Что является фактором времени в процессе почвообразования. Общая характеристика факторов почвообразования. Факторы образования почвы

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.

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.

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

В почве происходит:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основы учения о факторах почвообразования заложил В. В. Докучаев. Он установил, что почва формируется в результате взаимодействия климата, растительности, почвообразующих пород, рельефа местности и возраста страны (времени). В дальнейшем был выделен еще один фактор почвообразования - производственная деятельность человека.

Климат. С этим фактором почвообразования связано поступление в почву воды, необходимой для жизни растений и для растворения минеральных питательных веществ. От климата зависит активность биологических процессов. Количество солнечной энергии, попадающей на земную поверхность, возрастает от полюсов к экватору.

Большое значение имеют такие элементы климата, как атмосферные осадки, испарение и температура. Атмосферные осадки, выпадающие на земную поверхность, расходуются на испарение, фильтрацию в нижние горизонты, стекание по склонам, рост и развитие растений. При этом растворенные вещества и механические частицы передвигаются с водой как по поверхности почвы, так и по ее вертикальному профилю.

В процессе обмена тепла и влаги между почвой и атмосферой устанавливается определенный гидротермический режим почвы. В каждой природной зоне климат характеризуется температурными условиями и увлажнением (это подробнее рассмотрено в части II). Выделение термических групп климатов основано на показателях суммы температур выше 10 °С за вегетационный период: холодные - 600 °С, холодно-умеренные - 600...2000 °С, тепло-умеренные - 2000...3800 °С, теплые - 3800...8000 °С, жаркие - более 8000 °С. Эти группы климатов располагаются в виде широтных поясов.

По условиям увлажнения выделяют шесть групп климатов: очень влажные - коэффициент увлажнения более 1,33, влажные - 1,33...1,00, полувлажные - 1,00...0,55, полусухие - 0,55...0,33, сухие - 0,33...0,12, очень сухие - менее 0,12.

Коэффициент увлажнения - это отношение среднемноголетнего количества осадков за год, мм, к испаряемости (испарение с открытой водной поверхности), мм.

От температуры и условий увлажнения зависят скорость химических и биохимических процессов, выветривания, биологическая продуктивность растений и др. На формирование почв влияет распределение осадков по сезонам года, а также континентальность климата. Суровость зимы, мощность снегового покрова и сила ветра оказывают влияние на почвообразовательный процесс преимущественно через растительность и биологические почвенные процессы.

Роль ветра как одного из элементов климата проявляется в его воздействии на рельеф и растительность. На открытых выровненных пространствах ветром выносятся пылеватые и песчаные частицы, часто сносится почвенный слой, создаются бугристые и наносные формы рельефа. В условиях засушливого климата ветер (суховей) вызывает выгорание посевов и естественной растительности. Ветер влияет на распределение снега по поверхности, обусловливая неравномерность промерзания и увлажнения почвы.

Рельеф . Роль рельефа в почвообразовательном процессе проявляется в перераспределении и различном количестве тепла, поступающего на склоны разной экспозиции. Рельеф влияет на относительный возраст почв, так как в различных условиях почвообразовательный процесс может протекать с разной скоростью. Так, в лесостепной зоне, а также в горах на северных склонах часто растет лес и образуются дерново-подзолистые или серые лесные почвы. На южных склонах, покрытых травянистой растительностью, формируются степные черноземы или даже каштановые почвы. Южные склоны всегда более теплые и сухие, чем северные, поэтому на склонах разной экспозиции создаются неодинаковые условия почвообразования.

Почвообразующие породы. В одних и тех же природных условиях, но на различных материнских породах могут формироваться разные почвы. Это обусловлено тем, что почва наследует от почвообразующей породы гранулометрический, минералогический и химический составы, а также физические свойства. От материнских пород зависят биологическая продуктивность, скорость разложения растительных остатков и образование гумуса. Так, в таежно-лесной зоне на алюмосиликатной морене формируются малоплодородные подзолистые почвы, а на карбонатной морене - почвы с высоким плодородием, имеющие хорошо развитый гумусовый горизонт. В южных зонах на засоленных породах образуются солончаки и солонцы.

Биологический фактор. Ведущая роль в образовании и формировании плодородия почв принадлежит трем группам организмов - зеленым растениям, микроорганизмам и животным. Каждая из этих групп организмов выполняет свои функции, но только при их совместной деятельности материнская горная порода превращается в почву.

