Глава 1. Общая схема почвообразовательного процесса. Факторы почвообразования

1.1. Стадии и общая схема почвообразования

Основы общих теоретических представлений о почвообразовательном процессе сформировались в результате научного творчества выдающихся отечественных и зарубежных почвоведов: В.В.Докучаева, П.А.Костычева, Н.М.Сибирцева, В.Р.Вильямса, П.С.Коссовича и др. В развитии современных представлений о теории почвообразовательного процесса важную роль сыграли работы И.П.Герасимова, И.В.Тюрина, А.А.Роде, С.П.Яркова и др.

Почвообразовательный процесс относится к категории биофизико-химических процессов. По определению А.А.Роде, почвообразовательным процессом называется совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще. Агентами почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, кислород воздуха и углекислота.

Наиболее важные слагаемые почвообразовательного процесса:

– превращение (трансформация) минералов горных пород, из которых образуется почва;

– накопление в ней органических остатков и их постепенная трансформация;

– взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органо-минеральных соединений;

– накопление (аккумуляция) в верхней части почвы ряда биофильных элементов и, прежде всего, элементов питания;

– передвижение продуктов почвообразования с током влаги в профиле формирующейся почвы.

Общая схема почвообразовательного процесса представляет сложные процессы и последовательные стадии формирования почвы. Проявление слагаемых почвообразовательного процесса на различных этапах возникновения и развития почвы имеет свои особенности – это позволяет говорить о ряде стадий развития почвообразовательного процесса. Генезис любой почвы состоит, как минимум, из трех последовательных стадий:

I. Начало почвообразования, называемое иногда первичным почвообразовательным процессом. Основная причина перехода к данной стадии, по-видимому, в значительном возрастании биопродуктивности наземных экосистем и объема биологического круговорота вследствие значительного расширения масштабов деятельности высших растений. В результате биологического поглощения и трансформации веществ в организмах элемент возвращается в почву в составе качественно иных соединений. На данной стадии формируется так называемый резервный фонд, в котором содержание доступных для организмов элементов в несколько раз выше содержания их в биоте, соответственно называемый еще обменным фондом табл.1.1.

Таблица 1.1

Результаты трансформации соединений некоторых

элементов при почвообразовании

Элемент	Исходные соединения в горных породах, атмосфере (С и N), природных водах	Новые формы соединений, характерные для почв
Углерод (С)	Углекислый газ атмосферы	Углерод в составе гумусовых соединений почв, а также в составе органических остатков организмов
Азот (N)	В большинстве горных пород практически отсутствует. Молекулярный азот атмосферы. Следы аммиака, нитратов и некоторых других соединений в природных водах	Азот в составе гумусовых соединений почв. Незначительные количества азотсодержащих органических соединений индивидуальной природы (аминокислоты и др.), соли аммония, нитраты. Растворимые формы в составе почвенной влаги
Фосфор (Р)	1.Труднорастворимые фосфаты типа фосфоритов и апатитов, труднорастворимые соединения с железом, алюминием и др. 2. Труднодоступный в составе кристаллических решеток слюд, гидрослюд, некоторых полевых шпатов и др.	В составе гумусовых соеди-нений. Аморфные разноосновные фосфаты Са, Al, Fe, Mg и других элементов, различающиеся по растворимости. Фосфаты, сорбированные твердой фазой почвы, фосфаты в почвенном растворе
Калий (К)	Преимущественно трудно-растворимые минеральные соединения – карбонаты, фосфаты, реже – фториды (флюориты) и некоторые другие соединения	Ионный калий в обменной форме в составе почвенного поглощающего комплекса, растворимые соли калия в почвенном растворе
Кальций (Са)		Ионный кальций в обменной форме в составе ППК. Комплексные соединения кальция с органическими компонентами почвы, растворимые комплексные соединения в почвенном растворе

II. Стадия развития почвы, на которой субстрат материнской породы последовательно приобретает характерные почвенные признаки. Отсутствие равновесия с факторами почвообразования на данной стадии – причина развития почвообразовательного процесса. На данной стадии процессы объединяют в две большие группы (мезопроцессы и макропроцессы). К мезопроцессам относятся оподзоливание, аккумуляция, лессиваж, торфообразование, агрегатообразование и т.д. Макропроцессы включают формирование определенных почвенных типов со свойственными им системами горизонтов: черноземы, подзолистые почвы, красноземы и т.д.

III. Стадия сформированной (зрелой) почвы, на которой преобладают циклические обратимые процессы. На данной стадии свойства почвы и уровни биопродуктивности соответствующих биогеоценозов относительно стабильны вследствие близости почвы к равновесию с факторами среды. Характерен биологический круговорот, каждый цикл которого приблизительно повторяет предыдущий, при этом в круговорот вовлекаются соединения и элементы, прошедшие ранее через циклы биологического круговорота (рис.1.1).

Рис.1.1. Гипотетическая кривая почвообразовательного процесса:

I – начальная стадия почвообразовательного процесса; IIа – стадия формирования почвы в фазе ускоренного развития; IIб – стадия формирования почвы в фазе замедленного развития; III – стадия равновесного функционирования

В заключении данного вопроса рассмотрим гипотетическую кривую, характеризующую скорость изменения почвенных признаков и процессов во времени в зависимости от процессов изменения в твердой фазе почвы на различных стадиях ее формирования.