Опыты с почвой: из чего состоит верхний плодородный слой земли

Рассмотри рисунок. Подумай, что такое почва. Какое значение она имеет для растений и животных? Какие животные живут в ней?

Почва — это самый верхний слой земли.

На нем живут растения и различные животные.

Земля дает им жизнь и является их домом.

Здесь обитают такие животные, как кроты, медведи, дождевые черви, мыши, личинки жуков, сверчки, многоножки.

Практическая работа «Почва»

Определите цель каждого эксперимента, опишите его ход, сделайте вывод.

Опыт 1. Цель определить есть ли в почве воздух.

Ход эксперимента: бросаем в воду участок земли. Пузырьки газа начнут выходить.

Вывод: в земле есть воздух.

Средний состав почвенных ингредиентов (в процентах)

• 45% Минералы: Минералы включают глину, песок, ил, гравий и камни. Эти минералы придают текстуру почвы.
• 25% воды: количество воды варьируется в зависимости от удерживающей способности почвы и количества осадков.
• 25% Воздуха: воздух и вода занимают поры земли. Это важно для роста растений и выживания других живых организмов в почве.
• 5% Органическое вещество гумуса: гумус состоит из мертвых растений и животных и миллиардов микроорганизмов.

Слои почвы по порядку, от чего зависит цвет почвы

Цвет почвенного слоя напрямую зависит от содержания гумуса. Если перегной находится в почве в небольшом количестве, он имеет светлый оттенок. Чем больше гумуса в почве, тем она будет темнее.

Количество перегноя также влияет на плодородие. Самая плодородная почва — чернозем. Он получил свое название от более темного, почти черного цвета. Это говорит о большом количестве перегноя.

Порядок слоев почвы всегда одинаковый, но посевы выращиваются только на верхнем уровне пашни. Повышают плодородие почвы за счет рыхления и измельчения. Эти задания выполняют обитатели почвы. К ним относятся кроты, черви, мыши, медведи.

Биогумус

Биогумус — это экскременты, фекалии, продукты жизнедеятельности, принадлежащие различным насекомым и микроживотным. Толщина этого плодородного слоя почвы может составлять 20 сантиметров и более. Биогумус — это остатки мертвой корневой системы растений, животных и органические остатки растений, переработанные в желудке различных насекомых и червей. Это также должно включать пищевые остатки микронасекомых и микроживотных.

Биогумус — это разновидность молозива для растений. Этот тип почвы обеспечивает урожай через их корневую систему хорошим питанием, которое способствует развитию, а также стимулирует и развивает иммунную систему растений.

Опыт 2. Цель: определить, есть ли в почве вода.

Опыт: положить на тарелку кусок земли и нагреть. Сверху ставим стакан. На стекле появятся капельки влаги.

Вывод: в почве присутствует влага.

Опыт 3. Цель: определить из чего состоит почва.

Ход эксперимента: будем продолжать нагревать землю. Появляется неприятный запах. Сжигает перегной, растительные и животные остатки.

Вывод: почва состоит из перегноя.

Опыт 4. Цель: определить из чего ещё состоит почва.

Ход эксперимента: прокаленную землю бросаем в стакан с водой и перемешиваем. Он оседает в виде песка и глины.

Вывод: кроме перегноя в почве есть песок и глина.

Опыт 5. Цель: определить из чего ещё состоит почва.

Ход эксперимента: фильтруем воду, в которой земля какое-то время находилась. Нагреваем воду и даем ей испариться. Вместо воды останется белый налет, это минеральные соли.

Вывод: в почве присутствуют минеральные соли, растворяющиеся в воде.

Строение почвы в разрезе

Чтобы определить тип грунта и его структуру, необходимо по порядку изучить его слои. В разрезе почвы всегда отображается состав слоев. Для этого можно использовать уже готовые канавы и ямы или сделать прямоугольное углубление самостоятельно.

Органогенные горизонты

Органогенный горизонт — это поверхность почвы, содержание питательных веществ в которой превышает 30%. К ним относятся торф, торф, перегной, эвторфонно-торфяные пласты. Эти слои могут быть толщиной до 50 сантиметров.

