Характеристики почвы

В процессах почвообразования большое значение имеют физические и химические характеристики почвы. К числу важнейших физических характеристик почвы следует отнести пористость, воздухопроницаемость, водопроницаемость, влагоемкость и капиллярность. Пористость характеризует объем пор в почве. Почвенные поры имеют разные размеры. Самые крупные поры характерны для каменистой почвы, очень мелкие - для глинистой, а самые мелкие – для торфяной почвы. Пористость определяет фильтрационную и очищающую способность почвы. Оптимум пористости почвы находится в пределах 60-65%. Воздухопроницаемость почвы зависит от колебаний температуры, величины частиц почвы и барометрического давления. Наилучшей воздухопроницаемостью обладает крупнозернистая и сухая почва. С повышением температуры и барометрического давления содержание воздуха в почве уменьшается. Основными почвенными газами являются кислород и углекислый газ, содержание которых в слое почвы до 6 м колеблется соответственно на уровне 14,2-20% и 0,6-8,0%. В загрязненных почвах содержание углекислого газа увеличивается, а содержание кислорода уменьшается. При снижении содержания кислорода до 2% и менее процессы самоочищения почвы резко замедляются. Водопроницаемость или фильтрационная способность почвы связана со способностью впитывать и пропускать воду, поступающую с поверхности. Этот процесс осуществляется в две стадии. В первой стадии происходит впитывание, заполнение свободных пор водой. Во второй стадии вода фильтруется в водоносный слой. Эти процессы имеют большое значение для очистки загрязненных поверхностных вод, а также для дренирования. Чем меньше фильтрующая способность почвы, тем менее она пригодна для строительства и размещения объектов коммунального назначения. Влагоемкость почвы определяет способность почвы удерживать влагу. Она обусловлена силой поверхностного сцепления или адсорбцией. В почве вода может быть физически связанной, сорбированной на поверхности частиц, и свободной. Верхние слои почвы конденсируют водные пары атмосферного воздуха и поглощают их. Чем мельче зернистость почвы, тем больше ее влагоемкость. Например, гравий может содержать 7% воды, крупный песок - 23%, средний - 47%, а мелкий песок - 65%. Большая влагоемкость почвы ведет к отсыреванию зданий, уменьшению воздухопроницаемости, снижению способности очищения сточных вод. Под капиллярностью почвы понимают её способность перемещать и поднимать воду по капиллярам. Это свойство почвы зависит от пористости и зернистости. Перечисленные физические свойства почвы в значительной степени влияют на экологические, микроклиматические и санитарные условия антропоэкосистемы. Они имеют большое значение при планировании жилой застройки и хозяйственных объектов, для организации эффективной системы сбора, хранения, обеззараживания и удаления твердых и жидких отходов. Важнейшими химическими свойствами почвы являются концентрация солей в почвенном растворе, кислотность, оказывающая значительное влияние на активность почвенных микроорганизмов и усвоение растениями азота, а также обменная или поглотительная способность почвы. Чем выше концентрация солей в почвенном растворе, тем менее они доступны растениям. Питательные вещества из почвы поступают в растение через корневые окончания в ионной форме: катионы оснований, например, обмениваются на катионы водорода, источником которых могут быть органические кислоты. Корни растений извлекают из почвы водорастворимые неорганические соединения азота, серы, фосфора, а также соли калия и кальция. Таким образом, растительность создает непрерывный поток минеральных веществ из более глубоких слоев почвы к ее поверхности, т.е. обеспечивает их биологическую миграцию. Кроме того, растения являются основным звеном пищевой цепи, по которой вещества, содержащиеся в почве, попадают к животным и человеку. Основная масса минеральной части почвы состоит из таких элементов, как кремний, алюминий, железо, кальций, магний, фосфор и сера. Другие элементы (бор, фтор, йод, мышьяк, молибден) содержатся в почве в меньших количествах. В различных регионах их содержание в почве распределено неравномерно. В связи с этим выделяют биогеохимические провинции, характеризующиеся повышенным или пониженным содержанием отдельных микроэлементов. На территории этих биогеохимических провинций развиваются биогеохимические эндемии: флюороз (избыток фтора), кариес зубов (недостаток фтора), эндемический зоб, кретинизм (недостаток йода).