Факторы почвообразования их краткая характеристика. Сущность почвообразовательного процесса, факторы почвообразования

Из всего изложенного видно, что почвообразовательный процесс слагается из многих частных процессов, взаимно обусловленных и противоречивых.

В почве происходит:

1. Разрушение минеральных и органических веществ, - как тех, которые были в материнской породе, так и тех, которые вносятся в почву во время её существования и развития.
2. Перемещение первоначальных веществ почвы и продуктов их разрушения.
3. Накопление этих перемещаемых веществ в разных частях почвы вследствие выпадения из растворов и коагуляции.
4. Образование новых соединений как результат взаимодействия перемещаемых веществ друг с другом и с исходными веществами материнской породы.
5. Обмен веществ между растением и почвой, обусловливающий непрерывный переход органического вещества в минеральное и минерального в органическое.

Если эти процессы длятся некоторое время, почва приобретает определённый профиль, делится на горизонты, причём устойчивость каждого горизонта и степень его выраженности обусловлена балансом определённых соединений. Генетический горизонт - это нечто непрерывно изменяющееся. Почвообразовательный процесс во времени непрерывен. В своём развитии он проходит через ряд стадий, причём каждой стадии отвечает определённый тип почвы.

Нетрудно прийти к заключению, что в почвообразовании принимают участие следующие факторы.

Горные породы . Они служат источником образования минеральной части почвы, а также источником связанной с ними энергии (химической, поверхностной, тепловой), принимающей участие в почвообразовании. Их состав, несомненно, оказывает влияние на характер почвы. Характер и степень выраженности почвообразовательного процесса в тех или иных гидротермических условиях в известной мере предопределяется химическим и механическим составом горных пород. Однако при одинаковых прочих факторах почвообразования на разных материнских породах образуются почвы одного и того же типа, и, наоборот, при различии почвообразователей из одной и той же горной породы образуются различные почвы.

Организмы . Роль растительности в почвообразовании колоссальна, так как отмершие растения или их части служат основным источником почвенного перегноя, живые растения извлекают из почвы минеральные вещества, концентрируют рассеянные соединения и превращают их в органическое вещество своего тела. Посредниками между живыми и мёртвыми деятелями почвообразования служат микробы. Они минерализуют органические вещества, делая их вновь доступными для растений. В отсутствии микроорганизмов разложение происходило бы очень медленно. Гораздо меньшее значение в жизни почвы имеют животные, но их деятельность тоже нельзя игнорировать: землерои перемешивают почву и, проделывая в ней ходы, облегчают туда доступ влаги и воздуха; черви, заглатывая почву и затем, пропустив её через пищевой тракт, извергая наружу, тем самым увеличивают количество органического вещества в почве. Почвенное «население», состоящее из муравьёв, улиток, клещей, паучков, мокриц, многоножек, дождевых червей и других беспозвоночных, если взять только верхний слой почвы мощностью 20-25 см, колеблется, в зависимости от условий, от 3,5 до 38 млн. особей на каждый гектар.

Климат - один из важнейших факторов почвообразования, влияющий на весь процесс и прямо, и косвенно. Он влияет на характер и интенсивность выветривания, значит - на создание того или иного типа минеральной почвенной массы. Он влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, значит, на создание того или иного качества и количества органической массы почвы. Он определяет в значительной мере влажность и водный режим почвы, т. е. управляет перемещением веществ и дифференцировкой почвы на горизонты. Наконец, от климата зависит большее или меньшее богатство данного района растительностью и характер этой растительности.

Рельеф . Характер рельефа сказывается на почвообразовании, так как от высоты форм рельефа зависит распределение климатов и растительности, от крутизны склонов - степень проникновения влаги в почву (или её скатывания вниз по склону), от экспозиции - условия освещения и нагревания.

Человек сознательно и активно вмешивается в процесс почвообразования путём орошения почв или их осушения, насаждения или уничтожения растительности, механической обработки почв и введения в них различных удобрений и т. п. На земном шаре под влиянием человека в населённых местах возникают особые культурные почвы.

Почва со временем изменяется, проходя через определённые стадии. Формирование почвы следует считать довольно быстрым процессом. При раскопках курганов в степи между Изюмом и Артёмовском было установлено, что мощность чернозёма в целинной степи (0,75 м) вдвое больше, чем мощность под курганами (0,33-0,40 м). Так как курганы здесь стоят около 6 тыс. лет, то легко подсчитать, что мощность чернозёма увеличивалась на 5-6 мм в столетие, а начало чернозёмообразования имело место около 12 тыс. лет назад. Вместе с тем скорость образования того или иного типа почвы не следует смешивать с возрастом почвенного покрова данной местности, который может быть продуктом длительной закономерной эволюции почвенного покрова в течение предшествующих геологических периодов.

Приобретая в процессе развития известные особенности и свойства, почва активно реагирует на всякие внешние воздействия, изменяя их и преломляя в себе. В зависимости от своей окраски, структуры, водопроницаемости, механического состава и пр. почва, несмотря на обилие влаги, может остаться относительно сухой или, наоборот, быть относительно влажной в сухом климате; несмотря на большое количество получаемого тепла, может остаться сравнительно холодной, так как, например, светлые почвы много отражают солнечных лучей, влажные много тратят тепла на испарение и т. п. Следовательно, говоря о значении климата, мы должны помнить, что для процесса почвообразования имеет значение не атмосферный климат, но климат почвы, который, хотя всегда зависит от климата атмосферного, в то же время всегда от него чрезвычайно сильно отличается.

Для почвообразования важна вся совокупность перечисленных выше факторов, весь комплекс их. В результате взаимодействия и борьбы этих факторов процесс почвообразования приобретает то или иное реальное направление. Сущность почвообразовательного процесса заключается в разрешении противоречий, создаваемых совместным существованием и взаимодействием различных факторов.

Обратимся теперь к конкретному анализу отдельных главнейших типов почв и условий, наиболее благоприятствующих их возникновению.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вконтакте

Одноклассники

Почвообразование представляет собой сложный естественный процесс почвообразования из горных пород под влиянием факторов почвообразования в биогеосфере Земли.

Почвообразование является важным звеном в процессе геологической и биологической циркуляции веществ и энергии. Геологический цикл Это процесс переноса материи с суши на океан и обратно. Биологическая циркуляция Это комбинация процессов обмена веществ и энергии между почвой, родительскими камнями, атмосферой и биотой.

Почвообразование — это особый процесс биосферы, в результате которого земля приобретает ряд специфических характеристик, которые отсутствуют в материнских породах, почвенные формы и почва отличаются от всех других компонентов биосферы.

Среди наиболее важных из этих характеристик — наличие в почве определенного органического вещества — гумус для почвы и биофильного элементы. Элементы биопленки — это элементы, которые живые организмы поглощают из геохимической среды организмами и используют их в жизнеустойчивых процессах. К ним относятся макрохронил-N, C, O, N, Ca, Mg, Na, K, P, S, C, Si, Fe и микроэлементы — Cu, Co, Mn, Zn, V, Ni, Mo, Sr, B, Se, F, Br, I.

Почва приобретает определенную структуру из-за образования почвы.

Профиль почвы — это система горизонты , более или менее параллельно суточной поверхности, происхождение которой обусловлено механизмами почвообразования.

Основные факторы почвообразования

Процесс почвообразования осуществляется под воздействием природных условий вне факторов почвообразования.

Факторы почвообразования должны быть разделены на два типа: природные (природные) и искусственные (искусственные).

Природные (природные) факторы.

Существует шесть природных факторов почвообразования:

1. Родители или почвообразующая почва;

2. климат;

3. облегчение;

4. растения и живые организмы;

5. Масса земли

Все природные факторы эквивалентны.

Каждое из них оказывает особое влияние на формирование почвы и без сотрудничества ни с одним из них, образование почвы невозможно.

Каменный пол является основой, из которой формируется почва. Минеральная часть в большей части почвы составляет 90-95% от массы почвы.

приписывать две основные функции Массовая шкала в формировании почв: формирование почвенного состава массы и каменного камня. Состав пород определяет химический, минералогический, гранулометрический состав будущей почвы (рис.

2.2). Например, самая богатая почва образуется на карбонатной глине, но песок хуже, но теплее и лучше вентилируется. Порода в значительной степени определяет степень почвообразования. Матерью-породами на территории России являются преимущественно четвертичные осадочные смешанные породы.

Рисунок 2.2.

Функции и роль почвы, образующей почву в образовании почвы.

Климатический фактор определяет наличие почвообразования с влажностью (атмосферными осадками) и энергией (солнечная радиация — свет и тепло).

Климат в разных широтах отличается. Существуют арктические, субарктические, умеренные, субтропические и тропические климатические условия. В зависимости от климатических условий зоны растений различаются в зависимости от количества растительного органического вещества и, следовательно, от скорости и продолжительности биологического цикла, а также от типа процесса формирования почвы.

Приятный для жизни гидротермальные условия обеспечивают поток в почвенных процессах, влияют на сообщество растительных и животных организмов, повышают их продуктивность, что в конечном итоге влияет на интенсивность почвообразования.

Известно, что при повышении температуры на 10 ° С скорость химических реакций возрастает в 2-4 раза (правило Ванта Хоффа) (табл. 1).

Таблица 2.1. Активная температура в разных географических зонах

* Количество активной температуры — мера количества тепла и количества, выраженная среднесуточная температура воздуха или почвы, превышающая определенный порог: 0, 5, 10 ° C или биологическая минимальная температура, необходимая для развития растений.

Например, потребность в некоторых культурах в жару: яровая пшеница 1200-1700; овец -1000 ÷ 1600; проза — 1410 ÷ 1950; гречка — 1200 ÷ 1400; кукуруза — 1100 ÷ 2900; картофель — 1200 ÷ 1800.

Водный режим географических полос определяет соотношение между среднегодовым количеством осадков и годовой волатильностью — так называемым коэффициентом влажности (CG).

Высоцкий Н.Н.. Иванова. Это самый объективный показатель атмосферной влаги. С CU >1 смачивание является чрезмерным (видно на высоких широтах — около севера и юга от 50-й параллели) и с CU<1 — недостаточная влажность (например, в пустыне, КУ практически приближается к нулю).

рельеф зависит от характера обмена низкими и возвышенными поверхностями суши.

Существует три типа рельефа: микрорельеф (колебание до нескольких метров); мезорельеф (высота до нескольких десятков метров); макрорельеф (колебания высоты от нескольких десятков до нескольких сотен метров). Эффект рельефа связан с количеством света, тепла и влаги, поступающих на поверхность почвы. На уровень освещенности и потепления почвы влияет наклон рельефа, экспозиция склона и склон (на южном склоне больше тепла, чем на северном склоне).

Рельеф перераспределяет воду из атмосферы. Большая часть воды поступает в нижнюю часть рельефа. Все шаги на земле являются положительными элементами рельефа, они имеют наименьшую влажность. Обычно верхняя мягкая скала (валуны, камень, гравий) снизу до тонкого и тонкого механического состава (глина, глина).

Положительные элементы рельефа не участвуют в процессах почвообразования из подземных вод, а также задействованы отрицательные элементы. Рельеф влияет на климатические условия и, следовательно, на жизнь растений, животных, микроорганизмов, перераспределение тепла и влаги, что в целом влияет на процессы почвообразования.

Кроме того, рельеф заставляет массу почвы двигаться по склонам из-за процессов эрозии и накопления.

черты растения и живые организмы в почве очень разнообразны. Почвообразование — это биогенный процесс, который начинается с появления растений и живых организмов на огромных кристаллических или осадочных породах.

Овощные и живые организмы являются единственным источником органического вещества, которое служит материалом для образования гумусовой почвы. Другая важная функция организмов основана на способности живого вещества избирательно поглощать элементы из почвы.

Из-за этого организмы во многом определяют химический состав почвы. 2.2. растений и живых организмов, без которых процесс почвообразования невозможен.

Зеленые более низкие растения в процессе роста используют энергию солнечного излучения, которая в биологическом цикле включает огромное количество химических элементов, которые ежегодно генерируют около 233 миллиардов.

т органического вещества на поверхности и в почве. Корни растений концентрируются, механически ослабляют почву, повышают проницаемость горных пород и воды, изменяют свойства родительского тушения, что способствует развитию микроорганизмов.

Микроорганизмы, выделяемые ферментами, разрушают органическое вещество и образуют органоминеральные соединения — гумус.

Согласно E.N. Мишустин (Mishustin, 1987) отличает количество микроорганизмов от сотен г 1 г натриол-подзолистой почвы до 3 миллиардов черноземных почв. Масса микроорганизмов может составлять от 3 до 8 т / га в чернозем.

Грибы разрушают целлюлозу, лигнин и другие органические вещества в почве и способствуют образованию гумуса.

Дождевые черви (обитающие на глубинах до 12 м), дующие в землю, вентиляция и рыхление, что способствует развитию корневой системы растений, кроме того, рециркуляция органических отходов в гумус.

В течение года черви, которые живут на 1 га, могут перерабатывать до 100 тонн органических остатков и смешивать ~ 120 тонн почвы.

Насекомые и животные также активно разрушают органическое вещество, минерализуют его и, таким образом, действуют как посредники в обмене между почвой, атмосферой, которая обеспечивает циркуляцию питательных веществ.

Земная гравитация. А. А.

Родос и В. Н. Смирнов считают, что гравитационное поле Земли является фактором, определяющим уменьшение процесса движения жидкости и твердых тел.

время . Возраст почв рассчитывается с начала процесса почвообразования.

Земля, естественно, естественное тело, которое постоянно меняется. Предполагается, что форма, которая сегодня является всей существующей Земной Землей, является только одной фазой в длинной и непрерывной цепочке развития, а некоторые из сегодняшних почвообразований, в прошлом представляющих другие формы в будущем, могут иметь серьезные преобразования даже без резкого изменения внешнего условия.

отлично абсолютно и относительный возраст земля. Абсолютный возраст почвы называемый интервалом времени, прошедшим с момента создания страны до нынешнего этапа ее развития.

Почва была сформирована, когда на поверхности появился зародышевый камень и начал происходить в процессах почвообразования. Например, в Северной Европе процесс современного почвообразования начал развиваться после окончания последнего ледникового периода.

Но в разных частях земли, которые одновременно были освобождены водой или ледниковым покровом, почва во все времена не всегда будет иметь такую ​​же степень развития.

Это может быть связано с различиями в составе почвы, почвообразовании, рельефе, растительности и других обстоятельствах. Относительный возраст почв назвал разницу в стадиях развития почв в одной общей области, которая имеет тот же абсолютный возраст.

Разработка зрелого почвенного профиля для различных условий составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.

(По данным Л. Александровского, увеличение толщины гумусового горизонта примерно до 15 см происходит около 100 лет). Возраст земли в целом и, в частности, почва и изменения условий почвообразования во время их развития оказывают значительное влияние на структуру, свойства и состав почвы. В подобных географических условиях почвообразования почвы с разным возрастом и историей могут значительно отличаться и относиться к разным классификационным группам.

Таким образом, можно сказать, что все природные факторы почвообразования взаимосвязаны и функционируют одновременно, что влияет не только на интенсивность биологического цикла и образование почвы, но и между собой.

Таким образом, изменение условий микроклимата может привести к изменению растительного покрова и почвы. Почвы могут влиять на изменение растительности и изменять среду микроклимата

Антропогенные (искусственные) факторы . Влияние экономической активности человека на формирование почвы приводит к регулированию состава и природы растительности, изменению свойств самой почвы и процессов, происходящих в них.

В огромных лесных и сельскохозяйственных районах проводится механизированная обработка почвы, которая разрушает естественную растительность, эксплуатирует леса, мелиоративные, органические, бактериальные и минеральные удобрения. Изменения естественных физических и химических свойств почвы, изменения процессов почвообразования, нежелательных для человека, изменения, изменения биологических свойств.