Элювиальный

Эти слои характеризуются светлым цветом и четким гранулометрическим составом. Они расположены под слоем гумуса. Элювиальные слои формируются под влиянием почвенных процессов. Они подзолистые, гумусово-элювиальные, элювиально-метаморфические, субэлювиальные.

Перечисленные элементы, как правило, белого или серого цвета. Их толщина достигает 20-25 сантиметров. Нижние элементы этих слоев не имеют четкой структуры. Они резко переходят на следующий уровень.

Иллювиальный

Этот почвенный горизонт имеет довольно плотную структуру. Уплотнение происходит из-за проникновения в конструкцию различных веществ из верхних слоев почвы. Горизонт содержит большое количество коллоидных элементов и полуторных оксидов алюминия и железа. Они считаются очень токсичными для растений. Толщина этого слоя достигает 50-150 сантиметров.

Высокая густота этого горизонта и наличие кислых элементов прерывают развитие корневой системы и мешают ей полноценно дышать. Для улучшения структуры слоя требуется глубокое рыхление с помощью специальных инструментов. К тому же для этого подойдет ручная выемка земли. Его следует наслоить.

Метаморфический

Такие слои образуются в среднем слое почвы, свободном от перегноя. Их толщина составляет 15 сантиметров. Горизонт может быть сливным, фералито-метаморфическим, сиаллитово-метаморфическим, фрагипано.

Гидрогенно-аккумулятивный

Этот слой может появиться на любой местности. Он бывает в виде кристаллов, гнезд или прожилок. Горизонт накопления водорода — гипс, соль, карбонат. Также есть узловатые и железистые разновидности.

Коровый

Под этим термином понимают плотные стыки в поверхностном слое почвы, недоступные для корневой системы растений. Они находятся на глубине 30 сантиметров и имеют вместимость 10 сантиметров. Кроме того, существует несколько видов таких слоев: ракушка пустыни, плинтус, латерит. Также различают кремний, карбонат, гипс и солевую корку.

Глеевый

Этот термин называется земной массой, в которой наблюдаются процессы восстановления с образованием кислотных соединений. Этот слой находится на глубине 25 сантиметров. К тому же его мощность превышает 50 сантиметров. Такие формы обычно имеют яркие цвета с голубоватым оттенком. Эти слои не содержат кислорода, но в них непрерывно циркулирует вода.

Подпочвенный

Этот термин относится к породе, в которой сформирован грунт. Существуют такие конструкции:

1. Материнская раса: на ней образуется почва. Этот слой обозначается буквой C.
2. Нижележащая порода лежит под материнской породой и обладает уникальными свойствами. Обозначается буквой D.

Мульча

Мульча обычно состоит из остатков животных и растений. Если удалить мульчированный слой плодородной почвы, можно увидеть траву, лиственную подстилку, плесень, мертвых микробов и животных. Кроме того, существуют различные микроорганизмы и грибки.

Под слоем мульчи обитают самые разные микронасекомые и микроживотные: черви, блохи, жуки и мошки. Количество этих особей в плодородном слое почвы может достигать нескольких тонн на гектар земли. Все эти живые существа передвигаются, передвигаются, едят и пьют, удовлетворяют свои естественные потребности, размножаются и умирают. Мертвые организмы, микробы, бактерии, черви, вирусы, насекомые и животные, живущие в почве, начинают разлагаться до исходного состояния биоминералов и биогаза.

Следует отметить, что трупы насекомых и других живых организмов состоят из большого количества соединений азота. Кроме того, в организме содержится аммиак, который начинает выделяться при разложении и усваивается корневой системой растений. Поэтому при использовании плодородного слоя почвы для выращивания любых культур не всегда необходимо вносить удобрения, так как в почве уже может находиться большое количество различных и живых бактерий, насекомых и микрогрибков.

Как образуется почва?

Почва — это результат взаимодействия многих факторов в течение длительного периода времени. Эти факторы — климат, живые организмы, положение в ландшафте и раса родителей.

1. Климат

Климат — главный фактор, определяющий состав почвы. Климат определяет, какие виды растений и животных могут существовать в данной почвенной экосистеме. Климат влияет на температуру почвы, химическую эрозию и осадки. Жаркий и влажный климат, например в тропиках, ускоряет рост растений и производство органических веществ по сравнению с холодным климатом, где рост идет медленно и осторожно. Дождь вызывает вымывание или осушение минералов, тем самым глубоко проникая в почву. Климатические условия, такие как дождь, замерзание и таяние, вызывают разрушение исходного материала породы.

