Дроздов С.Л.

География почв с основами почвоведения

(конспект лекций)

4. Предмет почвоведения.

Почвой называется самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мёртвых организмов (растительных, животных и микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой особое природное образование, обладающее только ей присущими строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является её плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство почвы представляет исключительную ценность для жизни человека и всех живущих на суше организмов. Плодородие почвы определяет её важность как основного средства сельскохозяйственного производства.

Изучение почв необходимо не только для сельскохозяйственных целей, но также и для развития лесного хозяйства, инженерно-строительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон и скверов в городском хозяйстве и т.д.

Однако ценность почвы определяется не только её хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом. Через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Наука о происхождении и развитии почв, закономерностях их распространения, путях рационального использования и повышения плодородия называется почвоведением.

Основателем почвоведения как самостоятельной естественно-исторической науки является выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846 ̶ 1903). Он впервые сформулировал научное определение почвы, разработал генетическую классификацию почв и новые методы изучения и картографирования почв в поле. Докучаев открыл основные закономерности географического распространения почв и внёс большой вклад в теорию и практику охраны и повышения плодородия почв. 4.1. История развития науки

Почвоведение – наука о почвах, их образовании, строении, составе и свойствах, закономерностях географического распространения. Почвоведение является широкой естественнонаучной дисциплиной, которая тесно связана с геологией, физической географией, химией, геоботаникой.

Наиболее важными разделами почвоведения являются: генезис и классификация почв, физика почв, химия почв, география и картография почв.

Накопление знаний о почве началось с того времени, когда человек перешёл от собирательства дикорастущих растений к выращиванию их на своих полях, к обработке почвы, т. е около 7000 лет назад. Первые попытки оценки качества почвы относятся к античному периоду. В трудах древнегреческих географов и философов встречается разделение почв на прекрасные, хорошие, плодородные, бедные, бесплодные. Однако развитие почвоведения как науки начинается только в конце XVIII века в Западной Европе, и почти сразу учёные разделяются на два направления.

Последователи агрогеологического направления (Рихтогофен и др.) рассматривали почву как рыхлую горную породу, образующуюся из плотных горных пород в процессе выветривания. Растениям отводилась лишь роль потребителей элементов питания.

Агрикультурхимическое направление связано с работами Либиха и др. Представители этого направления рассматривали почву только как источник элементов питания растений.

Агрогеологическое и агрикультурхимическое направления не создали основы для развития почвоведения как науки, т.к. они не рассматривали почву как особое тело природы.

Основы почвоведения как науки были разработаны русскими учёными, т.к. огромные просторы России с её многообразным и богатым почвенным покровом широкое развитие земледелия определили большое внимание к изучению почв.

Докучаев Василий Васильевич (1846 ̶ 1903) – был создателем науки о почве, новой научной дисциплины генетического почвоведения. После четырехлетней работы в Нижегородской губернии В.В.Докучаев и его сотрудники опубликовали ряд работ по почвам и их бонитировке. Используя опыт этих работ, В.В. Докучаев написал известный труд «Русский чернозём» (1883). Эта работа справедливо считается началом научного почвоведения. В.В.Докучаев установил, что почва является особым природным телом и её формирование представляет собой сложный процесс взаимодействия природных факторов климата, растительности, горной породы, рельефа и времени. В.В.Докучаев открыл основной закон почвоведения – закон зонального распределения почв на земном шаре, обосновал закон вертикальной зональности почв, впервые установил все основные зоны и типы почв.

Костычев Павел Андреевич (1845 ̶ 1895) ̶ заложил научные основы агрономического почвоведения. Он первым оценил истинное значение структуры почвы, разработал системы обработки почвы и приемы борьбы с эрозией.

Сибирцев Николай Михайлович (1860 ̶ 1900) – посвятил свои работы вопросам классификации и картографии почв, методике почвенных исследований, бонитировки почвы. Он написал первый учебник по почвоведению, вышедший в 1899г.