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 накапливаются элементы питания, образуется и разрушается органическое вещество. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия.

Распределение растительности подчиняется закону широтной зональности. В каждой природной зоне продуктивность растительных сообществ зависит от климатических и почвенных условий (табл.).

Биологический круговорот веществ (по Л. Е. Родину, Н. И. Базилевич)

В лесах общая биомасса наибольшая, однако ежегодный прирост в них значительно меньше, чем в луговых степях. Ежегодный опад в лесах, особенно хвойных, составляет незначительную часть, что является причиной низкого плодородия лесных почв. В травянистых сообществах луговых степей ежегодный прирост больше, чем в лесах, и почти вся биомасса ежегодно возвращается в почву, формируя мощный гумусовый горизонт и создавая высокое плодородие. Таким образом, от типа растительности и интенсивности биологического круговорота зависят почвообразовательный процесс и свойства почв.

В почве и на ее поверхности находится огромное количество микроорганизмов: бактерий, грибов, актиномицетов, а также водорослей и лишайников. В верхних слоях их количество колеблется от миллионов до миллиардов в 1 г почвы, а общая масса составляет 3...8 т/га. Наименьшее содержание микроорганизмов характерно для почв тундры и северной тайги, а наибольшее - для черноземных и сероземных почв.

Содержание микроорганизмов в почвах варьирует в течение года, что связано с изменением гидротермического режима и многократными генерациями микроорганизмов. Жизнедеятельность микроорганизмов активнее всего летом при благоприятной влажности почвы. В жаркое время, когда почва высыхает, жизнедеятельность микроорганизмов приостанавливается. Оптимальная температура для микроорганизмов 20...35 °С. Бактерии лучше развиваются в нейтральной или слабощелочной среде, грибы - в кислой.

Бактерии - наиболее распространенные в почве микроорганизмы. Больше всего их в верхних горизонтах, особенно в пахотном слое, где создаются лучшие условия аэрации.

По потребности в свободном кислороде воздуха бактерии подразделяют на аэробные, анаэробные и факультативные. Аэробные бактерии живут при наличии кислорода воздуха, анаэробные - без доступа воздуха, а факультативные - как в присутствии воздуха, так и без него.

По способу питания бактерии бывают автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии по способу добывания энергии делятся на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие. К фотосинтезирующим относятся цветные, зеленые и пурпурные бактерии. Для превращения углерода СО 2 в органические соединения своего тела они используют солнечную энергию (фотосинтез). К хемосинтезирующим относятся нитрифицирующие бактерии, серобактерии и железобактерии.

Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиачные соли до нитратов. При благоприятных условиях аэрации на 1 га в рыхлых пахотных почвах за вегетационный период может накопиться до 300 кг нитратов, которые необходимы растениям в качестве источника азотного питания.

Серобактерии окисляют сероводород и серу до серной кислоты, соединяющейся с основаниями с образованием сульфатов, которые могут усваивать растения.

Железобактерии превращают закисные соединения железа в оксиды. Этот процесс протекает в заболоченных почвах.

Гетеротрофные бактерии для питания используют готовое органическое вещество. Они участвуют в таких важнейших процессах почвообразования, как разложение растительных остатков и образование гумуса.

Актиномицеты - это группа бактерий, образующих ветвящиеся клетки, или гифы. Они широко распространены в почве, воде, навозе и других средах. В 1 г почвы их число может достигать 15...36 млн, а масса в пересчете на 1 га - 500...700 кг. Они разлагают клетчатку, лигнин и активно участвуют в образовании гумуса.

Грибы - это гетеротрофные организмы, питающиеся остатками растений и животных. Их можно считать «всеядными», азот они усваивают из минеральных и органических соединений. Углерод грибы потребляют из крахмала, пектина, клетчатки, лигнина и даже амидов. Им необходимы также минеральные вещества (фосфор, калий, магний, сера, железо, марганец и др.).

Многие виды грибов выполняют важную функцию - обеспечивают растения питательными веществами. У некоторых древесных пород (дуб, береза, осина, сосна и др.) окончания корней окутаны грибной микоризой, которая выполняет функцию всасывающего аппарата.

