Почва – сложная саморегулирующаяполикомпонентная биокосная единая система, содержащая тесно взаимодействующие между собой твердую, жидкую и газовую фазы.
Газовая фаза – почвенный воздух отличается от атмосферного повышенным содержанием углекислого газа и несколько меньшим кислорода. В почве происходит постоянное потребление О2 и выделение СО2 в результате разложения органических веществ ее, дыхание корней растений,животных, насекомых, микроорганизмов, а также некоторых химических реакций. В результате газообмена надпочвенный воздух обогащается диоксидом углерода, что улучшает условия фотосинтеза и повышает продуктивность растений. В результате растворения СО2в повышенной влаге образуется, угольная кислота, при диссоциации которой высвобождаются ионы Н+ и НСО3-и подкисляется почвенный раствор
Концентрация углекислоты в повышенном растворе зависит от концентрации СО2 в воздухе.
Жидкая фаза – почвенный раствор образуется из воды, поступающей с осадками, из грунтовых вод, при конденсации водяных паров и растворимых в почвенном растворе веществ твердой и газообразной фаз.
В зависимости от типа почвы в почвенном растворе могут присутствовать анионы: НСО3-;ОН- -; Cl-; NO3-;SO42-; H2PO4- и др) и катионы: Н+; Na+; K+; Ca2+;NH4+; Mg2+ и др.,а также соли железа и алюминия и различные воднорастворимыеорганические вещества. Кроме того, в почвенном растворе содержатся растворимые газы:О2, СО2, NH3 и др. Поступление солей в него происходит за счет разрушения минералов, разложения органических веществ в почве микроорганизмами,внесения органических и минеральных удобрений. Общее количество солей в почвенном растворе колеблется от сотых долей процента до нескольких процентов Обычно содержаниеводорастворимых солей в почвах составляет около 0,05%.Избыток их в почве > 0,2% оказывает вредное воздействие на растение.
Твердая фаза почвы состоит из минеральной (90-99%) и органической(10-1%) частей.
Минеральная часть – обломки и частицы первичных пород и минералов, оксиды, соли и др. соединения, образовавшиеся в процессе выветривания и почвообразования.
Органическая часть –остатки растительных и животных организмов и продукты их разложения, кислород, кремний,аммоний и железо составляют почти 93% твердой фазы.
Минеральная часть почвы имеет сложный химический, минерологический и механический состав. Состоит из частиц различных минералов размером от миллионных долей мм. до1 мм и более.
Минералы, содержащиеся в почве по происхождению подразделяются на первичные и вторичные.
Первичные минералы –кварц, полевые шпаты, слюды, роговые обманки и пироксены – входят в состав материнские почвообразующие породы, возникшие в результате выветривания и разрушения горных пород. В почвах эти минералы присутствуют, главным образом, в виде частиц песка(от 0,005 до 1 мм)и пыли от (0,001 до 0,05 мм)и в незначительном количестве в виде илистых менее 0,001 мм и коллоидных (менее0,25 микрона) частиц из первичных минералов при их разрушении под влиянием химических процессов и жизнедеятельности различных организмов в почве образуются гидраты полуторных окислов, различные соли, а также вторичные минералы, так называемые минералы глин– каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др. Вторичные минералы находятся в почве преимущественно в виде илистых и коллоидных частиц и редко в виде пылеватых частиц.
Органическая часть почвы– это комплекс разнообразных органических соединений разделенных на 2 гр.
1. собственно гумус,устойчивые к разложению консервативные вещества – свободные и связанные фульвокислоты, гуминовые кислоты и гумин.
2. негумифицированные органические вещества растительного и животного происхождения.
Гумусовые вещества (гумус)– высокомолекулярные азотсодержащие соединения специфической природы. На их долю приходится 80-90% общего количества содержащегося в почве органического вещества.Гумус подразделяют на три группы веществ: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.
Гуминовые кислоты содержат52-58% углерода, 34-39% - кислорода, 3,3-4,8% - водорода и 3,6-4,1% - азота. Каждая молекула содержит 4 карбоксильные (COOH), 3-6 фенольных (OH), первичные и вторичные спиртовые (OH), а также метоксильные (OCH3) и карбонильные(CO) групп. Наличие многих функциональных, обуславливают активное участие гуминовых кислот в процессах обменного поглощения ионов и образование соединений с солями,минералами.
Фульвокислоты – содержат меньше углерода и азота, но больше кислорода, чем гуминовые кислоты, имеют более простое строение, но так же функциональные группы следовательно могут взаимодействовать с такими же соединениями, а также с железом, алюминием и гуминовыми кислотами. Фульвокислотыболее подвижны, азотистые соединения легче подвергаются гидролизу.
Гумин – представляет собой комплекс сложных эфиров гуминовых и фульвокислот прочно связанных с глинистыми минералами и другими веществами минеральной части, что и обуславливает его высокую устойчивость к химическому и микробиологическому разложению. Они влияют на емкость,буферность почв, передвижение и превращение питательных элементов.
Содержание органического вещества в пахотном слое разных почв колеблется от очень низкого менее 1% до очень высокого более 10% и является основным критерием плодородия почв.
Органическое вещество важный источник элементов питания для растений.
Негумифицированные вещества составляют 10-20% общего запаса органических веществ, но являются непосредственным источником питательных веществ для растения(растительные остатки, корни, остатки червей, насекомых).