Свойства почвы" (3 класс). Технологическая карта урока на тему "Почва. Свойства почвы" (3 класс) Правила безопасной работы

14.07.2019

Данный видеоурок предназначен для самостоятельного изучения темы «Почва и её состав». В ходе этого занятия вы сможете познакомиться с главным свойством почвы - плодородием. Учитель расскажет о составе почвы, благодаря которому растения могут получать из нее элементы, необходимые для своего роста.

Если в стакан с водой опустить кусочек сухой почвы, как объяснить появление пузырьков воздуха в воде? Этот опыт показывает, что в состав почвы входит воздух.

После того как опустить почву в стакан с водой, нужно размешать и дать ей отстояться. С помощью пипетки берется несколько капель этой воды и помещается на предметное стекло. Теперь нужно нагреть стекло над огнем свечи. После испарения воды на стекле остался тонкий белый налет, это минеральные соли. Этот опыт показал, что почва содержит минеральные соли, которые могут растворяться в воде.

Можно положить почву в крышечку, затем следует ее нагреть над пламенем свечи. Над почвой держится стекло. Стекло сначала становится влажным, а потом на нем появляются капельки воды. Это вода, которая содержится в почве, при нагревании она испаряется. Водяной пар поднимается вверх, встречает на своем пути холодное стекло, охлаждается и превращается в мельчайшие капельки воды (рис. 2).

Рис. 2. Опыты над почвой ()

Этот опыт показывает, что в почве присутствует вода. Если продолжать нагревать почву, то вскоре появится дым и неприятный запах. Это сгорает часть почвы, которая состоит из перегнивающих остатков растений и мелких животных. Это составная часть почвы - перегной. Если очень долго прокаливать почву на огне, то перегной полностью сгорит и почва приобретет серый цвет. Это доказывает, что перегной придает почве темный цвет.

Если вы опустите немного почвы в стакан с водой, перемешаете и дадите отстояться, то увидите, как на дно осядет слой песка, поверх него - слой глины, а сверху слой темного цвета - это перегной. Это доказывает, что в почве содержится песок и глина (рис. 3).

Рис. 3. Опыты над почвой ()

Каковы же результаты проведенных опытов и наблюдений? Мы узнали, что в состав почвы входят воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина.

В почве всегда есть и живая природа: корни растений, бактерии, дождевые черви, муравьи, жуки-навозники и многие другие. Они грызут корни растений, что-то измельчают, перетаскивают, собирают.

Что же получают растения из почвы? Во-первых, воздух, корни растений дышат воздухом, который находится в почве. Во-вторых, воду. Растения вместе с водой поглотают питательные вещества. Остатки погибших растений и животных перерабатывают бактерии и насекомые, которые находятся в почве. Так, почва постоянно пополняется перегноем и минеральными солями. Это настоящая кладовая питательных веществ для растений. Кроме того, животные, обитающие в почве, рыхлят ее, и в почву лучше проникают воздух и вода.

Когда говорят, что земля - кормилица, имеют в виду почву. Растения берут из почвы воду и растворенные в ней питательные вещества. Растениями питаются очень многие животные. Насекомые едят корни растений, стебли, листья (рис. 4), зерноядные птицы лакомятся плодами. Растительный корм поедают коровы, лошади, лоси.

Растительноядные животные становятся добычей для хищников. Следовательно, хищные животные зависят от плодородия почв.

Человек на земле выращивает зерновые, овощные, бобовые, плодово-ягодные и декоративные растения. Плодородная почва обеспечивает людей одеждой из хлопка и льна, домашних животных - кормом, а они дают человеку молоко, мясо, яйца, мед, шерсть и многие другие продукты. Почва - это важнейшее богатство страны, поэтому земледельцы заботятся о повышении ее плодородия и охраняют ее.

Как люди заботятся о почве? Для того чтобы почва лучше пропускала воздух и удерживала воду, ежегодно ее перекапывают и рыхлят. При осенней перекопке после сбора урожая комья земли не разбиваются, зимой между ними задерживается снег, поэтому весной почва лучше пропитывается водой. Рыхлят почву весной, перед самым посевом (рис. 5). В рыхлой земле лучше прорастают семена, быстрее пробиваются наружу ростки, хорошо развивается корневая система.

Рис. 5. Рыхление почвы ()

В почве очень мало растворенных солей, поэтому необходимо ежегодно пополнять запасы солей. На заводах производят удобрения, которые содержат все необходимые для роста растений минеральные соли. Но есть и очень хорошие природные удобрения, это торф и навоз. Их наносят на почву осенью. Чем богаче почва перегноем, тем она плодороднее. Благодаря темному цвету, почва лучше прогревается под солнечными лучами.

Что наносит вред почве? Вред почве причиняют овраги (рис. 6), сильные ветры, ливневые дожди, колеса проезжающих автомобилей, бытовой мусор. Но люди научились бороться с оврагами, например, их склоны распахивают не вдоль, а поперек.

Ростки задерживают воду, и она не стекает вниз по склону и не размывает почву. Еще, чтобы остановить рост оврагов, высаживают кустарники и деревья на вершинах и склонах оврага. В тех местах, где сильные ветры частые, люди высаживают лесозащитные полосы и сеют травы.

