Что такое почва и как она образуется
Почва — это уникальный и жизненно важный поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием. Её формирование — длительный процесс, результат совместного воздействия воды, воздуха, климатических условий и разнообразных живых организмов. Если рассмотреть вертикальный разрез, называемый почвенным профилем, можно увидеть несколько отдельных слоёв — горизонтов. Каждый горизонт имеет свои особенности: различается по химическому составу, физическим свойствам, структуре и насыщенности микро- и макроорганизмами, но все они тесно взаимосвязаны между собой.
Факторы, формирующие почву
На образование и свойства почвы влияет целый комплекс факторов. Ключевыми из них являются: климат, который определяет интенсивность выветривания горных пород, а также режимы тепла и влаги; растительный и животный мир; и материнская (подстилающая) порода, служащая минеральной основой. Именно от материнской породы зависят первоначальные физические свойства почвы и запас химических элементов. Живые организмы играют колоссальную роль: они рыхлят почву, придают ей структуру, извлекают и перераспределяют минеральные вещества. Отмирая, растения и животные обогащают почву органическими остатками, которые в результате сложных биохимических процессов превращаются в гумус (перегной). Этот тёмный органический компонент — основа плодородия, так как содержит основные питательные элементы в форме, доступной для растений.
На свойства почвы также влияют рельеф местности и геологический возраст территории. В современную эпоху мощнейшим почвообразующим фактором стала деятельность человека через обработку земель, внесение удобрений, проведение мелиоративных работ и изменение растительного покрова, например, при вырубке лесов.
Строение и свойства почвы
Почвенные горизонты формируются в процессе естественного развития почвы, поэтому их называют генетическими. Каждый горизонт относительно однороден по своему составу, структуре, цвету и другим характеристикам и может делиться на более мелкие подгоризонты. Совокупность всех горизонтов, от поверхности до материнской породы, и составляет почвенный профиль. Его мощность может варьироваться от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. Слоистая структура профиля — результат вертикального перемещения различных органических и минеральных веществ.
Важной характеристикой является механический состав почвы — процентное соотношение частиц разного размера (песка, глины, ила). Частицы размером менее 1 мм составляют основную массу, называемую мелкоземом. В зависимости от преобладания тех или иных частиц почвы классифицируют на разные типы (например, песчаные, суглинистые, глинистые).
Как изучают почву: от визуальной оценки до монолитов
Первичную оценку качества и плодородия почвы можно провести по внешним признакам. Главными индикаторами являются мощность и интенсивность окраски гумусового горизонта, а также его структура. Хорошая, оструктуренная почва легко распадается на прочные мелкие комочки.
Для детального лабораторного анализа с каждого горизонта стандартного разреза (шурфа или ямы) отбирают образцы-пробки массой около 0.5 кг. Однако для наглядной демонстрации, особенно в учебных или музейных целях, незаменимы почвенные монолиты — цельные, ненарушенные образцы, сохраняющие естественное строение.
Традиционный способ — изготовление ящичного монолита. Для этого в подготовленной яме к вертикальной стенке прикладывают специальный деревянный ящик без дна. Почвенный столб аккуратно выделяют, обрезают, помещают в ящик и закрепляют крышками. На раме указывают все необходимые данные: номер разреза и тип почвы. В музее поверхность монолита для сохранности покрывают защитным составом (например, сахарным сиропом) и закрывают стеклом.
Более простой и экономичный метод — создание пленочного монолита. К стенке разреза плотно прижимают ткань, пропитанную клеем (эпоксидной смолой). После высыхания ткань с прилипшим слоем почвы аккуратно срезают ножом и наклеивают на твёрдую основу. Этот метод особенно хорош для сыпучих песчаных или каменистых почв, с которыми сложно работать традиционным способом.
Практическое значение изучения почв
При полевом описании почвы каждый горизонт характеризуют по ряду параметров: название, глубина залегания, механический состав, цвет, структура, наличие включений (корни, камни) и степень влажности. Такие исследования, проводимые, в том числе, юными краеведами, имеют большую практическую ценность для сельского хозяйства. На основе данных о почвенном покрове конкретной территории можно научно обосновать рекомендации по оптимальным севооборотам, системам удобрений, необходимости известкования и выбору наиболее эффективных агротехнических приёмов обработки земли.