1. Состав почвы

Почва образуется в результате длительных процессов изменения материнской (почвообразующей) породы и содержит продукты выветривания этих пород, а также продукты разложения растительных и животных организмов. Такое сочетание продуктов выветривания и продуктов разложения образует чрезвычайно сложный химический состав и большое многообразие содержащихся в почве химических элементов. В составе почвы обнаружены почти все известные химические элементы, но практический интерес представляют лишь немногие из них, необходимые для питания растений.

В основном в состав почв входят следующие элементы (в % к валовому количеству): кислород (содержится преимущественно в органическом веществе) - 55; кремний (значительная часть в кварце) - 20; углерод (в гумусе, органических остатках) - 2; водород (больше в гумусе) - 5; азот (в основном в гумусе) -0,1; фосфор (в гумусе, в минеральной части) - 0,08; сера (в гумусе) - 0,04; железо - 2; кальций - 2; магний - 0,6; калий - 1; натрий - 1. При возделывании сельскохозяйственных культур необходимо знать не только содержание основных элементов питания в почвах, но и в каких соединениях они присутствуют, содержатся ли они в доступной для растений форме. Все эти вопросы изучает наука агрохимия, которая вооружает земледельца необходимыми знаниями.

Агрохимический состав почв очень разнообразен. Он зависит, прежде всего, от естественного плодородия почв, т. е. от зоны, в которой находится данная почва (зональный тип почв).

В пределах нашей страны выделяют пять основных почвенно-климатических зон, в которых развиваются следующие типы почв: подзолистые и дерново-подзолистые, черноземы, каштановые, сероземы, почвы влажных субтропиков (красноземы и желтоземы). Кроме того, выделяются разнообразные болотные почвы, почвы речных долин, горные почвы.

Почвы далеко не равноценны по плодородию, и агрохимический состав их очень различен. Обрабатываемый слой почвы в 30 см на площади 1 тыс. м2 имеет вес 300 тыс. кг. В этом слое дерново-подзолистые почвы содержат: азота - до 390 кг, фосфора - до 450, калия - до 7500 кг. Еще больший запас питательных веществ содержится в корнеобитаемом слое.

В почве идут непрерывные физико-химические и биологические процессы перевода ряда питательных веществ в недоступные или малодоступные для растений формы, идет вымывание питательных веществ атмосферными осадками, и при поливах происходит улетучивание азота за счет денитрификации и т. д. Азот содержится преимущественно в органической части, калий - в минеральной, а фосфор - и в органической и в минеральной частях. Органические соединения почвы доступны растениям в ничтожно малых количествах, для их использования на урожай они должны предварительно подвергнуться минерализации, т. е. разложению до простых солей или других форм, доступных растению.

//Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почвах, но и в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов почвы к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних горизонтов к верхним. В твердой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместе с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, — более тонкие. Рыхлость сложения почвы обусловливается полидисперсностью состава ее твердой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы, измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см). Основную массу почвы составляет обычно мелкозем — частицы менее 1 мм. По гранулометрическому составу почву разделяют на группы (разновидности): песок рыхлый и связный, супесь, суглинок легкий и средний, глина легкая, средняя и тяжелая. Твердые частицы в естественном залегании заполняют не весь объем почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры — промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывно меняется вследствие поступления в почву атмосферных осадков, иногда оросительных и грунтовых вод. Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и водный режимы почвы. В порах также обитают почвенные микроорганизмы.

Минералогический состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные почвы почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, К, N, Mg, Ca, Р, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Cu, Mo, I, В, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, натрия, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.

В состав твердой части почвы входит органическое вещество, основная (80-90%) часть которого представлена сложным комплексом из гумусовых веществ, или гумуса. Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.п. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в почве содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков).

Жидкая часть, т. е. почвенный раствор, — активный компонент почвы, осуществляющий перенос веществ внутри нее, а также снабжение растений водой и растворенными элементами. Обычно содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.

Газообразная часть, или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N₂, O₂, CO₂, летучие органические соединения и пр., не постоянны и определяются характером множества протекающих в почве химических, биохимических, биологических процессов. Например, количество CO₂ в почвенном воздухе существенно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии CO₂ из почвы в атмосферу и O₂ в противоположном направлении.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы,актиномицеты, водоросли и др.) и представителей многих групп беспозвоночных животных — простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок, роющих позвоночных и др. Активная роль почвенной фауны в образовании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам — важнейшим компонентам биосферы.