Общая характеристика факторов почвообразования. Основные факторы почвообразования Важную роль в процессах почвообразования играет

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.

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.

В конце XIX в. определил почву как функцию, т. е. величину, которая зависит от климата, рельефа, горных пород, живых организмов и времени. В наши дни это определение немного уточнили: время стали считать особым, может быть, более общим, глобальным фактором, поскольку ведь и все другие силы, формирующие почвы, существуют как во времени, так и в пространстве.

Почва создается в результате взаимодействия во времени и пространстве Климата, живых Организмов (растений, животных и особых организмов - грибов), горных Пород, Рельефа. Если сложить первые буквы в названии факторов почвообразования, то получится слово КлОПР. Этот «рычащий клоп» помогает легче их запомнить. Однако при этом ни в коем случае нельзя забывать о факторе времени, в которое климат, организмы, горные породы и рельеф образуют почву.

Какую роль играет каждый фактор в формировании почв? Если факторы условно разделить на «мамины» и «папины», то к «маминым» относятся более пассивные, но играющие важнейшую роль в формировании характера почв. Это горные породы (в почвоведении их так и называют — материнские) и рельеф. К «папиным» факторам можно отнести климат со всеми его ливнями, снегами, вихрями и перепадами температур, а также живые организмы, не знающие усталости и все время что-нибудь выделяющие и поглощающие. И климат, и организмы активно воздействуют на материнские породы в условиях рельефа и формируют почвы. Чем моложе почвы, тем больше в них «маминых» черт, а с возрастом все большую роль в ее внешности играют «папины» черты. Иными словами, чем старше почва, тем сильнее она отличается от исходных почвообразующих пород и тем большую роль в ее облике играют климат и живые организмы.

От «материнской» породы большинство почв наследуют механический состав, способность быстро пропускать через себя влагу (песок) или подолгу задерживать ее (глина), а также набор минералов, из которых состоит сначала порода, а потом и почва. Как правило, на существенно разных породах (песках — глинах, граните - известняке) и почвы формируются разные. И только в условиях очень длительного воздействия климата (сотни тысяч и миллионы лет) и организмов на разные «материнские» породы в них останутся самые устойчивые к минералы. Следовательно, на породах, изначально разных, могут формироваться почти одинаковые почвы. Такие почвы встречаются в тропиках и субтропиках на гранитах, мраморах и базальтах.

Рельеф играет большую роль в образовании почв, поскольку перераспределяет тепло, влагу и горные породы. Всем известно, что на вершине высокой горы холоднее, чем у ее основания; что на склоне, обращенном на юг, снег весной сходит намного быстрее, чем на северном склоне; что заморозки и чаще бывают в низинах. Мы также знаем, что вода на обширных плоских пространствах задерживается (местность там часто заболочена), а на небольших участках возвышенностей почвы легко сбрасывают воду по склону. В узких ложбинах или горных ущельях, как правило, бегут быстрые ручьи. Вода в них содержит много кислорода, а потому по берегам там много лугов. А вот в широких понижениях происходит застой влаги, кислорода не хватает, и формируются болота. Под и болотами почвы сильно различаются. По распределяются горные породы - под обрывистыми скалистыми склонами накапливаются крупные каменные глыбы и щебень, а у подножий длинных пологих склонов намытые глинистые и суглинистые отложения. Рельеф, изменяя условия нагревания и охлаждения почв, их водный режим, местные особенности почвообразующих пород и , приводит к образованию почвенных тел, сильно различающихся между собой.

