мини|десно|исправено|Почвен профил Почва — површинскиот слој од литосферата на Земјата кој најчесто е плоден и претставува повеќефункционален хетероген и отворен четирифазен структурен систем кој се образува со раздробување на карпите и животната активност на организмите. Таа се смета за посебна природна мембрана (биогеомембрана) што го регулира заемодејството меѓу биосферата, хидросферата и атмосферата на Земјата. Почвата се образува под влијание на климата, релјефот, првобитниот почвообразувачки материјал (родителски материјал или матичен супстрат), но исто така и од микроорганизмите и останатите живи организми. Почвата се менува со текот на времето.
Според ГОСТ 27593-88, почвата е независно природно-историско органоминерално природно тело кое се создало на површината на Земјата како резултат на долготрајното изложување на биотичките, абиотичките и антропогените чинители, кое се состои од тврди минерални и органски честички, вода и воздух и кое има специфични генетско-морфолошки својства создадени за растот и развитокот на растенијата при соодветни услови.ГОСТ 27593-88(2005). ПОЧВЫ. Термины и определения. УДК 001.4:502.3:631.6.02:004.354
Со изучување на почвата се занимава педологијата (понекогаш се употребува поедноставниот поим — наука за почвите).
Терминологија
При изучувањето на почвата секогаш се среќаваме со следните поими:
Почвен профил — севкупност на генетски споени и закономерно менувачки почвени хоризонти на кои се расчленува почвата при процесот на почвообразување (педогенеза); Почвен хоризонт — специфичен слој од почвениот профил кој се образува како резултат на дејството на почвообразувачкиот процес; Почвен покров — севкупноста на почвата што ја прекрива Земјината површина.
Морфологија thumb|right|250px|Профил на светлосива шумска почва.. Во процесот на почвообразување, пред сè под дејството на вертикалниот (искачувачки и симнувачки) проток на материја и енергија, а исто така и на нееднородноста на распространувањето на живата материја, матичниот супстрат се раслојува на генетски хоризонти. Често почвите се образуваат на првобитни вертикално нееднородни двочлени карпи, состојба која има влијание на почвообразувањето и распоредот на хоризонтите.
Хоризонтите се сметаат за еднородни или хомогени (низ целата почвена маса) делови на почвата, меѓусебно поврзани и заемно обусловени, кои се одликуваат по хемискиот, минералошкиот, гранулометричкиот состав, физичките и биолошките својства. Комплексот од хоризонти, својствен на даден тип на почвообразување, го образува почвениот профил.
Хоризонтите овозможуваат да се определи градбата на профилот. На пример, за подзолните почви, профилот е следен: A0-A0A1-A1-A1A2-A2-A2B-BC-C.Почвы СССР. Под ред. Г. В. Добровольского. М.: Мысль, 1979, с.129.
Се среќаваат следните типови на хоризонти:Б. Г. Розанову, Морфология почв. — М.: изд. МГУ, 1983
Органогени — простирка (A0, О), тресетен хоризонт (Т), типичен хумусно-акумулативен хоризонт (Ah, H), дернина (Ad), недоразвиен хумусно-акумулативен хоризонт (А) итн. Овие хоризонти се одликуваат со натрупување на биогена органска материја. Алувијални — подзолни, лесивизирани, солодизирани, сегрегирани хоризонти; се означуваат со буквата Е со индекс или со A2. Се одликуваат со изнесување на органските и/или минералните составни делови. Илувијални — В со индекси — се одликуваат со натрупување на материите изнесени (отстранети) од алувијалните хоризонти. Метаморфни или камбични — Bm — се образуваат за време на преобразбата на минералниот дел на самото место. Хидрогено-акумулативни — S — се образуваат во зоната на максимално натрупување на материи (леснорастворливи соли, гипс, карбонати, оксиди на железото итн.) кои се донесуваат од површинските води. Коровни — К — хоризонти кои се зацементирани со различни материи (растворливи соли, гипс, карбонати, аморфен силициум, оксиди на железото и др.). Глејни — G — со преовладувачки оксидо-редуцирачки услови. Потпочвени — G — матичен супстрат (С) од кој се образува почвата и лежи на цврсти карпи со различен од него состав.
