16. Почвообразующие макропроцессы

Процесс почвообразования – превращение горной породы в почву. Он осуществляется в результате длительного взаимодействия массы материнской горной породы с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности и элементами гидро- и атмосферы. В основе процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот веществ, развивающийся на фоне большого геологического круговорота веществ.

Почвообразовательный процесс относится к категории био-физико-химических процессов. Агентами почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, кислород воздуха и углекислота.

Наиболее важные слагаемые почвообразовательного процесса:

Превращение (трансформация) минералов горной породы, из которой образуется почва (а в дальнейшем и самой почвы).

Накопление в ней органических остатков и их постепенная трансформация

Взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органоминеральных соединений

Накопление в верхней части почвы ряда биофильных элементов, и, прежде всего элементов питания

Передвижение продуктов почвообразования с током влаги по вертикальной толще формирующейся почвы

– выветривание носит биохимический характер. В почве образуются 2 минералы: глинистые минералы и 2 несиликатные оксиды Si, Fe, Al(они малоподвижны и накапливаются на месте образования). Интенсивно разрушаются 1 элементы и алюмосиликаты.

– главные процессы превращения органического вещества:

гумификация – превращение части промежуточных продуктов разложения органического вещества в специфические сложные высокомолекулярные вещества – гумусовые кислоты

минерализация

А.А. Роде так классифицирует почвенные процессы:

Микропроцессы – элементарные почвенные процессы, формирующие почвенные режимы (пример: нагревание, охлаждение, увлажнение, высыхание и т. п.)

Мезопроцессы – конкретные почвенные процессы – слагаются из микропроцессов и формируют важнейшие генетические комплексы свойств почв (оглинение, засоление, оподзоливание и т. п.)

Макропроцессы – совокупность мезопроцессов, формирующих почвенный тип, как целостное образование с определенным генетическим профилем, системой почвенных режимов и плодородием (черноземообразование, подзолообразование, красноземообразование и т.п.)

17. Биологический круговорот и его значение

Биологический круговорот вещества – наиболее универсальное явление, характеризующее взаимоотношения различных живых организмов с почвой как средой их обитания. Биокруговорот веществ включает в себя следующие звенья: 1) поглощение живыми организмами из окружающей среды химических элементов и их соединений; 2) построение из поглощенных соединений живых тканей; 3) отмирание организмов, минерализация органических остатков и возврат элементов в окружающую среду.

В почвах наблюдается сложная система биологических круговоротов химических элементов, в которых участвуют микроорганизмы, почвенная фауна и высшие растения.

Микроорганизмы поглощают из почвы и отдают ей самые разные химические элементы (диатомные водоросли поглощают кремний, железобактерии – марганец и железо, бактерии-азотофисаторы – как ни странно, азот). Высокая скорость обмена веществ в этих процессах компенсирует относительно невысокую емкость в каждый отдельный момент времени.

Животные, обитающие в почвах и на ее поверхности, имеют более длительные по сравнению с микроорганизмами жизненные циклы. Но вследствие их большей массы емкость процессов, вызываемых ими, достигает значительных величин.

Очень динамичен биокруговорот, осуществляемых в почвах высшими растениями. В биокруговороте веществ в системе почва – живые растения – опад – почва можно выделить два основных звена: а) поглощение растениями веществ из почвы; б) возврат растениями веществ в почву.

Растения поглощают химические элементы весьма избирательно. Для характеристики такой избирательности используют предложенные Полыновым и Перельманом коэффициенты биологического поглощения, рассчитанные как отношения содержания данного химического элемента в золе растений к его кларку в литосфере. Наиболее энергично накопляемыми (коэффициент поглощения от 10-ков до 100-н) являются P, S, Cl, I; далее идут K, Ca, Mg, Na и др. К элементам слабого накопления и слабого накопления и среднего захвата относятся Mn, Cu, Ni, As, Hg, Fe, Si, Li, Cs; к веществам слабого и очень слабого захвата относятся Ti, Cr, Pb, Al, U, Zr.

Второе звено биокруговорота – поступление веществ с отмершими растительными остатками обратно в почвенную толщу. Очевидно, что кроме органогенов O, C, H, N химические элементы будут возвращаться в тех же пропорциях, которые отражены в рядах интенсивности биологического поглощения. Количество растительных остатков, ежегодно поступающих в почвы и на их поверхность, составляет для большинства типов растительности десятки центнеров на га (максимум – во влажных субтропических и тропических лесах, минимум – в тундрах и пустынях).

Интенсивность биокруговорота также характеризуется отношением ежегодного опада к массе мертвого неразложившегося органического вещества (лесная подстилка или травянистый войлок). Во влажных тропических и субтропических лесах это отношение меньше 1, т.е. полное разложение опада осуществляется меньше, чем за год; в хвойных лесах – за 15-20 лет. В травянистых типах растительности в степях и саваннах разложение растительных остатков идет быстрее, чем в лесах умеренного пояса. В пустынях опад небольшой, и он быстро минерализуется. Самый малый темп разложения органического вещества – в кустарничковых тундрах (92 года).