Увеличивая, например, содержание кальция (известкование) в почве, становится больше органического вещества, изменяется реакция среды, увеличивается количество микроорганизмов и питательных веществ; В результате увеличивается плодовитость почвы. Деградация останавливает болотистый процесс, вымачивание в сухих районах создает условия для накопления органического вещества в почве, повышает плодородие почвы и приносит растения.

Из-за экономической активности человека меняется природа и интенсивность биологического цикла веществ, почва дополнительно получает органические вещества и питательные вещества, образуется сильный сельскохозяйственный горизонт, вырабатываются возделываемые почвы с повышенной плодовитостью.

Различные виды экономической деятельности охватывали 500 миллионов гектаров земли. Однако использование ненадлежащих методов управления обусловливает развитие неблагоприятных процессов почвообразования: очистка воды, засоление, разрушение органического вещества и потеря питательных веществ.

Образование почв: факторы, условия и фазы

Почвообразование — это долговременный процесс почвообразования с субстрата (матовая шкала) под влиянием многих факторов.

До процесса почвообразования слишком много времени и разрушений породы.

Это происходит под воздействием ветра, воды, температурных изменений, механических и химических воздействий организмов. В этом случае образуется так называемая непроницаемость, нижний предел которой зависит от горизонта подземных вод, протекающих по толщине.

Толщина погодного слоя может достигать 500 метров, а его верхняя часть составляет основу для развития процессов почвообразования.

Факторы почвообразования

Образование почвы связано с созданием определенных условий, которые называются факторами формирования почвы.

Ученый-почвовед В.В. Докучаев назвал пять факторов почвообразования: климатические характеристики, материнскую шкалу, рельеф, биологический фактор и почвенный возраст (временный). Современная наука вместе со списком рассматривает еще два: антропогенное воздействие и влияние грунтовых вод подземных вод.

Каменный пол

Подземный субстрат, образующийся при погодных условиях и разрушении пород, является основой для последующего образования почвы.

На характеристики полученного слоя почвы непосредственно влияют свойства породы: основной состав, плотность, теплопроводность, водопроницаемость и другие.

климат

Двумя основными показателями, которые образуют определенные климатические условия в определенной области, являются влажность и тепло.

Количество солнечной радиации и осадков за один год, их распределение (как сезонное, так и ночное) способствуют возникновению какого-то почвообразования.

Температура воды и температура в почве зависят от степени влажности и тепла. Ветер помогает изменить вентиляцию, перемещать частицы почвы. Косвенным воздействием климата является создание конкретных условий обитания живых организмов, представление видов и жизнедеятельность которых влияют на процессы почвообразования.

рельеф

Рельеф может оказывать прямое влияние на формирование почвы — это выражается, например, в движении масс пола по крутому склону (оползневый процесс).

Однако косвенное влияние этого фактора более выражено. Отдельные рельефные элементы участвуют в распределении тепла и влаги: например, при наличии важных образований (гор) наблюдается заметное изменение температуры — выше, холоднее. Макроэлементы рельефа определяют наличие площади в распределении растительности, а образование почв, мезофонов и микроэлементов влияет на формирование определенного микроклимата на относительно небольших участках.

Биологический фактор (организмы)

Из-за взаимодействия совокупности абиотических факторов (рельефных и климатических характеристик, родительского масштаба, времени) возможен только рыхлый сплит-субстрат, но не почва.

Особое значение биологического фактора связано с тем, что появление живых организмов на планете позволило сформировать почвенный покров.

Роль отдельных групп организмов в процессе почвообразования

• Микроорганизмы, контролирующие горный субстрат, играют решающую роль в инициировании процесса почвообразования, разложении органического вещества и синтезирующих веществ, поглощаемых растениями.
• Растения являются основными участниками процесса формирования почвенного слоя.

  Огромное количество биомассы, которая непрерывно производится во время фотосинтеза, умирает и гниет, образует сложное гумусовое органическое вещество, содержащее элементы, необходимые для питания автотрофов.

  В дополнение к образованию живого вещества растительные организмы выполняют функцию хранения, избирательно поглощают и накапливают различные элементы (Ca, K, Na, Fe, S и т. Д.), Которые впоследствии попадают в почву.

• Роль представителей животного мира в образовании почвы в первую очередь заключается в превращении органического вещества. Кроме того, черви, грызуны, насекомые и другие организмы выкапывают, выделяют, смешивают массы почвы в процессе их деятельности, что улучшает вентиляцию и повышает интенсивность процесса почвообразования.

Живые организмы состоят из сложных сообществ, которые оказывают значительное влияние на формирование почвы.

Ведущая роль принадлежит растениям: они определяют тип образования, от которого зависят характеристики процесса почвообразования. Почва, образованная в темных каменистых лесах, значительно отличается по свойствам почвы, которые образуются в травянистых травянистых сообществах.

Фактор времени

Все процессы, которые начинаются с погоды и механического разрушения материнской шкалы, существуют уже давно.

Ученые почв учитывают абсолютный и относительный возраст почвы. Абсолютный возраст — это время, прошедшее с начала земного творения до нынешнего состояния. Относительный возраст выражается в том случае, когда на той же территории образуется большое количество факторов, образующих почву, что приводит к процессу, протекающему на разных этапах в разных участках.

В результате профиль пола неравномерно развит — относительный возраст таких почв будет неравным.

грунтовая вода

Наиболее заметный эффект этого фактора проявляется, если подземные течения происходят на небольших глубинах: изменение уровня воды и воды в почве (обогащение или, наоборот, сушка территории). Соединения, растворенные в грунтовых водах, приводят химические вещества в почву и обогащают их.

Антропогенный эффект

Этот фактор отличается от других тем, что его действие направлено.

Лесовосстановление, мелиоративные мероприятия, механическая обработка почвы, использование химических удобрений — все это вызывает изменения в структуре и свойствах почвы: они выращены. Однако часто следствием экономической активности является возникновение разрушительных процессов и разрушение почвы из-за слишком интенсивных или нерегулярных воздействий. С развитием цивилизации усилилось давление на почву, производимое различными техническими средствами.

Следовательно, почва прессуется, застой влаги, происходит ухудшение вентиляции, что приводит к гибели многих групп живых организмов, обитающих в слое почвы.

Фазы проектирования и эволюционные изменения в почве

Существует несколько этапов проектирования почвы:

• в начальной фазе: характерные свойства почвы плохо выражены, толщина профиля и объем биологического цикла ничтожны;
• уровень развития: повышение продуктивности экосистемы, что приводит к увеличению объема биологического цикла, толщины гумуса, появлению характерных свойств и свойств почвы;
• фаза равновесия: на этом этапе почва находится в относительно стабильном состоянии, мы видим динамический баланс.

Третий этап может длиться неопределенный период до тех пор, пока не будут выполнены какие-либо условия (изменение фактора или их комбинации, саморазвитие), нарушающие результат баланса экосистемы.

Началась степень эволюции, которая представляет собой этап развития в изменившихся условиях. Из-за интенсивных технологических процессов качественно разные полы формируются с комплексом новых свойств, равновесная фаза начинается снова. Большая часть почвы характеризуется обменом этих двух фаз в процессе эволюции.

Instagram

Свойства почвы зависят от конкретного сочетания тех условий, при которых происходит почвообразовательный процесс. Главные факторы, влияющие на образование почв — это почвообразующие породы, живые и отмершие организмы (зелёные растения, микроорганизмы и животные), климат, рельеф, возраст почв и производственная деятельность человека.

Почвообразующие породы — это горные породы, представляющие собой рыхлую кору выветривания, образующуюся в результате развития экзогенных процессов (внешние силы, солнце).

Гранулометрический состав материнских пород определяет гранулометрический состав почв и в значительной степени их физические и водно-физические свойства: плотность, пористость, водопроницаемость, влагоемкость и т.д.

От него зависят скорость и характер превращения в почве растительных и животных остатков, а также органических удобрений.

Химический состав материнских пород влияет на химический состав почв. Большое значение имеет карбонатность материнских пород. Ca2+Mg2+ карбонатов нейтрализуют фульвокислоты и тормозят развитие подзолообразовательного процесса.

Поэтому в нашей зоне на карбонатных породах образуются дерново-карбонатные почвы, обладающие высокой плодородностью по сравнению с дерново-подзолистыми почвами.

Карбонаты способствуют образованию в почве благоприятной структуры, реакции и т.д.

Химический состав материнских пород оказывает большое влияние на содержание в почве элементов питания. Почвы, образовавшиеся на бедных по химическому составу породах, содержат меньше Р, К и других элементов питания.

Минералогический состав материнских пород определяет минералы и валовой химический состав почв, количество и состав глинистых минералов в почве от которых во многом зависит поглотительная способность почв, оказывающая большое влияние на плодородие.

Зеленые растения, микроорганизмы и животные организмы: роль их велика.

Растительность определяет количество, состав и характер поступления органических остатков, которые служат исходным материалом для образования гумуса, аккумулируют элементы зольного питания и азот в верхнем горизонте почвы. Растения способствуют разложению минералов, активно воздействуют на водно-воздушный режим почвы.

Микроорганизмы (бактерии, грибы, водоросли и др.) разлагают органические остатки, минерализуя их до простых солей, которые доступны растениям.

Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе минералов.

Животные организмы (черви, насекомые). Черви в процессе жизнедеятельности пропускают через пищеварительный тракт органические остатки и почву, которая пропитывается их выделениями, приобретая форму склеенных комочков и становиться структурной. Землерои перемешивают почву, изменяют её сложение и влияют на формирование микрорельефа местности.

Климат — это совокупность атмосферных условий, характерных для определенной территории. Он зависит от географического положения территории, которое определяет приток солнечной энергии и количество осадков. Основные элементы климата — температура воздуха, осадки, ветер и многолетняя мерзлота.

Осадки и t определяют водный и тепловой режимы почвы, ее влажность, скорость и характер превращения органических остатков, минерализацию гумуса, разрушении минеральной части почвы.

Ветер способствует процессу физическому выветриванию горных пород и вызывает ветровую эрозию почв.

Под его влиянием происходит опесчанивание верхнего горизонта почвы, развитие каменистых и щебнистых почв, он способствует засоленности почв.

Рельеф — это характер поверхности определенной территории.

3 формы: макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф.

Макрорельеф — самые крупные формы возвышенности, плато, равнины, ущелья и другие, которые определяют общий облик большой территории.

Мезорельеф — это формы рельефа меньшего размера холмы, камы, озы, речные долины и т.д., которые образуются в результате экзогенных процессов.

Микрорельеф — характеризуется незначительной площадью глубиной и высотой бугорки, кротовины и т.д. От рельефа зависит перераспределение влаги; склоны теряют, а в понижениях накапливается избыток.

С рельефом тесно связан уровень грунтовых вод: на возвышенности на значительной глубине, в понижениях часто подходит к поверхности. Близкое залегание грунтовых вод приводит к образованию болот; Рельеф влияет на тепловой режим почв: северные склоны получают меньше тепла, чем оно, хуже прогревается. Это отражается на водном режиме и характере растительности.

Возраст почв — это время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего времени.

Возраст исчисляют тысячами и десятками тысяч лет. Производственная деятельность человека играет большую роль осушение и орошение почв, вырубка и посадка лесов, создание водохранилищ — все это воздействует на водный режим территории и почвы. Внесение органических и минеральных удобрений известкованием кислых или гипсовых щелочных почв, меняют их свойства и питательный режим обработки почвы, посев и возделывание сельскохозяйственных культур вызывают изменения физических, химических и биологических свойств.

Неправильное осуществление мероприятий может привести к заболачиванию, засолению почв, резкому ухудшению их физических и химических свойств, развитие эрозии и т.д. Поэтому человек должен воздействовать на почву так, чтобы улучшались ее свойства.

Основные факторы почвообразования.

Основные факторы почвообразования – климат, материнская порода, растительный и животный мир, рельеф и геологический возраст территории, а также хозяйственная деятельность человека (рис.

Рис. 5.1. Взаимосвязь почвообразующих факторов и почвы во времени

Материнская порода в процессе почвообразования превращается в почву и от её гранулометрического (механического) состава и структурных особенностей зависят физические свойства почв – водо- и воздухопроницаемость, водоудерживающая способность и пр., а следовательно, водный и тепловой режим почвы, воздушный режим, скорость передвижения веществ в почве и др.

Минералогический состав материнской породы определяет минералогический и химический состав почв и первоначальное содержание в ней элементов питания для растений. По окончании почвообразовательного процесса материнская порода становится по отношению к почве подстилающим телом и влияет на обмен газами, влагой и растворенными в ней солями и тепловой энергией между ней и почвенной толщей.

Водный режим почвы , совокупность всех явлений, определяющих поступление, передвижение, расход и использование растениями почвенной влаги.

Водный режим почвы – важнейший фактор почвообразования и почвенного плодородия.

Главный источник почвенной влаги – атмосферные осадки; иногда значительную роль играют также близко расположенные грунтовые воды; в районах орошаемого земледелия большое значение имеют поливы.

Воды атмосферных осадков и талые воды могут частично стекать, образуя поверхностный сток, а часть воды поступает в почву и расходуется растениями.

Почвенная влага может находиться в парообразном, жидком и твёрдом (лёд) состояниях.

Различают воду связанную , удерживаемую сорбционными силами, и свободную, находящуюся в почвенных порах вне влияния сорбционных сил. Связанная (сорбированная) вода удерживается поверхностью почвенных частиц с очень большой силой; эта вода практически недоступна растениям.

Свободная почвенная влага может быть гравитационной, передвигающейся под преимущественным влиянием силы тяжести и капиллярных сил. Над грунтовой водой залегает зона капиллярной каймы, влага которой легко перемещается под совокупным влиянием капиллярных сил и тяжести; эта влага легко доступна растениям.

Растения могут иссушить почву до такого состояния, при котором начинается их завядание. Такую степень увлажнения принято называть почвенной влажностью устойчивого завядания растений, почвенную влагу сверх влажности завядания – продуктивной влагой.

Водный режим почвы зависит от свойств самой почвы, условий климата и погоды, характера природных растительных формаций; на обрабатываемых почвах - от особенностей выращиваемых культурных растений и техники их возделывания.

Выделяют следующие семь типов водного режима почв (рис.

Мерзлотный формируется на территории распространения многолетнемёрзлых горных пород. Особенность его – наличие на некоторой глубине постоянно мёрзлого слоя, над которым в тёплое время года образуется надмерзлотная верховодка.

Промывной , при котором почва возвращает в атмосферу меньше влаги, чем её получает (избыток влаги просачивается в грунтовые воды); свойствен таёжной зоне с подзолистыми, дерново-подзолистыми и подзолисто-болотными почвами.

При периодически промывном типе лишь в отдельные годы возврат влаги в атмосферу меньше её поступления; типичен для лесостепной зоны с серыми лесными почвами.

Непромывной режим отличается тем, что количество возвращаемой в атмосферу влаги приблизительно равно поступлению её с осадками.

Осадки промачивают почву не на всю глубину; причем между промоченным слоем почвы и зоной капиллярной каймы возникает горизонт с постоянной низкой влажностью (близкой к влажности завядания), называемый мёртвым горизонтом иссушения. Встречается в степной зоне (с чернозёмными и каштановыми почвами) и в полупустынях.

Десуктивно-выпотной и выпотной водные режимы наблюдаются в условиях сухого климата; в почвах, которые питаются не только атмосферными осадками, но и влагой неглубоко расположенных грунтовых вод.

Десуктивно-выпотной В. р. п. возникает в тех случаях, когда поднимающаяся грунтовая влага почти целиком перехватывается корнями растений. При выпотном режиме грунтовые воды достигают поверхности почвы и испаряются, что часто приводит к засолению земель.

Ирригационный режим создаётся в условиях поливного земледелия; многократные поливы промачивают почву на всю глубину проникновения корней, а иногда (при необходимости промывки почвы от избытка солей) и глубже.

Регулирование водного режима почв преследует цель – поддерживать в корнеобитаемом слое в течение всего вегетационного периода достаточное количество продуктивной влаги.