Сегодня на уроке вы получили знания о составе почвы. Также вы узнали значение почвы для жизни человека.

Список литературы

Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. - М.: Баллас.
Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. - М.: ИД «Федоров».
Плешаков А.А. Окружающий мир 3. - М.: Просвещение.

Krugosvet.ru ().
Zaiko-mich.narod.ru ).
Схемо.РФ ().

Домашнее задание

Каково главное свойство почвы?
Состав почвы?
Как люди заботятся о почве?

Почва - это особое природное образование, которое служит основным ресурсом для развития сельского хозяйства любой страны. Каковы основные факторы образования почв, и какие их виды существуют?

Что такое почва?

В. И. Даль в своем словаре указывает генезис данного термина от древнерусского слова почивать (лежать). Что такое почва в научном контексте?

Почва (или грунт) - это специфическое природное образование, верхний слой твердой оболочки планеты (литосферы), который отличается системной структурой. Изучением этого уникального природного тела занимается отдельная наука - почвоведение. Отцом данной дисциплины можно считать великого русского исследователя Василия Докучаева. Во второй половине XIX века именно он приложил много усилий для того, чтобы максимально точно ответить на вопрос: "Что такое почва?"

Сложно представить себе, чтобы на несколько десятков километров простиралась одна почва, с одинаковыми свойствами. Ученые выделяют несколько видов грунтов, каждый из которых имеет свой набор особенностей. Однако любой из них формируется под влиянием двух основных процессов:

Выветривание горных пород.
Деятельность живых организмов.

Структура почвы

Внутренняя структура любого грунта включает в себя несколько компонентов. Это:

минеральная часть (материнская порода);
органическая часть (или гумус);
вода;
почвенный воздух;
живые организмы;
новообразования и включения.

Именно гумус определяет ключевое свойство почвы - её плодородие. Не следует полагать, что грунт - образование исключительно "мертвое" и абиотическое. В нем проживает множество живых организмов - от бактерий до клещей и дождевых червей. В почвенной среде обитают даже представители семейства Млекопитающие (к примеру, крот).

Свойства и значение в природе

Невозможно правильно ответить на вопрос, что такое почва, не рассказав о её основных свойствах. Не менее важно знать и о её роли в природе и жизни человека.

Итак, основные свойства почвы - это:

водопроницаемость (почва - это пористое образование, которое хорошо пропускает воду, однако это свойство зависит от структуры и механического состава конкретного грунта);
влагоемкость (с другой стороны, почва способна и удерживать определенное количество влаги, питая тем самым корни растений);
водоотдача (способность почвы поднимать воду вверх по грунтовым порам).

Однако самым главным (и уникальным) свойством этого природного образования является её плодородие - способность насыщать корни растений питательными веществами и водой, что, в свою очередь, обеспечивает их жизнедеятельность. С помощью рациональных методов обработки земель человек может повышать плодородность той или иной почвы.

Роль и место почвы в природе сложно переоценить. Ведь она, по сути, является именно тем "мостиком", который обеспечивает взаимодействие всех четырех оболочек Земли - литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

Процесс почвообразования

Как уже говорилось выше, грунт образуется в результате двух процессов: выветривания горной породы и жизнедеятельности организмов.

К факторам почвообразования можно отнести следующие:

климатические особенности региона;
рельеф;
материнская горная порода;
биота (растения и животные);
деятельность человека.

Однако главным фактором почвообразования выступает именно климат территории. Он влияет не только на формирование грунтов, но и на их распределение по территории планеты (широтная зональность почв).

Климатические процессы влияют на формирование почвы непосредственно, определяя во многом её режим и структуру, а также косвенно (посредством растительности и животных организмов).

Основные типы и зоны почвы

Грунты, как и многие другие компоненты природы, подвержены географической (широтной) зональности. Так, можно выделить следующие (основные) почвы:

Краснозём и желтозём - типы грунтов, формирующиеся в субтропическом и тропическом климате, в условиях повышенной увлажненности.
Подзолистые почвы - бедные грунты, которые формируются под хвойными и смешанными лесами. Эти почвы распространены в умеренных широтах Европы и Северной Америки.
Серо-бурые почвы - особый тип грунтов, который формируется под пустынями и полупустынями. Отличаются большой засоленностью, распространены в Центральной Азии.
Чернозём - самый плодородный тип почв. Сформировался в степной и лесостепной зоне Евразии и Америки.

В зависимости от минерального состава и структуры, почва также может быть: глинистой, песчаной, каменистой, песчано-глинистой и т. п.

Глинистая почва содержит в своем составе около 40-60% глины. Она отличается специфическими свойствами: вязкостью, сыростью и пластичностью. Водопроницаемость такого грунта обычно не очень высокая. Именно поэтому глинистая почва крайне редко бывает полностью сухой.

Заключение

Почва - это особенное природное тело, с определенными свойствами и структурой. Однако главной, ключевой особенностью является её плодородность. Свойства почвы обуславливают очень важное её место в географической оболочке. Ведь именно она обеспечивает взаимодействие всех её структурных элементов. К тому же это важный экономический ресурс, от которого зависит продовольственная безопасность любой страны мира.

