боја на супстанцата.[5] Јадрото е опкружено со периферни алифатични ланци, меѓу кои од јаглеводороден и полипептиден тип. Ланците имаат различни функционални групи (хидроксилни, карбонилни, карбоксилни, аминогрупи и др.), што е причина за високиот апсорпционен капацитет од 180—500 mg-ekv/100 g.

За структурата на фулвокиселините се знае многу помалку. Тие имаат ист состав на функционални групи, но повисок апсорпционен капацитет — и до 670 mg-ekv/100 g.

Механизмот на образување на хумусните киселини (хумификација) не е целосно проучен. Според кондензационата хипотеза[6] (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) овие материи се синтетизираат од нискомолекуларни органски соединенија. Според хипотезата на Л. Н. Александров[7] хумусните киселини се образуваат при заемодејството на високомолекуларните соединенија (протеини, биополимери), по што постепено се оксидираат и се распаѓаат. Согласно двете хипотези во овие процеси се вмешани ензими кои се создаваат главно од микроорганизмите. Постои претпоставка за чисто биогено потекло на хумусните киселини. По многу својства тие потсетуваат на темнообоените пигменти на габите.

Почвена структура[уреди]

Структурата на почвата е физичката градба или структура на тврдиот дел и поровото пространство на почвата кои се обусловени од големината, формата, количествениот сооднос, природата на заемните врски и распоредот на механичките елементи и агрегатите кои се состојат од нив.

Тврдиот дел од почвата е севкупноста на сите видови честици кои се наоѓаат во почвата во тврда агрегатна состојба при природно ниво на влажност.

Поровото пространство во почвата е разнообразието на големини и форми на празнините меѓу механичките елементи и агрегатите на почвата кои се исполнети со воздух или вода.

Минералните почвени честици секогаш се обединети во агрегати со различна силина, големина и форма. Целата севкупност од агрегати кои се карактеристични за почвата се означува како нејзина структура. Фактори на образувањето на агрегатите се: набабрување, компресија и распукување на почвата во текот на циклусот на навлажнување-исушување и замрзнување-одмрзнување, коагулација на почвените колоиди (од кои најважна улога имаат органските колоиди), цементирањето на честиците со малкурастворливи соединенија, образување на водородни врски, врски меѓу некомпензираните електрични полнежи на кристалната решетка на минералите, адсорбција, механичкото разделување на честиците со хифите од габите, актиномицетите и корењата на растенијата, агрегацијата на честиците при минувањето низ цревата на почвените животни.

Структурата на почвите укажува влијание на продорот на воздух во корењата на растенијата, задржувањето на влагата и развитокот на микробната заедница. Оптималната структура за развиток на растенијата е таа во која преовладуваат агрегати со големина од 0,25 до 7—10 mm (земјоделски вредна структура). Важно својство на структурата е нејзината силина, особено водозадржливоста.

Преовладувачката форма на агрегати е важен дијагностички признак на почвата. Се разликуваат кружно-кубовидна (зрнеста, ридчеста), призмовидна (столбовидна, призматична) и плитовидна структура, како и низа на преодни форми и градации по големина. Првиот тип е карактеристичен за горните хумусни хоризонти и е со поголема порозност, вториот — за илувијалните и метаморфните хоризонти, третиот — за алувијалните.

Новообразувања и вметнати материи[уреди]

Новообразувањата претставуваат збир од материи кои се создаваат во почвата при процесот на нејзино формирање.

Широко распространети се новообразувањата на железото и манганот, чија миграциона способност зависи од оксидационо-редукциониот потенцијал и се контролира од страна на организмите, најчесто бактерии. Тие се претставени со конкреции, корки и др. Во некои случаи се јавува цементирање на почвената маса со железен материјал. Во почвите, особено во сушните полусушните региони, се распространети варовнички новообразувања: псевдомицелии, конкреции, коркови образувања. Новообразувањата на гипсот се исто така карактеристични за сушните области, претставени со: гипсови рози и корки. Се среќаваат и новообразувања на леснорастворливите соли, силициум (прав во алувијално-илувијално диференцираните почви, опалови и халцедонови слоеви и кори, цевки), глинести минерали (кутани — наслојки и кори кои се формираат за време на илувијалниот процес), често помешани со хумус.