При этом очень важно, чтобы часть почвенных пор оставалась занятой воздухом, необходимым для жизни растений и нормальной деятельности микроорганизмов. Достигается это системой агротехнических и агромелиоративных мероприятий.

Тепловой режим почвы изменение теплового состояния почвы во времени.

Главный источник тепла, поступающего в почву, – солнечная радиация. Тепловое состояние почвы определяется теплообменом в системе: «приземный слой воздуха–растение–почва–горная порода». Тепловая энергия почвы принимает участие в фазовых переходах почвенной влаги, выделяясь при льдообразовании и конденсации почвенной влаги и расходуясь при таянии льда и испарении. Поступление солнечной радиации на поверхность почвы ослабляется растительностью, а охлаждение почвы зимой – снежным покровом. Скорость и направление теплового потока определяются направлением и величиной градиентов температур и теплоёмкостью, теплопроводностью и температуропроводностью почвы.

Численное значение названных свойств (эффективная величина) зависит от влажности, плотности сложения, гранулометрического (механического), минералогического, химического состава почвы. Тепловой режим почвы обладает вековой, многолетней, годовой и суточной цикличностью, сопряжённой со сменой режимов инсоляции и излучения. В среднем многолетнем выражении годовой баланс тепла данной почвы равен нулю, а среднегодовая температура одинакова во всём её профиле.

Суточные колебания температуры почвы охватывают толщу почвы мощностью от 20 см до 1 м. годовые – до 10–20 м. Тепловой режим почв формируется под воздействием климатических условий, но имеет и свою специфику, связанную с теплофизическим состоянием как самой почвы, так и подстилающих её пород; особое воздействие на него оказывают многолетнемёрзлые породы.

А он оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растительности. Важный показатель теплообеспеченности растений почвенным теплом – сумма активных температур почвы на глубине пахотного слоя (0,2 м). Для регулирования теплового режима почв применяют тепловые мелиорации (гребневание, прикатывание, рыхление, густота посева, затенение, плёночные покрытия, искусственный обогрев и пр.).

Схема влагооборота водного баланса (по Л. А. Роде) при водном режиме промывного (а), непромывного (б) и выпотного (в) типа

1 – осадки; 2 – влага, задержанная кронами; 3 – поверхностный сток; 4 – физическое спарение; 5 — внутрипочвенный сток; 6 – влага, потребляемая растениями; 7 – грунтовый сток; 8 – испарение и влага, потребляемая растениями

Предыдущая891011121314151617181920212223Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Вопрос 37Основные параметры, характеристика факторов почвообразования. Роль факторов в процессах почвообразования.

В.В. Докучаев выделил пять факторов почвообразования – климат, почвообразующие породы, живые и отмершие организмы, возраст и рельеф местности. В современном почвоведении к перечисленным факторам добавляют хозяйственную деятельность человека, грунтовые воды.

Почвообразующие породы. Горные породы, на которых формируются почвы , называют почвообразующими или материнскими.

Самыми распространенными являются рыхлые осадочные породы. Имеют плейстоценовый (четвертичный) возраст. Покрывают 90 % территории внетропической части северного полушария. Осадочные породы отличаются рыхлым сложением, пористостью, водопроницаемостью и другими благоприятными для почвообразования свойствами.

Мощность их может достигать больше сотни метров.

Рельеф принадлежит к числу важнейших факторов почвообразования. Влияет на почвообразование главным образом косвенно, перераспределяя воду, тепло и твердые частицы почвы. Влияние рельефа сказывается главным образом на перераспределении тепла и воды, которые поступают на поверхность суши.

Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий, сравнительно незначительное изменение высоты сказывается на перераспределении атмосферных осадков, экспозиция склона имеет большое значение для перераспределения солнечной энергии, определяет степень воздействия на почву грунтовых вод.

Климат.

Большое влияние на развитие почвообразовательных процессов оказывает климат. С ним связано обеспечение почвы энергией (теплом) и водой. Именно они определяют гидротермический режим почвы.

Воды. Формирование почв происходит под влиянием поверхностных и грунтовых вод. Их роль сводится главным образом к перемещению взмученных веществ, растворенных соединений под влиянием гравитационных и капиллярных сил, гидролизу почвенных минералов; при застое воды развиваются глеевый и болотный процессы.

Биологический фактор.

Является ведущим в процессе почвообразования. Его развитие стало возможно только после возникновения жизни. Без жизни не было бы почвы. Почвообразование на Земле началось только после появления жизни. Любая горная порода, как бы глубоко разложена и выветрена она ни была, еще не будет почвой. Только длительное взаимодействие материнских пород с растительными и животными организмами в определенных климатических условиях создает специфические качества, отличающие почву от горных пород.В почвообразовании участвуют следующие группы организмов: микроорганизмы, зеленые растения и животные.

Действуя совокупно, они образуют сложные биоценозы.

Совершенно особый фактор почвообразования – время . Все процессы, протекающие в почве, совершаются во времени. Чтобы сказалось влияние внешних условий, чтобы в соответствии с факторами почвообразования сформировалась почва, требуется определенное время.

Так как географические условия не остаются постоянными, а меняются, то происходит эволюция почв во времени. Возраст почвы – продолжительность существования почвы во времени. Почвообразовательный процесс, как и всякий другой, протекает во времени. Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годовой, многолетний) вносит определенные изменения в преобразование минеральных и органических веществ в почве.

Степень накопления веществ в почве или их вымывания может определяться продолжительностью этих процессов, Поэтому фактор времени («возраст страны», по В.В.

Докучаеву) имеет определенное значение в формировании и развитии почв.

Хозяйственная деятельность человека – мощный фактор воздействия на почву, особенно в условиях возрастающей интенсификации сельского хозяйства. От всех остальных факторов резко отличается по своему влиянию на почву. Если влияние природных факторов на почву проявляется стихийно, то человек в процессе своей хозяйственной деятельности действует на почву направленно, изменяет ее в соответствии со своими потребностями.

С развитием науки и техники, с развитием общественных отношений использование почвы и ее преобразование усиливаются.

Сущность почвообразовательного процесса

Литература

Основные проблемы почвоведения

Изучение антропогенных почв и антропогенных трансформаций почвенного покрова, прогноз возможной эволюции при естественных и антропогенных изменениях факторов почвообразования, обеспечение выполнения педосферой своих глобальных экологических функций, классификация почв для решения вопросов земельных ресурсов мира.

Ганжара Н. Ф. Почвоведение.- М.: Агроконсалт, 2001. - 392 с. ISBN 5-94325-003-4

Крупеников И. А. История почвоведения.- М.: Наука, 1981

Розанов Б. Г. Генетическая морфология почв.- М.: Изд-во Московского университета, 1975

Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы. 2000. М.: Наука. 185 с.

ЛЕКЦИЯ № 2

Тема: «Сущность почвообразовательного процесса»

1. Сущность почвообразовательного процесса

2. Факторы почвообразования

3. Типы почвообразования

Основоположник современного почвоведения В. В. Докучаев писал, что почва есть непосредственный результат совокупного, весьма тесного векового взаимодействия между водой, воздухом, землей (первичные, еще не измененные процессами почвообразо­вания материнские горные породы, иначе подпочвы), с одной стороны, растительными и животными организмами и возрастом страны - с другой. Таким образом, почвообразование - это транс­формация выходящих на дневную поверхность горных пород под совокупным воздействием растительных и животных организмов (биоса) в определенных условиях климата и рельефа со временем.

Факторы почвообразования не взаимозаменяемы и в этом по­нимании равнозначны.

Кроме перечисленных (горные породы, биос, климат, рельеф, время) важнейшим фактором современного почвообразовательно­го процесса является хозяйственная деятельность человека.

Почвообразующие породы. Почвообразующими, или материнс­кими, называются горные породы, на основе минерального мате­риала которых сформировались почвы. Роль материнских пород в почвообразовании и их влияние на свойства почв разносторонни, но главное заключается в следующем: почвообразующие породы определяют минералогический и химический состав почвы, влия­ют на ряд ее агрофизических и физико-химических характеристик (гранулометрический состав, плотность, водопроницаемость, ем­кость поглощения и др.), формирование почвенного профиля (мощность генетических горизонтов и всей почвенной толщи, на­личие солей, щебнистость и т.п.).

Так, почвы, сформировавшиеся на песке, рыхлые, имеют бед­ный минералогический и химический состав, малую емкость по­глощения, хорошие водопроницаемость и аэрацию, растянутые генетические горизонты; почвы на глинах, наоборот, плотные, от­личаются разнообразным химическим составом, высокой емкос­тью поглощения и плохой водопроницаемостью, укороченным профилем; почвы на засоленных почвообразующих породах обыч­но засолены и солонцеваты и т. д. От почвообразующей породы во многом зависят интенсивность и направленность почвообразова­ния.

Почвообразующими могут быть только рыхлые осадочные по­роды. К наиболее распространенным почвообразующим породам относятся континентальные четвертичные отложения: леднико­вые, водно-ледниковые, лёссы и лёссовидные суглинки, аллюви­альные, элювиальные, делювиальные, пролювиальные, эоловые.

Ледниковые отложения - это различные морены (основная, донная, боковая, конечная). Они представляют собой рыхлый об­ломочный материал, перенесенный и отложенный движущимся ледником. Морены характерны для северных областей, они разно образны по минералогическому и гранулометрическому составу. Выделяют морены глинистые (обычно основная морена), супесча­ные и песчаные (боковая морена), суглинистые, хрящево-каменистые и др. Всем моренам присуще наличие валунов (грубоокатанных с характерной штриховкой обломков различных формы и ве­личины), несортированность материала, интенсивная выщелоченность, бескарбонатность. Последняя благоприятствует развитию на моренах подзолистого процесса почвообразования и формиро­ванию кислых подзолистых и дерново-подзолистых почв.

Кроме силикатных встречаются и карбонатные морены (на­пример, Владимирское ополье). Они состоят из обломков карбо­натных пород (мела, известняков, доломитов), которые ледник встретил на своем пути. На карбонатных моренах формируются достаточно плодородные дерново-карбонатные почвы с близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора.

Для морен характерны определенные формы рельефа - друмлины (холмы высотой от 5 до 45 м), валы конечных морен и др.

Водно-ледниковые, или флювиогляциальные, отложения - это слоистые, в разной степени отсортированные отложения талых вод ледника. Они представлены галечниковыми, песчано-галечниковыми, песчаными и даже глинистыми наносами, которые формируют различные аккумулятивные формы рельефа: леднико­вые дельты, озовые гряды, обширные песчаные и песчано-галеч-никовые равнины - зандры (Мещерское, Белорусское и Украинс­кое полесье). Флювиогляциальные пески обычно по долинам рек переходят в древнеаллювиальные отложения боровых террас. В области водно-ледниковых отложений широко распространены покровные суглинки и озерно-ледниковые ленточные глины.

Покровные суглинки «покрывают» морены и некоторые другие породы (отсюда их название). Они сформировались как отложе­ния временных спокойных разливов талых вод ледника и приуро­чены к водоразделам. Толща покровных суглинков (от десятков сантиметров до нескольких метров) неслоистая, без валунов и камней, обычно средне- и тяжелосуглинистая по гранулометри­ческому составу, плотная, бескарбонатная. Для условий лесной зоны это агрономически ценная материнская порода, на которой часто формируются серые лесные почвы.

Озерно-ледниковые отложения представлены в основном лен­точными глинами, хотя среди них встречаются слабослоистые пески и супеси. Эти породы сформировались как осадки приледниковых озер, характерных для равнинных районов.

Глины представляют собой механические осадки стоячих или медленно текущих вод озер, морей и рек. Общее для них - высо­кое (более 50 %) содержание частиц диаметром меньше 0,01 мм и вследствие этого - большие влагоемкость, плотность, слитость, слабая водопроницаемость.

Глинистые отложения в основном содержат каолинит, реже монтмориллонит, а также оксиды алюминия, железа, марганца, аморфную кремниевую кислоту и тонкораздробленный кварц. В зависимости от состава имеют различную окраску: красно-бурые, белые, пестроцветные, зеленые глины и др. Глины как почвообразующая порода встречаются повсеместно, но занимают небольшие участки, наиболее цельные массивы приурочены к берегам морей и сыртовым равнинам.

Лёсс и лёссовидные суглинки занимают обширные территории в лесостепи и степи, а также в зоне полупустынь, глинистых и лёс­совых пустынь. Это наиболее ценные в агрономическом понима­нии почвообразующие породы.

Лёсс характеризуется рыхлостью, мелкопористостью и карбонатностью, пылевато-суглинистым гранулометрическим составом с преобладанием крупнопылеватой (0,05-0,01 мм) фракции, хо­рошими микроагрегированностью и водопроницаемостью. Глин­ные минералы представлены в основном каолинитом и монт­мориллонитом, более крупные частицы состоят из обломков квар­ца, полевых шпатов, слюд. Карбонаты кальция, содержание кото­рых может достигать 30 %, не только равномерно распределены по толще породы, но и скапливаются в виде прожилок, плесени, кон­креций, журавчиков, лёссовых куколок.

Лёссовидные суглинки отличаются от лёсса какой-либо из ти­пичных характеристик, например бескарбонатностью, слоистос­тью или отсутствием пористости.

Описанные свойства благоприятствуют развитию на лёссе и лёссовидных суглинках гумусово-аккумулятивного, черноземного процесса почвообразования.

Аллювий - отложения постоянных водных потоков (рек, про­точных озер). Различают пойменный, прирусловый, русловый, старичный аллювий, а также древние и современные аллювиаль­ные отложения.

Аллювий может иметь различный минералогический и грану­лометрический составы, но общее для этих отложений - слоис­тость и хорошая окатанность материала. На пойменном аллювии формируются различные пойменные почвы (луговые, лугово-болотные, болотные), на прирусловом - луговые слоистые. Древние аллювиальные отложения приурочены к первой надпойменной, или боровой, террасе и выполнены обычно древнеаллювиальным песком, на котором формируются различные дерновые и дерново-подзолистые песчаные и связнопесчаные почвы.

Элювий - продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте своего образования. Элювиальные породы весьма разно­образны, их минералогический и химический составы, характер залегания тесно связаны с исходной горной породой. Поэтому при определении конкретных элювиальных образований всегда называют исходную породу, например элювий гранита, элювий мела, элювий глинистого сланца и т.д.

Для всех элювиальных пород характерны несортированность и неокатанность материала, крупнозернистость и щебенчатость - это обломки исходной породы различной формы и величины, бо­лее мелкие в верхнем слое и увеличивающиеся с глубиной, пере­ходя в невыветренную породу.

Делювий - продукты выветривания горных пород, переотло­женные временными небурными водными потоками дождевых и талых вод. Делювиальные породы обычно отличаются определен­ной сортированностью материала и слоистостью, они покрывают нижнюю треть склонов, днища балок, образуя в устьях так назы­ваемые конусы выноса.

Пролювий - продукты выветривания горных пород, переотло­женные бурными временными потоками. Это несортированные или плохо сортированные наносы, включающие грубый обломоч­ный (хрящево-щебенчатый) материал, которые формируются обычно у подножия гор, образуя подгорные равнины и пролювиальные конусы выноса в устьях ущелий.

Процессы формирования элювиальных, делювиальных, про-лювиальных и аллювиальных отложений часто сочетаются, что обусловливает широкое распространение смешанных почвообразующих пород: элювиально-делювиальных, делювиально-аллювиальных и т. д.

Эоловые отложения формируются в процессе переноса и акку­муляции минерального материала воздушными потоками. Типич­ные эоловые отложения - песчаные наносы пустынных и полупу­стынных областей, для которых характерны эолово-аккумулятив­ные формы рельефа (барханы, бугристые пески, дюны).

Живые организмы (биос). Превращение материнской горной породы в почву происходит под непосредственным воздействием различных организмов: растений, микроорганизмов, животных. В конкретных климатических условиях эти группы организмов со временем образуют устойчивые ассоциации - биоценозы, которые определяют в основном направленность почвообразования при четком различии функций каждой из групп.