Введение………………………………………………………..…………………3

1. Почва……………………………………………………………………………4

2. Виды почв………………………………………………………………………5

3. Состав и свойства почвы………………………………………………………6

4. Общие физические свойства почвы………………………………………….11

4.1 Водные свойства почв………………………………………………………13

4.2 Тепловые свойства почв…………………………………………………….16

4.3 Физико-механические свойства…………………………………………….18

4.4 Воздушные свойства почв…………………………………………………..20

5. Гумусность………………………………………………………………….....22

6. Плодородие почвы………………………………………………………...…..23

7. Виды плодородия почв…………………………………………………..…...25

8. Факторы, лимитирующие плодородие почвы………………………………26

9. Воспроизводство плодородия почв…………………………………………28

Заключение………………………………………………………..……………..32

Список используемой литературы……………………………………………..34

Перечень принятых терминов………………………..…………………………..35

Введение

Первое научное определение почвы дал В.В. Докучаев: «Почвой следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых». Он установил, что все почвы на земной поверхности образуются путем «чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительности и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и, наконец, возраста страны». Эти идеи В.В. Докучаева получили дальнейшее развитие в представлениях о почве как о биоминеральной («биокосной») динамической системе, находящейся в постоянном материальном и энергетическом взаимодействии с внешней средой и частично замкнутой через биологический круговорот.

Развитие учения о плодородии почв связано с именем В.Р. Вильямса. Он детально исследовал формирование и развитие плодородия почвы в ходе природного почвообразования, рассмотрел условия проявления плодородия в зависимости от ряда свойств почвы, а также сформулировал основные положения об общих принципах повышения плодородия почв при их использовании в сельскохозяйственном производстве.

Цель: Изучить общие физические свойства почвы и их роль в плодородии почв

1.Показать значение почвы для растений и живых организмов

2.Выделить основное свойство почвы – плодородие

3.Воспитать бережное отношение к природе в целом

4.Познакомится с процессом образования почвы

5.Изучение видов плодородие почв

6.Изучить роль гумуса для плодородие почв

Почва

Почва– самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования – воды и минеральных веществ.

Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Роль почвы в хозяйстве человека огромна. Изучение почв необходимо не только для сельскохозяйственных целей, но и для развития лесного хозяйства, инженерно-строительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон в городском хозяйстве, экологического мониторинга и пр.

Виды почв

Подзолистая почва образовывается под пологом леса хвойного, на котором незначительная травянистая растительность. В почве находиться небольшой запас гумуса (0,7 – 1,5 %). У верхнего слоя (гумусовый) толщина составляет от 2 до 15 см. Глубже бесструктурный, подзолистый белесый, малоплодородный слой, толщина у которого от 2 до 30 см.

Дерново – подзолистая почва . Является более плодородным видом.

У этой почвы гумусовый слой в 15 – 18 см, под которой малоплодородный другой слой. Гумус содержится 1,5 – 1,8 %. Имеет пылящую и легко разрушаемую комковатую структуру. У почвы раствора кислая реакция.

Торфяная (болотная) почва . Образовывается на переувлажненной почве. У торфяных почв два вида: верховые и низинные, у которых друг от друга большие отличия. Верховые торфяники образовываются на повышенных участках, которые переувлажнены мягкими грунтовыми водами и атмосферными осадками. Растут на нем багульник, клюква, голубика, мох.

Пойменные почвы. Располагаются у рек, для овощеводства считаются лучшими. В их составе содержится небольшое количество гумуса, но обладает мощной перегнойной возможностью и прочной зернистой структурой. Ее недостатком является то, что на пониженных участках происходит застаивание холодного воздуха, в весеннем периоде это особенно вредно. У пойменной почвы кислотность различная. По своему составу почва делятся на глинистую, суглинистую, песчаную и супесчаную.

Глинистая почва состоит из глинистых, мелких частиц, проходимость воздуха и воды очень плохая. После дождей происходит быстрое уплотнение, путем образования корки на поверхности.

Суглинистая почва состоит из крупных песчаных и мелких глинистых частиц. Такая почва является более плодородной, чем глинистая, в ней хорошо удерживается влага накопленная зимой и весной. В годы с недостаточным количеством осадков, меньше страдает от засухи.

Песчаная почва состоит из более крупных частиц. В ней происходит быстрое вымывание питательных веществ. Такая почва легко пропускает воду. Песчаная почва имеет низкую плодородность, но подсыхает и прогревается весной быстро. Посадка и посев осуществляется на большой глубине.

Супесчаная почва состоит преимущественно из крупных частиц, содержание глинистых веществ около 20%. По сравнению с песчаной, в такой почве немного лучше удерживается вода. Отличительной чертой является низкое плодородие. В супесчаной почве мало накапливается гумус и быстро идет процесс разложения органических веществ.

Состав и свойства почвы

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействий, живых микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие почвы, т.е. способность обеспечить рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе и поддерживает газовый состав атмосферы.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почв, но в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов то верхних горизонтов почвы к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних и горизонтов к верхним. В твердой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместо с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, - более тонкие. Рыхлость сложения почвы обусловливают состава ее твердой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы, измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см). Основную массу почв составляет обычно мелкозем - частицы менее 1 мм

Твердые частицы в естественном залегании заполняются не весь объем почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры - промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. Суммарный объем пор называется пористостью почвы. Для большинства минеральных почв эта величина варьирует в пределах от 40 до 60%. В органогенных (торфяных) почвах она возрастает до 90%, в заболоченных, оглеенных, минеральных - уменьшается до 27%. От пористости зависят водные составы почвы (водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость) и плотность почвы. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывность меняется вследствие поступления в почву атмосферу осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также расхода влаги - почвенного стока, испарения (отсасывание корнями растений) и др.

Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и почвенный режим почвы. Чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен (особенно О2 и СО2) между почвой и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее - процессы восстановления. В порах также обитают почвенные микроорганизмы. Плотность почвы (или объемная масса) в ненарушенном сложении определяется пористостью и средней плотностью твердой фазы. Плотность минеральных почв от 1 до 1,6 г/см 3 , реже 1,8г/см 3 , заболоченных оглеенных - до 2 г/см 3 , торфяных - 0,1-0,2 г/см 2 .

С дисперсностью сопряжена большая суммарная поверхность твердых частиц: 3-5 м 2 /г у песчаных почв, 30-150 м 2 /г у супесчаных, до 300-400 м 2 /г у глинистых. Благодаря этому почвенные частицы, особенно коллоидная и илистая фракции, обладают поверхностной энергией, которая проявляется в поглотительной способности почвы и буферности почвы.

Минеральный 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, K, N, Mg, Ca, P, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Сu, Mo, I, B, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество СаСО3 (особенно если почвы образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей - СаSO4 и др. более легко растворимые соли; почвы влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Одна реакция этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста почвы, особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются почвы более богатые Al, Fe, щелочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава - Si. Во влажны тропиках на молодой коре выветривания почв значительно беднее окисями железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с почвой умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твердой части почвы незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, 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 комплектом 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.д. 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). Возникающая теоретическая структура почвы во многом определяет ее физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо - минеральные соединения представлены солями, глинисто - гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в почву.

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

Газовая 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., постоянны и определяются характером множества протекающих в почве химических, биохимических процессов. Например количество СО2 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 СО2 из почвы в атмосферу и О2 в противоположном направлении.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представлений многих групп беспозвоночных животных - простейших, червей, моллюсков, насекомых и их роющих позвоночных и др. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам - важнейшим компонентам биосферы.

Химический состав почвы оказывает влияние на состояние здоровья человека через воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических элементов в почве бывает столь велик, что приводит к нарушению обмена веществ, вызывает или способствует развитию серьезных заболеваний. Так, широко распространенное заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. При высоком содержании фтора (свыше 1,2 мг/л) нередко возникают заболевания костной системы (флюароз).

Почва представляет собой сложную природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения эти соединения переходят в формы, доступные для усвоения растениями. Они частично входят в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерных круговорот химических элементов в системе "почва - растения - (животные - микроорганизмы) - почва". Этот круговорот В.Р. Вильямс назвал малым, или биологическим. Благодаря малому круговороту веществ в почве постоянно поддерживается плодородие. В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. Из - за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится малоплодородной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека. Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к повышению их плодородия, в других - к ухудшению, деградации и гибели.

Общие физические свойства почвы.

Среди физических свойств почвы различают ее общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Физические свойства влияют на характер почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений.

К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.

Плотностью почвы называют массу единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженную в граммах на кубический сантиметр. Плотность почвы, г/см 3 , вычисляют по формуле

d v = m/V.

где m - масса абсолютно сухой почвы, г; V - объем, занимаемый образцом почвы, см 3 .

Плотность почвы зависит от гранулометрического и минералогического составов, структуры, содержания гумуса и обработки. После обработки почва вначале бывает рыхлой, а затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность мало изменяется до следующей обработки. Самую низкую плотность имеют верхние гумусированные и оструктуренные горизонты. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность почвы составляет 1,0... 1,2 г/см 3 .

Плотность твердой фазы почвы - это масса сухой почвы в единице объема твердой фазы почвы без пор. Ее вычисляют, г/см 3 , по формуле

d = m/V s .

где m - масса сухой почвы, г; V s - объем, см 3 .

В малогумусных почвах и в нижних минеральных горизонтах плотность твердой фазы составляет 2,6...2,8 г/см 3 . С увеличением содержания гумуса плотность твердой фазы уменьшается до 2,4...2,5 г/см 3 , а в торфяных почвах - до 1,4...1,8 г/см 3 . Плотность твердой фазы используют для расчета пористости почвы.

От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов и развитие корневых систем растений.

Пористость (скважность) почвы - это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Пористость (общую) вычисляют по показателям плотности почвы и плотности твердой фазы и выражают в процентах к общему объему почвы:

P общ. =(1-d v /d)100

где d v - плотность почвы, г/см 3 ; d - плотность твердой фазы почвы, г/см 3 .

Пористость зависит от гранулометрического состава, структурности, содержания органического вещества. В пахотных почвах пористость обусловлена обработкой и приемами окультуривания. При любом рыхлении почвы пористость увеличивается, а при уплотнении уменьшается. Чем структурнее почва, тем больше общая пористость.