Климат оказывает существенное воздействие на развитие почв, прежде всего, потому, что регулирует соотношение тепла и влаги. Это соотношение при одинаковых рельефе, почвообразующих породах и времени воздействия климата на них определяет развитие почв. Самые неразвитые почвы - это почвы сухого и холодного климата (Сухие долины ), а самые развитые - влажного и теплого (Экваториальная , ). Если тепла достаточно, а влаги очень мало () и, наоборот, если влаги достаточно, а тепла мало (), то почвы плохо развиты. Климат вместе с «материнскими» породами обусловливает и водный режим почв, который бывает промывным (во влажных областях) и непромывным (в районах с недостаточным увлажнением). Для почв также крайне важно, как распределяются по сезонам температуры воздуха и осадки. В разных районах лето может быть одинаковым, в связи, с чем и растительность их похожа. Однако в континентальных областях, где стоят долгие зимы с сильными морозами, в почве образуется многолетняя мерзлота. На территориях с умеренным , где зимы обычно мягкие, может не быть не только , но даже устойчивого . Осадки здесь промывают почву круглый год. А вот в сухой сезон в тропиках из-за недостатка влаги почвообразование может прекращаться почти так же, как оно приостанавливается у нас зимой из-за недостатка тепла. Влияние климата на почву важно еще и потому, что тепло и влага создают условия для развития жизни - растительной и животной.

Растительные и животные организмы внутри почвы вместе с , произрастающей на почве, - важнейший фактор почвообразования. Надземная часть растительности со временем отмирает и попадает на почву, формируя лесную подстилку или степной войлок, где обитают мириады почвенных организмов. Существенная часть растительных остатков потребляется грибами и почвенными животными и превращается в углекислый газ и воду, не задерживаясь в твердой части почв. Меньшая часть органических остатков, пройдя сквозь «строй» челюстей и пищеварительных трактов беспозвоночных животных и микроорганизмов, сначала просто смешивается с минеральными веществами, а затем образует с ними особые почвенные органоминеральные соединения, которые и представляют собой гумус почв. Роль растительности для почв состоит в том, что она связывает углекислый газ из в результате фотосинтеза и снабжает почву соединениями углерода, которыми питаются почвенные организмы. Очень важен также процесс связывания азота из атмосферы (в минеральной части почв азота почти нет). Это обеспечивают некоторые виды почвенных бактерий и водорослей.
Как растительные, так и животные организмы, выделяя кислоты, воздействуют на минералы почв, забирая из них для своей жизни необходимые химические элементы (фосфор, калий, кальций, серу и др.). Минералы при этом сами разрушаются. Так организмы осуществляют химическое, а точнее, биохимическое выветривание почвенных минералов. Кроме химического очень важно и физическое воздействие организмов на почву. Как корни растений, так и представители животного мира разрыхляют и перемешивают почву, образуют структуру почв. Этим они улучшают «жилищные условия» своих растительных и животных «детей и внуков». Сами того, не зная, они помогают и людям, которые потребляют продукты питания, выращенные на земле, облагороженной и удобренной почвенными организмами.

L-формы бактерий, их особенности и роль в патологии человека. Факторы, способствующие образованию L-форм. Микоплазмы и заболевания, вызываемые ими.

R Электрофизиологические факторы риска пароксизмов мерцания предсердий

ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС - процесс формирования почв, сущность которого состоит во взаимодействии организмов и продуктов их распада с горными породами и продуктами их выветривания.

Таким образом, почвообразовательный процесс возникает на контакте литосферы и биосферы в результате их взаимопроникновения. Наряду с литосферой и биосферой источником веществ, участвующих в почвообразовательном процессе, являются атмосфера и гидросфера. Основной источник энергии почвообразовательного процесса заключается в солнечной энергии как прямой, так и конденсированной в остатках организмов, просачивающейся через почву воде и т. д.

Почвообразовательный процесс очень сложен, он включает разнообразные хим., физич. и, биол. явления, протекающие одновременно и в различных направлениях. Эти явления можно объединить в 3 группы - разложение, синтез и передвижение . В почве идёт распад растительных, и животных организмов, различных минералов и обломков горных пород; в ней синтезируются особые формы органического вещества (гумус) и различные вторичные минералы (преим. глинистые минералы, минералы окислы и простые соли); продукты разложения и синтеза в виде истинных и коллоидных растворов, а также взвесей перемещаются вниз по профилю, а при близком залегании почвенно-грунтовых вод и вверх с их капиллярными и плёночными токами. Указанные основные группы процессов в свою очередь многообразны.