Грибы принимают активное участие в почвообразовательном процессе, в разложении грубых остатков, поступающих в почву, и в образовании гумуса.

Водоросли - автотрофные фотосинтезирующие микроорганизмы, распространенные преимущественно на поверхности почвы. В их клетках содержится хлорофилл, с помощью которого происходит фотосинтез - образование из СО 2 и воды органического вещества.

Зеленые водоросли обитают в районах с холодным климатом, сине-зеленые - в районах с теплым климатом. Водоросли участвуют в процессах выветривания и в первичном почвообразовательном процессе. На рисовых полях водоросли насыщают воду кислородом, без которого растения риса не могут развиваться.

Лишайники - симбиотические организмы, состоящие из двух компонентов: гриба и водорослей. Гриб обеспечивает водоросли водой и минеральными элементами питания, а водоросли синтезируют углеводы, которые потребляет гриб.

По внешнему виду различают накипные, листоватые и кустистые лишайники. Одни из лишайников обильно покрывают почву, другие - деревья в лесотундре и в заболоченных местах средней полосы. В горах распространены литофитные лишайники, живущие на камнях и скалах. Своими гифами лишайники внедряются в горные породы, разрушая их. В результате биологического выветривания образуются примитивные почвы, находящиеся в зачаточном состоянии.

Микроорганизмы участвуют в трансформации органических веществ, образовании простых солей из минеральных и органических соединений почвы, в разрушении и новообразовании почвенных минералов, в передвижении и аккумуляции продуктов почвообразования. Микроорганизмы являются важным звеном биологического круговорота веществ. Их жизнедеятельность сильно влияет на биохимические процессы, питательный и воздушный режимы почвы и на развитие почвенного плодородия.

Почва - среда обитания многих представителей простейших, беспозвоночных и позвоночных животных.

Простейшие - это микроскопические одноклеточные организмы, к которым относятся жгутиковые, амебы, корненожки и инфузории. Они питаются бактериями, водорослями и более мелкими видами простейших. Большинство простейших живут в поверхностном 15-сантиметровом слое почвы в аэробных условиях и участвуют в разложении органических веществ.

Беспозвоночные животные (дождевые черви, членистоногие - клещи, ногохвостки и др.) принимают активное участие в почвообразовании. Дождевые черви улучшают физические свойства почвы: проделывают многочисленные ходы, повышают пористость, аэрацию и водопроницаемость почвы. Продукты жизнедеятельности дождевых червей (копролиты) увеличивают содержание гумуса и емкость поглощения почвы, способствуют образованию водопрочной структуры. Дождевые черви улучшают и химические свойства почвы, снижают ее кислотность. Насекомые (жуки, муравьи и др.) разрыхляют почву, улучшают ее физические свойства, участвуют в минерализации растительных остатков и обогащают почву гумусом.

Позвоночные животные (кроты, суслики, мыши и др.) проделывают в земле различные ходы, смешивают растительные остатки с породой и почвой. Растительность, переработанная в пищеварительных органах животных, попадая в почву, превращается в гумус.

В зоне каштановых почв сурки нередко создают бугристый рельеф, сурчины ухудшают качество почвенного покрова за счет выброшенных на поверхность пород. Массы пород, извлекаемые с глубины, могут вызывать засоление верхних почвенных горизонтов. Землерои часто улучшают водные, воздушные и физические свойства почв. В степях перерытость почвы землероями бывает настолько велика, что почву называют перерытый «кротовинный» чернозем, а в зоне сухих степей - перерытая каштановая почва.

Возраст почв. В развитии почвы различают абсолютный и относительный возраст.

Абсолютный возраст определяется временем, прошедшим от начала возникновения почвы до современной стадии ее развития. Чем раньше территория освободилась от моря или ледника, тем больший возраст имеет почва. Это обусловлено суммарным проявлением биологических процессов. В южных зонах, где на земную поверхность поступает много солнечного света и тепла, биологические процессы протекали более длительный период, чем в северных зонах, поэтому на юге почвообразование наиболее древнее. К старым почвам нашей страны относятся каштановые почвы и черноземы. На севере на поверхность земли поступает меньше солнечной энергии, биологические процессы в зимний период замедленны, кроме того, в ледниковые периоды почвы были разрушены материковыми льдами, абсолютный возраст почв определяется временем последнего ледникового периода (10...25 тыс. лет). Поэтому в таежно-лесной зоне почвы более молодые, чем в степной зоне.