Размеры пор, в совокупности образующих общую пористость почвы, варьируют от тончайших капилляров до более крупных промежутков, которые не обладают капиллярными свойствами. Поэтому наряду с общей пористостью различают еще капиллярную и некапиллярную пористость почвы. Капиллярная пористость характерна для ненарушенных суглинистых почв, а некапиллярная - для структурных и рыхлых почв.

Поры могут быть заполнены водой или воздухом. Капиллярные поры обеспечивают водоудерживающую способность почвы, от них зависит запас доступной для растений влаги. Некапиллярные поры увеличивают водопроницаемость и воздухообмен. Устойчивый запас влаги в почве при одновременном хорошем воздухообмене создается в том случае, когда некапиллярная пористость составляет 55...65 % общей пористости. В зависимости от общей пористости в вегетационный период для суглинистых и глинистых почв дают качественную оценку пористости почв. Далее приведена качественная оценка пористости почв по Н. А. Качинскому.

Пористость почвы обеспечивает передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъемную способность, влагоемкость и воздухоемкость. По общей пористости можно судить о степени уплотнения пахотного слоя почвы. От пористости в значительной степени зависит плодородие почв.

4.1 Водные свойства почв. К важнейшим водным свойствам почв относятся водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость почв.

Водопроницаемость - это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Впитывание происходит при поступлении воды в почву, ненасыщенную водой, а фильтрация начинается тогда, когда большая часть пор почвы заполняется водой. В первый период поступления воды в почву водопроницаемость высокая, затем постепенно уменьшается и к моменту полного насыщения (к началу фильтрации) становится почти постоянной. Впитывание воды обусловлено сорбционными и капиллярными силами, фильтрация - силами тяжести.

От водопроницаемости зависит степень использования водных ресурсов. При слабой водопроницаемости часть атмосферных осадков или оросительной воды стекает по поверхности, что приводит не только к непродуктивному расходованию влаги, но может вызывать эрозию почвы. Хорошо водопроницаемыми считаются почвы, в которых вода в течение первого часа проникает на глубину до 15 см. В средневодопроницаемых почвах вода за первый час проходит от 5 до 15 см, а в слабоводопроницаемых - до 5 см. Наибольшая водопроницаемость характерна для песчаных, также хорошо оструктуренных почв, низкая - для глинистых и бесструктурных плотных почв. Водопроницаемость зависит и от состава поглощенных катионов: натрий уменьшает водопроницаемость, а кальций, наоборот, увеличивает.

Водоподъемная способность - свойство почвы поднимать воду по капиллярам. Вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение. Чем тоньше капилляр, тем более вогнут мениск и соответственно выше водоподъемная способность. Самым высоким капиллярным подъемом обладают суглинистые почвы (3...6 м). В песчаных почвах поры крупные, поэтому высота капиллярного подъема в 3...5 раз меньше, чем в суглинистых, и обычно не превышает 0,5...0,7 м. В плотных глинистых почвах этот показатель уменьшается из-за того, что очень тонкие поры заполнены связанной водой.

Скорость капиллярного подъема зависит от размера капилляров и вязкости воды, обусловливаемой ее температурой. В крупных порах вода поднимается быстрее, но достигает небольшой высоты. С уменьшением радиуса капилляров скорость уменьшается, а высота подъема возрастает. С повышением температуры уменьшается вязкость воды, поэтому скорость ее капиллярного поднятия повышается. Растворенные в воде соли оказывают значительное влияние на скорость капиллярного подъема. Минерализованные грунтовые воды в отличие от пресных поднимаются к поверхности по капиллярам с большей скоростью. Засоленные грунтовые воды при их капиллярном подъеме часто приводят к засолению почв.

Влагоемкость - способность почвы удерживать воду. В зависимости от водоудерживающих сил различают максимальную адсорбционную, капиллярную, предельно-полевую и полную влагоемкости.

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) - это наибольшее недоступное растениям количество влаги, которое прочно удерживается молекулярными силами почвы (адсорбцией). Она зависит от суммарной поверхности частиц, а также от содержания гумуса: чем больше в почве илистых частиц и гумуса, тем выше максимальная адсорбционная влагоемкость.

Капиллярная влагоемкость (KB) - количество воды, которое удерживается в почве при заполнении капиллярных пор над уровнем грунтовых вод. Капиллярная влагоемкость зависит от высоты над зеркалом грунтовых вод. Вблизи грунтовых вод она наибольшая, а с поднятием к поверхности уменьшается.

Предельно-полевая влагоемкость (ППВ) - количество воды, которое удерживается в полевых условиях после полного увлажнения почвы с поверхности и свободного стекания избыточной воды. Грунтовые воды в этом случае не оказывают влияния на влажность почвы . Предельно-полевая влагоемкость зависит от гранулометрического состава, плотности и пористости почвы. Она соответствует количеству капиллярно-подвешенной воды. Синоним предельно-полевой влагоемкости - наименьшая влагоемкость (НВ).

Полной влагоемкостью (ПВ) называют такое состояние влажности почвы, когда все поры заполнены водой. Полная влагоемкость наблюдается над водоупорными горизонтами, на которых находятся грунтовые воды. В условиях полного насыщения почвы водой отсутствует аэрация, что затрудняет дыхание корней растений.

Влажность почвы подразделяют на абсолютную и относительную.

