Факторы почвообразования

В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов и разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает связность, влагоемкость, поглотительную способность и другие свойства.

Биологическое – механическое разрушение и химическое изменение горных пород и минералов под действием организмов и продуктов их жизнедеятельности. В разрушении горных пород в поверхностных слоях земли активно участвуют живые организмы. При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые для построения своего тела минеральные вещества и аккумулитируют их в поверхностных горизонтах породы, создавая условия для формирования почв.

Главные почвообразующие породы.

К ним относятся  рыхлые осадочные породы и на них почти повсеместно развиваются почвы.

Элювиальные породы (элювий) – продукты выветривания коренных пород, оставшиеся на месте образования. В зависимости от свойств исходной породы, климатических условий и рельефа элювий отличается большим разнообразием по составу и мощности. Для элювия характерны тесные связи с исходной породой, постепенный переход от рыхлого мелкоземнистого материала к плотной породе.

Значение элювиальных  пород в почвообразовании определяется их свойствами. На элювии карбонатных пород в Нечерноземной зоне формируются плодородные дерновые почвы. На маломощном элювии почвы отличаются щебеночным составом.

Дэлювиальными породами (делювием), называются наносы, отложенные на склонах дождевыми  и талыми водами. Дэлювий откладывается в виде пологого шлейфа. В вершине шлейфа часто накапливается грубый материал, иногда обломочный, а в конце шлейфа – пылеватый, глинистый. Плоскостной склоновый сток формирует дэлювиальные наносы с большей мощностью у основания склона, где движение воды замедляется и материал оседает.

Для дэлювия  характерны относительная сортированность  и хорошо выраженная слоистость. Встречаются несортированные и неслоистые наносы. По составу дэлювий разнообразен.

Дэлювиальные  породы широко распространены в предгорных областях и служат материнскими породами для различных почв.

Пролювий формируется  в горных странах, у подножия гор  в результате деятельности временных водных  и селевых потоков значительной силы. Пролювий характеризуется плохой сортированностью, включением крупнообломочного материала.

Дэлювий и пролювий часто сочетаются, образуя дэлювиально-пролювиальные  отложения.

Аллювиальные  породы (аллювий), представляет собой осадки, отложения при разливе рек (пойменный аллювий). Аллювиальные отложения характеризуются горизонтальной или косой слоистостью, окатанностью минеральных зерен, включением органических остатков. К аллювиальным породам относятся также донные отложения рек (русловый аллювий). Русловый аллювий обычно сложен песками различной зернистости.

Пойменный аллювий преимущественно суглинистый и глинистый. В пределах поймы, в старицах, накапливается старичный аллювий, богатый органическим веществом.

Горные реки в отличие от равнинных формируют  только русловый аллювий.

Аллювий служит материнской породой для различных пойменных почв, отличающихся высоким плодородием.

Озерные отложения  выполняют понижения древнего рельефа, отличаются глинистостью и слоистостью. Таковы, например, ленточные глины, образовавшиеся в предледниковых озерах. В озерных отложениях часто наблюдаются органические прослойки, могут накапливаться углекислый кальций, а в сухих областях –гипс и легкорастворимые соли. Накопление легкорастворимых солей превращает озерные отложения в засоленные. Пересыхая соленые озера образуют солончаки.

Ледниковые (моренные) отложения – продукты выветривания различных пород, перемещенные и отложенные ледником. Обычно залегают на возвышенных водораздельных пространствах. Для морен характерны следующие особенности: несортированность, неоднородный механический состав, наличие валунов, обогащенность песчаными фракциями, красно-бурая, реже желто-бурая и другая окраска.

Окраска зависит  от характера коренных пород подледникового ложа, условий выветривания и почвообразования. При оглеении цвет морены приобретает  серо-сизый оттенок.

По механическому  составу морены разнообразны, однако наиболее широко представлены валунными песчанистыми суглинками. По химическому составу различают бескарбонатные и карбонатные морены. На карбонатной морене формируются слабо- и среднеподзолистые виды почв, а также плодородные дерново-карбонатные почвы. На бескарбонатных средне- и сильноподзолистые.

Флювиогляциальные (водно-ледниковые) отложения связаны  с деятельностью мощных ледниковых потоков. Вытекая из-под ледника, они перемещали моренный материал и переоткладывали его за краем ледника.