Тврда фаза на почвата
Почвата е високодисперзна и во неа има голема вкупна површина на тврди честички: од 3—5 м2/ф во песочните до 300—400 м2/г во глинестите почви. Благодарение на дисперзноста, почвата има голема порозност: обемот на порите може да достигне од 30% од вкупниот обем во заблатените минерални почви, па до 90% во органогените тресети. Просечно порозноста на почвата изнесува 40—60%.
Густината на тврдата фаза (ρs) на минералните почви се движи од 2,4 до 2,8 г/см3, а кај органогените 1,35—1,45 г/см3. Порозноста (ε) е поврзана со густината според следната формула: ε = 1 — ρb/ρs
Минерален дел на почвата
Минерален состав
Приближно 50-60% од обемот (волуменот) и до 90-97% од масата на почвата се состои од минерални компоненти. Минералниот состав на почвата се разликува по составот на карпите од кои таа се образувала — колку постара е почвата, толку посилна е оваа разлика.
Минералите кои се јавуваат како остаточен (резидуален) материјал при раздробувањето и почвообразувањето се наречени првични или примарни минерали. Во зоната на хипергенезата повеќето од нив се нестабилни и се распаѓаат со различна брзина. Едни од првите кои се распаѓаат се оливинот, амфиболите, пироксените и нефелинот. Постабилни се момироките кои чинат 10-15% од масата на тврдата фаза на почвата. Многу често се јавуваат во облик на релативно големи песочни честички. Со висока отпорност се одликуваат епидотот, дистенот, гранатот, ставролитот, цирконот и турмалинот. Нивната застапеност е незначителна, меѓутоа тие даваат индикации за потеклото на матичниот супстрат и времето на почвообразување. Најотпорен е кварцот, кој се раздробува за неколку милиони години. Благодарение на ова во услови на продолжено и интензивно раздробување, придружено со изнесување на производите од распаѓањето на минералите, произледува неговата релативна акумулација.
Почвата се одликуваа со висока содржина на вторични или секундарни минерали, образувани како резултат на големата хемиска преобразба на првичните минерали, или, пак, синтетизирани непосредно во почвата. Особено важна улога меѓу нив имаат глинените минерали — каолинит, монтморилонит, халуазит, серпентин и многу други. Тие имаат високи сорпциони (впивачки) способности, поголем капацитет за размена катјони и анјони, способност за набабрување и задржување на водата, адхезија итн. Овие својства во голема мерка се обусловени од апсорптивниот капацитет на почвата, нејзината градба и во краен случај, плодноста.
Високата содржина на минерални оксиди и хидроксиди на железото (лимонит, хематит), манганот (вернадит, пиролузит, манганит), алуминиумот (гибсит) и др., исто така влијае на својствата на почвата — тие учествуваат во образувањето на структурата, почвениот апсорптивен комплекс (особено кај силно растреситите тропски почви), а земаат учество и во оксидационо-редукционите процеси. Голема улога во почвата играат карбонатите (калцит, арагонит, видете карбонатно-калциумова рамнотежа во почвата). Во сушните региони во почвата често се натрупуваат леснорастворливи соли (натриум хлорид, натриум карбонат и др.), кои влијаат на целиот тек на почвообразувачкиот процес.
Гранулометрички состав thumb|250px|Фереов триаголник
Во почвата можат да се најдат честички со пречник помал од 0,001 мм, како и такви со повеќе од неколку сантиметри. Помалиот пречник на честичките означува поголема специфична површина, а ова од своја страна — поголеми вредности на капацитетот за размена на катјони, водозадржувачка способност, подобра агрегација, но помала порозност. Тешките (глинести) почви можат да имаат проблеми со содржината на воздух, а лесните (песочните) — со водниот режим.
