Tla je kompleksen sistem, sestavljen iz mineralnih in organskih komponent. Služi kot substrat za razvoj rastlin. Za uspešno kmetovanje je potrebno poznavanje značilnosti in načinov nastajanja prsti – to pripomore k večji njeni rodovitnosti, torej je velikega gospodarskega pomena.
Sestava tal vključuje štiri glavne komponente:
1) mineralna snov;
2) organske snovi;
3) zrak;
4) voda, ki se pravilneje imenuje talna raztopina, ker so v njej vedno raztopljene določene snovi.
Mineralne snovi v tleh
Avtor: chva je sestavljena iz mineralnih komponent različnih velikosti: kamenja, drobljenca in »fine zemlje«. Slednji je običajno razdeljen glede na vrstni red povečanja delcev na glino, mulj in pesek. Mehanska sestava tal je določena z relativno vsebnostjo peska, mulja in gline v njih.
Mehanska sestava tal močno vpliva na drenažo, vsebnost hranil in temperaturo tal, z drugimi besedami, na strukturo tal z agronomskega vidika. Tla srednje in fine strukture, kot so ilovice, ilovice in melji, so običajno bolj primerna za rast rastlin, saj vsebujejo dovolj hranil in bolje zadržujejo vodo in raztopljene soli. Peščena tla se hitreje odvajajo in izgubljajo hranila z izpiranjem, vendar so koristna za zgodnje žetve; spomladi se hitreje posušijo in segrejejo kot ilovnate. Prisotnost kamenja, to je delcev s premerom večjim od 2 mm, je pomembna z vidika obrabe kmetijskih pripomočkov in vpliva na odvodnjavanje. Običajno se z večanjem vsebnosti kamnin v tleh zmanjša njihova sposobnost zadrževanja vode.
Organska snov v tleh
organska snov, praviloma predstavlja le majhen prostorninski delež tal, vendar je zelo pomemben, saj določa številne njegove lastnosti. To je glavni vir rastlinskih hranil, kot so fosfor, dušik in žveplo; pospešuje nastanek talnih agregatov, tj. služi kot hrana mikroorganizmom. Organsko snov v tleh delimo na detritus ali mrtvo organsko snov (MOB) in bioto.
Humus(humus) je organski material, ki nastane pri nepopolni razgradnji MOB. Velik del tega ne obstaja v prosti obliki, ampak je povezan z anorganskimi molekulami, predvsem z glinenimi delci zemlje. Skupaj z njimi sestavlja humus tako imenovani vpojni kompleks tal, ki je izrednega pomena za skoraj vse fizikalne, kemične in biološke procese, ki potekajo v njih, še posebej pa za zadrževanje vode in hranil.
Med talnimi organizmi Posebno mesto zavzemajo deževniki. Ti detritivori skupaj z MOB zaužijejo velike količine mineralnih delcev. Črvi se med premikanjem med različnimi plastmi zemlje nenehno mešajo. Poleg tega puščajo prehode, ki olajšajo njeno prezračevanje in drenažo, s čimer izboljšajo njeno strukturo in z njo povezane lastnosti. Deževniki se najbolje počutijo v nevtralnem do rahlo kislem okolju, le redko se pojavijo pri pH pod 4,5.
Tla so kompleksen kompleks komponent, ki so v kombinaciji med seboj. Sestava tal vključuje:
- mineralni elementi.
- organske spojine.
- talne raztopine.
- talni zrak.
- organsko-mineralne snovi.
- talni mikroorganizmi (biotski in abiotski).
Če želite analizirati sestavo tal in določiti njene parametre, morate imeti vrednosti naravne sestave - glede na to se opravi ocena glede na vsebnost določenih nečistoč.
Večino anorganskega (mineralnega) dela tal predstavlja kristalni kremen (kremen). Lahko predstavlja od 60 do 80 odstotkov vseh mineralnih elementov.
Precej veliko število anorganskih komponent zasedajo aluminosilikati, kot so sljuda in glinenci. To vključuje tudi glinene minerale sekundarne narave, na primer montmorilonite.