Како вметнати се сметаат сите објекти во почвата кои не се поврзани со процесот на почвообразување (археолошки наоди, коски, черупки на мекотели и праживотни, фрагменти од карпи, шут). Како вметнати материи се однесуваат и копролитите, црвоточините, кртовините и други биогени структури.

Течна фаза на почвата[уреди]

Најчесто поголемиот дел од водата во почвата преку најразлични сили се сврзува со честиците од тврдата фаза, што ја намалува нејзината подвижност и достапност за растенијата и микроорганизмите. Најпрво механизмите со кои се држат овие две фази се високоенергетски и претставуваат подолготрајни заемодејства, а потоа, со заситување на почвата со вода, се образуваат помалку силни врски. Влажноста при која произлегува менувањето на карактерот на силите кои ја врзуваат водата со почвените честици се нарекува енергетска константа.

Најсилно сврзана со честиците е адсорбираната влага. Таа се карактеризира со најголема разлика од слободната вода — има поголема густина и вискозитет, помала диелектрична константа и способност за растворање на материи. При нејзиното создавање се издвојува топлинска енергија. Почвата, наоѓајќи се во рамнотежа со атмосферата, секогаш содржи одредено количество на вода (хигроскопска влажност), кое на определен начин е зависно од влажноста на воздухот. Најголемото количество на вода, кое се задржува од почвените адсорпциони сили, соодветствува на максималниот адсропционен капацитет (МАК), кој се постигнува при воздушна влажност од околу 95%.

Почвообразување (педогенеза)[уреди]

Основни фактори кои влијаат врз процесот на почвообразување (или педогенеза) се климата, матичниот супстрат, вегетацијата и фауната, релјефот и геолошката старост на територијата, но и економската дејност на човекот. Климата влијае на карактерот на раздробување на карпите, делува на топлинскиот и водниот режим на почвата, ги обусловува процесите во неа и нивниот интензитет и во голем степен ја одредува вегетацијата и животинскиот свет. Матичниот супстрат при педогенезата се претвора во почва. Од неговиот гранулометрички (механички) состав и структурни особености зависат физичките својства на почвата: водо- и воздухопропусливост, водозадржувачка способност и др., а следствено, водниот, топлинскиот и воздушниот режим, фреквенцијата на кружење на материите во почвата и др. Минералошкиот состав на матичниот супстрат го определува минералошкиот и хемискиот состав на почвата и првобитната содржина на хранливи материи за растенијата. Вегетацијата делува непосредно на почвата: корењата ја структурираат почвената маса и од неа извлекуваат минерални хранливи елементи. Во природни услови, минералните и органските материи навлегуваат во почвата и во нејзината површност во вид на коренски и надземен опад. Годишното количество на опад се движи од 5-6 kg/ha во пустините и 10 kg/ha во арктичките тундри; до 250 kg/ha во влажните тропски шуми. Квалитативниот состав на опадот е различен. Опадот во почвата подлежи на дејството на микрофлората, која минерализира 80-90% од нејзината маса и учествува во синтезата на хумусните материи, кои се создаваат од продуктите на разложувањето и микробните метаболити.

Претставниците на животинскиот свет (главно без‘рбетници кои живеат во горните хоризонти на почвата и меѓу растителните остатоци на површината) значително го забрзуваат разложувањето на органските материи и придонесуваат во формирањето на органо-минерални почвени агрегати, т.е. структури на почвата. Основното влијание на релјефот се огледува во распределбата на климатските (влага, топлина и нивните соодноси) и др. фактори на земјината површина. Времето за развиток на зрелиот почвен профил зависи од различни услови и трае од неколку стотици до неколку илјадници години.

Наводи[уреди]

  1. Ивлёв А. М. Эволюция почв. Владивосток, 2005.
  2. ГОСТ 27593-88(2005). ПОЧВЫ. Термины и определения. УДК 001.4:502.3:631.6.02:004.354
  3. Почвы СССР. Под ред. Г. В. Добровольского. М.: Мысль, 1979, с.129
  4. Б. Г. Розанову, Морфология почв. — М.: изд. МГУ, 1983
  5. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1974.
  6. Кононова М. М. Органическое вещество почвы. — М.: 1963.
  7. Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. — Л.: 1980.

Надворешни врски[уреди]

Поврзано[уреди]