За подробна анализа на целиот можен дијапазон на големини, разните честички со определена големина се делат на оддели наречени фракции. Не постои унифицирана класификација на честичките. Во руската педологија се користи скалата на Никодим Антонович Качински. Особеностите на гранулометричкиот (механички) состав на почвата се дадени врз основа на содржината на фракцијата од физичка глина (честички помали од 0,01 мм) и физички песок (повеќе од 0,01 мм), имајќи го предвид и типот на почвообразување.
Во светот широко се применува определувањето на механичкиот состав на почвата по Фереовиот триаголник: на една страна се наоѓа фракцијата на прав (честички од 0,002-0,05 мм), на друга фракцијата на глинени честички (< 0,002 мм), а на трета — песочни честички (0,05-2 мм), кои се сретнуваат на местата каде се сечат сегментите од триаголникот. Внатрешно триаголникот е разделен на сегменти (отсечоци) од кои секој соодветствува на одреден гранулометрички состав на почвата. При тоа не се зема предвид типот на почвообразување.
Органски дел на почвата
Во почвата има одредено количество на органска материја. Во органогените (тресетни) почви таа може да преовладува, а во повеќето минерални почви нејзиното количество не надминува неколку проценти во горните хоризонти.
Во составот на органската материја во почвата влегуваат како растителни, така и животински остатоци кои не ги загубиле одликите на анатомската градба, како и одделни хемиски соединенија наречени хумус. Во составот на хумусот се наоѓаат неспецифични материи со позната градба (липиди, јаглеводороди, лигнин, флавоноиди, пигменти, восок, смоли итн.), кои сочинуваат од 10 до 15% од вкупниот хумус, но и специфични хумусни киселини кои се создаваат од овие материи.
Хумусните киселини немаат определена формула и претставуваат одделна класа на макромолекуларни соединенија. Во советската и руската педологија тие традиционално се делат на хумински и фулвокиселини.
Елементарниот состав на хуминските киселини (по маса) е следен: 46—62 % C, 3—6 % N, 3—5 % H, 32—38 % O. Составот на фулвокиселините е: 36—44 % C, 3—4,5 % N, 3—5 % H, 45—50 % O. Кај двете соединенија се среќава и сулфур (од 0,1 до 1,2%) и фосфор (стотици и десетици делови од %). Молекуларната маса на хуминските киселини изнесува 20-80 kDa (минимална 5 kDa, максимална 650 kDa), а на фулвокиселините е 4-15 kDa. Фулвокиселините се подвижни, растворливи се при секаква pH вредност (хуминските се таложат во кисела средина). Односот на јаглеродот во хуминските и фулвокиселините (Cгк/Сфк) се јавува како важен показател за хумусната состојба на почвата.
Во молекулите на хуминските киселини се издвојува јадрото, кое се состои од ароматичен прстен, кој понекогаш може да биде и азотосодржечко хетероциклично соединение. Прстените се соединуваат со ,,мостови‘‘ од двојни врски кои создаваат издолжен конјугиран ланец, што ја дава темната боја на супстанцијата.Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1974. Јадрото е опкружено со периферни алифатични ланци, меѓу кои од јаглеводороден и полипептиден тип. Ланците имаат различни функционални групи (хидроксилни, карбонилни, карбоксилни, аминогрупи и др.), што е причина за високиот апсорпционен капацитет од 180—500 мг-екв/100 г.
За структурата на фулвокиселините се знае многу помалку. Тие имаат ист состав на функционални групи, но повисок апсорпционен капацитет — и до 670 мг-екв/100 г.
Механизмот на образување на хумусните киселини (хумификација) не е целосно проучен. Според кондензациската хипотезаКононова М. М. Органическое вещество почвы. — М.: 1963. (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) овие материи се синтетизираат од нискомолекуларни органски соединенија. Според хипотезата на Л. Н. АлександровАлександрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. — Л.: 1980. хумусните киселини се образуваат при заемодејството на високомолекуларните соединенија (белковини, биополимери), по што постепено се оксидираат и се распаѓаат. Согласно двете хипотези во овие процеси се вмешани ензими кои се создаваат главно од микроорганизмите. Постои претпоставка за чисто биогено потекло на хумусните киселини. По многу својства тие потсетуваат на темнообоените пигменти на габите.
Почвена структура