2. Место почвоведения в системе наук.

В системе естественных наук теоретическое почвоведение тесно связано с физико-математическими, химическими, биологическими, геологическими и географическими науками, опирается на разработанные ими фундаментальные закону и методы исследования.

Самостоятельными отраслями почвоведения стали: физика почв, химия и физикохимия почв; биология, микробиология и зоология почв, биохимия почв; минералогия и микромофрология почв, учение о динамике почв и почвенных режимах, география и картография почв. Развивается математическое моделирование почвенных процессов, изучаются балансы вещества и энергии в почвах как части экосистем. Наряду с химическими анализами широко применяются различные физические методы исследования химического и минералогического состава почв: спектральный, атомно-адсорбционный, полярографический, термический, рентгеновский, электронно-микроскопический.

В картографии почв, особенно при составлении крупномасшатбных почвенных карт, применяют методы дешифрирования аэроснимков, интерпретация почвенного покрова по спектрозональным снимкам с космических спутников, планомерно исследуются структуры почвенного покрова. Для составления карт используются компьютерные банки данных и геоинформационные системы.

Геохимия ландшафта – отрасль географии, изучающая историю и закономерности рассеяния и концентрации химических элементов в ландшафтах, различных географически зонах и геоморфологических областях.

Теоретическое почвоведение с самого начала своего становления было ориентировано на решение крупных практических задач, и это, несомненно, способствовало развитию не только прикладных областей, но и целого ряда теоретических разделов науки о почвах. Первые в почвоведении научные закономерности, установленные Докучаевым, представляли собой не что иное, как обобщение результатов исследований, имевших чисто практические цели.

В настоящее время оформились крупные прикладные отрасли почвоведения для сельского (агропочвоведение: агрофизика, агрохимия) и для лесного (лесное почвоведение) хозяйства, ирригации и мелиорации (мелиоративное почвоведение, гражданского и промышленного строительства и транспорта (грунтоведение), поисков полезных ископаемых, здравоохранения и охраны окружающей среды от порчи и загрязнения (санитарное почвоведение). Для нужд обороны существует военное почвоведение.

3. Время как фактор почвообразования

Составляющие почвообразовательного процесса

1. Источники и форма энергии обеспечивающей процесс почвообразования

2. Типы веществ, вовлеченные в процесс почвообразования (материальная основа)

3. Механизмы процессов почвообразования

4. Результат процесса

Докучаев относил этот фактор к таким же как все остальные. Но время не является источником вещества и энергии и не перераспределяет вещество и энергию, время не является причиной изменения почв. По Докучаеву: «время – некий множитель, на который нужно умножать действие остальных факторов». Время форма существования всего сущего на Земле (всех факторов почвообразования).

П=f(ГП,О,К.Р,В)

П=f(ГП,О,К.Р)*В

4.Влияние грунтовых вод.

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. Определенное влияние на почвообразование оказывают почвенно-грунтовые воды. Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. Для большей части почв на междуречных пространствах основным источником воды служат атмосферные осадки. Однако там, где грунтовые воды расположены неглубоко, они оказывают сильное воздействие на почвообразование. Под их влиянием меняется водный и воздушный режимы почв. Грунтовые воды обогащают почвы химическими соединениями, которые в них содержатся, в отдельных случаях вызывают засоление. В переувлажненных почвах содержится недостаточное количество кислорода, что обусловливает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов. В результате воздействия грунтовых вод формируются особые почвы.

Эти характеристики формируют водный режим почв.

1. Грунтовые воды залегают глубоко, Территории с Ку>1

1. Хороший дренаж , влага промывает почву вплоть до грунтовых вод.

Продукты почвообразования выносятся вниз

Промывной тип водного режима

2. Плохой дренаж (многолетнемерзлые породы или водоупор)

Продукты почвообразования не выносятся за пределы профиля, переувлажнение почв, дефицит кислорода

Водозастойный тип водного режима

2. Грунтовые воды залегают глубоко, Ку<1

1. Хороший дренаж

Влага частично просачивается в почву и, постепенно испаряясь, прекращает свое движение вниз. Формируется мертвый горизонт, почва не промывается.

Продукты почвообразования переносятся из верхней части в среднюю или нижнюю, не выходя за пределы профиля.

Непромывной тип водного режима.

2. Плохой дренаж

Водозастойный тип водного режима (?)

3. Грунтовые воды залегают неглубоко, Ky<1

Влага испаряется из почвы, из нижнего слоя влага будет подниматься, испаряться, а растворенные вещества выпадать в виде осадков.

Выпотной тип водного режима.

5.Вторичные минералы в почвах.

При выветривании часть первичных минералов полностью разрушается, часть испытывает определенное преобразование, сопровождающееся возникновением новых, вторичных (гипергенных) минералов.

Особенно типичны для коры выветривания глинистые минералы. Они характеризуются чрезвычайно высокой дисперсностью. Часть этих минералов аморфна, но подавляющее большинство имеет кристаллическое строение. Их кристаллическая структура обычно слоистая, напоминающая структуру слюды.

В кристаллической структуре каолинита чередуются плоские двухслойные пакеты. Нижний слой состоит из кремнийкислородных тетраэдров, верхний – из алюмогидроксильных октаэдров. Кристаллическая решетка каолинита неподвижна, поэтому он не разбухает от воды. Каолинит – один из конечных продуктов выветривания первичных силикатов. Он весьма распространен в древних корах выветривания.

Структура монтмориллонита характеризуется тремя слоями в плоских пакетах. Нижний и верхний слои сложены кремнекислородными тетраэдрами, а между ними заключен слой алюмогидроксильных октаэдров. При этом кремний может частично заменяться алюминием, а алюминий в среднем слое – магнием, железом, никелем, цинком, медью и другими химическими элементами. Кристаллическая решетка монтмориллонита подвижна, в межпакетные пространства может входить вода, при этом порода разбухает.

Гидрослюды составляют значительную часть дисперсных силикатов кор выветривания и весьма распространены в современных почвах. Гидрослюды обладают трехслойными пакетами, которые между собой соединяются ионами гидроксония H₃O⁺ и калия. Если гидрослюды образуются из слюд, то сохраняются элементы кристаллохимического строения исходных минералов (трехслойных пакетов). При образовании гидрослюд из других силикатов происходит полная перестройка кристаллической решетки.

К вторичным минералам также относятся минералы группы гидроксидов железа (гидрогетит, гидрогематит), являющиеся распространенными новообразованиями; минералы группы гидроксидов марганца (пиролюзит, псиломелан); минералы группы гидроксидов алюминия (гидроаргиллит, диасприбёмит) и др. При выветривании в засушливых и сухих услоивях образуется минерал группы карбонатов кальцит CaCO₃. Обычно он встречается в виде тонких налетов, а в определенных географических условиях – в форме сплошных кор.