Montmoriloniti so zelo pomembni za higienske lastnosti tal zaradi svoje sposobnosti absorbiranja kationov (tudi težkih kovin) in s tem kemičnega razkuževanja tal.
Tudi mineralni del sestavin tal vključuje takšne kemične elemente (predvsem v obliki oksidov), kot so:
- aluminij
- železo
- silicij
- kalij
- natrij
- magnezij
- kalcij
- fosfor
Poleg tega so še druge komponente. Pogosto so lahko v obliki žveplovih, fosforjevih, ogljikovih in klorovodikovih soli.
Organske sestavine tal
V humusu so večinoma organske sestavine. To so v eni ali drugi meri kompleksne organske spojine, ki vsebujejo elemente, kot so:
- ogljik
- kisik
- vodik
- fosfor
Velik del organskih sestavin tal se nahaja raztopljenih v talni vlagi.
Kar zadeva plinsko sestavo tal, je zrak, s približno naslednjim odstotkom:
1) dušik - 60-78%
2) kisik - 11-21%
3) ogljikov dioksid - 0,3-8%
Zrak in voda določata poroznost tal in lahko znašata od 27 do 90 % celotne prostornine.
Določanje granulometrične sestave tal
Granulometrična (mehanska) sestava tal je razmerje delcev tal različnih velikosti, ne da bi upoštevali njihov izvor (kemični ali mineraloški). Te skupine delcev so združene v frakcije.
Pri ocenjevanju stopnje rodovitnosti in drugih ključnih indikatorjev tal je odločilnega pomena granulometrijska sestava tal.
Glede na njihovo razpršenost so delci zemlje razdeljeni v dve glavni kategoriji:
1) delci s premerom nad 0,001 mm.
2) delci s premerom, manjšim od 0,001 mm.
Prva skupina delcev izvira iz vseh vrst mineralnih tvorb in drobcev kamnin. Druga kategorija se pojavi, ko minerali gline in organske komponente preperejo.
Dejavniki, ki vplivajo na nastanek tal
Pri določanju sestave tal bodite pozorni na dejavnike tvorbe tal - pomembno vplivajo na strukturo in sestavo tal.
Običajno je identificirati naslednje glavne dejavnike tvorbe tal:
- izvor matične kamnine tal.
- starost tal.
- površinski relief tal.
- podnebne razmere nastajanja tal.
- sestava talnih mikroorganizmov.
- človekova dejavnost, ki vpliva na tla.
Clarks kot merska enota kemične sestave tal
Clark je pogojna enota, ki določa normalno količino določenega kemijskega elementa v idealni (neonesnaženi) zemlji. Na primer, en kilogram naravno čiste prsti mora vsebovati približno 3,25 % kalcija – to je 1 klark. Raven kemijskega elementa 3-4 Clarke ali več pomeni, da je prst precej močno onesnažena s tem elementom.
Iz česa je sestavljena prst? Zdi se preprosto vprašanje. Vsi vemo, kaj je. Vsak dan hodimo po njej in vanj sadimo rastline, ki nam dajejo pridelek. Zemljo pognojimo, prekopljemo. Včasih lahko slišite, da je zemlja nerodovitna. Toda kaj v resnici vemo o tleh? V večini primerov le, da je to najvišja plast zemeljske površine. In to ni tako veliko. Ugotovimo, iz katerih komponent je sestavljena zemlja, kaj je lahko in kako nastane.
Sestava tal
Torej, prst je najvišja rodovitna prst, sestavljena je iz različnih sestavin. Poleg trdnih delcev vključuje vodo in zrak ter celo žive organizme. Prav slednji igrajo ključno vlogo pri njegovem nastajanju. Stopnja njegove plodnosti je odvisna tudi od mikroorganizmov. Na splošno so tla sestavljena iz faz: trdna, tekoča, plinasta in "živa". Poglejmo, katere komponente jih tvorijo.
Trdni delci vključujejo različne minerale in kemične elemente. B vključuje skoraj celoten periodni sistem, vendar v različnih koncentracijah. Stopnja rodovitnosti tal je odvisna od sestavine trdnih delcev. Tekoče komponente imenujemo tudi raztopina tal. To je voda, v kateri se raztopijo kemični elementi. Tudi v puščavskih tleh je tekočina, vendar je v majhnih količinah.
