Почва и почвообразование

Почва – тонкий верхний слой земной коры, образовавшийся на поверхности горных пород в результате взаимодействия абиотических факторов литосферы, атмосферы, гидросферы и процессов жизнедеятельности разнообразных представителей биосферы. Почву рассматривают как самостоятельное природное тело, сложного минерально-органического состава, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшее ценное, уникальное и отличительное свойство почвы – плодородие, то есть способность обеспечивать растения необходимыми питательными веществами. Другие не менее важные свойства – это способность удерживать влагу и насыщаемость воздухом. В различных районах Земли толщина почвы колеблется от нескольких миллиметров и сантиметров до 2-3 метров. Почва образуется очень медленно, для полного обновления ее минеральной части на глубину 1 м необходимо 10000 лет.

Гумус (от лат. humus - земля, почва), или перегной, специфическое органическое вещество, накапливаемое в верхнем почвенном слое и определяющее ее плодородие.

Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. В почвенном слое и на его поверхности сосредоточена максимальная плотность живого вещества планеты.

Известный геолог, основатель русской школы почвоведения и географии почв В.В. Докучаев (1846-1903) считал, что, подобно минералам, растениям и животным, почвы представляют собой особые естественно-исторические тела. Они формируются под влиянием нескольких факторов почвообразования, действующих одновременно. Докучаев выделял 10 почвенных типов, а в дополненных современных классификациях их более 100.

Горные породы, на которых образуются почвы, называются материнскими или почвообразующими, они служат источником минеральной части почвы и определяют ее химический, минеральный и механический состав. В зависимости от рельефа перераспределяются тепло и влага, а химический состав, режим грунтовых и почвенных вод воздействуют на многие почвенные процессы. От климата зависят тепловой и водный режимы почвообразования, скорость выветривания горных пород.

Почвообразование. Все горные породы с первых же моментов их образования под влиянием различных процессов начинали немедленно разрушаться. Совокупность этих процессов называется выветриванием или гипергенезом, а совокупность получившихся продуктов называется корой выветривания. В зависимости от характера и причин разрушения горных пород различают физическое, химическое и биологическое выветривание. Процессы выветривания распространяются на глубину, образуя зону гипергенеза, нижняя граница которой проводится по линии верхнего горизонта подземных (пластовых) вод. Ниже зоны гипергенеза выделяют новейшую и древнюю коры выветривания, сформированные в более древние геологические периоды.

Однако сами по себе процессы выветривания не могли привести к накоплению в горной породе элементов пищи растений, а, следовательно, и не могли превратить горную породу в почву. Поэтому началом процесса почвообразования нужно считать тот момент, когда на продуктах выветривания горных пород поселились растительность и микроорганизмы. В этом отношении все существующие почвы на земном шаре представляют собой естественно-историческое тело, образование и развитие которого связано с развитием всей органической жизни на земной поверхности. Один раз зародившись, почвообразовательный процесс никогда не прекращался.

Важнейшими факторами почвообразования, являются: материнские (почвообразующие) породы, растительность, животный мир и микроорганизмы, климат, рельеф местности и возраст почв. К этим пяти основным факторам почвообразования (которые назвал еще Докучаев) сейчас добавляют действие вод (почвенных и грунтовых) и деятельность человека. Ведущее значение всегда имеет биологический фактор, остальные факторы представляют собой лишь фон, на котором происходит развитие почв в природе, однако они оказывают большое влияние на характер и направление почвообразовательного процесса.

Минералогический состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, К, Mg, Ca, С, N, Р, S, значительно меньше микроэлементов: Cu, Mo, I, В, F, Pb и др. Большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, особенно недостаточно увлажняемых, содержится карбонат кальция CaCO₃ (определяет жесткость воды), в почвах засушливых областей – CaSO₄ и другие более легко растворимые соли (хлориты); почвы, влажных тропических областей обогащены Fe и Al.

В почве есть две группы органических веществ. К первой группе относятся соединения, содержащиеся в большом количестве в растительных и животных остатках, а также соединения, являющиеся продуктами жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Это белки, углеводы, органические кислоты, жиры, лигнин, смолы и др. Эти соединения составляют всего 10-15% от всей массы органического вещества почвы.

Вторая группа органических соединений почвы представлена сложным комплексом из гумусовых веществ, или гумуса, возникшего в результате сложных биохимических реакций из соединений первой группы. Гумусовые вещества составляет 85–90% органической части почвы, они представлены сложными высокомолекулярными соединениями кислотного характера: гуминовые кислоты и фульвакислоты. В элементном составе гумусовых веществ важную роль играют С, О, Н, N, Р. В гумусе содержатся основные элементы питания растений, которые под воздействием микроорганизмов становятся доступными для растений. Содержание гумуса в верхнем горизонте разных типов почв колеблется в широких пределах: от 1% в серо-бурых пустынных почвах до 12–15% в черноземах. Типы почв отличаются характером изменения количества гумуса с глубиной.

Жидкая часть почвы или почвенный раствор – это содержащаяся в почве вода с растворенными в ней газами, минеральными и органическими веществами, попавшими в нее при прохождении через атмосферу и просачивании через почвенную толщу. В ней происходит миграция химических элементов в процессе почвообразования, и растения снабжаются водой с растворенными элементами питания. Реакция почвенного раствора в почвах разных типов неодинакова: кислую реакцию (pH < 7) имеют подзолистые, серые лесные, торфяные почвы, красноземы, желтоземы, щелочную (pH>7) – содовые солонцы, нейтральную или слабощелочную (pH = 7) – обыкновенные черноземы, луговые и коричневые почвы. Слишком кислый или щелочной почвенный раствор отрицательно влияет на рост и развитие растений.

Газообразная часть, или почвенный воздух, заполняет поры почвы, не занятые водой. Суммарный объем почвенных пор (порозность) составляет от 25 до 60% объема почвы. В состав почвенного воздуха входят N₂, O₂, CO₂, летучие органические соединения, пары воды, он отличается от атмосферного и определяется характером протекающих в почве химических, биохимических, биологических процессов. Состав почвенного воздуха в зависимости от внешних условий и времени года может существенно меняться. Например, количество углекислого газа (CO₂) в почвенном воздухе значительно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Если в почвенном воздухе резко уменьшается содержание кислорода, то развиваются анаэробные микробиологические процессы, приводящие к образованию метана, сероводорода, аммиака и некоторых других газов, некоторые из них ядовиты.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов и почвенных животных. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам – важнейшим компонентам биосферы.

В результате длительных процессов почвообразования происходит разделение почвенной толщи на почвенные горизонты – однородные слои, обладающие одинаковым цветом, строением, структурой и другими признаками (рис. 37).

Типы почв. Формирование почвы зависит от сочетания факторов почвообразования, которые различаются на обширных пространствах Земли. Например, там, где температура воздуха невысока, выпадает мало осадков и растительность скудная, почвенный слой тонкий и содержит мало гумуса. Зато в районах с достаточным количеством тепла и осадков, с богатой травянистой растительностью образуются мощные плодородные почвы. В начале XX века В.В. Докучаев впервые сформулировал закон зональности почв: «почвы… должны располагаться по земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и пр.». На земном шаре почвы закономерно изменяются на равнинах от экватора к полюсам, а в горах – от подножий к вершинам. Внутри одной природной зоны факторы почвообразования разнятся, поэтому вместе с основным типом почвы в ее пределах образуются и другие типы. В связи с этим почвенная карта мира отличается необыкновенной пестротой.

Дата добавления: 2015-07-11