Разложение различных веществ в почве может идти быстро и до конечных продуктов или медленно с образованием многообразных промежуточных форм; синтез может создавать весьма разнообразные по составу и свойствам вторичные минералы и различные формы органического вещества; процессы перемещения могут быть направлены вниз, вверх, в сторону (на склонах), могут осуществляться быстро и в больших объёмах или очень медленно. Разные сочетания этих процессов образуют различные конкретные формы почвообразовательного процесса, создающие определенные генетические группы почв. Для каждой из этих групп характерен определенный почвенный профиль, создающийся в результате процессов превращения и перемещения и представляющий собой сочетание генетических почвенных горизонтов. почвообразовательный процесс является непрерывным процессом во времени вместе с развитием почвы и всего ландшафта.

Факторы почвообразования (термин предложенный В.В. Докучаевым) – это среда (климат, биота, почвообразующие породы) и условия (рельеф местности, гравитационное и электромагнитное поля, время), под воздействием которых формируется почва.

Природные условия, от которых зависит ход и скорость почвообразовательных процессов, В. В. Докучаев назвал факторами почвообразования. К ним ученый отнес растительный и животный мир, климат, почвообразующие породы, рельеф местности, возраст почв

Производственная деятельность человека может изменять как факторы почвообразования, так и сами почвы и их свойства. Поэтому хозяйственная деятельность человека также важный фактор почвообразования

Растительный и животный мир . Растительные и животные организмы - ведущий фактор в почвообразовании. Только растения способны создавать органическое вещество, которое в дальнейшем служит источником энергии для почвообразовательных процессов. Количество и состав органического вещества, распределение его по поверхности и горизонтам почвы, интенсивность разложения не одинаковы, они зависят от состава растительности. На особую роль состава растительности в почвообразовании впервые обратил внимание В. Р. Вильяме. Современная классификация (Н. Н. Розов) по доле участия в почвообразовании различает следующие группы растительности: деревянистая, травянистая, пустынная, мхи и лишайники.

Климат оказывает как прямое, так и косвенное влияние на почвообразовательные процессы. Атмосферные осадки и тепло определяют интенсивность биохимических процессов в почве, водный и тепловой режимы ее. Во влажных областях, просачиваясь в почвенную толщу, вода растворяет, выщелачивает и переносит в другие горизонты или даже в грунтовые воды различные соединения

В сухих областях преобладают процессы испарения воды из почвы. В верхних горизонтах накапливаются водорастворимые соли. Образуются засоленные почвы

Рельеф местности . Влияние рельефа на процессы почвообразования особенно сильно проявляется в горах. Неодинаковые условия увлажнения, разное количество тепла и света на склонах гор обусловливают формирование разнообразной растительности и разных почв

68. Типы загрязнений городской среды и их классификация

Под загрязнением понимается привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не свойственных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего (в пределах его крайних колебаний) уровня их концентрации.

Загрязнение природных сред может быть вызвано как техногенными, так и природными процессами.

Растительный покров города находится под мощным техногенным воздействием различных техногенных факторов городской среды, связанных с химическим загрязнением почвенного покрова, грунтовых вод и атмосферы.

Наиболее пагубное влияние на растительность в пределах урбанизированных территорий оказывают три основных фактора:

1.комплексное антропогенное воздействие в пределах городской застройки;

2.загрязнённость воздушного бассейна и почв;

3.рекреационные нагрузки (вытаптывание, создание пожароопасной ситуации, физическое уничтожение).

Определенное значение имеют некоторые формы физического загрязнения, в частности электромагнитного. При совместном воздействии различных факторов происходит угнетение растений, деградация и гибель отдельных экземпляров и целых групп.

Понятие о факторах почвообразования. Генезис почв, т. е. происхождение и образование их, обусловливается природными факторами, а также производственной деятельностью человека.

На развитие почвообразовательного процесса самое непосредственное влияние оказывают природные условия, в которых он протекает, и от того или иного их сочетания зависят его особенности и то направление, в котором этот процесс будет развиваться.

Важнейшими из этих природных условий, называемых факторами почвообразования, являются: материнские (почвообразующие) породы, растительность и животный мир, климат, рельеф местности и возраст почв.