2. Материнская порода

Материнская порода состоит из минералов, таких как вулканический пепел, горных пород, измененных атмосферными агентами, и отложений, отложенных воздухом и водой, которые распадаются с образованием почвы. Это объясняет название «родитель», поскольку эти материалы дают жизнь их потомству: почве. Почва развивается быстро, если породы более водопроницаемы, чем глинистые.

3. Живые организмы

Когда с растения падают листья, веточки, кора или плод, они превращаются в перегной в результате естественного разложения. Они разлагаются микроорганизмами, грибами, бактериями и дождевыми червями, которые выделяют азот и серу, которые могут использоваться растениями. Это делает почву богатой питательными веществами. Гумус и корни растений помогают удерживать частицы почвы вместе, предотвращая эрозию.

4. Ландшафтные позиции

То, как вода входит в землю или выходит из нее, зависит от уклона, формы и длины откосов. Если уклон слишком крутой, вода начинает стекать из почвы, размывая верхний слой перегноя и делая почву менее питательной для роста растений. На больших высотах почва может быть слишком сухой, а в более влажных районах почва может не иметь правильного баланса кислорода, питательных веществ и воды.

5. Время

Время отвечает за формирование горизонта. Чем дольше почва подвергается воздействию вышеупомянутых почвообразующих факторов, тем лучше развита и состав почвы. Почвы на крутых склонах и в ветреных районах формируются дольше из-за непрерывной эрозии, чем в более старых и более физически стабильных районах.

Виды грунта

Поскольку абсолютно все типы грунтов состоят из горных пород, неудивительно, что характеристики грунта во многом зависят от химического состава и физических характеристик материнской породы (минералы, плотность, пористость, теплопроводность).

Кроме того, на характеристики почвы влияют условия, в которых она образовалась: количество осадков, кислотность почвы, ветер, скорость ветра, температура почвы и окружающей среды. Климат также косвенно влияет на почву, так как жизнь флоры и фауны напрямую зависит от температуры почвы и окружающей среды.

Типы почвы сильно зависят от размера и количества содержащихся в них частиц. Например, влажные и холодные глинистые почвы образованы близко расположенными частицами песка, глинистая почва представляет собой нечто среднее между глиной и песком, а каменистая почва содержит много гальки.

Но в состав болота входят остатки мертвых растений и очень мало твердых частиц. Любая почва, на которой произрастают растительные организмы, имеет очень сложное строение, так как, помимо горных пород, содержит соли, живые организмы (растения), органические вещества, образовавшиеся в результате гниения.

После проведения анализа почв в разных регионах нашей планеты была создана классификация почв — совокупность однотипных участков, имеющих схожие условия почвообразования. Классификация почв имеет разные направления: эколого-географические, эволюционно-генетические.

В России, например, в основном используется эколого-географическая классификация почв, согласно которой основными типами почв являются дерновые, лесные, подзолистые, черноземные, тундровые, глинистые, песчаные, степные почвы.

Чернозём

Чернозем, имеющий комковатую или зернистую структуру, считается наиболее плодородной почвой (гумус около 15%), характерной для умеренно-континентального климата, в котором чередуются засушливые и влажные периоды и преобладают температуры. Анализ почвы показал, что чернозем богат азотом, железом, серой, фосфором, кальцием и другими элементами, необходимыми для благополучной жизни растений. Почвы Черноземья характеризуются высокими водно-воздушными характеристиками.

Песчаные земли

Песчаные почвы типичны для пустынь и полупустынь. Это рыхлый, зернистый, свободный от связки грунт, в котором соотношение глины и песка составляет 1:30 или 1:50. Он плохо сохраняет питательные вещества, влажность, а из-за бедности растительного покрова легко подвержен ветровой и водной эрозии. У песчаной почвы тоже есть плюсы: это не болото, так как вода в почве легко проходит через крупнозернистую структуру, к корням поступает достаточно воздуха, а внутри нее гнилостные бактерии не выживают.