Абсолютная влажность - это общее количество воды в почве, выраженное в процентах по отношению к массе почвы.

Относительная влажность - отношение абсолютной влажности данной почвы к ее предельно-полевой влагоемкости.

По относительной и абсолютной влажности почвы определяют доступность почвенной влаги культурным растениям.

Влажность завядания растений - влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, то есть это нижний предел доступности растениям влаги. Зная абсолютную влажность и влажность завядания растений, можно рассчитать запас продуктивной влаги.

Продуктивная (активная) влага - количество воды сверх влажности завядания, используемое растениями для создания урожая. Так, если абсолютная влажность данной почвы в пахотном слое составляет 43 %, а влажность завядания - 13 %, то запас продуктивной влаги равняется 30 %.

Для удобства определения количество продуктивной влаги выражают в миллиметрах водяного столба. В таком виде продуктивную влагу легче сопоставлять с количеством осадков. Каждый миллиметр воды на площади 1 га соответствует 10 т воды.

4.2 Тепловые свойства почв. К основным тепловым свойствам почвы относят теплопоглотительную способность, теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглотительная способность - свойство почвы поглощать лучистую энергию Солнца. Показатель теплопоглотительной способности связан с величиной альбедо.

Альбедо - это отношение отраженной радиации к суммарной, поступающей на Землю, выраженное в процентах. Чем меньше альбедо, тем больше почва поглощает солнечной радиации. Этот показатель зависит от цвета почвы, влажности, структуры, содержания гумуса и гранулометрического состава. Высокогумусированные почвы имеют темную окраску, поэтому они поглощают лучистой энергии на 10... 15 % больше, чем малогумусированные. По сравнению с песчаными почвами глинистые характеризуются высокой теплопоглотительной способностью . Сухие почвы отражают лучистую энергию на 5... 11 % больше, чем влажные.

Теплоемкость - способность почвы удерживать тепло. Различают удельную и объемную теплоемкость почвы.

Удельная теплоемкость - количество тепла, необходимое для нагревания 1 г сухой почвы на 1 °С (Дж/г на 1 °С).

Объемная теплоемкость - количество тепла, затрачиваемое для нагревания 1 см 3 сухой почвы на 1 °С (Дж/см 3 на 1 °С).

Теплоемкость почвы зависит от минералогического и гранулометрического составов, а также от содержания в ней воды и органического вещества.

Для сухих почв небольшой интервал колебания теплоемкости - 0,170...0,200. При увлажнении теплоемкость песчаных почв возрастает до 0,700, глинистых - 0,824, торфянистых - до 0,900. Песчаные и супесчаные почвы менее влагоемки, поэтому быстрее прогреваются и их называют «теплыми». Глинистые почвы содержат больше воды, на нагревание которой требуется много тепла, вследствие чего их называют «холодными».

Теплопроводность - способность почвы проводить тепло. Она измеряется количеством тепла в джоулях, которое проходит в 1 с через 1 см 3 почвы. Теплопроводность основных частей почвы сильно варьирует. Так, теплопроводность кварца составляет 0,00984; гранита - 0,03362; воды - 0,00557; воздуха - 0,00025 Дж см 3 /с.

Поскольку тепло в почве передается в основном через твердые частицы, воду и воздух, а также при контакте частиц между собой, то теплопроводность в значительной степени зависит от минералогического и гранулометрического составов, влажности, содержания воздуха и плотности почвы. Чем крупнее механические элементы, тем больше теплопроводность. Так, теплопроводность крупнозернистого песка при одинаковой пористости и влажности в два раза больше, чем крупнопылеватой фракции. По теплопроводности твердая фаза почвы примерно в 100 раз превышает воздух, поэтому рыхлая почва имеет более низкий коэффициент теплопроводности, чем плотная.

4.3 Физико-механические свойства. К наиболее важным физико-механическим свойствам почвы относят пластичность, липкость, набухание, усадку, связность, твердость и удельное сопротивление (сопротивление при обработке). От этих свойств зависят условия обработки почвы, работа посевных и уборочных агрегатов.

Пластичность и липкость почвы обусловлены наличием в ней глинистых частиц и воды.

Пластичность - это способность почвы изменять свою форму под влиянием силы без нарушения сложения и сохранять ее после устранения этой силы. Чем больше в почве илистых частиц, тем сильнее выражена ее пластичность. Наибольшая пластичность характерна для глинистых почв. У песчаных почв пластичность отсутствует. Пластичность зависит также от состава поглощенных катионов и содержания гумуса. Так, при значительном содержании в почве поглощенных катионов натрия ее пластичность увеличивается, а при насыщении кальцием - уменьшается. С увеличением содержания гумуса пластичность почвы уменьшается.
Липкость находится в непосредственной связи с пластичностью и также обусловлена наличием в почве глинистых частиц и воды. Сухие почвы не обладают липкостью. По мере увлажнения примерно до 80 % наименьшей влагоемкости липкость повышается, а затем начинает уменьшаться.