Жизнедеятельностью организмов, прежде всего зеленых расте­ний, обусловлены круговорот и аккумуляция биогенных элемен­тов и энергии в верхнем корнеобитаемом слое. Это малый био­логический круговорот веществ, развивающийся на фоне боль­шого геологического круговорота и составляющий основу почво­образовательного процесса. Учение о биологическом круговороте веществ и его роли в формировании почв было разработано В. Р. Вильямсом.

Выветривание подготавливает горную породу к почвообразова­нию и дает начало большому геологическому круговороту ве­ществ, а почвообразовательный процесс начинается, лишь когда на продуктах выветривания горных пород поселяются живые организмы.

К первичным организмам-почвообразователям относятся автотрофные бактерии и водоросли, с жизнедеятельностью которых связаны первичный синтез почвенного органического вещества и биологические циклы углерода, азота, серы, фосфора, железа, мар­ганца, кислорода и водорода. Этот процесс изменения материнских горных пород под воздействием низших организмов В. Р. Вильяме назвал первичным почвообразовательным процессом.

Высшие растения благодаря хорошо развитой корневой систе­ме активно извлекают из материнской породы питательные веще­ства (зольные элементы, азот) и в процессе фотосинтеза создают органическое вещество. После их отмирания растительные остат­ки, в которых содержатся углерод, азот, фосфор и другие необхо­димые растениям макро- и микроэлементы, концентрируются на поверхности и в верхнем слое почвообразующей породы, подвер­гаясь в дальнейшем биохимической трансформации. Под воздей­ствием микробов и ферментов растительные остатки разлагаются, частично расходуясь на формирование специфических почвенных органических соединений гумусовых веществ, частично минера­лизуясь и высвобождая питательные элементы. Последние, пере­ходя в раствор, используются растениями, образуют новые мало­подвижные соединения, закрепляются в почве, вымываются, уле­тучиваются в атмосферу. Вместе с растительными организмами на породы начинают воздействовать и животные, тела которых при отмирании вовлекаются в общую трансформацию органического вещества. В результате между растениями, биоценозом в целом и почвообразующей породой возникает круговорот биогенных эле­ментов, основанный на двух непрерывно протекающих противо­положных процессах - синтеза и разложения органических ве­ществ.

Однако этот круговорот в естественных условиях не может быть замкнутым или полностью сбалансированным циклом: часть питательных веществ вымывается из почвы и, поступая в геологи­ческий круговорот, теряется безвозвратно. Поэтому одна из важ­нейших задач земледелия - увеличение емкости биологического круговорота, вовлечение в него новых питательных элементов. Та­кой результат получается при внесении органических и минераль­ных удобрений, при окультуривании почвы, когда прогрессивно улучшаются ее агрономические свойства, возрастает плодородие, увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур.

Зеленые растения - ведущий биологический фактор почвооб­разования, поскольку они не только обеспечивают почву органи­ческим веществом и биогенными элементами, но и оказывают большое влияние на водный, воздушный и тепловой режимы, оп­ределяют развитие процессов, влияющих на интенсивность и на­правленность почвообразования.

Характер почвообразования непосредственно связан с расти­тельными формациями, которые подразделяют на пять групп: древесные формации (таежные, широколиственные, влажные субтропические и влажные тропические леса);переходные деревянисто-травянистые формации (ксерофитные леса, включая кустарниковые ценозы и саванны);травянистые формации (суходольные и заболоченные луга, травянистые прерии, степи умеренного пояса, субтропические ку­старниковые степи);пустынные формации (суббореальная с летним циклом вегета­ции, субтропическая с зимним циклом вегетации и тропическая);лишайниково-моховые формации (тундра, верховые болота). Каждая группа растительных формаций и каждая формация имеют свои циклы развития, накопления и отмирания фитомассы, состав органического вещества и др. (табл. 1).С помощью микроорганизмов осуществляются процессы раз­ложения, трансформации и синтеза минеральных и органических соединений в горных породах и почвах. С жизнедеятельностью микробов также связаны ассимиляция атмосферного азота, изме­нение окислительно-восстановительных условий, выработка ростактивирующих соединений, витаминов, биологических веществ, необходимых для синтеза белков и ферментов. К микроорганизмам относятся бактерии, актиномицеты, гри­бы, водоросли, простейшие, различные фито- и зоофаги. Наиболее многочисленный и распространенный вид - бак­терии. По типу питания они делятся на автотрофные и гетеро­трофные. В 1 г почвы их насчитывается от сотен тысяч до не­скольких миллиардов. Климат. Воздействие климата на почвообразовательный про­цесс может быть прямым и косвенным. К непосредственным, прямо воздействующим на почву, агентам климата относятся сол­нечная радиация, осадки, атмосферные газы (О 2 , N 2 , СО 2 , пары Н 2 О и др.). Косвенное воздействие осуществляется через биос (почвенные макро- и микроорганизмы, растительные ассоциа­ции). Под климатом (атмосферным) понимают среднее состояние атмосферы в определенной точке земного шара, характеризующе­еся средними и крайними величинами метеорологических эле­ментов (температура, осадки, влажность воздуха и т. д.). Выделяют пять групп климата по сумме активных температур и шесть групп по условиям увлажнения. Сочетание метеоэлементов (температуры и осадков) определя­ет характер биоценоза, скорость и тип выветривания (аллитный, сиаллитный) и в целом направленность почвообразования. Осад­ки во многом обусловливают водный режим почвы, мощность и дифференциацию почвенного профиля, до некоторой степени влияют на гранулометрический состав. Температурные условия сказываются прежде всего на продолжительности и интенсивно­сти сезонного почвообразования, так как определяют длитель­ность вегетационного периода. Почвообразование может проте­кать и при отрицательных температурах, но крайне медленно. От климатических условий также во многом зависит развитие про­цессов эрозии и дефляции.

Основное воздействие климата на почвообразование связано с водным и тепловым режимами. Поэтому приведенное ранее раз­деление климата на группы по показателям этих режимов имеет большое практическое значение. Термические группы климата, охватывая земной шар в виде широтных поясов, определяют ос­новные зональные типы растительности и почв.

Взаимосвязь климата и почвообразования четко проявляется при сопоставлении почвенных и климатических карт, выделении границ почвенных и климатических зон.

Следует отметить, что большое значение для развития почвооб­разовательного процесса имеют интенсивность осадков и распре­деление их по сезонам года, сила и направленность ветра, сезон­ный ход и суточные колебания температур, континентальность, высота снежного покрова, глубина промерзания почвы и т.д. - все местные климатические характеристики.

Рельеф. Рельеф - форма поверхности земной суши - оказыва­ет большое и разнообразное влияние на формирование почв и ха­рактер почвенного покрова, обусловливает перераспределение на поверхности суши солнечной радиации (экспозиция, форма и крутизна склонов), осадков и растворенных в воде веществ (воз­действие силы тяжести).

Рельеф классифицируют по разным признакам: внешнему виду, амплитуде вертикального и густоте горизонтального расчле­нения, относительной и абсолютной высоте поверхностей и зани­маемым ими площадям, происхождению и т. д.

Формирование почв и почвенного покрова связано с особенно­стями макро-, мезо- и микрорельефа.

Макрорельеф - совокупность наиболее крупных форм поверх­ности суши на конкретной территории: горы, равнины, плато. Формы макрорельефа влияют на движение воздушных масс и формирование климата, обусловливая явление вертикальной, или высотной, зональности (поясности) климата, растительности и почв, а также макросочетаний в почвенном покрове. Формирова­ние макрорельефа вызвано тектоническими процессами в земной коре.

Мезорельеф - это средние формы поверхности земли, образо­вавшиеся на элементах макрорельефа; к ним относятся долины всех звеньев гидрографической сети и их водоразделы в пределах равнинных территорий (террасы, увалы, холмы, лощины, овраги, склоны террас, балок и т.д.). Эти формы рельефа оказывают реша­ющее воздействие на перераспределение и поглощение солнечной энергии. Поэтому тепловой и водный режимы, развитие эрозион­ных процессов внутри почвенно-климатических зон определяют­ся прежде всего элементами мезорельефа. Под воздействием ме­зорельефа формируются местные климат и микроклимат (склоны разной экспозиции, долины, водораздельные плато и др.), созда­ются закономерные сочетания почвообразующих пород и почв.

Формирование мезорельефа обусловлено главным образом эк­зогенными геологическими процессами (образование континен­тальных отложений, денудации) при постоянном воздействии медленных поднятия и опускания отдельных территорий суши.

Микрорельеф - наименьшие формы поверхности земли, обра­зующиеся на элементах макро- и мезорельефа; к ним относятся бугорки, блюдца, западинки, кочки и т.д. Микроповышения и микропонижения по площади могут занимать от одного до не­скольких сотен квадратных метров при амплитуде колебаний по высоте не более 1 м.

Формирование микрорельефа вызвано различными фактора­ми: 1) геологическим (карстовые и суффозионные оседания, гря­зевые вулканчики, неровности, вызванные действием воды и вет­ра, и т. д.); 2) климатическим (мерзлотные деформации и морозо-бойные трещины, набухание и т. д.); 3) биологическим (кочки, бугорки вследствие деятельности землероев, провальные лунки на месте сгнивших пней и т.д.); 4) антропогенным (борозды, канавы, валы, бугры и т.д.).

Микрорельеф непосредственно связан с процессом почвообра­зования, поскольку определяет значительное скопление воды в понижениях (западины, блюдца), резко изменяя гидротермичес­кие и солевые условия в зависимости от его элементов. В итоге

создается микроклиматическая и гидрологическая неоднород­ность, определяющая комплексность растительного и почвенного покрова.

Почвенный покров равнинных территорий формируется глав­ным образом под воздействием мезо- и микрорельефа. Все формы земной поверхности развиваются в тесной взаимосвязи с почвен­ным покровом, участвуя в перераспределении элементов плодоро­дия почвы. Распределение почв также обусловлено элементами рельефа.

На равнинных пространствах водораздельных плато, где воды осадков полностью поглощаются, формируются типичные для данной климатической зоны почвы; на склонах в зависимости от их экспозиции образуются в разной степени эродированные по­чвы с укороченным профилем (южные склоны более сухие и теп­лые, размыты гораздо сильнее северных); по днищам балок и до­лин, где аккумулируется смытый со склонов мелкозем и куда по­ступают воды атмосферных осадков, создаются намытые, нередко полу- и гидроморфные почвы.

В зависимости от расположения почв на элементах рельефа, связанных с этим перераспределения атмосферной влаги и залега­ния грунтовых вод выделяют три группы почв по характеру увлаж­нения (ряды увлажнения):

Автоморфные почвы, сформировавшиеся на ровных поверхнос­тях и склонах при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м), не оказывающих воздействие на процессы почвообразования;

Полугидроморфные почвы, образовавшиеся на элементах релье­фа, обусловливающих либо кратковременное затопление террито­рии поверхностными водами, либо сравнительно неглубокое (3- 6м - капиллярная кайма может достигать корней растений) зале­гание грунтовых вод;

Гидроморфные почвы, формирующиеся на пониженных (отрица­тельных) элементах рельефа, определяющих длительный застой вод атмосферных осадков на поверхности или близкое (менее 3 м - капиллярная кайма может достигать поверхности почвы) за­легание грунтовых вод.

Возраст почв. Формирование и эволюция почв происходят во времени. В. В. Докучаев среди факторов почвообразования выде­лял время как возраст страны. Почвообразование как природный процесс имеет характер бесконечного развития, а слагающие его частные процессы ограничены во времени.

Обычно различают абсолютный и относительный возраст по­чвы. Под абсолютным возрастом понимают время от начала фор­мирования почв до настоящего момента, под относительным воз­растом - степень развития данной почвы. При одном и том же абсолютном возрасте почвы могут резко различаться по своему развитию из-за разной скорости почвообразования и степени его проявления в данной почве, т. е. по своему относительному возрасту. Например, почвы на рыхлых осадочных породах развиваются и достигают зрелого равновесного состояния быстрее, чем на плотных породах. В связи с этим выделяют почвы молодые (сла­боразвитые) и зрелые. Последние отличаются хорошим развитием почвенного профиля, четкой выраженностью всех генетических горизонтов, определяющих конкретный почвенный тип.

Хозяйственная деятельность человека. Воздействие человека на естественный почвообразовательный процесс - главная особен­ность современного этапа развития почв и один из наиболее ин­тенсивно действующих факторов почвообразования. Человек воз­действует на почву и непосредственно (обработка, внесение удоб­рений, проведение различных мелиорации и т.д.), и косвенно (изменение фитоценозов, элементов климата и др.). Главная цель антропогенного воздействия - улучшение почвы, расширенное воспроизводство ее плодородия и увеличение продуктивности зе­мельных угодий.

Глава 2. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ. ОБЩАЯ СХЕМА ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

§1. Понятие о факторах почвообразования

Под факторами почвообразования понимаются внешние по отношению к почве компоненты природной среды, под воздействием и при участии которых формируется почвенный покров земной поверхности. Впервые эту тесную причинную взаимосвязь между природными условиями, характером почвообразования и свойствами почвы установил В.В.Докучаев. Он же и выявил основные факторы почвообразования, которыми являются: почвообразующие породы, климат, рельеф, живые организмы, хозяйственная деятельность человека и время. Перечисленные факторы в их разнообразном сочетании создают великое множество типов почв, их комбинаций, неповторимую мозаику почвенного покрова. В.В.Докучаев отмечал, что все агенты-почвообразователи равнозначны и принимают равноправное участие в образовании почвы, отсутствие одного из них исключает возможность почвообразовательного процесса. На определенных стадиях или в специфических условиях развития почвы в качестве определяющего может выступать какой-либо один из факторов.

Почвообразующие породы. Значение почвообразующей, или материнской, породы как фактора почвообразования заключается в том, что она является тем исходным материалом, из которого формируются почвы, и той средой, где проявляется деятельность живых организмов. Однако почвообразующая порода не есть инертный скелет почвы. Она принимает прямое участие в развивающихся на ней процессах, обусловливая гранулометрический, минералогический и химический состав почв и влияя тем самым на физические, физико-химические, водно-воздушные свойства, тепловой, питательный и водный режимы почвы. Все эти свойства непосредственно влияют на скорость, направленность и характер почвообразовательных процессов: минерализацию и гумификацию растительных остатков, скорость накопления и передвижения веществ в почвенной толще, а также на формирование и уровень почвенного плодородия.

В одних и тех же природных условиях, но на различных почвообразующих породах могут формироваться совершенно разные почвы. Так, например, в таежно-лесной зоне на алюмосиликатной морене формируются малоплодородные, подзолистые почвы, а на карбонатной морене – плодородные почвы с высоким содержанием гумуса, агрономически ценной структурой и благоприятной нейтральной реакцией. В этой же зоне на флювиогляциальных песках формируются бедные и сухие песчаные почвы, а на аллювии – пойменные дерновые, плодородные почвы.

По происхождению горные породы подразделяются на три группы:

1) магматические, образующиеся при внедрении в земную кору или извержении на поверхность магмы (основные – базальт, габбро; кислые – гранит; ультраосновные – перидонит, дунит);

2) осадочные горные породы, образующиеся путем механического или химического осаждения продуктов разрушения магматических и метаморфических пород, а также жизнедеятельности организмов;

3) метаморфические породы, образующиеся из ранее существовавших пород под воздействием факторов метаморфизма (высоких температур, давления, действия газов). Наиболее распространены сланцы, филлиты, гнейсы, кварциты, мраморы.

На большей части Земли почвы сформировались на осадочных породах. Они покрывают около 75 %поверхности континентов. По генетическим признакам среди осадочных горных пород выделяют: обломочные, или механические, химические и органогенные.

Механические, или обломочные, отложения образовались при механическом измельчении (дроблении) различных горных пород под влиянием термического выветривания, а также разрушения их ледниками и снеговыми водами.