Torej, iz česa je sestavljena zemlja, poleg teh osnovnih sestavin? Prostor med trdnimi delci je zapolnjen s plinastimi komponentami. Talni zrak je sestavljen iz kisika, dušika, ogljikovega dioksida, zaradi česar se v tleh odvijajo različni procesi, kot so dihanje rastlinskih korenin in gnitje. Živi organizmi - glive, bakterije, nevretenčarji in alge - aktivno sodelujejo v procesu nastajanja prsti in z vnašanjem kemičnih elementov bistveno spremenijo njeno sestavo.
Mehanska zgradba tal
Zdaj je jasno, iz česa je sestavljena prst. Toda ali je njegova struktura homogena? Ni skrivnost, da se tla razlikujejo. Lahko je peščeno in ilovnato ali kamnito. Tla so torej sestavljena iz delcev različnih velikosti. Njegova struktura lahko vključuje ogromne balvane in drobna zrna peska. Običajno so delci v tleh razdeljeni v več skupin: glina, mulj, pesek, prod. To je pomembno za kmetijstvo. Struktura tal je tista, ki določa stopnjo napora, ki ga je treba vložiti za njihovo obdelavo. Prav tako določa, kako dobro bo zemlja absorbirala vlago. Dobra prst vsebuje enake odstotke peska in gline. Takšna tla se imenujejo ilovnata. Če je peska malo več, potem je zemlja drobljiva in lahka za obdelavo. A hkrati takšna tla slabše zadržujejo vodo in minerale. Glinena tla so vlažna in lepljiva. Slabo odteka. A hkrati vsebuje največ hranilnih snovi.
Vloga mikroorganizmov pri nastanku tal
Njegove lastnosti so odvisne od sestavin, iz katerih je sestavljena zemlja. Vendar to ni edina stvar, ki določa njegove kvalitete. Organske snovi pridejo v tla iz mrtvih ostankov živali in rastlin. To se zgodi zaradi mikroorganizmov - saprofitov. Imajo ključno vlogo pri procesih razgradnje. Zahvaljujoč njihovemu aktivnemu delovanju se v tleh kopiči tako imenovani humus. To je temno rjava snov. Humus vsebuje estre maščobnih kislin, fenolne spojine in karboksilne kisline. V zemlji se delci te snovi zlepijo z glino. Izkazalo se je, da gre za en sam kompleks. Humus izboljša kakovost tal. Poveča se njegova sposobnost zadrževanja vlage in mineralov. Na močvirnatih območjih nastajanje humusne mase poteka zelo počasi. Organske ostanke postopoma stisnemo v šoto.
Proces nastajanja tal
Tla nastajajo zelo počasi. Da bi prišlo do popolne obnove njegovega mineralnega dela do globine približno 1 metra, je potrebnih vsaj 10 tisoč let. Tla so produkti nenehnega delovanja vetra in vode. Od kod torej prihaja zemlja?
Najprej so to delci kamnin. Služijo kot osnova tal. Pod vplivom podnebnih dejavnikov se uničijo in zdrobijo ter se usedejo na tla. Postopoma ta mineralni del prsti poselijo mikroorganizmi, ki s predelavo organskih ostankov v njej tvorijo humus. Nevretenčarji, ki nenehno kopajo prehode v njem, ga zrahljajo in spodbujajo dobro prezračevanje.
Sčasoma se struktura prsti spremeni in postane bolj rodovitna. Na ta proces vplivajo tudi rastline. Ko rastejo, spreminjajo njegovo mikroklimo. Človekova dejavnost vpliva tudi na nastanek tal. Zemljo obdeluje in obdeluje. In če je zemlja sestavljena iz neplodnih sestavin, jo človek gnoji z vnosom mineralnih in organskih gnojil.
po sestavi
Na splošno trenutno ni splošno sprejete klasifikacije tal. Še vedno pa jih je običajno razdeliti glede na njihovo mehansko sestavo v več skupin. Ta delitev je še posebej pomembna v kmetijstvu. Torej, razvrstitev temelji na tem, koliko gline sestavljajo tla:
Rahla peščena (manj kot 5%);
Kohezivno peščeno (5-10%);
Peščena ilovica (11-20%);
Lahka ilovnata (21-30%);
Srednje ilovnato (31-45%);
Težka ilovnata (46-60%);
Glinast (več kot 60%).
