8.Учение докучаева о почве

В. В. Докучаеву (1846-1903) принадлежит огромная роль в создании отечественного почвоведения, он также автор многочисленных работ по геоботанике, геологии, минералогии. Из школы Докучаева вышли В.И.Вернадский, А.Е.Ферсман, А.И.Перельман и др. Докучаев был основоположником учения о ландшафтах.

После окончания ПГУ Докучаев стал работать на кафедре геологии и минералогии ПГУ, а также вступил в Вольное экономическое общество, где занимался. В 1876 г. он был приглашен в Черноземную комиссию ВЭО. Докучаев разработал программу работ комиссии, включавшую геолого-географические и физико-химические исследования чернозема. Докучаев отмечал, что для проведения такой работы необходимо дать определения многим основополагающим понятиям, связанным с почвами, объяснить многие общие явления. В 1883 г. вышла в свет монография Докучаева “Русский чернозем”, явившаяся основополагающим трудом в отечественном почвоведении. В этой работе подробно исследовались свойства, происхождение, изменчивость в пространстве и пределы распространения черноземов.

Докучаев отмечал, что почва представляет собой сложное образование, морфологически и химически хорошо отличимое от рыхлых отложений. Он доказал (на примере чернозема), что почвы представляют собой особые естественно исторические тела, заметил, что почва есть результат взаимодействия различных компонентов географической среды. Докучаев установил, что почвы имеют определенный генетический профиль, особенности которого определяются климатическими условиями, характером растительности, деятельностью населяющих почву животных, составом и свойствами материнской породы, условиями рельефа, в которых образуется почва, а также продолжительностью почвообразования. Сферу взаимодействия природных компонентов Докучаев называл “четвертым царством природы”. В соответствии с этими принципами Докучаев составил “Схематическую почвенную карту черноземной полосы Европейской России.

Основа метода изучения почв, предложенного Докучаевым, состоит в сравнительно-географическом изучении почв в совокупности с факторами почвообразования. Разработанный Докучаевым комплексный сравнительно-географический метод исследования почв и поныне является руководящим при изучении генезиса и географии почв и составлении почвенных карт.

В соответствии с разработанной им самим новой методикой комплексного изучения почв, в 1882 г. Докучаев с группой студентов начал почвенные исследования в Нижегородской губернии. Потом была выполнена подобная работа для Полтавской губернии. В 1888 г. Докучаев возглавил Почвенную комиссию в ВЭО. В 1892-1895 гг. Докучаев был директором Ново-Алексадрийского сельскохозяйственного института. В институте была основана первая в России кафедра почвоведения.

В 1891 г. часть черноземных областей России подверглось серьезной засухе. Это натолкнуло Докучаева на размышления об истощении земель, антропогенном воздействии на почвы. Этим вопросам Докучаев посвятил книгу “Наши степи прежде и теперь”.

В 1892 г. под эгидой Лесного департамента Докучаев организовал “Особую экспедицию по учету различных способов и приемов лесного и водного хозяйства в степях России”. Экспедиция занималась изучением водного и теплового режима черноземных почв и влияния на их свойства лесной растительности.

Уже в первых своих работах Докучаев развивает идею географической зональности почвенного покрова и тесной связи почв с зонами природы. Дополнительные данные для подобных обобщений он получил при изучении в 1898-1900 гг. почв Кавказа, Туркестана, Закаспийской низменности. Идея зональности была отражена и на почвенной карте Европейской России, опубликованной в 1900 г. В 1899 г. вышла статья Докучаева “К учению о зонах природы”. Таким образом, Докучаев стал основоположником нового направления в географической науки, связанного с комплексным изучением природных ландшафтов, сформулировал основной закон физической географии – закон географической зональности.

Три основных постулата развитых Докучаевым:

1. Почва – не верхний слой земной коры, не вместилище корней, не кора выветривания, а самостоятельное естественно-историческое тело. «Почва-это исключительно те дневные или близкие к ним горизонты горных пород, которые более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов живых и мёртвых. Где этого условия нет, там нет и естественных почв, а есть или искусственная смесь, или горная порода.» (с) В.В.Докучаев

2. Учение о факторах почвообразования. Почва=f(Климат, Горные породы, Организмы, Рельеф, Время). Все факторы играют важную, равнозначную роль в процессе почвообразования. Почвы можно изучать, только изучая факторы почвообразования, если изменяется даже один фактор, почвы меняются.

3. Метод изучения: естественно-исторический или сравнительно-географический

В команде В.В.Докучаева также были В.И.Вернадский, Левенсон-Лесинг, Краснов, Танфильев, Сибирцев, Глинка.

9.Генетические горизонты почв

В результате необратимых элементарных почвообразовательных процессов происходит дифференциация первоначально однородной толщи материнской породы на генетические почвенные горизонты. Каждый горизонт имеет специфических химический состав, физические и физико-химические свойства и определенную степень насыщенности живым веществом. Совокупности элементарных почвообразовательных процессов, протекающих совместно и приводящих к обособлению определенных почвенных генетических горизонтов, называются горизонтообразующими, или частными почвообразовательными макропроцессами. Совокупности совместно проткающих частных почвообразовательных макропроцессов, приводящих к формированию определенного почвенного профиля, слагаются в общие почвообразовательные макропроцессы (черноземный, болотный, солонцовый). Главные генетические горизонты почв:

1. Гумусово-аккумулятивные горизонты А1 – образуются в верхней части профиля, куда поступает максимальное количество растительных остатков. Имеет черный цвет. С глубиной окраска более светлая (до палево-серой). Мощность колеблется от нескольких см до 1,5 м. В некоторый почвах на поверхности имеется слой неразложившихся или слаборазложившихся органических остатков (подстилка в лесу, дернина на лугу, степной войлок в степи). Это грубогумусовый горизонт, или горизонт подстилки, А0.