Элювий – продукты выветривания, остающиеся на месте их образования. Этот материал состоит из обломков разного размера. В условиях горного рельефа элювий встречается на повышениях. Почвы, образующиеся на элювиальных отложениях, характеризуются низким плодородием, малой мощностью, а также щебнистостью и каменистостью.

Делювий – это рыхлые продукты выветривания, переносимые временными незначительными водными потоками, стекающими вниз по склонам во время дождей и весеннего снеготаяния. Этот мелкозёмистый материал откладывается у основания и в нижней части склонов. На делювиальных отложениях формируются почвы довольно высокого плодородия.

Аллювий – отложения речных постоянных водных потоков. Эти отложения формируются в долинах рек во время паводков, характеризуются слоистостью и сортированностью. Могут быть разные по содержанию частиц – песчаные в околоречной части поймы и илистые в притеррасной части.

Озерные отложения – сапропель, озерные илы, мергель. Для них характерны глинистый, реже тонкопесчаный состав со значительным количеством ила, карбонатов или легкорастворимых солей. Формируются довольно плодородные почвы.

Болотные отложения состоят из торфа и болотногo ила.

Морские отложения встречаются в Прикаспийской низменности, на побережье северных морей. Эти породы сортированы, разного гранулометрического состава, слоисты и содержат соли. На морских отложениях образуются засоленные почвы.

Эоловые отложения образуются при переносе и отложении песчаного материала ветром. Песчаные наносы занимают большие территории в пустынях. Образуют такие формы рельефа, как дюны, барханы, бугры.

На обширных равнинах в основном распространены отложения четвертичного периода – ледниковые отложения , продукты выветривания различных пород, перемещенные и отложенные ледником. Они преобладают и в составе почвообразующих пород Беларуси и делятся на моренные, водно-ледниковые, озерно-ледниковые. Для морены характерны несортированность, неоднородный механический состав, завалуненность, обогащенность первичными минералами, красно-бурая, желто-бурая окраски. Водно-ледниковые отложения связаны с перемещением и переотложением моренного материала ледниковыми потоками за краем ледника. Характеризуются сортированностью, ровным рельефом, безвалунностью, бедны по химическому составу, преимущественно песчаные. Озерно-ледниковые являются отложениями мелководных приледниковых озер. Характерно большое содержание пылеватых фракций, безвалунность, богатство химического состава, суглинки и супеси по механическому составу, часто карбонатные, уплотненные, склонны к заболачиванию.

Лёссовидные суглинки и лёсс имеют различный генезис. Для них характерны палевая или буровато-палевая окраски, карбонатность, рыхлое сложение, они богаты по химическому составу, чаще легкие суглинки, склонны к размыванию и образованию оврагов.

Химические осадочные породы возникают путем отложения вещества на дне водоемов из растворов в результате химических реакций или изменения температуры воды. Карбонатные породы образуются на дне морей частично при осаждении из воды углекислой кальциевой соли, поступающей вместе с речной водой. Большая же часть углекислого кальция, осевшего на морском дне, является продуктом деятельности некоторых организмов. Так, в меловом периоде мезозойской эры происходило накопление залежей мела за счет микроскопических раковинных амеб (фораминифер и др.).

Органогенные породы состоят из продуктов жизнедеятельности животных и растений, а также из их неразложившихся остатков (торф). Многие карбонатные породы (известняки коралловые, ракушечные и др.) образуются с участием организмов, в скелетной или защитной части которых содержится карбонат кальция.

При оценке почв все материнские породы делят (рис. 2) на засоленные и незасоленные . Засоленными породами являются отложения давно высохших морских бассейнов или озер, на них могут развиваться засоленные почвы (солончаки, солонцы). На карбонатных породах развиваются почвы с нейтральной реакцией среды, способствующей накоплению гумуса в почве (дерново-карбонатные и др.).

Наиболее ценные почвообразующие породы – лёссы, лёссовидные суглинки и другие карбонатные породы (ледниковые и озерные отложения), а также аллювиальные суглинки в поймах рек. К менее ценным относятся бескарбонатные покровные суглинки, а к самым бедным – кварцевые пески (эоловые отложения).

Исходя из особенностей материнской породы, П.С.Косович (1911) сделал два вывода:

1. На одних и тех же породах могут формироваться разные почвы, если другие факторы почвообразования отличаются между собой. На суглинистой породе под травянистой растительностью формируется дерновая почва, под лесом – дерново-подзолистая или иная лесная почва.

2. Одни и те же почвы могут формироваться на разных породах, если иные факторы почвообразования одинаковы. Под смешанным хвойно-лиственным лесом на песчаных, супесчаных, суглинистых породах образуются дерново-подзолистые почвы.

Однако возможны исключения: чем активнее идет процесс почвообразования, тем слабее влияет горная порода, но в случае, если химический состав и физические свойства породы выражены резко (карбонатная порода), она оказывает длительное влияние.

Климат – многолетний режим погоды той или иной местности. В различных природных условиях климат подчиняется закону зональности. Он зависит от географической широты, высоты над уровнем моря, форм рельефа и удаленности от морей и океанов. Сильнее всего на почвообразование влияют температура, атмосферные осадки, ветер и влажность воздуха. Эти элементы в сочетании с другими факторами почвообразования обусловливают определенную закономерность в распространении почвенного покрова.

С климатом связано обеспечение почвы энергией – теплом и в значительной мере водой. От величины годового количества поступающего тепла и влаги, особенностей их суточного и сезонного распределения зависят активность биологических процессов и развитие почвообразовательного процесса.

Большое значение имеет характеристика климата по температурным показателям и условиям увлажнения. Выделяются следующие климатические группировки по показателям суммы температур выше 10 о С за вегетационный период: холодные полярные < 600 о, холодно-умеренные – 600 – 2000 о, тепло-умеренные – 2000 – 3800 о, теплые субтропические – 3800 – 8000 о, жаркие тропические > 8000 о . Эти группы климата располагаются в виде широтных поясов и называются почвенно-биотермическими поясами, которые характеризуется определенными типами растительности и почв. По условиям увлажнения выделяются климатические группировки: очень влажные – коэффициент увлажнения > 1,33, влажные гумидные – 1,00 – 1,33, полувлажные – 0 ,55 – 1 ,00, полусухие – 0,33 – 0,55, сухие аридные – 0,12 – 0,33, очень сухие – < 0,12. Коэффициент увлажнения (ГТК) – это отношение количества осадков к испаряемости. Обилие осадков способствует промыванию почвы и выносу в нижние горизонты легкорастворимых солей, в том числе и минеральных веществ, образующихся при разложении органических остатков. При засушливом климате эти соединения не только не выносятся, но, наоборот, способны накапливаться в верхних слоях почвы, приводя к её засолению.

Климат оказывает прямое и косвенное влияние на характер почвообразовательного процесса. Прямое влияние связано с непосредственным воздействием на почву осадков, нагревания и охлаждения. Косвенное влияние климата проявляется через воздействие на растительность и животный мир.

Таким образом, климат сильно влияет на тепловой, воздушный и другие режимы почв. От сочетания температурных условий и увлажнения зависят тип растительности и состав фитоценозов, скорость образования и трансформации органического вещества, скорость ферментативных реакций, метаболическая и функциональная активность микробиоты, растений и животных, процессы ветровой и водной эрозии.

Рельеф. Влияние рельефа на почвообразовательный процесс главным образом косвенное, через перераспределение тепла и воды, которые поступают на поверхность суши. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий и изменения в увлажнении. Воздушные массы, поднимаясь в горы, охлаждаются, что вызывает выпадение осадков, а воздух, перевалив через горы, опять нагревается и становится сухим. С этим связано явление вертикальной зональности климата, растительности и почв в горах.

Рельеф влияет на перераспределение солнечной энергии и осадков в зависимости от экспозиции, крутизны и формы склонов. Склоны разной крутизны и формы перераспределяют влагу, регулируют соотношение стекающих, просачивающихся и накапливающихся осадков. С повышенных элементов рельефа вода стекает по склонам и накапливается в понижениях. На вогнутом склоне вода собирается в почве, с выпуклого – стекает. Склоны разной экспозиции получают неодинаковое количество солнечной энергии. Южные склоны всегда более теплые и сухие, чем северные. В лучших условиях находятся юго-восточные склоны, которые прогреваются солнцем при влажной почве. Самые большие отличия температур наблюдаются летом и могут достигать на разных склонах 5 – 7 о С. Максимальные температуры наблюдаются на юго-западных склонах, так как солнце нагревает уже высохшую почву. Наветренные склоны получают больше влаги, чем подветренные. Все это создает различия в увлажнении и влияет на характер водного, питательного и воздушного режимов. Эти факторы создают различные условия для роста растительности, к отличиям в синтезе и разложении органического вещества, превращении почвенных минералов, что приводит к образованию разных почв в разных условиях рельефа.

Рельеф влияет и на интенсивность эрозии. При промывном водном режиме склоновые формы рельефа являются условием для возникновения водной эрозии почв, в засушливом климате равнинные формы благоприятствуют возникновению ветровой эрозии.

Различают три группы формы рельефа: макрорельеф – равнины, горные системы, плато, определяющие общий облик и влияющие на климат большой территории, мезорельеф – средние формы рельефа на общем фоне макрорельефа: холмы, овраги, долины, склоны, под воздействием которых формируется местный климат и определяется структура почвенного покрова в пределах конкретного ландшафта, микрорельеф – формы рельефа с колебаниями высот около 1 м: бугорки, кочки, западины, блюдца, создающие пятнистость почвенного покрова.

Биологические факторы . Ведущая роль в почвообразовании и формировании плодородия почв принадлежит растениям, микроорганизмам и животным. Каждая из этих группировок выполняет свою роль, но только при их совместной деятельности материнская порода превращается в почву.

Роль растений в формировании почв многогранна. Во-первых, зеленые растения синтезируют органическое вещество. После завершения жизненного цикла растений часть биомассы в виде корневых остатков и наземного опада ежегодно возвращается в почву. В верхних горизонтах идут процессы трансформации органического вещества и накапливаются элементы питания, развивается почвенный профиль и формируется почвенное плодородие. Для каждой природной зоны характерны специфические сочетания травянистой, кустарниковой и древесной растительности, которые сильно различаются как по продуктивности, так и по соотношению и количеству химических элементов в растительном материале. Поэтому роли древесной и травянистой растительности в процессах почвообразования существенно отличаются.

В лесах общая биомасса наибольшая, однако ежегодный прирост, а следовательно, и опад в них значительно меньше, чем в луговых степях, где основным источником органического вещества является масса отмирающих корневых систем и в меньшей степени надземная масса. Опад древесной растительности попадает преимущественно на поверхность почвы, тогда как травянистой – в почву, что предотвращает его потери и обусловливает лучшее и более быстрое взаимодействие с минеральной частью почвы и микроорганизмами. Хвойный опад в силу своих химических особенностей (малая зольность в сочетании с небольшим количеством кальция, содержание большого количества трудноразлагаемых соединений типа лигнина, дубильных веществ, смол) очень медленно подвергается разложению, преимущественно грибной микрофлорой. Формируется грубый гумус фульватного типа. Опад травянистой растительности характеризуется более тонкой структурой, меньшей механической прочностью, высокой зольностью (10 – 12 %), богатством азотом и основаниями, быстро разлагается, в основном бактериями. Формируется «мягкий» насыщенный кальцием гумус преимущественно гуматного типа. Эти факторы являются причиной низкого плодородия лесных почв, тогда как биомасса, возвращающаяся в почву в луговых фитоценозах, формирует мощный гумусовый горизонт и плодородную почву.

Процесс почвообразования под хвойными лесами в условиях промывного водного режима чаще всего идет по типу подзолообразования . Формирующиеся почвы характеризуются высокой кислотностью, малой гумусностью, ненасыщенностью основаниями, низким содержанием питательных элементов, пониженной биологической активностью и низким уровнем плодородия (подзолистые, дерново-подзолистые). Почвообразовательный процесс, протекающий под влиянием травянистой растительности, называется дерновым. В результате такого процесса формируются почвы с высоким содержанием гумуса, насыщенные кальцием, с нейтральной или близкой к нейтральной реакцией среды, богатые питательными веществами, отличаются высоким естественным плодородием (черноземы, дерновые и различные луговые почвы). Под покровом смешанных и широколиственных лесов формируются серые лесные или бурые лесные почвы с менее кислой реакцией, чем у подзолистых почв, возрастает степень насыщенности основаниями, повышается содержание азота, увеличивается плодородие.

Благодаря корневым выделениям растения усиливают процесс разрушения и трансформации труднорастворимых минералов и способствуют образованию в почвенной толще легкоподвижных соединений. Все это есть результат прямого влияния растительности на почвообразовательный процесс. Косвенное влияние на почву проявляется в изменении теплового и водного режима.

Существенную роль в почвообразовании играет многочисленная и разнообразная почвенная фауна. Это простейшие (жгутиковые, инфузории, корненожки), беспозвоночные (членистоногие (клещи, ногохвостки и др.), дождевые черви), насекомые (жуки, муравьи и др.), позвоночные (грызуны). Они измельчают органические остатки, изменяют их химические и физические свойства, ускоряя их разложение. Животные, живущие в почве, проделывая различные ходы и, смешивая органические и минеральные вещества, повышают воздухо- и водопроницаемость почвы, формируют структуру почвы.

Совершенно своеобразную и исключительно важную роль в процессах почвообразования играют микроорганизмы, которые являются основными разрушителями мертвого органического вещества до простых конечных продуктов (вода, газы, минеральные соединения). Микроорганизмы участвуют в образовании солей из органоминеральных комплексов, в разрушении и новообразовании минералов, в передвижении и аккумуляции продуктов почвообразования. Микроорганизмы являются важным фактором биологического круговорота веществ, их метаболическая активность влияет на процессы трансформации органической массы, регулирует питательный и воздушный режим почвы, обусловливает развитие почвенного плодородия. По количеству, видовому составу микроорганизмов судят о биологической активности почв, запасах органического вещества, содержании питательных элементов, воздухо- и влагообеспеченности. Наибольшее количество их в черноземных почвах, наименьшее – в почвах тундры. Каждому типу почв свойственно свое специфическое профильное распределение микроорганизмов, основная масса сосредоточена в верхних гумусовых слоях в пределах 25 – 35 см. Биомасса грибов и бактерий в пахотном слое составляет 3 – 5 т/га, численность бактерий достигает 5 – 8 млрд. КОЕ/г почвы, актиномицетов – десятки миллионов в грамме почвы, длина грибных гиф – до 1000 м/га.

Различные группы микроорганизмов дифференцированно влияют на почвообразование. Бактерии – наиболее распространенная группа, осуществляющая разнообразные превращения органического вещества в почве, активно разлагая богатые белком остатки, и фиксацию газообразного азота. По потребности в свободном кислороде воздуха выделяются аэробные, анаэробные и факультативные, по способу питания – автотрофные и гетеротрофные бактерии. Автотрофные бактерии по способу получения энергии делятся на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие (нитрифицирующие, серобактерии, железобактерии) . Гетеротрофные бактерии для питания используют готовое органическое вещество, под их влиянием происходят важнейшие процессы почвообразования – разложение органических остатков и биосинтез гумуса. Актиномицеты и грибы разлагают клетчатку, лигнин, воски, смолы, активно участвуют в образовании гумуса.

Водоросли – автотрофные фотосинтезирующие организмы, участвуют в процессах выветривания и первичном почвообразовательном процессе. Лишайники – симбиотические организмы, гифами внедряются в горные породы, в результате начинается более интенсивное биологическое выветривание и первичное почвообразование, образуются примитивные почвы.

