17. Плодородие почв.

Почвы обладают ценнейшим для человека качеством – способностью обеспечивать высшие растения и микроорганизмы во все этапы их роста и развития элементами минерального питания, влагой и воздухом. Свойства и режим почв, обеспечивающих высокий уровень плодородия можно объединить в четыре группы:

1. Физические свойства: водопрочная зернистая и мелкокомковатая структура, высокие общая порозность и порозность аэрации, хорошие впитывающая и водоудерживающая способность, хорошие механические свойства, обеспечивающие легкость обработки.

2. Химические и физико-химические свойства: высокое содержание гумуса с преобладанием в его составе гуматов кальция, высокое содержание доступных для растений форм азота, фосфора, калия и микроэлементов, близкая к нейтральной реакция, высокая емкость поглощения и насыщенность ППК кальцием, малое содержание или отсутствие поглощенных водорода, алюминия и натрия, отсутствие избытка легкорастворимых солей.

3. Биологические свойства: высокий уровень биологической активности, преобладание бактериальной микрофлоры, активность микроорганизмов, наличие и активность мезофауны.

4. Благоприятный гидротермический режим, обеспечивающий в течение всего вегетационного периода достаточные для оптимального развития растений запас тепла и доступной влаги.

Плодородие обусловливается не только природными свойствами почвы, но и характером ее возделывания. Различают потенциальное (естественное) плодородие, характерное для целинных земель, и эффективное плодородие, получающееся в результате воздействия человека на почву. Эффективное плодородие можно увеличить путем внесения минеральных удобрений, рациональной обработки почв и других мероприятий.

18. Горные породы как фактор почвообразования.

Значение горных пород в почвообразовании. Почва образуется при воздействии биологических и климатических агентов почвообразования на горные породы. Горные порода, которые выходят на земную поверхность и в толще которых развивается почва, называют почвообразующими или материнскими.

Почвообразующие породы влияют на 1) минералогический и химический состав почвы (состав пород); 2) характер сложения почвы (плотность или рыхлость пород); 3) мощность почвы, особенности ее строения по вертикали и горизонтали; 4) водно-физические свойства почв.

Исходные характеристики материнской породы в разной степени преобразуются в процессе почвообразования. Наиболее устойчивые минералы, каменистые компоненты, основные черты гранулометрического состава почти без изменения наследуются почвой, другие свойства породы значительно трансформируются, в результате чего почва приобретает своеобразные свойства. Влияние материнских пород тем больше, чем моложе почва.

Множественность вариантов петрографического состава пород является одной из причин разнообразия почв в природе. На породах с различными свойствами воздействие однотипных климатических и биологических агентов выражается в разных явлениях почвообразования.

Обычно выделяют три группы пород: массивно-кристаллические магматического и метаморфического происхождения, плотные осадочные и рыхлые осадочные.

Массивно-кристаллические породы. Эти породы сформировались в недрах Земли при совершенно особых условиях, и при выходе на земную поверхность в сферу выветривания и почвообразования они оказываются весьма неустойчивыми и претерпевают значительные изменения. Они теряют свою монолитность и распадаются на механические отдельности разной величины и формы. При этом меняется их минералогический и химический состав. Вместо первичных минералов образуются вторичные, часть химических элементов выносится за пределы зоны выветривания, другая часть образует новые соединения.

По общим особенностям своего состава массивно-кристаллические породы подразделяются на кислые, основные и переходные между ними. Кислые породы (гранит – в основном ортоклаз, дацит – в основном плагиоклазы) отличаются высоким содержанием устойчивых минералов, богатых кремнеземом (кварц, кислые полевые шпаты). Основные породы (базальт, габбро, диабаз) содержат более легко разлагаемые материалы с меньшим содержанием SiO₂ и много минералов с повышенным содержанием железа и алюминия (в основном их оксиды). Поэтому почвы на кислых породах оказываются более каменистыми, в них долгое время остается много первичных минералов (особенно кварца). На основных породах при прочих равных условиях почвы быстрее приобретают специфический состав, обусловленный накоплением продуктов выветривания.

Плотные осадочные породы. Эти породы представляют собой сцементированные продукты измельчения и преобразования массивно-кристаллических пород, химические и биологические осадки, образования вулканического происхождения. Плотные осадочные породы могут иметь континентальное и морское происхождение. В морских осадках кроме терригенного (обломочного) материала накопилось много биогенных веществ, а также химические соединения, выпадающие из растворов (простые соли, оксиды железа, алюминия, кремнезем). Превращение рыхлых осадков в плотные шло путем цементирования, перекристаллизации и структурных превращений.

По химическому составу плотные осадочные породы делятся на углистые, железистые, силикатные, карбонатные и засоленные; по особенностям слагающих их компонентов на конгломераты, брекчии, песчаники, алевриты, глины, известняки, мергели, доломиты и др.

В плотных осадочных породах при почвообразовании из первичных минералов сохраняются лишь наиболее устойчивые – кварц и кислые полевые шпаты. Из вторичных минералов присутствуют глинистые образования. Они возникли в условиях, схожих с условиями существования почвы, поэтому могут ассимилироваться почвой и мало меняются.

Почвообразование, протекающие на плотных осадочных отложениях, характеризуется более высокой степенью преемственности минеральной части по отношению к материнскому субстрату. Вместе с тем некоторые плотные осадочные породы содержат много минералов простых солей, которые легко разрушаются, растворяются и выносятся при почвообразовании. При этом увеличивается (по сравнению с массивно-кристаллическими) доля включенного в водные осадки терригенного материала.

Рыхлые осадочные породы. Таких пород на поверхности Земли больше всего. Они самые молодые, образованы преимущественно в континентальных условиях при накоплении и переотложении продуктов дезинтеграции и выветривания массивно-кристаллических и плотных осадочных пород. Выделяют следующие генетические типы рыхлых осадочных пород: гравитационные (склоновых процессов – оползней, обвалов, осыпей), водные (в т.ч. делювиальные), ледниковые или моренные, эоловые.

Очень важным при почвообразовании свойством пород является их гранулометрический состав. Рыхлые осадочные породы могут быть глинистыми, суглинистыми, песчаными, супесчаными, гравийными, щебневатыми, галечниковыми и валунными, что сказывается на характере дренированности и водном режиме почв.

Рыхлые осадочные породы подвергались многочисленным преобразованиям, поэтому содержат в основном вторичные минералы. Поэтому в почвах, приуроченных к этим породам, минеральная часть глубоко трансформирована, содержится много новообразованных соединений.