20. Рельеф как перераспределитель окна тепла, влаги и твёрдых масс, дифференциации почв по рельефу. Фактор времени и почвообразования.

Рельеф как перераспределитель тепла, влаги и твёрдых масс и растворимых веществ является универсальным фактором формирования педосферы на разных уровнях ее пространственной организации. Наиболее определенно он действует в районах с развитым микро- и мезорельефом, способствуя формированию элементарных почвенных ареалов и почвенных комбинаций. Например, в подтайге Приенисейской Сибири на плоских водоразделах распространены пятнистости, комплексы и сочетания, которые в своем образовании связаны с западинами различной площади и глубины. Компонентный состав почвенных комбинаций (ПК) представлен серыми лесными со вторым гумусовым горизонтом почвами автономных позиций, серыми глеевыми и болотными почвами понижений. Степень оглеения и заболачивания почв зависит от площади и глубины западин, водопроницаемости почвообразующих пород. В замкнутых системах такого типа контрастность образующих ПК компонентов возрастает соответственно с увеличением степени оглеения и заболачивания, т. е. с увеличением интенсивности перераспределения влаги западинами. Педосфера — тонкая почвенная оболочка Земли, аналогична другим земным оболочкам — геосферам: литосфере, гидросфере, атмосфере.

дифференциации почв по рельефу.

Гидроморфные почвы - водный режим этих почв зависит не только от атмосферных осадков, но и от влаги, поступающей с прилегающих повышенных территорий и близко залегающих грунтовых вод (или искусственное орошение).

Автоморфные почвы - почвы, водный режим которых формируется только за счет атмосферного увлажнения. Занимают повышенные водораздельные пространства.

– разделение почв

фактор времени в почвообразовании - Фактор времени (возраст страны по В. В. Докучаеву) имеет огромное значение в формировании и развитии почв. Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютный возраст почв исчисляется от начала формирования почвы до настоящего времени. Он колеблется от нескольких лет до миллионов лет. Для большей территории нашей страны возраст почв определяется тысячелетиями и десятками тысяч лет. Наибольший возраст имеют почвы тропических территорий, не претерпевшие разрушений (эрозии, дефляции).

Относительный возраст почв характеризует скорость почвообразовательного процесса, быстроту смены одной стадии развития почвы другой. Он связан с влиянием состава и свойств пород, форм рельефа на скорость и направление почвообразовательного процесса.

21. генетические горизонты и генетический профиль почв

Под генетическими почвенными горизонтами понимаются субгоризонтальные слои, различающиеся по морфологическим и аналитическим показателям. Горизонты сформированы многолетним взаимодействием процессов, приводящих к дифференциации исходного минерального и органического материала. Различаются поверхностные горизонты, органические и гумусовые (органо-минеральные), подповерхностные – элювиальные, и горизонты средней части профиля (срединные), которых в профиле может быть несколько.

Генетические горизонты служат основой классификации почв и могут называться диагностическими.

Генетические горизонты

1. Поверхностные гумусовые и органогенные горизонты.

2. Элювиальные горизонты.

3. Срединные горизонты.

4. Гидрогенные горизонты

5. Галоморфные горизонты

6. Антропогенно-преобразованные горизонты

генетический профиль почв - Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением почвы. Совокупность генетических горизонтов образует генетический профиль почвы.

Горизонт А0 — самая верхняя часть почвенного профиля — лесная подстилка или степной войлок, представляющая собой опад растений на различных стадиях разложения — от свежего до полностью разложившегося Горизонт А — гумусовый, наиболее темноокрашенный в почвенном профиле, в котором происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы. Цвет этого горизонта варьируется от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что обусловлено составом и количеством гумуса. Мощность гумусового горизонта колеблется от нескольких сантиметров до 1,5 м и более. Горизонт A1 — минеральный гумусово-аккумулятивный, содержащий наибольшее количество органического вещества. В почвах, где происходит разрушение алюмосиликатов и образование подвижных органоминеральных веществ,- верхний, темноокрашенный горизонт.