Мысль о влиянии всех этих факторов на почвообразование впервые была изложена В. В. Докучаевым, который писал, что почвы «…суть поверхностно лежащие минерально-органические образования, которые всегда более или менее заметно окрашены гумусом; эти тела всегда имеют свое собственное происхождение, они всегда и всюду являются результатом совокупной деятельности материнской горной породы, живых и отмерших организмов (как растений, так и животных), климата, возраста страны и рельефа местности».

Отмечая, что почвы всегда имеют свое особое происхождение и являются результатом совокупного влияния и взаимодействия природных условий почвообразования, он писал: «Все эти агенты-почвообразователи, в сущности, совершенно равнозначащие величины и принимают равноправное участие в образовании нормальной почвы… Следовательно, чтобы изучить почву -эту функцию, результат совокупной деятельности выше указанных почвообразователей, необходимо исследовать и все выше указанные почвообразователи».

Докучаевское учение о факторах почвообразования нашло свое развитие в трудах Н. М. Сибирцева, которому принадлежит особенно четкая формулировка мысли о сопряженности различных факторов почвообразования.

Так как сущностью почвообразовательного процесса является превращение на земной поверхности минеральных соединений в органические и обратно, совершающееся под воздействием элементов биосферы, то основное, ведущее значение в процессе образования почв всегда имеет биологический фактор, т. е. непосредственная движущая сила почвообразования.

Остальные перечисленные факторы представляют собой лишь условия или тот фон, на котором происходит развитие почв в природе. Тем не менее все эти условия оказывают большое влияние на характер и направление почвообразовательного процесса, поэтому при изучении и агрономической оценке почв каждое из них должно приниматься во внимание.

Почвообразующие породы. Все существующие на материках земного шара почвы, как уже отмечалось выше, произошли из горных пород, и поэтому совершенно очевидно, что в процессах почвообразования последние принимают самое прямое и непосредственное участие.

Материнская горная порода является источником того минерального материала, из которого образуется основная масса развивающейся из нее почвы. Поэтому чем богаче по химическому составу почвообразующая порода, тем лучшей по своим качествам будет и сформировавшаяся на ней почва.

Существенное значение в почвообразовании имеют также механический состав и физические свойства материнской породы. Плотность породы, рыхлость и пористость, теплопроводность - все эти свойства самым непосредственным образом оказывают влияние не только на интенсивность, но и на характер протекающих почвообразовательных процессов: на аэрацию почвы, на разложение и синтез органического вещества, на окислительно-восстановительные процессы, на водопроницаемость, влагоемкость и др. Вот почему при агрономической оценке почв и их использовании в сельском хозяйстве необходимо в каждом конкретном случае учитывать и характер материнской породы, из которой эти почвы образовались.

Растительность и животный мир. Значение биологического фактора в развитии почв было рассмотрено выше. Здесь следует еще раз подчеркнуть, что важнейшим фактором почвообразования является растительность. Растительность и почва образуют единую, неразрывную систему.

Вследствие той тесной и неразрывной связи, которая существует между растительностью и почвами, всякая смена растительности сопровождается изменением почв, и, наоборот, изменение почв, в особенности их режима влажности, аэрации, солевого режима и т. д., неизбежно влечет за собой смену растительности. Таким образом, результаты взаимодействия растительных группировок и почвенной среды не односторонни; они выражаются не только в изменении почвенной среды, но и в изменениях самих растительных группировок.

Из сказанного становится очевидным, что почвы и растительные группировки не представляют каких-то застывших образований, не подверженных никаким изменениям; они непрерывно развиваются, эволюционируют, в результате чего возникают новые генетические типы и виды почв и связанные с ними новые растительные формации.

Климат. Большое влияние на развитие почвообразовательных процессов имеет климат. Характер климатических условий определяется, главным образом, следующими элементами: температурой, осадками и испарением. Количественное выражение и комбинация элементов климата в различных частях нашей страны неодинаковы. Различают макроклимат и микроклимат.

Макроклиматом называют особенности климата, являющиеся общими для обширных пространств, измеряемых многими сотнями километров.