Возраст. Поскольку природный процесс почвообразования совершается во времени, то возраст почв имеет большое значение в их эволюции. Само время не может изменить характер почвообразования, но эффект воздействия каждого фактора или их совокупности проявляется именно во временном аспекте. Таким образом, почва как природно-историческое тело имеет возраст. Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютный возраст – это время, прошедшее от начала формирования почвы до стадии ее развития. Чем раньше территория освободилась от моря или ледника и, следовательно, чем раньше материнская порода этой местности стала подвергаться разрушению, тем больший возраст будут иметь почвы. И наоборот, молодыми будут почвы, где почвообразовательный процесс начался относительно позже. Наиболее древние – это почвы южных широт (Южной Америки, Юго-Восточной Азии – 2 – 30 млн. лет), более молодые – средних и северных широт (10 тыс. лет), самыми молодыми являются почвы на аллювиальных отложениях по берегам рек, на отмелях. Относительный возраст характеризует различия в скорости почвообразования почв одной территории с одинаковым абсолютным возрастом в зависимости от рельефа и характера материнских пород, от целенаправленного воздействия антропогенного фактора. Поэтому они могут быть на разных стадиях развития.

Производственная деятельность человека. Пути и способы воздействия на почву чрезвычайно разнообразны. Механическая обработка тяжелыми сельскохозяйственными машинами, внесение органических и минеральных удобрений, средств защиты растений, осушение и орошение, техногенные нарушения – все это приводит к изменению физических, химических, биологических и даже морфологических свойств, причем эти изменения происходят гораздо быстрее, чем в естественных условиях. Меняются водный, воздушный, пищевой режим обрабатываемых почв. В целом деятельность человека направлена на создание культурных высокоплодородных почв там, где их естественное плодородие невелико, и поддержание высокой продуктивности почв с высоким плодородием, которое исчерпаемо. Если же производственная деятельность осуществляется без учета условий развития и свойств почв, то возникают такие отрицательные последствия, как засоление, эрозия, заболачивание, загрязнение, дегумификация почв и т.д.

Все факторы почвообразования оказывают специфическое действие на почву и не могут быть заменены друг другом, т.е. они равнозначны. Каждый из них играет свою роль в процессах обмена материей и энергией между почвой и окружающей средой. Однако ведущим фактором в образовании почв следует всё же считать биологический. Кроме того, сама почва оказывает определенное влияние на факторы почвообразования, вызывая в них те или иные изменения.

§2. Геологический и биологический круговороты веществ

Образование и жизнь почвы неразрывно связаны с процессами круговорота веществ. До появления зеленых растений на планете происходили различные геологические процессы и существовал геологический круговорот веществ, который представляет собой совокупность процессов обмена веществом между сушей и морем и состоит из:

1) континентального выветривания горных пород, в результате чего образуются подвижные соединения; 2) переноса этих соединений с суши в моря и океаны; 3) отложения осадочных пород на дне океанов морей с их последующим преобразованием; 4) нового выхода морских осадочных и метаморфических пород на дневную поверхность.

Геологический круговорот идет миллионы и миллиарды лет, охватывает до нескольких километров литосферы. Движущей силой его является выветривание. Процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и составляющих их минералов под воздействием атмосферы, гидросферы и биосферы называется выветриванием. На горную породу совместно воздействуют живые организмы, атмосферная вода, газы и температура. Все эти факторы оказывают на нее разрушающее действие одновременно. В зависимости от преобладающего фактора различают три формы выветривания: физическое, химическое и биологическое.

Физическое выветривание – это механическое разрушение горных пород на обломки различной величины без изменения химического состава образующих их минералов. Главный фактор физического выветривания - колебание суточных и сезонных температур, действие замерзающей воды, ветра. При нагревании происходит расширение минералов, входящих в горную породу. А поскольку различные минералы имеют разные коэффициенты объемного и линейного расширения, возникают местные давления, разрушающие породу. Этот процесс происходит в местах контакта различных минералов и пород. При чередовании нагревания и охлаждения между кристаллами образуются трещины. Проникая в мелкие трещины, вода создает такое капиллярное давление, при котором даже самые твердые породы разрушаются. При замерзании вода увеличивает эти трещины. В условиях жаркого климата в трещины попадает вода вместе с растворенными солями, кристаллы которых также разрушающе действуют на породу. Таким образом, в течение длительного времени образуется множество трещин, приводящих к ее полному механическому разрушению. Разрушенные породы приобретают способность пропускать и удерживать воду. В результате раздробления массивных пород сильно увеличивается общая поверхность, с которой соприкасаются вода и газы. А это обусловливает протекание химических процессов.

Химическое выветривание приводит к образованию новых соединений и минералов, отличающихся по химическому составу от минералов первичных. Факторы этого вида выветривания – вода с растворенными в ней солями и углекислым газом, а также кислород воздуха. Химическое выветривание включает следующие процессы: растворение, гидролиз, гидратацию, окисление. Растворяющее действие воды усиливается с повышением температуры. Если в воде содержится углекислый газ, то в кислой среде минералы разрушаются быстрее. В результате выветривания магматических пород получаются остаточные образования, переотложенные осадки и растворимые соли.

До возникновения жизни на Земном шаре разрушение горных пород шло только двумя вышеназванными путями, но с появлением органической жизни возникли новые процессы выветривания – биологические.

Биологическое выветривание – это механическое разрушение и химическое изменение горных пород под воздействием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Этот вид выветривания связан с почвообразованием. Если при физическом и химическом выветривании происходит только превращение магматических горных пород в осадочные, то при биологическом выветривании образуется почва, и в ней накапливаются элементы питания для растений и органическое вещество.

В почвообразовательном процессе участвуют бактерии, грибы, актиномицеты, зеленые растения, а также различные животные. Многочисленные микроорганизмы, особенно хемосинтезирующие, разлагают горные породы. Так, нитрифицирующие бактерии образуют сильную азотную кислоту, а серобактерии – серную кислоту, которые энергично разлагают алюмосиликаты и другие минералы. Силикатные бактерии, выделяя органические кислоты и углекислый газ, разрушают полевые шпаты, фосфориты и переводят калий и фосфор в доступную растениям форму. Водоросли (диатомовые, сине-зеленые, зеленые и др.), мхи и лишайники также разрушают горные породы.

Зеленые растения выделяют органические кислоты и другие биогенные вещества, которые взаимодействуют с минеральной частью, образуя сложные органо-минеральные соединения. Корневые системы избирательно усваивают зольные элементы, а после отмирания растений происходит накопление в верхних почвенных горизонтах азота, фосфора, калия, кальция, серы и других биогенных элементов. Кроме того, корни растений, особенно древесных, проникая в глубь горных пород по трещинам, оказывают давление на породы и разрушают их механически. Таким образом, под влиянием физического, химического и биологического выветривания горные породы, разрушаясь, обогащаются мелкоземом, глинистыми и коллоидными частицами, приобретают влагоемкость, поглотительную способность, становятся водо- и воздухопроницаемыми; в них накапливаются элементы питания растений и органическое вещество. Это приводит к возникновению существенного свойства почвы – плодородия, которого не имеют горные породы.

На фоне большого геологического круговорота веществ идет малый биологический круговорот веществ, который представляет собой обмен веществом в системе «почва – растение». Особенностью этого круговорота является избирательность поглощения организмами веществ, цикличность, непродолжительность, охватывает метровые слои литосферы, движущей силой является почвообразование. Биологический круговорот веществ лежит в основе сельскохозяйственного производства.

Круговороты веществ между собой взаимосвязаны, биологический идет на фоне геологического, поэтому вещества могут попадать из одного круговорота в другой. Для поддержания почвенного плодородия необходимо создавать такие условия, при которых биологический круговорот получал бы наиболее полное выражение, а геологический – ограничивался в своем проявлении.

§3. Общая схема почвообразовательного процесса

Почвообразовательный процесс – это совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще (А.А.Роде). Почвообразование начинается с момента поселения живых организмов на скальных породах или продуктах их выветривания. Любой почвообразовательный процесс, по А.А.Роде, слагается из совокупности элементарных почвообразовательных процессов (ЭПП) первого и второго порядка. К ЭПП первого порядка, или общим почвообразовательным процессам, относятся:

1) синтез органического вещества ↔ разрушение и минерализация органического вещества;

2) синтез вторичных минералов и органоминеральных комплексов ↔ разрушение минеральных соединений;

3) биологическая аккумуляция элементов ↔ вымывание минеральных и органических соединений;

4) поступление в почву влаги ↔ расход влаги из почвы;

5) поступление на поверхность почвы лучистой энергии и нагревание ↔ излучение почвой энергии и охлаждение.

Первых три пары элементарных процессов обусловливают пищевой, четвертая пара – водный, пятая пара – тепловой режимы почвы. Почвообразовательный процесс качественно одинаков во всех почвах, но количественно (скоростью протекания) различается, т.е. в разных почвах процесс почвообразования различен, и даже в одной и той же почве на разной глубине он идет по-разному. Поэтому всякая почва представляет собой ряд последовательно сменяющих друг друга по вертикали генетических горизонтов – слоев, на которые разделяется материнская порода в процессе почвообразования. Вся совокупная последовательность горизонтов называется почвенным профилем . Горизонты называются генетическими, поскольку связаны общностью происхождения.

ЭПП имеют свои особенности на разных этапах возникновения и развития почвы, что позволяет говорить о ряде стадий почвообразовательного процесса. Генезис любой почвы состоит из трех последовательных стадий:

1) начальное почвообразование (первичный почвообразовательный процесс). Он совпадает с поселением на горной породе первых живых организмов, характеризуется низкой активностью и объемом биологического круговорота, активными небиологическими ЭПП первого порядка (растворение, осаждение, гидратация, диффузия и др.), слабой связью этих процессов между собой, поэтому материнская порода на этой стадии не имеет ярко выраженных почвенных признаков, и профиль очень слабо разделяется на горизонты;

2) стадия развития почвы характеризуется увеличением активности и объема биологического круговорота через деятельность высших растений, накапливаются питательные вещества. Поэтому интенсивность и направление развития процессов почвообразования зависит здесь в первую очередь от характера растительности. На этой стадии преобладают ЭПП второго порядка, или частные почвообразовательные процессы (мезо- и макропроцессы). Под их влиянием формируются специфический вещественный состав почвы и ее физические свойства. К концу этой стадии процесс постепенно замедляется (приходит к некоторому равновесному состоянию), формируется зрелая почва с характерным профилем и комплексом свойств. Стадия развития может продолжаться сотни, тысячи и более лет.

К основным частным почвообразовательным процессам относятся:

● дерновый – процесс интенсивного гумусообразования и аккумуляции биогенных элементов. Развивается под многолетней травянистой растительностью в условиях умеренно влажного климата, наиболее интенсивно при непромывном типе водного режима на карбонатных породах в степной зоне, где формируются обыкновенные черноземы. В лесостепи формируются типичные черноземы, в таежно-лесной зоне на заливных лугах речной поймы – дерновые пойменные, вне пойм на карбонатных породах – дерново-карбонатные, на бескарбонатных – дерново-подзолистые почвы;

● оподзоливание – процесс выноса из верхних горизонтов почвы продуктов разрушения первичных и вторичных минералов в нижележащие или грунтовые воды с относительным накоплением кремнезема. В чистом виде развивается под пологом хвойного леса с бедным травянистым покровом в условиях влажного климата при промывном типе водного режима на бескарбонатных породах и обусловливает образование подзолистых почв;

● лессиваж – связанный с оподзоливанием сложный процесс выноса илистых веществ без разрушения в виде суспензий из верхних горизонтов с их накоплением в нижних. Протекает под лиственными лесами;

● болотный – развивается под влиянием болотной растительности в условиях постоянного избыточного увлажнения с протеканием процесса торфообразования и оглеения. В условиях Беларуси в результате болотного процесса образуются болотно-подзолистые, торфяно-болотные, дерновые и дерново-подзолистые заболоченные, аллювиальные болотные. Процесс протекает в анаэробных условиях при обязательном участии грибов и бактерий;

● торфообразование – биохимический процесспреобразования и консервации органических остатков при их незначительной гумификации и минерализации, ведущий к образованию поверхностных горизонтов торфа различной степени мощности;

● оглеение – процесс биохимического восстановления соединений железа и марганца, сопровождающийся их переходом в подвижную форму при переувлажнении почв в анаэробных условиях при участии микроорганизмов. Почва приобретает голубоватый, сизый, зеленоватый оттенки и, если окраска характерна для всего горизонта, то такой горизонт называется глеевым, если окраска только пятнами – глееватым;

● латеритный – процесс накопления в почве соединений железа и алюминия и выщелачивания кремнезема в условиях влажного и теплого климата. На таких почвах идет также интенсивный дерновый процесс с образованием краснозёмов и желтозёмов в субтропиках и ферраллитных почв во влажных тропиках;

● солонцовый – процесс накопления в почвенном профиле легкорастворимых солей (хлоридов, сульфатов и др.) при выпотном типе водного режима в условиях минерализованных грунтовых вод или засоленных почвообразовательных пород. Образуются солончаки, при рассолении – солонцы, при дальнейшем промывании – солоди;

3) стадия равновесного функционирования (сформированной почвы) наступает тогда, когда по главным параметрам (количество гумуса, мощность генетических горизонтов, количество основных элементов питания и др.) достигается динамическое равновесие с существующим комплексом факторов почвообразования, длится неопределенно долго. На этой стадии биологический круговорот протекает так, что каждый следующий цикл практически повторяет предыдущий. Все микро-, мезо- и макропроцессы согласованы во времени и пространстве и формируют сложный биогеохимический круговорот, который способствует возобновлению природных свойств почвы.

§4. Морфологические признаки почв как отражение процессов их формирования и развития

В процессе развития почва приобретает ряд внешних, или морфологических, признаков, которыми она отличается от материнской породы. Они указывают на направление и степень выраженности почвообразовательного процесса. К таким признакам относятся: 1) строение и мощность профиля; 2) характер перехода горизонтов; 3) вскипание от 10 % НСl; 4) гранулометрический состав; 5) окраска; 6) влажность; 7) структура; 8) сложение; 9) новообразования и включения.

Строение и мощность почвенного профиля. Каждый почвенный тип имеет определенную вертикальную последовательность генетических горизонтов, вся совокупность которых называется почвенным профилем. Формирование горизонтов связано с передвижением различных веществ (восходящий или нисходящий ток) по почвенной толще и послойным распределением живых организмов. Генетические горизонты представлены однородными горизонтальными слоями почвы, различающимися между собой морфологическими признаками, составом и свойствами. Каждый горизонт имеет свое название и обозначается начальными буквами латинского алфавита. Горизонт может подразделяться на подгоризонты, для обозначения которых и отражения их специфических свойств используют дополнительные цифровые и буквенные индексы.

Ниже приведена система выделения основных видов почвенных горизонтов.

А – гумусовый – поверхностный горизонт аккумуляции органического вещества, в нем накапливаются гумус и элементы питания. В зависимости от его характера выделяются:

А О – лесная подстилка, состоящая из разлагающегося лесного опада (листья, хвоя, ветки и т.д.);

А д – дернина – поверхностный горизонт, сильно переплетенный и скрепленный корнями травянистой растительности;

А 1 – гумусово-элювиальный горизонт, в котором наряду с накоплением гумуса происходит разрушение и частичное вымывание органических и минеральных веществ;

А пах – пахотный – поверхностный гумусовый горизонт, преобразованный периодической обработкой в земледелии.

В болотных почвах верхний горизонт состоит из торфа – массы полуразложившихся растений.

Т 1 – торфяной неразложенный – растительные остатки полностью сохранили свою исходную форму;

Т 2 – торфяной среднеразложенный – растительные остатки лишь частично сохранили свою форму в виде обрывков тканей;

Т 3 – торфяной разложенный – сплошная органическая мажущаяся масса без видимых следов растительных остатков;

ТА – торфяной минерализованный – пахотный торфяной горизонт, измененный осушением и обработкой.

А 2 – подзолистый (элювиальный) – горизонт интенсивного разрушения минеральной части почвы и вымывания продуктов разрушения. Он располагается под гумусовым горизонтом и имеет светлую окраску (серую, белесую, палевую); по происхождению может быть подзолистый (кислотный гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), осолоделый (щелочной гидролиз минералов). Под горизонтом А 2 (в подзолистых, серых лесных почвах, солодях) формируется горизонт В, отличающийся по своим свойствам от любого поверхностного горизонта.