Горизонт А2 — подзолистый или осолоделый, элювиальный, формирующийся под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт, обедненный гумусом и другими соединениями, а также илистыми частицами за счет вымывания их в нижележащие слои и относительно обогащенный остаточным кремнеземом.

Горизонт Ап или Апах — пахотный, измененный продолжительной обработкой, сформированный из различных почвенных горизонтов на глубину вспашки.

Горизонт В — располагающийся под элювиальным горизонтом, имеет иллювиальный характер. Это бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов. В почвах, где не наблюдается существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт В является переходным слоем к почвообразующей породе, характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, разложения первичных минералов и может подразделяться на В1 — горизонт с преобладанием гумусовой окраски, В2 — подгоризонт более слабой и неравномерной гумусовой окраски и В3 — подгоризонт окончания гумусовых затеков.

Горизонт Вк — горизонт максимальной аккумуляции карбонатов, обычно располагается в средней или нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций.

Горизонт G — глеевый, характерен для почв с постоянно избыточным увлажнением, которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты — сизую, серовато-голубую или грязно-зеленую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитость, вязкость и т. д.

Горизонт С — материнская (почвообразующая) горная порода, из которой сформировалась данная почва, не затронутая специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т. д.).

Горизонт Д — подстилающая горная порода, залегающая ниже материнской (почвообразующей) и отличающаяся от нее по своим свойствам (главным образом по литологии).

Кроме указанных горизонтов выделяются переходные горизонты, для которых применяются двойные обозначения, например A1A2 — горизонт, прокрашенный гумусом и имеющий признаки оподзоленности; А2B — горизонт, имеющий черты подзолистого горизонта ( А2) и иллювиального (В); A1C — переходный горизонт от гумусового к материнской породе и т. д. Второстепенные признаки обозначаются индексом с дополнительной малой буквой, например A2g — подзолистый горизонт с признаками оглеения, Bg — иллювиальный горизонт с пятнами оглеения, Bt — метаморфический горизонт, характеризующийся аккумуляцией глины без заметных следов ее перемещения, Сk — карбонатная почвообразующая порода и др. Иногда применяются и дополнительные индексы: Т — торфяный горизонт (содержание органического вещества — более 70% со степенью разложенности менее 50%), Аt — торфянистый горизонт, Ad — дерновый горизонт, Bh — иллювиально-гумусовый, Вf — иллювиально-железистый горизонт и т. д.

22. морфологические признаки почв -  Морфологические или внешние признаки почв формируются в процессе почвообразования, следовательно, они отражают важные процессы и явления, происходящие в почве. Основными морфологическими признаками почвенного профиля являются: строение, мощность слоя почвы и ее отдельных горизонтов, окраска, структура, сложение, новообразования, включения.

1. Строение почвенного профиля

Профиль любой почвы подразделяется на генетические горизонты, которые обозначаются большими буквами латинского алфавита сверху вниз по профилю почвенного разреза. При достаточном различии каждый горизонт может быть подразделен на подгоризонты, для чего используют дополнительные буквенные и цифровые индекс.

2. Мощность почвы

Это толщина почвы от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. Мощность различных почв неодинакова и колеблется от 40 до 150 см и более.

3. Окраска (цвет) почвы

Цвет почвы является важным внешним признаком, отличающим одни типы почв от других, а также горизонты и подгоризонты друг от друга. Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования, влажности. Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета. Чем больше гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов разложения минеральной части почвы), осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в почве кремнезема, коалина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей.

4. Структура почвы

Это важный и характерный признак, имеющий большое значение при определении генетической и агропроизводственной характеристики почвы. Под структурностью почвы подразумевают ее способность естественно распадаться на структурные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Форма структурных отдельностей зависит от свойств почвы.

5. Сложение

Это внешнее проявление плотности и пористости почвы. По степени плотности (силе связывания почвенных частиц) различают следующие виды сложения: слитное (очень плотное) - почва не поддается копке лопатой; плотное - лопата входит в почву с большим трудом; рыхлое - лопата входит в почву легко; рассыпчатое - лопата входит в почву без усилий.