Лесные земли

Лесные почвы типичны для лесов умеренного пояса Северного полушария, и их свойства напрямую зависят от лесов, которые там растут, и напрямую влияют на состав почвы, ее воздухопроницаемость, водный и термический режимы. Например, лиственные деревья положительно влияют на лесные почвы: они обогащают почву перегноем, золой, азотом, нейтрализуют кислотность, создавая благоприятные условия для образования полезной микрофлоры. Но хвойные породы деревьев негативно влияют на лесные почвы, образуя подзолистую почву.

Лесные почвы, независимо от растущих на них деревьев, плодородны, так как азот и зола, которые содержатся в опавших листьях и хвое, возвращаются в почву (в этом их отличие от земли полей, куда часто берут опад с урожаем).

Глинистые земли

Глинистые почвы содержат около 40% глины, они влажные, вязкие, холодные, липкие, тяжелые, но богатые минералами. Глинистая почва обладает способностью удерживать воду в течение длительного времени, она медленно погружается в нее и очень медленно пропускает ее в нижние слои.

Влага также испаряется медленно — это позволяет растениям меньше страдать от засухи.

Свойства глинистой почвы не позволяют нормально развиваться корневой системе растений, а потому большая часть элементов питания остается невостребованной. Чтобы изменить состав верхнего слоя земли, необходимо несколько лет вносить органические удобрения.

Подзолистая земля

Подзолистые почвы содержат от 1 до 4% гумуса, поэтому имеют серый цвет. Подзолистая почва отличается очень низким содержанием питательных веществ, высокой кислотностью и поэтому стерильна. Подзолистые почвы обычно образуются возле хвойных и смешанных лесов умеренного пояса и на их формирование сильно влияет преобладание осадков над испарением, низкие температуры, низкая микробная активность, бедная растительность, из-за чего подзолистые почвы характеризуются низким содержанием азот и зола (например, почвы тайги, Сибири, Дальнего Востока).

Чтобы использовать подзолистые почвы в сельскохозяйственных работах, фермерам нужно приложить немало усилий: внести большие дозы минеральных и органических удобрений, постоянно корректировать водный режим и вспахивать землю.

Дерновый грунт

Дерновые почвы плодородны и характеризуются низким или нейтральным уровнем кислотности, высоким содержанием гумуса (от 4 до 6%), а также такими свойствами почвы, как водопроницаемость и воздухопроницаемость.

Комковатые почвы образуются под развитым травянистым покровом, в основном на газонах. Анализ почвы показал, что дерновая земля содержит большое количество магния, кальция, золы, а гумус содержит много гуминовых кислот, которые в процессе реакции образуют гуматы — нерастворимые соли, непосредственно участвующие в формировании комковато-гранулированной структуры почвы.

Тундровая земля

Почвы тундры бедны минералами и питательными веществами, очень свежие и мало соленые. Из-за слабого испарения и мерзлого грунта тундровые почвы характеризуются повышенной влажностью, а из-за недостаточного количества растительности и ее медленной гумификации — низким содержанием гумуса. Поэтому тундровые почвы содержат тонкий слой торфа в верхнем слое.

В чем разница богатых и бедных почв?

Если плодородный слой земли только начал формироваться или содержит мало гумуса, на нем будет развиваться только определенная растительность. Эти растения в течение своей жизни образуют небольшое количество перегноя, поэтому всход почвы происходит медленно.

Но не все почвы образуются на глинистой или песчаной почве. Если бы это было так, человечество не смогло бы получить хороший урожай. Есть территории, где чернозем находится на поверхности земли, глубиной более одного метра. Если присмотреться, можно сделать вывод, что это почва, которая насыщена перегноем. В этих условиях могут прорасти самые разные растения. Но чернозем не однотипный. Есть такие его разновидности:

Особой популярностью пользуется светлый вязкий чернозем. Когда идет дождь, он превращается в грязь. Все виды такой почвы насыщены перегноем, поэтому на таких территориях можно выращивать отличный урожай. К счастью, на территории нашей страны много черноземов. Это богатая почва. Но мне интересно, как произошло его воспитание?

