Trends in LIMS

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.^[1] 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.^[2]

Со изучување на почвата се занимава педологијата (понекогаш се употребува поедноставниот поим — наука за почвите).

При изучувањето на почвата секогаш се среќаваме со следните поими:

• Почвен профил — севкупност на генетички 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.

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.^[3].

Се среќаваат следните типови на хоризонти:^[4]

• Органогени — простирка (A₀, О), тресетен хоризонт (Т), типичен хумусно-акумулативен хоризонт (A_h, H), дернина (A_d), 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 — B_m — 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.

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 — ρ_b/ρ_s

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 фелдспатите 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.

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.

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 супстанцата.^[5] 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 хипотеза^[6] (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) овие материи се синтетизираат од нискомолекуларни органски соединенија. Според хипотезата на Л. Н. Александров^[7] 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.

Структурата на почвата е физичката градба или структура на тврдиот дел и поровото пространство на почвата кои се обусловени од големината, обликок, количествениот сооднос, природата на заемните врски и распоредот на механичките елементи и агрегатите кои се состојат од нив.

Тврдиот дел од почвата е севкупноста на сите видови честички кои се наоѓаат во почвата во тврда агрегатна состојба при природно ниво на влажност.

Поровото пространство во почвата е разнообразието на големини и форми на празнините меѓу механичките елементи и агрегатите на почвата кои се исполнети со воздух или вода.

Минералните почвени честички секогаш се обединети во агрегати со различна силина, големина и облик. Целата севкупност од агрегати кои се својствени за почвата се означува како нејзина структура. Чинители на образувањето на агрегатите се: набабрување, компресија и распукување на почвата во текот на циклусот на навлажнување-исушување и замрзнување-одмрзнување, коагулација на почвените колоиди (од кои најважна улога имаат органските колоиди), цементирањето на честичките со малкурастворливи соединенија, образување на водородни врски, врски меѓу некомпензираните електрични полнежи на кристалната решетка на минералите, адсорбција, механичкото разделување на честичките со хифите од габите, актиномицетите и корењата на растенијата, агрегацијата на честичките при минувањето низ цревата на почвените животни.

Структурата на почвите укажува влијание на продорот на воздух во корењата на растенијата, задржувањето на влагата и развитокот на микробната заедница. Оптималната структура за развиток на растенијата е таа во која преовладуваат агрегати со големина од 0,25 до 7—10 мм (земјоделски вредна структура). Важно својство на структурата е нејзината силина, особено водозадржливоста.

Преовладувачкиот облик на агрегати е важен дијагностички признак на почвата. Се разликуваат кружно-кубовидна (зрнеста, ритчеста), призмовидна (столбовидна, призматична) и плитовидна структура, како и низа на преодни форми и градации по големина. Првиот тип е својствен за горните хумусни хоризонти и е со поголема порозност, вториот — за илувијалните и метаморфните хоризонти, третиот — за алувијалните.

Новообразувањата претставуваат збир од материи кои се создаваат во почвата при процесот на нејзино образување.

Широко распространети се новообразувањата на железото и манганот, чија миграциона способност зависи од оксидационо-редукциониот потенцијал и се контролира од страна на организмите, најчесто бактерии. Тие се претставени со конкреции, корки и др. Во некои случаи се јавува цементирање на почвената маса со железен материјал. Во почвите, особено во сушните полусушните региони, се распространети варовнички новообразувања: псевдомицелии, конкреции, коркови образувања. Новообразувањата на гипсот се исто така својствени за сушните области, претставени со: гипсови рози и корки. Се среќаваат и новообразувања на леснорастворливите соли, силициум (прав во алувијално-илувијално диференцираните почви, опалови и халцедонови слоеви и кори, цевки), глинести минерали (кутани — наслојки и кори кои се образуваат за време на илувијалниот процес), често помешани со хумус.

Како вметнати се сметаат сите објекти во почвата кои не се поврзани со процесот на почвообразување (археолошки наоди, коски, черупки на мекотели и праживотни, фрагменти од карпи, шут). Како вметнати материи се однесуваат и копролитите, црвоточините, кртовините и други биогени структури.