6. Новообразования

Это более или менее хорошо выраженные и четко ограниченные выделения и скопления различных веществ, которые возникли в процессе почвообразования. По составу, цвету и форме они резко отличаются от окружающей их почвенной массы. Различают новообразования химического и биологического происхождения.

7. Включения

Предметы, механически включенные в массу почвы и не связанные с ней генетически, называются включениями. В их число входят обломки горных пород, не связанных с материнской породой, раковины моллюсков, кости современных и вымерших животных, остатки золы, углей, древесины, остатки материальной культуры человека (обломки кирпича, посуды и археологические находки).

23. первичные и вторичные минералы. Минеральная часть почвообразующих пород (магматических и метаморфических). Минеральный и химический состав осадочных парод.

Характеристика первичных и вторичных минералов. Различные рыхлые почвообразующие породы состоят из разнообразных первичных и вторичных минералов.

К первичным относятся те минералы, которые входили в состав магматических пород и перешли в рыхлые, при механическом разрушении, без химического изменения.

Вторичными называются минералы, которые образовались главным образом в результате химического и биологического выветривания магматических пород и первичных минералов. Часть вторичных минералов образуется в процессе синтеза из продуктов выветривания первичных минералов.

В большинстве случаев вторичные минералы образуют основную массу рыхлых пород, исключая песчаные отложения, состоящие главным образом из первичных минералов.

В рыхлых породах содержатся чаще всего следующие первичные минералы: кварц —SiO2; полевые шпаты: ортоклаз — K2Al2Si6O16, микроклин — (К, Na)2Al2Si6016; плагиоклазы — изоморфные смеси, образующие непрерывный ряд между альбитом— Na2Al2Si6O16 и анортитом — CaAl2Si2O8; слюды: калиевая слюда, или мусковит, — KAl2[AlSi3O10][OH]2, или К2О•ЗА12О3 • 6SiO2∙2H2O, магнезиально-железистая слюда, или биотит, — K(Mg, Fe)3[AlSi3O10][OH,F]2, или K2O∙6(Mg, Fe)O∙Al2O3•6SiO2∙2H2O; авгит (из группы пироксенов) — Ca(Mg, Fe, Al) [(Si, A1)2O6]; роговая обманка (из группы амфиболов) —Ca2Na(Mg, Fe..)4 (Al, Fe…)[(Si, Al)4O11]2[OH]2; оливин (Mg, Fe)2Si04; гематит, или красный железняк, — Fe2O3; магнетит, или магнитный железняк, — Fe2O3∙FeO, фтор- и хлорапатит —Ca5(PO4)3F и Са5(РО4)3С1 и др.

В рыхлых породах в большом разнообразии представлены вторичные минералы.

Вторичные минералы отличаются от исходных, первичных, высокой степенью дисперсности; в большинстве случаев масса вторичных минералов состоит из отдельных частиц ультрамикроскопических, коллоидальных размеров. Как установлено новейшими методами рентгенографического и электронографического исследований, только немногие вторичные минералы аморфны, большинство же из них, несмотря на высокую степень коллоидального раздробления, обладает отчетливо выраженной кристаллической структурой.

Наиболее распространенными вторичными минералами являются «глинные», составляющие основную массу большинства разнообразных глин. К ним относятся: каолинит — А12О3•2SiO2• 2Н2О, или H2Al2Si2O8∙H2O; галлуазит — Al2O3∙2SiO2∙4H2O, или H2Al2Si2O8∙3H2O; монтмориллонит — (Са, Mg)O∙Al2O3•4SiO2•nН2О; нонтронит — (Са, Mg)О•Fe2O3•4SiO2•nН2О; серицит (вторичная калиевая слюда) — К2О∙ЗА12О3∙6SiO2∙nH2O. Эти минералы имеют форму пластинок и, отличаясь высокой степенью дисперсности, обладают способностью адсорбировать воду и катионы. Поглотительная способность наиболее сильно выражена в группе монтмориллонита.

