Почва — это особое природное образование, сформировавшееся в результате преобразования горных пород растениями и животными, т. е. в результате почвообразовательного процесса. Почва обладает особым свойством — плодородием, она основное средство производства в сельском хозяйстве (см. Плодородие почвы). В отличие от других средств производства (например, сельскохозяйственных машин) почва при эксплуатации не только не теряет своих свойств, но при правильном использовании улучшает их, становится плодороднее.
Почва — колоссальное вечное природное богатство, неиссякаемый источник, обеспечивающий человека продуктами питания, животных — кормами, а промышленность — сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она, и умножать это богатство — долг земледельца. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовалась, ее строение, состав и свойства.
Почва образовалась из выходящих на поверхность земли горных пород под влиянием различных факторов. Под действием ветра, атмосферной влаги, в связи с изменениями климата и температурными колебаниями горные породы, например гранит, постепенно трескались и превращались в рухляк. На рухляке поселялись микроорганизмы, питающиеся преимущественно углеродом и азотом атмосферы и минеральными соединениями, которые они получали из горной породы. Микроорганизмы разрушали ее своими выделениями, и химический состав горной породы постепенно изменялся. Затем здесь поселялись лишайники и мхи. Микроорганизмы разлагали их остатки, образуя гумус — основное органичекое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям.
Животные и растения окончательно разрушали горную породу, превращая ее верхний слой в почву.
Растительный спад в лесах и отмершая травянистая растительность после разложения микроорганизмами дают много органического вещества, увеличивая мощность почвы. Частично гумус минерализируется и опять под влиянием микроорганизмов переходит в доступные растениям минеральные соединения. Гумус не только обогащает почву, но и образует ее структуру — прочные комочки. Лучшие почвы, влагоемкие и воздухопроницаемые, имеют мелкокомковатую или зернистую структуру из комочков диаметром от 1 до 10 мм.
От состава и свойств горной породы, на которой формируется почва (ее называют материнской породой), в значительной степени зависят состав и свойства почвы. Так как факторы почвообразования на нашей планете неодинаковы, то и почвы в разных климатических и растительных зонах различны (см. Почвенный покров).
Если посмотреть на вертикальный разрез почвы, то можно увидеть неоднородные почвенные слои (горизонты), составляющие почвенный профиль. Их строение и мощность различны. Почвенные слои позволяют проследить постепенное превращение горной породы в почву.
Верхний горизонт (его обозначают буквой А) обычно окрашен в темный цвет, который зависит от накапливающегося в нем гумуса. Чем старше почва, тем мощнее гумусовый горизонт. В зависимости от типа почвы толщина горизонта А колеблется от нескольких сантиметров (например, в тундровых почвах) до 100 см и более (в черноземах). В почвах, занятых лесной растительностью, выделяют еще горизонт А0, т. е. лесную подстилку, которая лежит сверху горизонта А.
В некоторых почвах, например подзолистых, под гумусовым горизонтом образуется белесый горизонт А2, напоминающий цветом золу. Из этого горизонта гумус и минеральные соединения вымываются в иллювиальный горизонт В, где и накапливаются. Горизонт В плотный, часто окрашен в красновато-бурый цвет. Под ним залегает слабо измененная, не содержащая гумуса горная (материнская) порода С.
Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Твердая часть — это минеральные и органические частицы. Они составляют 80—98% почвенной массы и состоят из песка, глины, илистых частиц, оставшихся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса. Соотношение этих частиц характеризует механический состав почвы.
Жидкая часть почвы, или почвенный раствор, — вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями. Воды в почве содержится от долей процента до 40—60%. Жидкая часть участвует в снабжении растений водой и растворенными элементами питания.
Газообразная часть, почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Почвенный воздух содержит больше углекислого газа и меньше кислорода, чем атмосферный воздух, а также метан, летучие органические соединения и др.
Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, акти-номицеты, водоросли и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основном в верхнем слое почвы, около корней растений, где добывают себе пищу. Некоторые почвенные микроорганизмы могут жить только на корнях.
Почва содержит макроэлементы (азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо и др.) и микроэлементы (бор, марганец, молибден, медь, цинк и др.), которые растения потребляют в небольших количествах. Их соотношение и определяет химический состав почвы. Он зависит от содержания элементов в материнской породе, климатических факторов, растительности. Чем больше увлажнена почва, тем обычно беднее минеральными соединениями ее верхние горизонты.
Из физических свойств почвы наибольшее значение имеют влагоемкость, водопроницаемость, скважность (см. Водный и воздушный режимы почвы) и теплоемкость (см. Тепловой режим почвы).
Состав и свойства почвы постоянно меняются под влиянием жизнедеятельности организмов, климата, деятельности человека. При внесении удобрений почва обогащается питательными для растений веществами, изменяет свои физические свойства. Неправильная эксплуатация почвы может привести к нарушениям почвенного покрова — к эрозии почвы, засолению, заболачиванию ее.
Наука, изучающая почву, называется почвоведением. Она изучает многообразие почв на земном шаре, их происхождение, состав, свойства, в том числе плодородие, распространение и рациональное использование. Современное научное почвоведение возникло в России в конце XIX в. Основателем его был В. В. Докучаев. Он впервые показал, что почва обладает особым свойством — плодородием и состоит из живой и неживой частей. Это и отличает почву от горной породы. Большую роль в создании научного почвоведения сыграл современник В. В. Докучаева — П. А. Костычев, развивший агрономическое направление в почвоведении. Он исследовал взаимоотношения почвы и растений, процессы создания почвенного плодородия. Эти исследования продолжил В. Р. Вильяме.
Особо важное значение имеет почвоведение для сельского хозяйства. Эта наука помогает решать вопросы повышения плодородия почв, применения удобрений, проведения мелиорации, разработки агротехнических приемов.