Тема урока: Состав почвы. Твердая, жидкая, газообразная и живая фазы почвенного тела.
Василий Васильевич Докучаев создал науку о почве, о законах ее образования, сохранения плодородия — почвоведение. Почвоведение – это наука, изучающая почвы В.В. Докучаев говорил, что русский чернозем дороже каменного угля, нефти, золота.
Почва — сложная биокосная система. Главное свойство — плодородие. Любая почва неоднородна и состоит из четырех физических фаз (частей), которые находятся в динамическом равновесии. Схема: Круговая диаграмма, показывающая примерное соотношение фаз во влажном состоянии: Минеральное вещество — 45–60% Органическое вещество — 5–10% Вода — 25–35% Воздух — 15–25%
Классификация минералов: Первичные: Кварц (SiO2, { SiO }_2SiO2), полевые шпаты, слюды. Не растворяются, составляют каркас песка и пыли. Вторичные (глинистые): Каолинит, монтмориллонит. Имеют огромную удельную поверхность, удерживают воду и питательные катионы (K+K^+K+, Ca2+Ca^{2+}Ca2+, NH4+NH_4^+NH4+). Механический состав: Соотношение песчаных (крупных) и илистых/глинистых (мелких) частиц. Определяет водно-физические свойства.
Структура: Неспецифическая органика: Углеводы, белки, жиры, аминокислоты (свежие остатки). Гумусовые вещества (перегной): Сложные высокомолекулярные соединения темного цвета. Роль гумуса: Создает комковатую структуру (почва «дышит»). Накапливает влагу как губка. Темный цвет гумуса увеличивает поглощение солнечной радиации (почва быстрее прогревается). Две пробирки: одна с бесцветной водой после промывки песка, вторая — с темно-коричневой водой после взбалтывания образца чернозема.
Изображение: Капля воды крупным планом между корнями растения и почвенными частицами.
Антипод жидкой фазы. Заполняет поры, свободные от воды. Отличие от атмосферного воздуха: Больше углекислого газа (CO2CO_2CO2 — до 1–3%, в атмосфере 0,04%) из-за дыхания корней и микробов. Меньше кислорода (O2O_2O2 — около 15–20%). Значение: Необходим для аэробного дыхания корней. При избытке воды (заболачивании) воздух вытесняется, начинаются анаэробные процессы, корни загнивают. Изображение: Срез почвы под увеличением, где четко видны заполненные воздухом поры (белые/синие на схеме) и поры, заполненные водой (голубые).
Текст: Биологический компонент. Двигатель почвообразования. Представители: Микроорганизмы: Бактерии (азотфиксаторы, нитрификаторы ), грибы, водоросли. Мезофауна : Дождевые черви (инженеры почвы), личинки насекомых, клещи. Макрофауна: Кроты, слепыши. Функции: Разложение органики до гумуса, нейтрализация кислот, перемешивание слоев, фиксация азота из воздуха. Изображение: Качественная фотография дождевого червя на поверхности земли.
Фазы постоянно обмениваются веществом. Примеры связей: При дожде воздух вытесняется водой (газ -> жидкость). При высыхании вода испаряется, освобождая место для воздуха (жидкость -> газ). Корневые выделения (раствор) растворяют минералы твердой фазы (твердое -> жидкость). Инфографика: Центральный круг «Почва», от которого идут двусторонние стрелки к блокам «Твердая фаза», «Жидкая фаза», «Газообразная фаза» и «Живая фаза».
Как применять эти знания в сельском хозяйстве? Знание механического состава →\ rightarrow → выбор глубины вспашки и нормы полива. Контроль гумуса →\ rightarrow → необходимость внесения органических удобрений (навоз, компост). Анализ почвенного раствора →\ rightarrow → точечное внесение минеральных подкормок. Аэрация →\ rightarrow → рыхление междурядий для доступа кислорода. Цитата: «Мы не получили землю в наследство от родителей, мы взяли ее в долг у наших детей».
Основные выводы тезисно: Почва — это не мертвая порода, а живой комплекс четырех фаз. Плодородие определяется балансом этих фаз. Нарушение баланса любой фазы ведет к деградации почвы. Вопросы для закрепления: Почему на песках удобрения быстро вымываются? Зачем проводят щелевание (глубокое прокалывание) дерна на футбольных полях?
1. Изучить типы почв своего региона проживания по почвенной карте. 2. Решить ситуационную задачу: «Предложите комплекс мер по повышению эффективного плодородия деградированного песчанного участка под овощные культуры». 3. Как проверить, правильно ли определён гранулометрический состав почвы? 4. Можно ли объяснить плодородие только одним фактором почвообразования? 5. В каких условиях не работает закон убывающего плодородия?