В – иллювиальный горизонт, в который вмываются и где частично накапливаются продукты почвообразования. В зависимости от вмытых веществ различают следующие виды иллювиального горизонта:

B h – иллювиально-гумусовый горизонт кофейного цвета из-за содержания железисто-гумусовых веществ;

B f – иллювиально-железистый горизонт охристого или коричневого цвета, содержащий железистые продукты разрушения минеральной части верхнего горизонта;

В Са – иллювиально-карбонатный горизонт, часто содержащий карбонатные новообразования в виде рыхлого скопления карбонатов кальция.

В почвах без элювиального горизонта (в черноземах, каштановых почвах), в которых не проявляется вертикальное перемещение веществ, горизонт В называется переходным от гумусово-аккумулятивного к материнской породе.

G – глеевый горизонт – формируется в болотных и заболоченных почвах в условиях постоянного избыточного увлажнения. Он окрашен в сизоватые, голубоватые тона образующимися здесь закисными соединениями железа (II) и марганца. Отличается бесструктурностью и низкой пористостью.

В условиях временного избыточного увлажнения глееватость может проявляться и в других горизонтах профиля. В этом случае к основному индексу добавляют букву «g», например A 2 g , B g .

С – материнская горная порода – горизонт, слабо затронутый почвообразовательными процессами и не имеющий признаков описанных выше почвенных горизонтов.

D – подстилающая порода – выделяется в том случае, когда почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже лежит другая порода, отличающаяся литологическими свойствами.

Переход одного горизонта в другой в различных почвах может быть разным: резким, ясным, заметным или постепенным. Поэтому характер перехода между почвенными горизонтами в профиле имеет диагностическое значение и часто указывает на направление и интенсивность почвообразования.

Мощность почвы – это вертикальная протяженность ее горизонтов от поверхности до материнской породы. У различных типов почв средняя мощность колеблется от 40 – 50 до 100 – 150 см. В суровых природных условиях тундры почвообразовательный процесс может протекать только в верхней части пород, выше вечной мерзлоты, поэтому мощность всей почвы здесь незначительна (20 –30 см). В степях под пышной травянистой растительностью мощность черноземов может достигать 200 – 300 см.

Мощность отдельных горизонтов характеризует генезис и агрономическую ценность почв. Так, мощный гумусовый горизонт свидетельствует о значительном развитии аккумуляции, слабом вымывании и, следовательно, о больших запасах питательных веществ. Бедность и низкая производственная ценность, например, подзолистых почв определяется по резко выраженному элювиальному горизонту, из которого вымыты элементы питания.

При полевых исследованиях можно выявить наличие карбонатов в почве и глубину их залегания с помощью 10 % НС1. Для этого на стенку почвенного разреза капают раствором кислоты и определяют глубину, с которой начинается вскипание, и ее интенсивность.

Окраска почвы имеет большое диагностическое значение, поскольку отражает ее химический и минералогический состав, является основой для деления почвенной толщи на горизонты. Все разнообразие почвенной окраски можно свести к трем основным цветам: черному, белому и красному.

Черная и темная окраска обусловлена содержанием гумуса: чем больше гумуса, тем темнее окраска почвы. При 9 – 12 % содержании гумуса почва черного цвета, при 4 – 6 % – темно-серого, темно-бурого или каштанового. Почвы с низким содержанием гумуса имеют окраску, свойственную почвообразующей породе. На интенсивность черного цвета будет сказываться и тип гумуса, почвы с одинаковым количественным содержанием гумуса с фульватным типом будут более светлые, чем почвы с гуматным типом. Некоторым почвам черную окраску придают темные первичные минералы, сульфиды, гидроксиды марганца.

Белая окраска и светлые тона других окрасок обусловлены присутствием в почве кварца, извести, гидратов глинозема и солей. Красный цвет почвы вызван накоплением оксидов железа (III). При большом его содержании почва имеет красную, ржавую или красно-бурую окраску, при небольшом – желтую или оранжевую. Сизоватые, голубоватые и зеленоватые тона окраски вызваны образованием соединений двухвалентного железа в анаэробных условиях при избыточном увлажнении. Почвы такого цвета относятся к глеевым или оглеенным. Неоднородная, пятнистая окраска - следствие чередования процессов окисления и восстановления. При описании морфологических признаков обычно указывают степень окраски (темно-бурая, светло-каштановая) или отмечают оттенок (белесая с желтоватым оттенком). Следует иметь в виду, что она зависит от влажности: влажная почва более темная, чем сухая. По влажности почва может быть сухая (пылит), свежая (холодит руку),влажная (при сжатии в руке чувствуется влага, прижатая к почве бумага намокает) и мокрая (течет вода). С количеством воды связаны все процессы, идущие в почве, и оттенок цвета.

Способность почвыраспадаться на отдельные агрегаты называется структурностью , а совокупность агрегатов – почвенной структурой. Различают почвы бесструктурные (механические элементы не соединены в агрегаты) и структурные. Бесструктурные почвы обладают многими неблагоприятными свойствами: низкой водо- и воздухопроницаемостью, при дождях заплывают, становятся вязкими, при высыхании быстро теряют влагу, сливаются в одну массу, трудно поддающуюся обработке. Структурной в агрономическом понятии являются почва, в которой преобладают (не меньше 55 %) агрегаты среднего размера (0,25 – 10 мм), характеризуется свойствами, противоположными бесструктурной почве.

По форме агрегатов выделяют три типа структуры:

1) кубовидная – агрегаты развиты одинаково по всем трем осям и напоминают куб, делится на ореховидную, комковатую, зернистую, глыбистую;

2) призмовидная – агрегаты развиты по вертикальной оси и напоминают призму, подразделяется на столбовидную и призматическую;

3) плитовидная – агрегаты развиты по горизонтальной оси, бывает плитчатой и чешуйчатой.

Агрономически более ценной является кубовидная структура, так как создает наиболее ценный водно-воздушный режим. Одним из главных условий образования структурной почвы является присутствие в ней достаточного количества илистых и коллоидных частиц и гумуса. Первые являются «клеем», вторые придают водопрочность почвенным агрегатам.

Каждому типу почв и даже каждому почвенному горизонту характерна своя структура. Для кислых почв присуща плитовидная структура, для щелочных – призмовидная, для нейтральных и близких к нейтральным – кубовидная.

Сложение – это внешние признаки характера пористости и степени плотности почв. Оно зависит от свойств материнской породы, гранулометрического состава, структуры почвы, а также деятельности почвенной фауны и корней растений. По степени плотности различают очень плотное, плотное, рыхлое и рассыпчатое сложение.

Рассыпчатое сложение свойственно лишенным гумуса песчаным почвам. При механическом воздействии, даже небольшом, для них характерна сыпучесть, т.е. распадаются на отдельные элементы.

Рыхлое сложение присуще суглинистым и глинистым почвам с хорошо выраженной структурой, а также верхним горизонтам песчаных и супесчаных почв, обогащенных гумусом. Такое сложение имеют пахотные горизонты после обработки их в спелом состоянии. Лопата в такие почвы входит легко.

Плотное сложение характерно для иллювиальных горизонтов большинства суглинистых и глинистых почв. При копании лопатой требуется значительное усилие.

Очень плотное, или слитое, сложение свойственно связным глинистым бесструктурным почвам, а также иллювиальным горизонтам некоторых солонцовых почв. Такие почвы копать лопатой невозможно, приходится применять лом или кирку.

Сложение почвы – важный агрономический признак, определяющий скважность и, следовательно, аэрируемость, водопроницаемость, а также сопротивление почвы при обработке.

Новообразования – это скопления веществ, отличающиеся от вмещающего их почвенного материала по составу и сложению. Они формируются в результате физических, химических и биологических почвообразовательных процессов. К химическим новообразованиям относят легкорастворимые соли, гипс, углекислую известь, соединения железа, кремнезем и другие вещества.

Легкорастворимые соли характерны для засоленных почв. Они встречаются в виде белых корочек на поверхности почвы или в форме налетов, прожилок, крупинок в толще профиля. Гипс встречается в каштановых, бурых, засоленных почвах и сероземах в виде белых, серых и желтоватых прожилок, скоплений кристаллов на поверхности почв. Новообразования CaCO 3 белого цвета встречаются в виде резко очерченных белых пятен, в виде плесени, плотных скоплений извести различной формы. Их определяют по вскипанию с 10 % раствором соляной кислоты.

Гидроксиды железа встречаются в подзолистых, дерново-подзолистых и заболоченных почвах в виде темно-бурых округлых твердых конкреций, пятен расплывчатой формы. Для песчаных почв характерны ортзанды – коричневые сцементированные прослойки гидроксида железа. Соединения железа сизоватого, голубоватого или зеленоватого цвета свойственны глееватым и глеевым почвам.

Кремнезем образует присыпку белого цвета на поверхности структурных отдельностей серых лесных почв, оподзоленных черноземов и солонцов

К новообразованиям биологического происхождения относят: копролиты – экскременты червей и личинок в виде склеенных водопрочных комочков; кротовины – ходы кротов, сусликов, сурков, хомяков, засыпанные почвой; корневины – следы сгнивших крупных корней; червороины – ходы червей; дендриты – темные отпечатки мелких корней в виде узора.

Каждая почва имеет свой особый набор новообразований с их специфическим положением в профиле

Включения – это различные предметы (обломки камней, валуны, куски кирпича, стекла, раковины, кости животных и др.), генетически не связанные с почвообразовательным процессом.

Земля - богатство всего человечества. Причем мы говорим не только о планете, но и о запасах почв на ее поверхности. Без них не было бы столь разнообразной флоры, а гетеротрофы (к которым относится любое животное и человек) в принципе не смогли бы появиться. Как на поверхности планеты вообще образовался грунт? В этом «виноват» фактор почвообразования. Точнее, целая их группа.

Основная классификация

В. В. Докучаев считал, что следует выделять пять почвообразующих факторов:

• Материнская порода.
• Климатические параметры. Вообще, климат как фактор почвообразования многими учеными рассматривается с ключевой позиции, так как его роль действительно впечатляет.
• Флора.
• Фауна.
• Рельеф местности и прошедшее время.

Но это не все основные факторы почвообразования. Сегодня ученые считают, что к этому перечню необходимо добавить еще две позиции: действие воды (атмосферных осадков) и деятельность человека. А сейчас разберемся со всеми факторами подробнее, обсудив их характеристики. Итак, важнейший фактор почвообразования - та субстанция, которая дала начало грунту.

Материнские породы

Как можно понять, это те минералы, из которых когда-то образовался и продолжает образовываться плодородная (или не очень) почва. Именно от первичной породы зависят механические, физические, химические и прочие свойства грунта. Таким образом, почвы, изначально образованные, к примеру, из гранита и подобных ему пород, могут быть не равнозначны тем, которые вышли из туфов и пемзы.

Какими бывают материнские породы? Они бывают магматическими, осадочными и метаморфическими. Кстати говоря, и гранит, и пемза с туфом - породы магматические, но почвы из них получаются разные. От чего это зависит, ведь фактор почвообразования одинаковый?

Как от происхождения зависят свойства грунта?

Химический и минералогический состав, который зависит не только от породы, но и от конкретного района ее происхождения, играет огромную роль в свойствах почвенного слоя. Так, если минерал карбонатный, обладает щелочной реакцией (или близок к нейтральной), то образовавшийся на его основе грунт быстро начинает накапливать гумус и приобретает высокую плодородность. Таким образом, основные факторы почвообразования чрезвычайно важны, так как от них напрямую зависит размер потенциальных урожаев в будущем.

Если порода кислая, то все эти процессы идут в несколько раз медленнее. В случае когда в минерале содержится большое количество водорастворимых солей, почва «получается» излишне засоленной. Помимо этого, огромное значение имеет и механический состав, так как от него зависит теплоемкость, влагоемкость и прочие важные показатели, от которых напрямую зависит в той или иной местности.

Рельеф

Этот фактор почвообразования вспоминают редко, а зря. Ведь именно рельеф оказывает влияние на распределение солнечной радиации, осадков и прочих факторов по поверхности пород, а значит, что именно от него зависят характеристики грунта, который в итоге получается «на выходе».

Радикальнее всего это проявляется в горной местности с существующими там перепадами давления, освещенности и кардинально разнящимся температурным режимом. Здесь большое значение принадлежит воздушным массам и их конвекции, в результате которой огромные объемы воздуха с разной температурой постоянно обдувают гористые склоны. Во многом рельеф, как фактор почвообразования, зависит также от климатических особенностей местности, так как без сочетания этих двух условий грунт образоваться не сможет.

Влажность воздуха также различна, причем после «переваливания» через горные гряды она резко уменьшается. В результате горная порода в различной степени выветривается, осаливается, разрушается с образованием фракций различного размера.

Пожалуй, важнее всего все же действие освещения и солнечной радиации, которое в разных климатических зонах отличается на порядок. Так, в зоне Крайнего Севера почв мало, и они крайне скудны, а сохранились в идеальном состоянии. Сравните это с пустынными областями, в которых породы уже давно размельчены до состояния однородного кварцевого песка. Если взглянуть на основные факторы почвообразования Оренбургской области, то важность рельефа будет еще более очевидной.

В той местности огромную роль играют так называемые сырты, то есть сравнительно невысокие увалы. В сочетании с равнинной местностью, такой рельеф предопределяет высокие скорости движения воздушных масс над поверхностью материнских пород, что приводит к их сравнительно быстрому выветриванию и последующему разрушению.

В этих условиях скорость накопления гумуса (и само наличие органических веществ) кардинально разнится, как отличается фракция и химический состав получающегося грунта. Соответственно, он будет иметь различную степень плодородия.

Виды почв в зависимости от различий рельефа

• Автоморфные разновидности. Их формирование происходит в условиях свободного стока поверхностных вод и глубокого залегания почвенной влаги. При этом превалирующую роль начинает играть биологический фактор почвообразования.
• Полугидроморфные. Формирование таких грунтов происходит, когда поверхностная влага может на какое-то время застаиваться на поверхности материнских пород, а почвенные источники залегают на глубине не более шести метров.
• Гидроморфные почвы. Соответственно, такой грунт образуется в тех случаях, когда поверхностные воды в течение длительного времени могут застаиваться на поверхности породы, а почвенная влага залегает на глубине не более трех метров.

Во всех этих случаях немалое значение может иметь также почвообразования. Человек в процессе своей хозяйственной деятельности часто осушает или затапливает большие площади земной поверхности, что сильно влияет на характеристики образования грунта.

Эрозивные процессы

Если уклон поверхности равен 30 градусам или больше, то рельеф становится особенно важным. Так, в этих условиях повсеместно распространена водная эрозия. Она действует намного сильнее ветровой разновидности, которая распространена в местностях с ровным рельефом или там, где уклон поверхности очень незначителен. Если посмотреть на основные факторы почвообразования Оренбургской области, в этом легко убедиться. В тех краях основную роль в «истирании» поверхностного слоя минеральных пород играет ветер, который может достигать чрезвычайно высоких скоростей.

Рельеф играет немаловажную роль даже в эволюционном процессе развития флоры в той или иной местности. Наиболее ярко это проявляется при изменении русла рек или уходе морей (или наоборот, затоплении площадей). Это приводит к повышению или понижению уровня почвенных вод, изменению цикла развития грунта (автоморфный тип меняется на гидроморфный, или же наоборот).

Влияние биосферы

Биологический фактор в образовании каждой почвы является ведущим. Лишь после того, как на суше появились первые живые микроорганизмы, она в принципе смогла развиться. В принципе, сам процесс почвообразования можно рассматривать как глубокое взаимодействие между живой (микроорганизмы) и неживой (разрушенная порода) природой. Сама материнская порода в ходе данного процесса изрядно преображается. Основное условие, обеспечивающее непрерывность образования почвы - приток к поверхности планеты лучистой солнечной энергии.