Kaj pomeni izraz "rodovitna" prst?
Iz katerih delov je sestavljena prst, je odvisno od stopnje njene rodovitnosti. Toda kaj naredi zemljo takšno? Sestava tal je neposredno odvisna od številnih dejavnikov. To vključuje podnebje, številčnost rastlin in prisotnost živih organizmov, ki živijo v njem. Vse to vpliva na kemično. Stopnja njegove rodovitnosti je odvisna od tega, katere sestavine so v tleh. Mineralne komponente, kot so kalcij, dušik, baker, kalij, magnezij in fosfor, veljajo za zelo uporabne za visoke pridelke. Te snovi pridejo v tla med razgradnjo organskih snovi. Če je zemlja bogata z mineralnimi spojinami, potem je rodovitna. Na njej bodo divje cvetele rastline. Ta tla so idealna za gojenje zelenjave in sadja.
Organski del prst ki ga predstavljajo živi organizmi (živa faza ali biofaza), nerazpadli organski ostanki in humusne snovi (slika 1)
Organski del tal
riž. 1. Organski del tal
Živi organizmi so bili obravnavani zgoraj. Zdaj je treba opredeliti organske ostanke.
Organski ostanki- to so organske snovi, rastlinska in živalska tkiva, ki so delno ohranila prvotno obliko in zgradbo. Upoštevati je treba, da so različne kemične sestave različnih ostankov različne.
Huminske snovi predstavljajo vse organske snovi v tleh, razen živih organizmov in njihovih ostankov, ki niso izgubili strukture tkiva. Splošno sprejeto je, da jih razdelimo na same specifične huminske snovi in nespecifične organske snovi posamezne narave.
Nespecifične humusne snovi vsebujejo snovi individualne narave:
a) dušikove spojine, na primer preproste in kompleksne, beljakovine, aminokisline, peptidi, purinske baze, pirimidinske baze; ogljikovi hidrati; monosaharidi, oligosaharidi, polisaharidi;
b) lignin;
c) lipidi;
e) čreslovine;
f) organske kisline;
g) alkoholi;
h) aldehidi.
Tako so nespecifične organske snovi posamezne organske spojine in vmesni produkti razgradnje organskih ostankov. Predstavljajo približno 10-15% celotne vsebnosti humusa v mineralnih tleh in lahko dosežejo 50-80% celotne mase organskih spojin v šotnih obzorjih in gozdnih steljah.
Same humusne snovi so specifičen sistem visokomolekularnih organskih spojin, ki vsebujejo dušik, ciklične strukture in kisle narave. Po mnenju mnogih raziskovalcev je struktura molekule humusne spojine zapletena. Ugotovljeno je bilo, da so glavne sestavine molekule jedro, stranske (periferne) verige in funkcionalne skupine.
Domneva se, da je jedro sestavljeno iz aromatskih in heterocikličnih obročev, sestavljenih iz pet- in šestčlenskih spojin tipa:
benzen furan pirol naftalen indol
Stranske verige segajo od jedra do obrobja molekule. V molekuli humusnih spojin so zastopane z aminokislinskimi, ogljikovohidratnimi in drugimi verigami.
Sestava humusnih snovi vsebuje karboksil (-COOH), fenolhidroksil (-OH), metoksil (-CH3O) in alkoholni hidroksil. Te funkcionalne skupine določajo kemijske lastnosti humusnih snovi. Značilnost samega sistema humusnih snovi je heterogenost, tj. prisotnost v njem komponent različnih stopenj humifikacije. Iz tega kompleksnega sistema ločimo tri skupine snovi:
a) huminske kisline;
b) fulvične kisline;
c) humini ali natančneje nehidrolizabilni ostanek.