(адекватный ответ не нашла)

Минеральная часть почвы возникла в результате выветривания горных пород и минералов верхних слоев литосферы и их превращений в процессе почвообразования. Это подтверждается сходством химического состава литосферы и почв. Под совокупным влиянием на минеральную природу физических и химических факторов, в особенности живых организмов (растений и микроорганизмов), произошли глубокие изменения, которые и привели к образованию на поверхности земной коры почвенного покрова.

Минеральный и химический состав осадочных парод - Средневаловой химический состав всех осадочных пород близок к составу магматических пород, но между собой отдельные осадочные породы различаются значительно больше, чем магматические. Осадочные породы, применяемые для строительных целей, чаще всего содержат следующие химические соединения: кремнезем в кристаллическом и аморфном состояниях (безводный и водный), алюмосиликаты (главным образом водные), карбонаты (безводные), сульфаты (безводные и водные).

Из этих соединений и состоят основные минералы осадочных пород, используемых в строительном деле: кварц, опал, каолинит, кальцит, магнезит, доломит, гипс, ангидрит.

Кварц (кристаллический кремнезем) благодаря высокой стойкости при выветривании остается химически неизменным и входит в состав многих осадочных пород (песков, песчаников, глин и др.)- В аморфном состоянии кремнезем в осадочных породах встречается в виде минерала опала.

Опал (SiO2-nH2O) менее плотен (рт —1900... 2500 кг/м3), прочен и стоек, чем кварц. Он отличается повышенной внутренней микропористостью и высокодисперсной структурой, обладает большой реакционной способностью к гидроксиду кальция и другим основным оксидам. Это свойство аморфного кремнезема широко используют при изготовлении минеральных смешанных вяжущих веществ.

Каолинит (АЬОз^ЭЮг^НгО) — водный силикат алюминия, образуется при выветривании полевых шпатов и слюд. Цвет каолинита без примесей — белый, плотность — 2600 кг/м3, твердость— 1. Каолинит и другие водные алюмосиликаты типа А\2Оз- nSiO2- пгН2О являются основными при образовании глин. Они часто встречаются в виде примесей в известняках, песчаниках, гипсовых и других осадочных породах. Наличие этих примесей понижает водо- и морозостойкость пород.

Кальцит (СаСО3) имеет совершенную спайность по трем направлениям, плотность 2700 кг/м3, твердость 3. Кальцит растворяется в кислотах, в обычной воде — мало (около 0,03 г/л). Это распространенный минерал, слагающий различные виды известняков. Окраска белая, серая,иногда он прозрачен.

Магнезит (MgCO3) имеет плотность 2900... 3100 кг/м3, твердость 3,5...4,5. Он распространен значительно меньше кальцита и образует породу того же названия.

Доломит (CaCO3-MgCO3) по физическим свойствам близок к кальциту, но более тверд — 3,5...4, плотен (рт—2900 кг/м3) и прочен. Цвет доломита от белого до темно-серого в зависимости от примесей. Он встречается чаще, чем магнезит, образуя породу того же названия или входя в состав известняков и других осадочных пород.

Гипс (CaSO4-2H2O) — минерал кристаллического строения, его кристаллы имеют зернистое, столбчатое, пластинчатое, игольчатое или волокнистое строение. Он белого цвета, иногда окрашен примесями. Обладает спайностью в одном направлении. Плотность гипса 2300 кг/м3, твердость 2, сравнительно легко растворяется в воде. Гипс образует породу того же названия.

Ангидрит (CaSO4) — безводная разновидность гипса, образует породы одноименного названия. Плотность ангидрита 2900...3000 кг/м3, твердость З...3,5.

24. Состав почвы. Гранулометрический состав почв. Минеральные почвенные горизонты.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50 - 60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15 - 25%) и вода (25 - 35%). Структура почвы определяется относительным содержанием в ней песка, ила и глины. Химизм почв частично определяется минеральным скелетом, частично - органическим веществом. Большая часть минеральных компонентов представлена в почве кристаллическими структурами. Преобладающими почвенными минералами являются силикаты.