Липкость определяется силой, которая требуется для отрыва металлической пластинки от почвы, и выражается в граммах на квадратный сантиметр. По липкости почвы подразделяют на предельно вязкие (>15 г/см 2), сильновязкие (5... 15), средневязкие (2...5) и слабовязкие (<2г/см 2). Наибольшую липкость имеют глинистые почвы, наименьшую - песчаные. Почвы высокогуму-сированные и структурные не имеют липкости даже при увлажнении до 30...35 %. С липкостью связана физическая спелость почвы, то есть состояние влажности, при котором почва хорошо крошится на комки, не прилипая к орудиям обработки. Весной в первую очередь поспевают к обработке песчаные и супесчаные почвы, а при одинаковом гранулометрическом составе - более гумусированные.

Набухание - это увеличение объема почвы при увлажнении. Наиболее набухаемы глинистые почвы с высоким содержанием коллоидов, на поверхности которых происходит сорбция влаги. Песчаные почвы с очень низким содержанием коллоидов совсем не набухают. Обменные катионы натрия сильно повышают набухаемость почв, поэтому солонцы отличаются высокой набухаемостью. При значительной набухаемости разрушается почвенная структура.

Усадка - процесс, обратный набуханию. При высыхании почвы образуются трещины, разрываются корни растений, повышаются потери влаги за счет испарения. Чем больше набухаемость почвы, тем сильнее ее усадка.

Связность - это способность почвы оказывать сопротивление внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Связность выражают в граммах на квадратный сантиметр. Наибольшую связность в сухом состоянии имеют глинистые бесструктурные почвы, наименьшую - песчаные. При оструктуривании глинистых и суглинистых почв резко снижается их связность.

Твердость - способность почвы сопротивляться сжатию и расклиниванию. Твердость и связность зависят от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава обменных катионов, структурности и степени увлажнения. Почвы с высоким содержанием гумуса, насыщенные кальцием и имеющие хорошую комковато-зернистую структуру, не обладают высокой твердостью и связностью. На их обработку требуется меньше энергозатрат.

Удельное сопротивление - это усилие, которое затрачивается на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность плуга. Оно характеризуется сопротивлением почвы в килограммах, приходящимся на 1 см 2 поперечного сечения пласта почвы, поднимаемого плугом. Удельное сопротивление зависит от физико-механических свойств почвы и колеблется в пределах 0,2...1,2 кг/см 2 .

Для улучшения физических и физико-механических свойств почвы применяют комплекс мероприятий: внесение органических удобрений, возделывание многолетних трав, посев сидератов, выбор сроков и приемов обработки почвы в зависимости от состояния ее влажности. При известковании кислых почв и гипсовании щелочных изменяется состав поглощенных катионов и улучшаются физико-механические свойства. Этому способствуют также мероприятия, снижающие уплотнение почвы машинами (минимизация обработок, глубокое рыхление и др.).

4.4 Воздушные свойства почв. Почва – пористое тело, в котором практически постоянно в тех или иных количествах присутствует воздух. Он обычно состоит из смеси газов и заполняет свободные от воды поры почв. Источниками почвенного воздуха является атмосферный воздух и газы, образующиеся в самой почве.

Большинство растений не может существовать без постоянного притока кислорода к корням и выведения углекислого газа из почвы – должен быть постоянный обмен с атмосферным воздухом. Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называют газообменом, или аэрацией .

При недостатке кислорода и избытке углекислого газа в почвенном воздухе развитие растений угнетается, снижается усвоение веществ питания, воды, замедляется рост корней. Отсутствие кислорода ведет к гибели растений. Все это обусловливает необходимость постоянной аэрации почв. Почвенный воздух может находиться в различных состояниях – свободном, адсорбированным поверхностью почвенных частичек и растворенном в жидкой фазе почвы . Большое значение почвы в аэрации имеет свободный почвенный воздух. Он обычно находится в некапиллярных и капиллярных порах, обладает подвижностью и может обмениваться с атмосферным воздухом.

По составу почвенный воздух отличается от атмосферного меньшим содержанием кислорода и большим углекислого газа.

Кроме трех основных газов (N2, О2, СО2) в почвенном воздухе находятся в незначительных количествах СН4, Н2 и др.

На протяжении вегетационного периода состав почвенного воздуха постоянно меняется в результате деятельности микроорганизмов, дыхания растений и газообмена с атмосферой. В пахотных, хорошо аэрируемых почвах с благоприятными физическими свойствами содержание СО2 в почвенном воздухе на протяжении вегетации не превышает 1–2 % , а содержание О2 не бывает ниже 18 %.

Главные факторы, влияющие на газообмен – диффузия, изменение температуры почвы, барометрического давления, влажность почвы, ветер. Все эти факторы действуют в природных условиях совокупно, но основным необходимо считать диффузию. В результате ее происходит перемещение газов в соответствии с их парциальным давлением.

Состояние газообмена определяется воздушными свойствами почв. К ним относят воздухопроницаемость и воздухоемкость .

В целом, почва представляет собой поверхностный слой твёрдой оболочки нашей планеты, отличающийся плодородием.

Одной из основ для образования почвы служат горные породы.
На протяжении многих лет горные породы, из которых состоят равнины, днища водоемов, равно как и сами горы, разрушались под влиянием воздушных масс, воды, тепла, источаемого солнцем, и живых организмов.

Как образуется почва

В принципе, процесс образования почвы следует рассматривать с точки зрения непосредственной взаимосвязи живой и неживой природы - как результат жизнедеятельности организмов и выветривания горных пород.