2. Метаморфические горизонты, или горизонты внутрипочвенного выветривания B_m. Формируются в средней безгумусовой или малогумусовой части профиля в определенных гидротермических условиях (длительные положительные температуры, достаточная влажность, на породах, богатых первичными алюмосиликатами и силикатами). При выветривании указанных пород накапливаются глинистые минералы, образуются коллоидные осадки, горизонты метаморфизации оглиниваются. Вследствие деятельности корней и почвенной фауны нарушается сложение исходной породы (особенно если почвообразование идет на коре выветривания массивных пород). Метаморфические горизонты подразделяются по составу образующихся в них вторичных минералов.

3. Иллювиальные горизонты В. Формируются в средней и нижней частях профиля за счет вмывания в них из верхней части относительно подвижных продуктов почвообразования, перемещающихся в виде суспензий, коллоидных и истинных растворов и выпадающих в осадок по мере испарения растворов и изменения физико-химической и термодинамической обстановок. Иллювиальные горизонты обладают обычно тяжелым гранулометрическим составом, плотные, имеют крупнопризматическую, глыбистую, стобчатую структуру. Они обогащены относительно подвижными минеральными, органо-минеральными или органическими веществами, выносимыми из верхней части почвенной толщи. Внешний вид и химический состав иллювиальных горизонтов определяется разной степенью растворимости передвигающегося в почве вещества. Наиболее подвижны легко растворимые вещества. Выделяют иллювиальные кольматированные (глинистыми суспензиями) B_t, железистые B_Fe, органо-железистые, органо-алюминиевые B_h, карбонатные B_Ca и гипсовые B_Cs горизонты.

4. Элювиальные горизонты А2. Формируются над иллювиальными горизонтами за счет вымывания из них различных подвижных продуктов почвообразования и накопления остаточных, самых устойчивых труднорастворимых минералов (кварц, аморфный кремнезем). Вымывание красящих веществ (гумуса, соединений железа) и остаточное накопление светлых минералов обусловливают светлую белесую окраску элювиальных горизонтов. Вымывание глинистых частиц и коллоидов приводит к остаточному накоплению песчаных и пылеватых частиц, поэтому элювиальные горизонты выделяются в профиле легким гранулометрическим составом, пылеватостью, непрочной плитчатой или листоватой структурой.

5. Глеевые горизонты G. Формируются при постоянном или временном застое в пределах почвенной толщи влаги или при близком горизонта грунтовых вод и плохой аэрации почв. В таких почвах развиваются восстановительные процессы. Появление закисных соединений железа обусловливает голубовато- и зеленовато-серую окраски, по ходам корней и трещинам, в местах проникновения воздуха появляются ржавые и охристые пятна гидроксидов железа.

6. Горизонты гидрогенной аккумуляции подвижных соединений S. Формируются в разных частях почвы в результате выпадения из растворов веществ, приносимых со стороны с почвенными или грунтовыми водами. При испарении вод растворенные в них соли кристаллизуются на поверхности почв или внутри почвенной толщи в трещинах, порах и корневых ходах или образуя сцементированные плотные горизонты хардэны. По составу накапливающихся пород горизонты гидрогенной аккумуляции весьма различны. В засушливых областях распространены горизонты гидрогенной аккумуляции легкорастворимых солей, гипса, извести и аморфного кремнезема; в более влажных – сцементированные ожелезненные горизонты.

Почвообразующая порода, не затронутая почвообразованием, обозначается буквой C, если она быстро сменяестя другой породой, последняя обозначается индексом D.

10.Генетический профиль почв.

Почвенным профилем называется определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов в пределах почвенного индивидуума, специфическая для каждого типа почвообразования. Профиль почвы характеризует изменение ее свойств по вертикали, связанное с воздействием почвообразовательного процесса на материнскую горную породу (рис. 5). Наблюдается закономерное, зависящее от типа почвообразования изменение гранулометрического, минералогического, химического состава, физических, химических и биологических свойств почвенного тела от поверхности почвы вглубь до незатронутой почвообразованием материнской породы Это изменение может быть постепенным, что отражается плавным ходом соответствующих кривых на графиках распределения, характеризующих те или иные параметры почвы, например содержание гумуса, илистых частиц, полуторных оксидов. С другой стороны, кривые могут иметь ряд минимумов и максимумов, что отражает горизонты выноса и аккумуляции тех или иных веществ, резкие различия в составе и свойствах горизонтов профиля.  Главные факторы образования почвенного профиля, т. е. дифференциации исходной почвообразующей породы на генетические горизонты, — это, во-первых, вертикальные потоки вещества и энергии (нисходящие или восходящие в зависимости от типа почвообразования и его годовой, сезонной или многолетней цикличности) и, во-вторых, вертикальное распределение живого вещества (корневые системы растений, микроорганизмы, почвообитающие животные). Строение почвенного профиля, т. е. характер и последовательность составляющих его генетических горизонтов, специфично для каждого типа почвы и служит его основной диагностической характеристикой. При этом имеется в виду, что все горизонты в профиле взаимно связаны и обусловлены.  И хотя в разных типах почв отдельные горизонты могут иметь близкие признаки и свойства и быть аналогичными или однотипными в генетическом плане, как, например, гумусовый или глеевый горизонты в разных почвах, тем не менее для каждой конкретной почвы всегда имеется комплекс взаимосвязанных горизонтов, составляющих ее характерный профиль, а не их простая сумма. Генетическая целостность, единство почвенного профиля — основное свойство почвенного тела, почвы как таковой, формирующейся в процессе почвообразования из исходной материнской породы как единое целое и развивающейся во времени в единстве составляющих ее генетических горизонтов.