Гранулометрический состав почвы определяется по количеству частичек физической глины, которые имеют диаметр менее 0,01 мм. Если физической глины содержится в почве до 5%, такую почву называют рыхлопесчаной, 5–10% – связнопесчаной, 10–15% – рыхлосупесчаной, 15–20% – связносупесчаной, 20–30% – легкосуглинистой, 30–40% – среднесуглинистой, 40–50% – тежелосуглинистой, 50–65% – легкоглинистой, более 65% – тяжелоглинистой. Частички почвы, которые имеют диаметр менее 0,001 мм, называют глеем, а менее 0,0001 мм – коллоидными частичками. Они включаются в физическую глину.

Рыхлые осадочные породы, преобладающие среди почвообразующих пород, являются комплексом разнообразных продуктов выветривания. Поэтому минералогический состав этих пород и почв, формирующихся на них, довольно сложный.

Минеральные почвенные горизонты.

Характеризуются показатели: влажность в момент исследования (полуколичественно); класс механического состава и элементы крупнозема (размеры и обилие - полуколичественно); сложение и консистенция (связность и твердость при влажности в момент наблюдения, характер агрегированности мелкозема, поры и трещины); конкреции, пленки и другие сегрегированные элементы; особенности минерального состава мелкозема, крупнозема и сегрегированных элементов; присутствие органического вещества (гумусированность), характер его распределения в горизонте и морфологические особенности; обилие корней, мицелия и других биогенных морфологических элементов; формы оглеения, их интенсивность (выраженность) и приуроченность к элементам сложения горизонта; льдистость - ее морфологические особенности и обилие; кислотно-основные свойства (полуколичественно).

Особо отмечаются: присутствие крупных каменистых включений (галька, валуны и т.п.), их размеры и обилие (полуколичественно); признаки механического (естественного или искусственного) перемешивания материала.

25. источники органического вещества в почвах. Преобразование органических остатков. Процессы гумификации.

Органическое вещество почвы представляет собой важнейшее звено обмена веществ и энергии между живой и неживой природой. Это комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Представлены в основном гумусом (на 80–90%); неспецифическими для почвы углеводами; жирами, белками, а также остатками растений, животных.

Основной источник органического вещества в почве - опад растительного покрова в виде отмирающих корней и надземной массы. Меньшая часть органической массы поступает в почву в форме отмерших животных и микроорганизмов. Количество поступающего в почву опада зависит от видового состава растительных ассоциаций и климатических условий. Так, под злаково - разно - травной растительностью в умеренно - засушливых условиях опад достигает 15 тга, в засушливых степных районах - около 5 тга. После уборки зерновых культур опад составляет в среднем около 4 тга, а под многолетними травами 3 - 4 - летнего возраста - 4 - 6 тга.

Гумусообразование (образование гумуса) — процесс преобразования органических остатков в почве в гумус, состоит из процессов разложения органических остатков, синтеза вторичных форм и их гумификации.

Гумусовые вещества образуются из лигнина, белков, дубильных веществ и других составляющих растительных, животных и микробных остатков.

По мнению Трусова А.Г. «гумификация – процесс окисления и конденсации продуктов разложения белков, прежде всего ароматических аминокислот с соединениями типа фенолов и хинонов, образующихся при расщеплении лигнина и дубильных веществ».

Процессы гумификации.

Ферментация, или брожение. Термин употреблен впервые Пастером для обозначения анаэробных процессов, или жизнедеятельности организмов, протекающей в отсутствии кислорода.

Гниение (Putrefaction). Этот термин применяли к процессам разложения, протекающим при недостатке кислорода или в совершенно анаэробных условиях. При этом образуется небольшое количество газообразных продуктов, состоящих, в зависимости от условий разложения, из СО2, СН4, Н2, H2S, N2, N2O. Остается более или менее темно окрашенная масса органического вещества, не подвергающаяся дальнейшему разложению и содержащая азотистые и безазотистые соединения, летучие кислоты и минеральные вещества, главным образом, в неусвояемой форме.

бразование торфа (торфование) — процесс, идущий в отсутствии воздуха, под водой, без окисления, причем имеют место внутримолекулярные изменения — конденсация молекул и выделение СО2, СН4 и Н2О.