Атмосферные газы, флора и фауна, продукты их жизнедеятельности, - все эти факторы и условия почвообразования «привели» к тому, что сегодня у нас под ногами имеется плодородная земля, на которой человечество выращивает продукты питания для себя и корм для сельскохозяйственных животных.

Еще раз повторим, что своеобразной «энергомерой» является объем поступающей солнечной энергии. На поверхности планеты она помогает переходу минералов (то есть неживой природы) в живую. Как вы наверняка догадались, говорим мы о процессе фотосинтеза. Кроме того, солнечная энергия помогает переходу отмерших частей растений обратно в состав неживой материи. За счет непрерывного процесса, который происходил на протяжении тысяч и миллионов лет, наша планета приобрела уникальную «почвенную оболочку», являющуюся залогом плодородия и воспроизводства растительной биомассы.

Какие еще необходимо упомянуть факторы почвообразования? Эссе, написанное даже школьником средних классов, неизбежно будет рассматривать флору в контексте ее важной роли в процессе накопления гумуса. И это совершенно верно!

Роль растительной массы

Основной «поставщик» огромных объемов биомассы для всего грунта - именно растения. Кроме того, они же аккумулируют солнечную энергию (9.33 ккал/грамм). Так как в среднем на одном гектаре произрастает до десяти тонн растительных организмов, на этой площади накапливается около 9,33*107 ккал энергии. Столь ее гигантское количество не только играет важную роль во всех процессах почвообразования, но также может с успехом использоваться человеком. Так что не только факторами почвообразования являются растения, но и ценным энергетическим ресурсом! Идеальный пример - каменный уголь, невероятные запасы которого человек начал интенсивно использовать в 19-м веке.

Автотрофы извлекают из материнской породы все необходимые себе минеральные вещества, а после этого переводят его в состав сложнейших органических соединений, из которых впоследствии получается гумус. Частично эти соединения вновь возвращаются обратно, когда их вымывает из отмерших растительных остатков вода. Эти важнейшие факторы и процессы почвообразования способствуют, в том числе, равномерному перемешиванию оставшейся материнской породы и органического вещества.

Места концентрации растительной биомассы

Вполне естественно, что в лесах происходит концентрация наибольшего объема биомассы растительного происхождения. Но это - не совсем точное впечатление, так как действительно огромный ее прирост происходит только в степной зоне, где не менее 85 % всей накопленной органики вновь возвращается в почву. Именно поэтому в степях последняя намного плодороднее, чем в лесах, где характеристики грунта в этом плане не слишком «выдающиеся». То есть факторы почвообразования, кратко выражаясь, значительно различаются, даже будучи внешне схожими.

Отчего так происходит? Дело в том, что в лесах из почвенного слоя с низким содержанием гумуса многие минеральные и органические вещества просто вымываются под действием атмосферной влаги. В травянистых же биоценозах остатки растений плотно спрессовываются, образуя массивные Эти же условия способствуют образованию торфа, так как на нижних ярусах много влаги и мало кислорода, который бы мог стимулировать процессы разложения. Какая еще существует характеристика факторов почвообразования?

Зольность почв

Во многом процесс разложения растительных остатков зависит от химического состава последних. Так, зольность хвои (то есть количество остающейся минеральной части) составляет не более 1-2 %, а в лиственных лесах этот показатель увеличивается до 4 %. В степях степень зольности растительных остатков может достигать сразу 5-6 %, а в солончаковых пустынях этот показатель увеличивается вообще до 14 %! Правда, в последнем случае особого значения это не имеет, так как 90 % минеральной части - все тот же самый хлорид натрий, кальция и калия, что во множестве содержатся в самих солончаках.

Растения характерны тем, что из почв с различным минеральным составом они берут ровно то количество солей и соединений, которое им действительно необходимо для роста и развития. Например, в злаках и диатомовых очень высока концентрация тех элементов, которые в основном характерны только для кремнеземов. В почве же конкретно этого района концентрация этих соединений может быть ничтожна. Пустынные растения - наиболее яркий пример этого утверждения, так как в них содержится огромное количество минеральных солей.

Для чего им нужны эти соединения? Все просто - песок, в котором данные автотрофы растут, крайне скуден на содержание всех необходимых растениям элементов, которые приходится запасать внутри своего же организма.

Роль животного мира

Но если в школьном или ином учебном заведении вам будет задан вопрос: «Назовите факторы почвообразования», не забудьте упомянуть о большой роли фауны. Животные в образовании плодородной почвы также играют далеко не последнюю роль. И здесь немалое значение играет тот факт, что грунт сам по себе является домом для многих тысяч видов самых разнообразных животных и микроорганизмов. На них лежит «обязанность» размельчения и переработки растительной массы и ее последующее перемешивание с нижележащими почвенными горизонтами.

Млекопитающие и все прочие позвоночные животные создают в толще земли свои норы и гнезда. Кроты, слепыши, суслики и прочие норные существа выносят нижние части породы наверх. Именно в тех районах, где этих животных много (степи), имеются насыщенные черноземы. и личинки также выполняют большой объем работы по преобразованию органической составляющей почвы в гумус. Кроме того, беспозвоночные перемешивают органику и неорганику. Как и все природные факторы почвообразования, они способствуют ускорению накопления органических веществ.

Конечно, распространенность животного мира и его многообразие всецело зависят как от географических, так и от климатических факторов. Чем разнообразнее флора и фауна, тем лучше и «качественнее» получается на выходе почва, тем больше в ней органических веществ и выше плодородие.

Климатические факторы

Напоследок рассмотрим климат как фактор почвообразования. От географических и климатических условий зависит очень многое: достаточно посмотреть на Казахстан и пустыню Гоби. От месторасположения зависит также суммарный объем лучистой энергии, поступающей на поверхность земли. Соответственно, максимален он на экваторе, минимален - на полюсе. Оба обстоятельства негативно влияют на процессы почвообразования. Вот Факторы почвообразования сильно зависят еще и от погоды.

Во многом погода и климат зависят от высоты местности над уровнем моря. При этом стоит понимать, что существует две формы климата: макро- и микро-. Наибольшее участие в образовании почвы принимают ветер и различные виды атмосферных осадков. Чем разнообразнее климат, тем более «пестрым» получается грунт на выходе. Так или иначе, но тепловой режим играет значительную роль в теплоемкости почвы. Особенно это заметно в горных условиях, с различным уклоном поверхностей.

Почва как особое природное тело формируется в результате тесного взаимодействия следующих факторов -- климата, растительности, почвообразующих пород, рельефа местности и возраста страны (времени). Сочетания факторов почвообразования -- это комбинации экологических условий развития почвообразовательного процесса и почв.

Климат как фактор почвообразования

Под атмосферным климатом понимается среднее состояние атмосферы той или иной территории (земного шара, материков, стран, областей, районов и т.п.), характеризуемое средними показателями метеорологических элементов (температура, осадки, влажность воздуха и т.д.) и их крайними показателями, дающими амплитуды колебаний в течение суток, сезонов и целого года.

Главным источником энергии для биологических и почвенных процессов является солнечная радиация, а основным источником увлажнения -- атмосферные осадки. Солнечная радиация поглощается земной поверхностью, а затем постепенно излучается и нагревает атмосферу. Влага осадков, попадая в почву, поглощается растениями и возвращается в атмосферу через транспирацию или в результате физического испарения. Основой для выделения главных термических групп климатов являются суммы среднесуточных температур выше 10° С за вегетационный период.

По условиям увлажнения осадками при почвенных исследованиях различают шесть главных групп климатов.

Критерием для такого разделения служит отношение количества осадков к испаряемости*, получившее название коэффициента увлажнения.

Большую роль при формировании почв играют распределение осадков по сезонам года, интенсивность выпадения осадков, определяющая их промачивающую и размывающую силу, относительная влажность воздуха и сила ветра также по сезонам. Все эти явления влияют на многие особенности биологических и почвенных процессов и обусловливают развитие водной и ветровой эрозии почв.

Климат оказывает прямое и косвенное влияние на почвообразование. Прямое влияние сказывается в непосредственном воздействии элементов климата (увлажнение почвы влагой осадков и ее промачивание, нагревание и охлаждение и т.п.). Косвенное влияние проявляется через воздействие климата на растительный и животный мир.

*Испаряемость -- испарение с открытой водной поверхности, мм.

Рельеф как фактор почвообразования

Характеристика рельефа основывается на изучении его генезиса (тектонические, суффозионные, ледниково-аккумулятивные, ледниково-эрозионные, эоловые формы и т.д.) и форм (геоморфология). Различают три группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.

Под макрорельефом понимают самые крупные формы рельефа, определяющие общий облик большой территории: равнины, плато, горные системы. Возникновение макрорельефа связано главным образом с тектоническими явлениями в земной коре.

Мезорельеф -- формы рельефа средних размеров: увалы, холмы, лощины, долины, террасы и их элементы -- плоские участки, склоны разной крутизны.

Под микрорельефом понимают мелкие формы рельефа, занимающие незначительные площади (от нескольких квадратных дециметров до нескольких сотен квадратных метров), с колебаниями относительных высот в пределах одного метра. Сюда относятся бугорки, понижения, западины, возникающие на ровных поверхностях рельефа из-за просадочных явлений, мерзлотных деформаций или других причин.

Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы.

В настоящее время различают по положению в рельефе и по определяемому им перераспределению осадков следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.

Автоморфные почвы -- формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).

Полугидроморфные почвы -- формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3--6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений).

Гидроморфные почвы -- формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод па глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).

Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т. е. смыва и размыва почвы.

Почвообразующие породы как фактор почвообразования

Почвообразующие породы характеризуются по их происхождению, составу, строению и свойствам.

Почвообразующая порода является материальной основой почвы и передает ей свой механический, минералогический и химический состав, а также физические и химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются в различной степени под воздействием почвообразовательного процесса.

Свойства и состав материнских пород влияют на состав поселяющейся растительности, ее продуктивность, на скорость разложения органических остатков, качество образующегося гумуса, особенности взаимодействия органических веществ с минералами и другие стороны почвообразовательного процесса.

Почвообразующие породы влияют на направление и скорость почвообразовательного процесса.

Биологический фактор почвообразования

Под биологическим фактором почвообразования понимается многообразное участие живых организмов и продуктов их жизнедеятельности в почвообразовательном процессе.

Возраст почв

Процесс почвообразования протекает во времени. Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годичный, многолетний) вносит определенные изменения в превращения органических и минеральных веществ в почвенном профиле. Различают понятие абсолютного и относительного возраста почв.

Абсолютный возраст -- время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего времени. Он колеблется от нескольких лет до миллионов лет. Наибольший возраст имеют почвы тропических территорий, не претерпевших различного рода нарушений (водная эрозия, дефляция и т.п.).

Самые молодые почвы развиты в современной пойме. Как отмечалось выше, за длительный период своего развития почвы проходят путь от начальной («молодой») фазы до зрелой почвы. При этом они могут изменяться в своих свойствах и признаках в связи с изменением природных условий (климата, растительности, гидрологических условий). В связи с этим в профиле почв могут сохраняться реликтовые признаки.

Относительный возраст характеризует скорость почвообразовательного процесса, быстроту смены одной стадии развития почвы другой. Он связан с влиянием состава и свойств пород, условий рельефа на скорость и направление почвообразовательного процесса.

Производственная деятельность человека

Производственная деятельность человека -- специфический мощный фактор воздействия на почву (обработка, удобрения, мелиорация и т. п.) и на весь комплекс окружающих условий развития почвообразовательного процесса (растительность, элементы климата, гидрологию). Это фактор сознательного, направленного воздействия на почву, вызывающий изменение ее свойств и режимов (реакции при известковании, питательного режима при внесении удобрения, водно-воздушного и окислительно-восстановительного режимов при осушительных и оросительных мелиорациях и т.п.) значительно более быстрыми темпами, чем это происходит под воздействием природного почвообразования.

Взаимосвязь факторов почвообразования

Факторы почвообразования оказывают специфическое воздействие на образование почв и не могут быть заменены друг другом. В этом смысле они равнозначимы . Выделяются два главных цикла в развитии природных экосистем, ландшафтов и почв -- биоклиматический и биогеоморфологичоский.

Биоклиматический цикл развития обусловлен космическими и общепланетарными явлениями, распределением на поверхности планеты солнечной радиации и динамикой атмосферы; растительность и почвы в этом цикле эволюционируют вместе с климатом.

Биогеоморфологический цикл развития обусловлен геологическими, геоморфологическими и геохимическими процессами; в нем развитие растительности и почвенного покрова связано с формированием рельефа и поверхностных отложений.

Задание 2 Факторы почвообразования солонцов

Солонцы являются интрозональными почвами.

Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия, а иногда и магния в иллювиальном горизонте (В). Они имеют резкую дифференциацию профиля. Солонцы, как и солончаки, относятся к категории засоленных почв, однако в отличие от солончаков содержат водорастворимые соли не в самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине.

По вопросу происхождения солонцов имеется несколько теорий. Общим для них является признание ведущей роли иона натрия в развитии неблагоприятных солонцовых свойств.

Согласно коллоидно-химической теории К. К. Гедройца, солонцы образовались при расселении солончаков, засоленных нейтральными солями натрия.

В почвах, содержащих большое количество натриевых солей, создаются условия для насыщения поглощающего комплекса ионами натрия путем вытеснения из него других катионов. Почвенные частицы, насыщенные натрием, теряют агрегатное состояние вследствие высокой гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные натрием, обладают способностью удерживать на своей поверхности воду, сильно набухают, приобретают устойчивость против коагуляции и значительную подвижность. При высоком содержании иона натрия резко возрастает также растворимость органических и минеральных соединений почвы в результате появления щелочной реакции. Эта реакция образуется вследствие гидролиза минералов и обменной реакции между натрием, находящимся в поглощающем комплексе, и кальцием углекислых солей почвенного раствора:

[ППК - ] + Са (НСО 3) 2 - [ППК - ] Са 2+ + 2NaHCO 3 .

Подщелачивание раствора способствует дальнейшему диспергированию почвенных коллоидов. Они из-за большой подвижности выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине под действием солей электролитов из золеобразного состояния превращаются в гели, накапливаются, что и приводит к образованию иллювиального (солонцового) горизонта.

К- К. Гедройц различает две стадии в развитии солонцовых почв: первая -- засоление почв нейтральными солями натрия, т.е. образование солончаков, и вторая -- расселение, солончаков и развитие солонцовых почв с характерными для них строением профиля и свойствами. В стадии расселения солончаков Гедройц выделял три фазы: удаление растворимых солей; образование соды; диспергирование почвенных частиц и вынос их вниз по профилю.

Близкие взгляды на генезис солонцов развивал К. Д. Глинка, который считал, что для образования этих почв попеременно необходимы процессы засоления почв натриевыми солями и их расселения. Глинка писал, что идущее веками чередование этих процессов приводит к формированию солонцов.

Последующими исследованиями (Е. Н. Иванова, 1932) было установлено, что солонцы при расселении солончаков могут образовываться только в том случае, если в составе солей солончака отношение Na + : (Ca 2+ +Mg 2+) ?4.

В природных условиях такое соотношение солей в почвенном растворе встречается очень редко. При расселении солончаков, засоленных нейтральными солями, в составе которых содержится более 20% кальциевых солей, солонцовые свойства не проявляются. Таким образом, теория образования солонцов из солончаков, засоленных нейтральными солями, не может быть признана универсальной.

Биологическая теория образования солонцов развита В. Р. Вильямсом, который считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная растительность -- полыни, солянки, камфоросма, кермек и др. При минерализации растительных остатков образуется большое количество солей, в том числе и соды.

Обогащение почв легкорастворимыми солями приводит к насыщению поглощающего комплекса натрием, и несолонцеватая почва постепенно превращается в солонец.

Эта почва имеет плотно-слитое сложение, резко дифференцирована. Это говорит о низком плодородии почвы, и не урожайности.