Хвоинки, веточки деревьев, сухие опавшие листья и трава, накапливаются в земле и уже за полгода становятся ; под ними, в свою очередь, находятся камешки, глина и песок, перегной, останки животных и насекомых - божьи коровки, муравьи.

В почве также находятся грибы и бактерии …
Дождевые черви и кроты вообще большую часть своей жизни проводят в почве, лишь изредка показываясь наружу.
Майские жуки в почве откладывают яйца.
Для улиток и лягушек почва является спасением от жаркой погоды.

Земляной шмель в почве зимует.

Жуки могут проникать в почву на двухметровую глубину;
муравьи и того больше – до трёх метров;
а кроты – до пяти метров;
ну а дождевые черви в этом плане «рекордсмены» – до восьми метров.

Воздух и вода поступают в почву благодаря ходам, которые прокладывают в процессе своей жизнедеятельности животные, тем самым обогащая её.

А ещё животные размельчают остатки растений в почве, а бактерии превращают их в перегной.
Основным свойством почвы является плодородие.

Под плодородием подразумевают наличие в почве веществ, которые обуславливают рост и развитие растений.

Как определить состав почвы?

Опыт №1. Воздух

Опустите в стакан с водой маленький комочек почвы (сухой). И, вы увидите, как на поверхность воды будут подниматься пузырьки, что и свидетельствует о наличии в почве воздуха.

Опыт №2. Минеральные соли, глина, песок

Опустите почву в стакан с водой, размешайте и оставьте на некоторое время. После чего капните пару капель помутневшей воды на стёклышко и нагрейте его. Когда вода испарится, то на стекле вы увидите белый налёт, указывающий на присутствие в почве минеральных солей.

В самом же стакане можно будет со временем наблюдать следующее: на дне осядет песок, на нём отложится глина, а уже на самой глине – перегной.

Опыт №3. Вода

Разместите размельчённые комки почвы на какой-либо жестяной поверхности и подогрейте её; одновременно держа стёклышко над почвой: стекло сначала запотеет, а потом на неё появятся капли воды. а значит, что в почве содержится вода.

Опыт №4. Перегной

В продолжение предыдущего: не прекращайте нагрев почвы, и вы почувствуете противный запах. Дело в том, что подобный запах дают горящие гниющие останки животных и растений (перегной).
А если продолжить нагрев, то перегной весь сгорит и почва станет серого цвета. Получается, что именно перегной и обуславливает тёмный цвет почвы.

Почва это рыхлый поверхностный слой суши, обладающий плодородием. Плодородие почвы Плодородие почвы, т. е. ее способность обеспечить растения необходимым набором и количеством питательных веществ, водой, воздухом, является одним из самых основных свойств почвы.

Деятельностьчеловека Деятельностьчеловека Климат Климат Материн- ская порода Растения Растения почвы рельеф Животные Определяет характер влияния на почву грунтовых, талых и дождевых вод, миграцию водорастворимых веществ. Влияет на тепловой и водный режим почв. Определяет тепловой и водный режим почв Изменяет свойства почвы Поставляют органические остатки в почву, в результате образуется особое вещество – перегной. Горные породы, на которых образуются почвы. Влияют на свойства почвы, их плодородие Чем больше возраст территории тем мощнее слой почвы. Преобразуют органические вещества в неорганические

В1886 г. дал определение почвы как плодородного поверхностного слоя Земли, созданного совместным воздействием всех компонентов природы. Более 100 лет назад В.В.Докучаев установил, что размещение основных типов почв подчинено закону широтной зональности на равнинах и высотной поясности в горах. Важнейшей причиной зональности почв В.В.Докучаев назвал изменение климата, его главных характеристик – режима увлажнения и температурного режима. Что имел в виду Докучаев, назвав почвы «зеркалом ландшафта? () Почва определяет растительный покров и сама зависит от него

Плодородие почв зависит от мощности горизонта накопления 1. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. 2. Важное значение для плодородия имеет перегной, в котором накапливаются необходимые для питания химические элементы. А1А1А1А1 А2 В С Горизонт накопления Горизонт вымывания Горизонт вмывания Материнские породы

С В А2А2 А1А1 Ао Материнская порода Иллювиальный горизонт (зона вмывания) Эллювиальный горизонт (зона вымывания) Перергнойно-аккумулятивный (гумусовый горизонт) Лесная подстилка Луговой войлок Почвенный профиль – вертикальный разрез почвы от Поверхности до материнской породы

1. Назовите известные вам условия почвообразования. Попытайтесь выделить главные из них для почв нашей области. 2. Какие свойства почв вам известны? Вспомните, что вы знаете о свойствах почв из ботаники. 3. Зная, от чего зависит плодородие почв, составьте характеристику климата, рельефа, растительности территории, где могли бы образоваться плодородные почвы. 4. Чем определяется разнообразие почв нашей страны?

А б ВВ 2. Что такое плодородие почвы? Способность почвы давать высокие урожаи сельскохозяйственных культур Способность почвы обеспечивать растения необходимым набором и количеством питательных веществ, водой, воздухом высокое содержание гумуса выход Следующий вопрос Следующий вопрос