Еще меньший абсолютный возраст имеют почвы тундровой зоны, где территория освободилась от ледника и морских вод в наиболее поздний период.

Относительный возраст зависит от рельефа и свойств почвообразующих пород. Эти факторы влияют на интенсивность почвообразовательных процессов. Так, в Черноземной зоне на песках под сосновым лесом наблюдается более ранний подзолистый период почвообразования, а на суглинистых породах уже давно сформированы лугово-степные черноземные почвы. О влиянии рельефа на относительный возраст почв было сказано выше. Различия в рельефе создают разные направления и скорости биологических процессов на участках, имеющих одинаковый абсолютный возраст.

Производственная деятельность человека. Освоенная почва подвергается сильному воздействию обрабатывающих орудий, на ее состав и свойства влияют вносимые удобрения, мелиоративные мероприятия и др. При этом ее свойства изменяются значительно быстрее, чем это происходит в природных условиях. Действие природных факторов продолжается, но сильно видоизменяется. Влияние климата на обрабатываемую почву становится иным, в особенности в условиях мелиорации - орошения и осушения. С заменой природной растительности на культурную изменяются состав почвенных микроорганизмов и характер биохимических процессов.

В результате правильной агротехники, применения высоких доз органических удобрений, фитомелиорации и других приемов создаются окультуренные и культурные почвы.

Знание законов развития почв необходимо для целенаправленного расширенного воспроизводства почвенного плодородия. Проект землеустройства, составленный с учетом взаимосвязей всех факторов почвообразования в ландшафте, - важная предпосылка для применения системы земледелия, обеспечивающей формирование почв с более высоким уровнем эффективного и потенциального плодородия. Если же производственная деятельность осуществляется без учета условий развития почв и их свойств, то возникают такие отрицательные последствия, как эрозия, засоление, заболачивание, загрязнение, дегумификация, разрушение структуры почв и др.

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

В почве происходит:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вконтакте

Одноклассники

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

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

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

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

Почва приобретает определенную структуру из-за образования почвы.

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

Основные факторы почвообразования

Процесс почвообразования осуществляется под воздействием природных условий вне факторов почвообразования.

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

Природные (природные) факторы.

Существует шесть природных факторов почвообразования:

1. Родители или почвообразующая почва;

2. климат;

3. облегчение;

4. растения и живые организмы;

5. Масса земли

Все природные факторы эквивалентны.

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

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

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

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

Рисунок 2.2.

Функции и роль почвы, образующей почву в образовании почвы.

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

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

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

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

Таблица 2.1. Активная температура в разных географических зонах

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

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

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

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

рельеф зависит от характера обмена низкими и возвышенными поверхностями суши.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Земная гравитация. А. А.

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

время . Возраст почв рассчитывается с начала процесса почвообразования.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Образование почв: факторы, условия и фазы

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

До процесса почвообразования слишком много времени и разрушений породы.

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

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

Факторы почвообразования

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

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

Каменный пол

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

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

климат

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

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

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

рельеф

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

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

Биологический фактор (организмы)

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

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

Роль отдельных групп организмов в процессе почвообразования

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

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

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

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

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

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

Фактор времени

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

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

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

грунтовая вода

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

Антропогенный эффект

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

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

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

Фазы проектирования и эволюционные изменения в почве

Существует несколько этапов проектирования почвы:

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

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

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

Instagram

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе минералов.

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

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

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

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

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

Рельеф — это характер поверхности определенной территории.

3 формы: макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф.

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

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

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

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

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

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

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

Основные факторы почвообразования.

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

Рис. 5.1. Взаимосвязь почвообразующих факторов и почвы во времени

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

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

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

Водный режим почвы – важнейший фактор почвообразования и почвенного плодородия.

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

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

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

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

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

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

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

Выделяют следующие семь типов водного режима почв (рис.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Тепловой режим почвы изменение теплового состояния почвы во времени.

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

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

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

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

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

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

Предыдущая891011121314151617181920212223Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

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

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

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

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

Мощность их может достигать больше сотни метров.

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

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

Климат.

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

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

Биологический фактор.

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

Действуя совокупно, они образуют сложные биоценозы.

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

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

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

Докучаеву) имеет определенное значение в формировании и развитии почв.

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

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