Микроклиматом называют особенности климата, свойственные мелким участкам, измеряемым сотнями и даже десятками метров. С климатом связано поступление тепла и влаги в почву; тепло и влага в свою очередь определяют характер растительности и интенсивность микробиологических процессов.

С климатом, следовательно, в значительной степени сопряжено обогащение почвы органическим веществом. При этом в одних случаях в почву поступает большое количество органических веществ, в других - ничтожно малое.

Обилие осадков в зоне избыточного увлажнения способствует промыванию почвы и выносу в нижние горизонты легко растворимых солей, в том числе и минеральных веществ, образующихся в результате разложения органических остатков.

В условиях засушливого климата легко растворимые соединения не только не выносятся, но, наоборот, накапливаются в верхних слоях почвы, приводя к засолению.

Климатические условия оказывают самое непосредственное влияние на химические, физические, физико-химические и биологические процессы в почве, в одном случае усиливая их, в другом - замедляя. С климатом в значительной степени связан водный режим почвы, играющий огромную роль в почвообразовательных процессах. Климатические условия в различных частях Советского Союза неодинаковы. Поэтому и почвообразовательные процессы в различных климатических зонах протекают по-разному, приводя к возникновению и развитию весьма разнообразных почв.

Рельеф. К числу факторов почвообразования относится рельеф, т. е. характер поверхности земли. Различают два основных типа рельефа - макрорельеф и микрорельеф.

Под макрорельефом подразумевается общий рельеф поверхности отдельных, более или менее обширных участков, иногда с весьма крупными колебаниями в высотном направлении. Наоборот, микрорельеф - это рельеф небольших площадей, обычно со слабыми неровностями, едва заметными высотными колебаниями, которые измеряются зачастую долями метра.

В качестве переходной формы между макро- и микрорельефом различают еще мезорельеф, понимая под этим термином рельеф часто чередующихся, иногда довольно глубоких западин и повышенных участков, где в противоположность микрорельефу экспозиция, т. е. отношение уклонов к странам света, уже играет некоторую роль.

К формам мезорельефа, например, относятся ландшафты бугристых морен, бугристо-холмистых песков и т. д.

Среди форм макрорельефа чаще выделяют: горную, пересеченную и равнинную.

Из наиболее часто встречающихся форм микрорельефа отметим бугорки, кочки, степные западины, или «блюдца», измеряемые немногими метрами в горизонтальном направлении и дециметрами - в вертикальном.

Рельеф как фактор почвообразования косвенным образом участвует в формировании почвенного покрова, и роль его сводится в основном к изменению воздействия на почву климатических условий. На равнинных участках, например, распределение атмосферных осадков, тепла и света всюду будет одинаковым; в гористой или холмистой местности в этом отношении наблюдается большая пестрота.

Пониженные участки, котловины и западины всегда в большей мере увлажняются, чем склоны и повышения; южные склоны получают больше тепла и света, чем северные.

Вот почему в районах с холмистым рельефом и наблюдается пестрота в почвенном покрове. Здесь на самых незначительных пространствах можно обнаружить самые разнообразные почвы, в областях же с однообразным, равнинным рельефом одни и те же почвы очень часто залегают на больших пространствах.

Возраст почвы. Природный процесс почвообразования совершается во времени. Поэтому возраст имеет большое значение в жизни и эволюции почв.

Необходимо различать абсолютный и относительный возраст почв.

Под абсолютным возрастом почв подразумевают промежуток времени, прошедший с момента возникновения той или иной почвы до настоящей стадии ее развития.

Абсолютный возраст почвы неразрывно связан с возрастом страны: чем раньше та или иная страна или местность освободилась из-под водного или ледникового покрова и чем раньше, следовательно, материнские породы данной местности стали претерпевать процессы почвообразования, тем больший возраст будут иметь и сами почвы. И наоборот, более молодыми по возрасту будут те почвы, которые сформировались на материнских породах, где почвообразовательные процессы в силу тех или иных геологических причин начались относительно позже.

