Механический состав и физические свойства почвы

Основная масса почвы представляет собой сложный комплекс минеральных соединений (90-99%) и органических веществ (1-10%). Минеральная часть состоит в основном из песка, глины, извести и мела с входящими в них солями кремния, алюминия, кальция, магния и др.; органическая часть – из гумуса (перегноя), в ней содержится большое количество микроорганизмов.

Почва состоит из твердых частиц и свободных промежутков между ними – пор, заполненных воздухом и влагой.

От механического состава, величины частиц и их характеристики зависят пористость, воздушные, водяные, тепловые свойства почвы, оказывающих огромное влияние на интенсивность биохимических процессов, протекающих в почве и определяющих ее плодородие и санитарное состояние.

Пористость представляет собой объем пор почвы, который зависит от величины, формы и расположения почвенных частиц. Различают крупно- и мелкозернистые почвы.

В мелкозернистых почвах (глинистая, торфяная и др.) пористость будет выше, чем в крупнозернистых (гравийные, песчаные, черноземные и др.). Если в мелкозернистых почвах пористость достигает 85%, то в крупнозернистых не менее 30%. Однако размер самих пор в крупнозернистых почвах значительно выше, чем в мелкозернистых.

Одной из постоянных частей почвы является воздух. От его удельного содержания зависят прежде всего процессы окисления, он постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Этому способствуют колебания температуры и уровня грунтовых вод, барометрическое давление, отсасывающее действие ветра, атмосферные осадки и другие факторы.

Под воздухопроницаемостью понимают способность почвы пропускать воздух через свою толщу. Почвенный воздух находится в порах почвы, незаполненных водой, в адсорбированном виде в частицах почвы и, кроме того, растворен в почвенных водах.

Водные свойства почвы характеризуются влажностью, влагоемкостью, водопроницаемостью, капиллярностью, гигроскопичностью и испаряющей способностью почвы.

Химические свойства почвы. Почва состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой (почвенная влага) и газообразной (почвенный воздух) частей.

В составе твердой части почвы можно встретить соединения всех известных элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Главное место в твердой части почвы занимает минеральная часть и только торфяники состоят целиком из органической части.

Источником образования неорганических соединений служат не только остатки материнской почвообразующей породы, но и разложение растительных и животных органических остатков под влиянием жизнедеятельности организмов.

Органическая часть почвы (гумус, или перегной) представляет собой продукты распада веществ растительного и животного происхождения, а также веществ, образовавшихся в результате реакций, протекавших при их распаде.

Химический состав почвы влияет на состав грунтовых вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также на плодородие, ботанический состав растений лугов, пастбищ и химический состав кормов. Поэтому химический состав почвы через корма может оказывать значительное влияние на состояние здоровья и продуктивность животных, и, кроме того, на химический состав продуктов растительного и животного происхождения, воздействуя таким образом и на здоровье людей.

При большом скоплении некоторых микроэлементов в почве могут возникать такие энзоотические болезни, как флюороз костей (при избытке фтора), молибденовый токсикоз крупного рогатого скота, никелевая слепота и др.

Биологические свойства почвы. Живые организмы почвы представлены в основном микроорганизмами, общее число которых достигает 2 млрд. на 1 г почвы. Среди микроорганизмов встречаются грибы, водоросли, бактерии, простейшие и вирусы. Кроме того, в почве обитают черви, личинки и куколки членистоногих, паукообразные, насекомые, кроты, мыши. Количество живых организмов в почве меняется как в качественном, так и в количественном отношении и зависит от механического состава, химических свойств, температурного режима почвы, солнечной радиации и аэрации.

Кроме постоянно содержащихся сапрофитов, в почве могут быть и патогенные микроорганизмы. Попадают они в почву с выделениями больных животных, навозом, трупами, органическими отбросами, сточными водами животноводческих предприятий. Патогенные микроорганизмы, содержащиеся в почве, делятся на две группы: постоянно обитающие в почве и временно находящиеся в ней. К первой группе относятся возбудители сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены, ботулизма, злокачественного отека, эмфизематозного карбункула и др. Болезни, вызываемые этими возбудителями получили название почвенных инфекций, так как заражение ими происходит через почву, чаще всего на пастбищах. Во вторую группу входят возбудители кишечных инфекций, туберкулеза, бруцеллеза, ящура, рожи свиней, пуллороза птицы, мыта лошадей и др.

С испражнениями животных в почву попадают яйца гельминтов, зародыши возбудителей мониезиоза, диктиокаулеза и др. Почва является средой, в которой проходит часть жизненного цикла паразитов. Она играет большую роль в распространении геогельминтов, в особенности аскарид, власоглавов, остриц и др.

В почве развиваются и паразитические насекомые – мухи, мошки, слепни, оводы. Она служит местом обитания и размножения грызунов, являющихся источниками таких инфекций, как бешенство, чума, туляримия и др.

Самоочищение почвы. Попавшие в почву со сточными водами или твердыми отбросами органические вещества, содержащие белки, жиры, углеводы и продукты их обмена, подвергаются распаду вплоть до образования неорганических веществ – процесс минерализации. Благодаря этому процессу недоступные или малодоступные для корневой системы органические вещества переходят в усвояемую форму и таким образом обеспечивают плодородие почвы. С другой стороны, перевод органических соединений в минеральные связан с очищением почвы и освобождением ее от органических отбросов.

Параллельно в почве происходит процесс синтеза нового сложного органического вещества, получившего название гумуса. Процесс синтеза почвенного вещества называется гумификацией, а оба биохимических процесса (минерализации и гумификации), направленные на восстановление первоначального состояния почвы, получили название процесса самоочищения почвы.

Процесс самоочищения почвы начинается с того, что попавшие в почву органические вещества вместе с содержащимися в них бактериями и яйцами гельминтов частично задерживаются, фильтруясь через почву и адсорбируются ею. Под влиянием биохимических, микробиальных и других процессов стоки, проходя через почву обесцвечиваются, теряют дурной запах, ядовитость и другие свойства, претерпевая радикальные изменения в химическом составе.