Најчесто поголемиот дел од водата во почвата преку најразлични сили се сврзува со честичките од тврдата фаза, што ја намалува нејзината подвижност и достапност за растенијата и микроорганизмите. Најпрво механизмите со кои се држат овие две фази се високоенергетски и претставуваат подолготрајни заемодејства, а потоа, со заситување на почвата со вода, се образуваат помалку силни врски. Влажноста при која произлегува менувањето на карактерот на силите кои ја врзуваат водата со почвените честички се нарекува енергетска константа.

Најсилно сврзана со честичките е адсорбираната влага. Таа се одликува со најголема разлика од слободната вода — има поголема густина и вискозност, помала диелектрична константа и способност за растворање на материи. При нејзиното создавање се издвојува топлинска енергија. Почвата, наоѓајќи се во рамнотежа со атмосферата, секогаш содржи одредено количество на вода (хигроскопска влажност), кое на определен начин е зависно од влажноста на воздухот. Најголемото количество на вода, кое се задржува од почвените адсорпциони сили, соодветствува на максималниот адсропционен капацитет (МАК), кој се постигнува при воздушна влажност од околу 95%.

Основни чинители кои влијаат врз процесот на почвообразување (или педогенеза) се климата, матичниот супстрат, растителноста и фауната, релјефот и геолошката старост на територијата, но и економската дејност на човекот. Климата влијае на карактерот на раздробување на карпите, делува на топлинскиот и водниот режим на почвата, ги обусловува процесите во неа и нивниот интензитет и во голем степен ја одредува растителноста и животинскиот свет. Матичниот супстрат при педогенезата се претвора во почва. Од неговиот гранулометрички (механички) состав и структурни особености зависат физичките својства на почвата: водо- и воздухопропусливост, водозадржувачка способност и др., а следствено, водниот, топлинскиот и воздушниот режим, честотата на кружење на материите во почвата и др. Минералошкиот состав на матичниот супстрат го определува минералошкиот и хемискиот состав на почвата и првобитната содржина на хранливи материи за растенијата. Растителноста делува непосредно на почвата: корењата ја структурираат почвената маса и од неа извлекуваат минерални хранливи елементи. Во природни услови, минералните и органските материи навлегуваат во почвата и во нејзината површност во вид на коренски и надземен опад. Годишното количество на опад се движи од 5–6 кг/ha во пустините и 10 кг/ha во арктичките тундри; до 250 кг/ha во влажните тропски шуми. Квалитативниот состав на опадот е различен. Опадот во почвата подлежи на дејството на микрофлората, која минерализира 80-90% од нејзината маса и учествува во синтезата на хумусните материи, кои се создаваат од производите на разложувањето и микробните метаболити.

Претставниците на животинскиот свет (главно безрбетници кои живеат во горните хоризонти на почвата и меѓу растителните остатоци на површината) значително го забрзуваат разложувањето на органските материи и придонесуваат во образувањето на органо-минерални почвени агрегати, т.е. структури на почвата. Основното влијание на релјефот се огледува во распределбата на климатските (влага, топлина и нивните соодноси) и др. чинители на Земјината површина. Времето за развиток на зрелиот почвен профил зависи од различни услови и трае од неколку стотици до неколку илјадници години.

• „Земја, оган и вода“ - кус расказ на ирскиот писател Вилијам Батлер Јејтс од 1902 година.^[8]
• „Земја и железо“ - песна на рускиот поет Николај Кљуев од 1916 година.^[9]
• „Пофалба на земјата“ - песна на српскиот поет Бранко Миљковиќ.^[10]
• „Земја и оган“ - песна на српскиот поет Бранко Миљковиќ.^[11]
• „Земја“ - песна на рускиот поет Александар Прокофјев од 1952 година.^[12]

Предлошка:Wikt

Нормативна контрола WorldCat LCCN: sh2001008871 GND: 4007348-8 BNF: cb119332927 (податоци) NDL: 00561744 NKC: ph116001