Однако в пределах любых частей суши, которые одновременно освободились от ледникового или водного покрова и имеют, следовательно, одинаковый абсолютный возраст, почвы отнюдь не всегда будут проходить в каждый данный момент одну и ту же стадию развития. Причина этого явления может обусловливаться как неоднородностью почвообразующих пород, так и различиями в рельефе, а также и другими местными условиями, от которых зависит направление и скорость биологических и геологических процессов на разных участках абсолютно одновозрастной территории.

При наличии этих условий темп и характер почвообразовательного процесса на отдельных участках данной территории будут неодинаковы, и почвенный покров в связи с этим будет представлен здесь почвами в разных стадиях развития.

Различие в стадиях развития почв на одной общей территории, имеющей одинаковый абсолютный возраст, называют относительным возрастом почв.

Проявление относительного возраста почв широко встречается в природе, особенно в областях с неровным рельефом, с разнообразными почвообразующими породами и растительностью, непосредственно влияющими на направление и скорость развития почвообразовательного процесса.

Взаимодействие природных факторов. К сказанному необходимо добавить, что влияние природных факторов на процесс почвообразования осуществляется не изолированно, не оторвано друг от друга, а в тесной взаимосвязи и взаимодействии. Каждый из них влияет не только на почву, но и на другие факторы. Кроме того, и сама почва в процессе развития оказывает определенное влияние на факторы почвообразования, в том числе и на климат, вызывая в каждом из них те или иные изменения.

Сочетание и комбинация природных условий почвообразования в действительности весьма разнообразны. Поэтому и почвенный покров на материках земного шара, в частности на территории СССР, отличается большой сложностью и разнообразием.

Производственная деятельность человека. С момента вовлечения целинных земель в культуру на первое место среди факторов почвообразования выступает производственная деятельность человека. Однако при этом природные факторы не перестают действовать на почву, но характер этого действия существенно меняется.

Пути и способы воздействия человека на почву весьма много-. образны. Механическая обработка, внесение органических и минеральных удобрений, известкование, гипсование, осушение, орошение - все это такие мероприятия, которые коренным образом могут изменять направление почвообразовательных процессов и качество почв. На разных этапах развития общества роль и значение в этом отношении человека были различны.

При примитивном земледелии это влияние на почвенный покров сказывалось в результате главным образом раскорчевки, выжигания лесов и распашки целинных земель.

В северных областях удаление лесов часто приводило к процессам заболачивания почв, а в дальнейшем и к превращению их в болота.

В южных районах вырубки лесов на больших участках усиливали деятельность ветров, в частности суховеев, в резкой степени ухудшавших водный режим почв; удаление лесов и травяного покрова приводило вместе с тем и к усилению эрозии, к образованию и росту оврагов и смыву поверхностной, наиболее плодородной части почвы.

В результате хищнического истребления лесов и неправильного использования земли в условиях дореволюционной России огромные площади были изрезаны оврагами в Тульской, Рязанской, Орловской, Курской и Воронежской областях, в Среднем Поволжье и многих других районах. Низкая агротехника, присущая этому периоду, обусловливала систематическое истощение почв, понижение их плодородия.

Неограниченные возможности в деле улучшения качества почв, повышения их производительности открываются в нашей стране в условиях планового, социалистического хозяйства.

Освоение огромных площадей целинных и залежных земель Казахстана, Сибири, Урала, Поволжья, Северного Кавказа и нечерноземной полосы, орошение обширных пустынных пространств Средней Азии, приволжских и приднепровских степей, облесение засушливых южных и юго-восточных степных и лесостепных районов, осушение болот и превращение их в культурные пашни и сенокосные угодья в северных и центральных районах, создание земледелия в тундровой зоне - все это служит блестящим доказательством того, что только в условиях социалистического планового хозяйства возможна победа человека над стихийными процессами почвообразования и систематическое, планомерное улучшение качества почв и повышение их производительности.

Производственная деятельность человека, таким образом, является могучим фактором почвообразования, значение и роль которого всецело обусловливается характером социально-экономического строя страны, а следовательно, и уровнем развития производительных сил.

— Источник—

Гаркуша, И.Ф. Почвоведение/ И.Ф. Гаркуша.- Л.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.- 448 с.

Post Views: 1 836