В черноземе много перегноя. И образуется он при гниении растений. Таким образом, можно сделать вывод, что там, где сейчас находится чернозем, когда-то было много растительности. Кроме того, в лесу образуется больше гумуса, чем на лугах. Ежегодно с деревьев опадают листья и хвоя, превращаясь в перегной.

К тому же загнивают разные травы. Но лесов, которые растут на черноземе, немного. Такая почва образовалась в степях и лугах. И сейчас на этих территориях люди разводят поля, на которых высаживают различные огородные культуры. В лесу плодородный слой земли часто бывает бедным. Если выкопать яму, темный грунт будет 10-20 см, потом пойдет глина или песок.

Если на плодородной почве будет нехватка воды, она начнет пересыхать, на ней не будут расти растения, что приведет к ее гибели. Итак, по всей планете есть земля. Но каждая территория отличается от другой. Есть верхний плодородный слой. Именно он позволяет произрастать на земле разной растительности.

Проверь себя

1. Что такое почва?

Это самый плодородный слой земли.

2. Какой состав она имеет?

в его состав входят перегной, песок, глина и минеральные соли.

3. Как доказать, что в почве есть воздух, вода, перегной, песок и глина, соли?

Доказать, что в нем есть воздух, можно, бросив землю в воду.

Вы можете показать, что в нем есть вода, нагрея его.

Доказать наличие перегноя можно, прокалив его.

Вы можете доказать, что он содержит песок и глину, смешав кальцинированную землю с водой.

Вы можете убедиться, что он содержит соли, отфильтровав воду и выпарив ее.

4. Какие живые существа обитают в почве? Как они влияют на её плодородие?

На суше живет много животных. Это млекопитающие — кроты и мыши, насекомые — личинки жуков, медведи, многоножки, черви.

Все эти животные улучшают плодородие, разрыхляют почву и перерабатывают органические остатки.

Почва также является домом для бактерий, которые превращают органические остатки в минеральные соли, поскольку они необходимы для роста растений. Бактерии также улучшают фертильность.

Из каких веществ состоит почва, что не входит в состав почвы

Почва, которая используется в сельском хозяйстве для выращивания сельскохозяйственных культур, не является полностью твердой. Количество твердых частиц пропорционально количеству пор, содержащих воду и воздух. Важнейшими твердыми веществами для плодородия почвы являются глины и соединения живых организмов. Плодородная почва содержит поры и твердые частицы в равных пропорциях. Органические соединения почвы включают множество различных бактерий, мелких животных и корни растений.

К неорганическим компонентам относятся:

• • Песчано-глинистый состав. Все почвы созданы на основе песка и глины;

 

• • Частицы воздуха. Они обеспечивают дыхание корневой системе и животным, живущим в почве;

 

• • Вода с элементами минеральных солей. Растения через корни впитывают воду и соль, питаются, набираются сил для роста;

 

• • Гумус или перегной. Содержание минеральных солей в почве крайне низкое, каждое растение постоянно использует соль. Для восполнения запасов этого элемента из остатков животных и растений образуется гумус. Происходит их постепенный процесс превращения в минеральные соли;

 

• Гранит не входит в состав местности.

 

Земли, подлежащие рекультивации

Те земли, которые были нарушены во время добычи нефти, подземных или открытых горных работ, могут быть рекультивированы. Его также можно выполнять при прокладке трубопроводов, рекультивации, строительстве, каротажных работах, испытаниях, геологоразведочных работах, эксплуатации, проектировании и изысканиях и других работах, связанных с нарушением почвенного покрова.

Рекультивация также может осуществляться при ликвидации военных, промышленных, гражданских и других объектов и сооружений, а также при захоронении и хранении промышленных, бытовых и небытовых отходов.

Целью ремедиации является восстановление продуктивности водоемов и нарушенных почв, а также улучшение состояния окружающей среды.

Как образовывается почва?

Почва — это не просто перегной. Он включает в себя породу, на которой он проходил обучение. Различают такие виды плодородного слоя почвы:

• Сэнди
• Глина
• Ил и др

Но как происходит формирование почвы? Это можно понять на конкретном примере. Например, как образуется песчаная почва? Строительство планируется на конкретном участке. Сюда люди принесли много речного песка. После завершения строительства часть его остается на земле. Изначально на нем ничего не растет. Но растения появляются постепенно, и с каждым годом их количество увеличивается. Перед зимой трава сохнет и гниет. В результате образуется почва.