Флювиогляциальные отложения характеризуются сортированность, слоистостью, не содержат валунов, бескарбонатные, преимущественно песчаные и песчано-галечниковые. Почвы сформированные на флювиогляциальных отложениях, отличаются низким плодородием. Они бедны гумусом, питательными веществами, обладают малой влагоемкостью. Здесь развиваются болотно-подзолистые почвы.

Покровные суглинки распространены в зоне ледниковых отложений и рассматриваются  как отложения мелководных приледниковых разливов талых вод. Для них характерно покровное залегание на морене, откуда и произошло их название.

Они характеризуются  желто-бурой окраской, хорошо выраженной сортированностью, большим содержанием пылеватых фракций, не содержат валунов. По механическому составу – чаще тяжелые и средние пылеватые суглинки однородного строения с преобладанием фракций крупной пыли и ила. По химическому составу преимущественно бескарбонатные. На покровных суглинках развиты подзолистые, дерново-подзолистые почвы, нередко испытывающие переувлажнение, а также серые лесные почвы.

Лёссы и лёссовидные  суглинки имеют различный генезис. Их общими чертами являются палевая или буровато-палевая окраска, карбонатность, пылевато-суглинистый механический состав с преобладанием крупнопылеватой фракции, мучнистость, пористость, рыхлое сложение, микроагрегированность, хорошая проницаемотсть.

По химическим и водно-физическим свойствам эти  породы наиболее благоприятны для развития растений. При благоприятных климатических условиях на них формируются высокоплодородные черноземные почвы, а также сероземы, каштановые, серые лесные.

Эоловые отложения  образуются в результате аккумулятивной деятельности ветра, которая проявляется  особенно интенсивно в пустынях. К эоловым отложениям относятся сортированные песчаные наносы, которые откладываются недалеко от областей дефляции. Эти наносы образуют особые формы рельефа – бугры, дюны, барханы.

Морские отложения  формируются в результате преремещения береговой линий морей, явлений  трансгрессии и регрессии, которые неоднакратно наблюдались в четвертичный период. Морские отложения отличаются слоистостью, сортированностью и большой аккумуляцией солей. Выходя местами на поверхность приводят к образованию засоленных почв.

Роль почвообразующих  пород в почвообразовании определяется тем, что они в значительной степени влияют на состав, свойства формирующихся из них почв. Это, в свою очередь, сказывается на скорости преобразования минеральной массы при почвообразовании, закрепления образующихся органических веществ и т. п.

Минералогический, химический и механический состав пород  определяет условия произрастания  растений, оказывает большое влияние  на гумусонакопление, оподзоливание, оглеение, засоление и другие процессы. В  зависимости от механического состава породы различают по водопроницаемости, влагоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их водный, воздушный, тепловой режимы. От материнских пород зависят скорость и направление почвообразовательного процесса, формирование и уровень почвенного плодородия, а также условия использования почв в сельском хозяйстве.

 

 

1.2 КЛИМАТ КАК ФАКТОР ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

 

Под атмосферным  климатом понимают среднее состояние  атмосферы той или иной территории, характеризуемое средними показателями метеорологических элементов и их крайними показателями, дающими представление об амплитудах колебаний в течении суток, сезонов и целого года.

Для познания природы  почвенных процессов важнейшее  значение имеют климатические показатели, характеризующие температурные условия и увлажнение, поскольку с ними тесно связан водно-температурный режим почв и биологические процессы. К таким показателям в первую очередь должны быть отнесены агроклиматические показатели вегетационного периода, когда в почве протекают наиболее активные процессы. Поскольку почвенные процессы не прекращаются полностью после вегетации, определенное значение имеют и среднегодовые климатические показатели и показатели межвегетационного периода.

Главный источник энергии  для биологических и почвенных  процессов - солнечная радиация, а основной источник увлажнения – атмосферные осадки. Солнечная радиация поглощается земной поверхностью, а затем постепенно излучается и нагревает атмосферу. Вода, попадая в почву, поглощается растениями и возвращается в атмосферу через транспирацию или в результате физического испарения. Таким образом устанавливается постоянный тепло- и влагообмен между почвой и атмосферой. В процессе этого обмена формируется гидротермический режим почвы, который является важнейшим ее свойством.

Основой для выделения главных термических групп климатов является сумма среднесуточных температур выше 10 ^оС за вегетационный период.