Huminske kisline (HA)– temno obarvana skupina humusnih snovi, ekstrahiranih iz tal z alkalnimi raztopinami in oborjenih z mineralnimi kislinami pri pH = 1-2. Zanje je značilna naslednja elementarna sestava: vsebnost C od 48 do 68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Te spojine so praktično netopne v vodi in mineralnih kislinah, zlahka se oborijo iz raztopin HA s kislinami H+, Ca2+, Fe3+, Al3+. To so humusne spojine kisle narave, ki jih povzročajo karboksilne in fenolhidroksilne funkcionalne skupine. Vodik teh skupin je mogoče nadomestiti z drugimi kationi. Sposobnost nadomeščanja je odvisna od narave kationa, pH okolja in drugih pogojev. Pri nevtralni reakciji se zamenjajo le vodikovi ioni karboksilnih skupin. Absorpcijska sposobnost zaradi te lastnosti HA se giblje od 250 do 560 mEq na 100 g HA. Med alkalno reakcijo se absorpcijska kapaciteta poveča na 600-700 mEq/100 g HA zaradi sposobnosti nadomeščanja vodikovih ionov hidroksilnih skupin. Molekulska masa HA, določena z različnimi metodami, se giblje od 400 do sto tisoč. V molekuli HA je najbolj jasno zastopan aromatski del, katerega masa prevladuje nad maso stranskih (perifernih) verig.
Huminske kisline nimajo kristalne strukture, večina se jih nahaja v tleh v obliki gelov, ki se zlahka peptizirajo z delovanjem alkalij in tvorijo molekularne in koloidne raztopine.
Ko HA medsebojno deluje s kovinskimi ioni, nastanejo soli, ki se imenujejo humati. Humati NH4+, Na+, K+ so dobro topni v vodi in lahko tvorijo koloidne in molekularne raztopine. Vloga teh spojin v tleh je ogromna. Na primer, humati Ca, Mg, Fe in A1 so na splošno slabo topni, lahko tvorijo vodoodporne gele, hkrati pa prehajajo v stacionarno stanje (akumulacija) in so tudi osnova za nastanek vodoodpornih struktura.
Fulvinske kisline (FA) - posebna skupina humusnih snovi, topnih v vodi in mineralnih kislinah. Zanj je značilna naslednja kemična sestava: vsebnost C od 40 do 52 %; H - 5-4%, kisik -40-48%, N - 2-6%. Fulvinske kisline so za razliko od HA dobro topne v vodi, kislinah in alkalijah. Raztopine so rumene ali slamnato rumene barve. Od tod so te spojine dobile ime: v latinščini fulvus - rumeno. Vodne raztopine FA imajo močno kislo reakcijo (pH 2,5). Molekulska masa fulvičnih kislin, določena z različnimi metodami, se giblje od 100 do nekaj sto in celo tisoč konvencionalnih masnih enot.
Molekula fulvinske kisline ima enostavnejšo strukturo v primerjavi s huminskimi kislinami. Aromatični del teh spojin je manj jasno opredeljen. V strukturi molekule FA prevladujejo stranske (periferne) verige. Aktivne funkcionalne skupine so karboksilne in fenolhidroksilne skupine, katerih vodik vstopa v izmenjevalne reakcije. Kapaciteta izmenjave FA lahko doseže 700-800 mEq na 100 g pripravkov fulvične kisline.
Pri interakciji z mineralnim delom prsti fulvinske kisline tvorijo organsko-mineralne spojine s kovinskimi ioni in minerali. Fulvinske kisline zaradi svoje močno kisle reakcije in dobre topnosti v vodi aktivno uničujejo mineralni del tal. V tem primeru nastanejo soli fulvičnih kislin, ki imajo visoko mobilnost v talnem profilu. Organo-mineralne spojine fulvičnih kislin aktivno sodelujejo pri migraciji snovi in energije v talnem profilu, pri oblikovanju, na primer, posameznih genetskih horizontov.
Nehidrolizabilni ostanek (humini) je skupina humusnih snovi, ki je ostanek v alkalijah netopnih organskih spojin v tleh. To skupino sestavljajo tako same huminske snovi, na primer humini so sestavljeni iz huminskih kislin, ki so tesno vezane na minerale, ter iz tesno vezanih posameznih snovi in organskih ostankov različnih stopenj razgradnje z mineralnim delom tal.