Если вы изучите этот песок через 5 лет, вы заметите, что верхний слой уже отличается от цвета песка. Здесь уже появились личинки или насекомые, корни растений. На песке образуется песчаная почва. Он не богат, поэтому здесь прорастают лишь несколько разновидностей растений. Но это уже не песок, а бедная почва.

Ведь песчаная порода практически не задерживает влагу, поэтому слой такой земли сухой. И в таких условиях растут только неприхотливые растения. Они не вырастают большими, поэтому выделяют небольшое количество перегноя. За короткое время уходит глубоко в землю.

Если бы кто-то был в сосновом лесу, он мог бы заметить, что сосны практически растут на песке. Ежегодно они прикрывают землю своей хвоей, которая постепенно загнивает. То же перевоплощение происходит и с глиной. Разница в том, что на таких почвах будут расти совершенно разные растения. На откосах дорог часто образуется глинистая почва.

В таких условиях хорошо разрастаются сорняки, мать-и-мачеха и другие растения, способные развиваться на почве, где мало воздуха и влаги.

С годами на глине появляется тонкий слой земли. Он состоит из случайно попавшего на территорию перегноя и песка. Но растениям в таких условиях жить намного легче, чем в песке. Гумус на песчаных почвах углубляется под землю и вымывается талыми водами с глинистых территорий.

Задания для домашней работы

1. Запиши в словарик главное свойство почвы.

Главное свойство — плодородие. Это позволяет растениям расти.

2. Дома рассмотри почву в цветочных горшках. Найди в ней отмершие остатки растений. Прорыхли почву, чтобы воздух лучше поступал к корням. Не забывай поливать растения.

У меня дома есть несколько цветочных горшков. Растения сбрасывают на землю лепестки цветов, сухие листья, веточки. Все это становится мертвым, остается. Чтобы воздух лучше поступал к корням, почву в горшках нужно часто рыхлить. И, конечно же, растения нужно регулярно поливать.

3. На основе схемы на с. 66 изготовь модель и с её помощью расскажи, что растения получают из почвы.

Для составления схемы берем растение из гербария, у которого есть надземная часть с листьями и корневой системой.

Приклеиваем растение на лист бумаги. Мы отмечаем границу между почвой и воздухом. Ниже границы раздела, в почве, мы схематично изобразили кислород, поступающий в корни растений; вода, текущая к корням; перегной, превращающийся в соль; и растворение солей в воде.

4. В книге «Великан на поляне» прочитай рассказ «Уважайте жизнь дождевого червя». Что нового о нём тебе удалось узнать из рассказа? Как ты относишься к дождевым червям?

Из истории я узнал, что черви выползают на поверхность после дождя не для того, чтобы плавать, а потому, что им нечем дышать, в заболоченных норах.

Я узнал, что ночью червь высовывает голову и прощупывает землю в поисках пищи. Ешьте гнилые листья и травинки.

Дождевые черви роют огромное количество нор, в которых скапливается воздух. Растениям нужен воздух, чтобы дышать. Поэтому эти неприглядные животные очень полезны, они улучшают плодовитость.

Я хорошо отношусь к дождевым червям и никогда их не обижу. Они живут своей жизнью и нужны природе, и даже если они не красивы, они очень полезны.

Гумусовый слой

Гумус образуется за счет различных микроорганизмов, мертвых растений и живого органического вещества с ограниченным доступом к плотным и нижним слоям почвы. Гумус также имеет атмосферную влажность и воду, в которой растворены атмосферные газы.

Процесс образования гумуса в почве обычно называют биосинтезом с образованием гумуса из растений. Во время биосинтеза также образуются богатые энергией углеводородные соединения и некоторые горючие биогазы, такие как газообразный метан и диоксид углерода.

Гумус для сельскохозяйственных культур играет роль источника энергии из углеводородов. Гумус в нижних слоях почвы обеспечивает тепло посевам. Углеводородные соединения способны согревать растения от холода. Метан и углекислый газ поглощаются корневой системой сельскохозяйственных культур.