Климаты названных  термических групп располагаются  в виде широтных поясов, окружающих земной шар. Пояса характеризуются не только суммой среднесуточных температур, но и определенными типами растительности и почв, варьирующими в широких пределах в зависимости от увлажнения. Они получили название почвенно-биотермических поясов.

С главными термическими группами климатов в почвообразовании сопряжены тепловой режим почв, скорость химических и биохимических процессов, биологическая продуктивность при оптимальном увлажнении.

По условиям увлажнения осадками при почвенных  исследованиях различают 6 главных  групп климатов.

Критерием для  такого разделения служит отношение  количества осадков к испаряемости, получившее название коэффициент увлажнения (КУ). Он впервые был установлен Г. Н. Высоцким и позднее применен в классификации климатов земного шара Н. Н. Ивановым.

С градациями климата по атмосферному увлажнению сопряжены: водный режим почв при одинаковом положении их в рельефе; окислительно-восстановительный потенциал; степень выветрелости и выщелоченности при одинаковых термических условиях.

Большое значение имеют градации климата по суровости зимы, выражающиеся в степени его континентальности. Различия по континентальности наиболее резко выделяются в полярной, бореальной и суббореальной группах климатов. Они обусловливают термический режим нижних горизонтов почв в зависимости от мощности снегового покрова и глубины зимнего промерзания почв и находят отражение, в классификации почв при выделении фациальных подтипов.

Большую роль в  формировании почв играют распределение  осадков по сезонам года, интенсивность выпадения осадков, определяющее их промачивающую и размывающую силу, относительная влажность воздуха и сила ветра также по сезонам. Все эти явления влияют на многие особенности биологических и почвенных процессов и обусловливают развитие водной и ветровой эрозии почв. Климат оказывает прямое и косвенное влияние на почвообразование. Прямое проявляется в непосредственном воздействии элементов климата (увлажнение почвы осадками и ее промачивание, нагревание, охлаждение), косвенное через воздействие климата на растительный и животный мир.

Разносторонняя  роль климата как фактора почвообразования состоит в следующем: во-первых, климат – важный фактор развития биологических и биохимических процессов. Определенное сочетание температурных условий и увлажнения обусловливает тип растительности, темпы создания и разрушения органического вещества, состав и интенсивность деятельности почвенный микрофлоры и фауны. Во-вторых, атмосферный климат, преломляясь через свойства и состав почвы, оказывает огромное влияние на водно-воздушный, температурный и окислительно-восстановительный режим почвы. В-третьих с климатическими условиями тесно связаны процессы превращения минеральных соединений в почве (направление и темп выветривания, аккумуляция продуктов почвообразования). В-четвертых климат оказывает большое влияние на процессы водной и ветровой эрозии почв.

 

1.3 ОРГАНИЗМЫ И ИХ РОЛЬ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ И ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ

 

В почвообразовании участвуют три группы организмов – зеленые растения, микроорганизмы и животные, образующие на суше сложные  биоценозы. При совместном воздействии организмов в процессе их жизнедеятельности, а также за счет продуктов жизнедеятельности осуществляются важнейшие звенья почвообразования – синтез и разрушение органического вещества, избирательная концентрация биологически важных элементов, разрушение и новообразование минералов, миграция и аккумуляция веществ и другие явления, составляющие сущность почвообразовательного процесса и определяющие формирование главного свойства почвы – плодородия.

Вместе  с тем функции каждой из этих групп как почвообразователя различны.

Роль  микроорганизмов в почвообразовании.

Микроорганизмы  почвы весьма разнообразны по составу  и биологической деятельности. Здесь  распространены бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли, простейшие. Суммарная  масса микроорганизмов только в поверхностном горизонте достигает нескольких тонн на гектар. Численность микроорганизмов измеряется миллиардами в 1 г почвы. В целом для планеты масса почвенных микроорганизмов определяется в 10^8-9 т, т. е. составляет 0,01-0,1% от всей биомассы суши.

Бактерии –  это одноклеточные организмы  размером в несколько микрометров. По характеру поглощения углерода выделяют автотрофные бактерии, усваивающие углерод из воздуха, и гетеротрофные, получающие углерод из готовых органических соединений. По отношению к азоту лишь часть бактерий автотрофна, т. е. способна усваивать этот элемент из воздуха.

Автотрофные бактерии поглощают углерод из углекислоты; этот процесс эндотермический, требующий  затраты дополнительной внешней энергии. В качестве таковой бактерии используют энергию окисления некоторых минеральных соединений. Этот процесс получил название хемосинтеза.