Глинка Константин Дмитриевич (1867 ̶ 1927) – почвовед-географ, известен как руководитель обширных почвенных исследований в азиатской части России по заданию главного переселенческого управления (1908-1915). Заложил основы почвенной минералогии и палеопочвоведения.

Гедройц Константин Каэтанович (1872 ̶ 1932) – изучал закономерности поведения коллоидов в почве и разработал учение о поглотительной способности почв. Он обосновал приёмы улучшения подзолистых почв путём известкования, солонцовых почв путём гипсования. Выявил особую роль обменного кальция в жизни почвы. Учение К.К. Гедройца о поглотительной способности почвы получило всемирное признание.

Вильямс Василий Робертович (1863 ̶ 1939) – выдвинул новые принципы в почвообразовании и в учении о плодородии почв, обосновал учение о биологическом круговороте веществ, развил теорию почвообразовательных процессов (подзолистый, дерновый, болотный).

Отечественное почвоведение оказало огромное влияние на развитие учения о почвах за рубежом. Работы русских учёных были положены в основу развития почвоведения во многих странах мира. Русские народные названия почв – «чернозём», «подзол», «солонец», «серозём», введенные в науку В.В. Докучаевым, имеют сегодня международное употребление.

4.2. Почвообразующие породы Классификация почвообразующих пород по происхождению и генезису

Почвообразующими (или материнскими), породами называются поверхностные горизонты горных пород, из которых возникают почвы. Почвообразующие породы разделяются по своему происхождению и генезису (образованию). По происхождению материнские породы разделяются на магматические, осадочные и метаморфические.

По генезису (образованию) почвообразующие породы разделяются на следующие основные категории: элювиальные, делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, озерные, ледниковые, эоловые, морские.

Элювиальными породами (или элювием) называются продукты выветривания исходных горных пород, залегающие на месте своего образования. Современный элювиальный покров часто называют корой выветривания, в применении к которому термины «элювий» и «кора выветривания» употребляются как синонимы. Элювий наиболее развит на плоских водораздельных пространствах, то есть там, где процессы денудации не наблюдаются или они сильно ослаблены. Элювий на рыхлых породах мало отличается по составу и свойствам от исходной породы. Элювий на плотных породах неоднороден по механическому и минералогическому составу, содержит обломки исходных пород, его окраска сильно варьирует и зависит от исходных пород и выветривания. Отличительными признаками элювия являются тесная генетическая связь продуктов выветривания с исходной породой и постепенность перехода к ней при наблюдении на вертикальном разрезе.

Делювиальными отложениями (или делювием) называются наносы, образующиеся на нижних частях склонов в результате смывания дождевыми и снеговыми водами продуктов разрушения пород с верхних частей этих склонов и частично водоразделов. Признаками делювия являются слоистость и некоторая сортированность слагающих его механических частиц: более крупные оседают выше по склону, наиболее мелкие – у подножья склона. Во всех случаях делювий более мелкозернист, чем исходная порода. Делювиальные отложения часто залегают в форме шлейфов у основания склона. В местах, где трудно провести границу межу делювием и элювием, их объединяют общим названием – элювиально-делювиальные образования.

Пролювиальные отложения. В горных областях временные (селевые) потоки сносят из верховьев значительное количество несортированного крупнообломочного материала и отлагают его в устьях речных долин и овражно-балочных систем, создавая характерные «конусы» или «веера выносов». Отложения, образуемые этими потоками, называются пролювием или пролювиальными отложениями. Отличительной особенностью пролювия является его разнообразный петрографический состав. В пролювии встречаются обломки пород, принесённые с других территорий.

Аллювиальные отложения представляют собой осадки проточных вод или пойменные наносы, отлагаемые при разливе рек. Все разновидности аллювия отличаются хорошей сортировкой материала по крупности частиц. Аллювиальные отложения отличаются горизонтальной или косой слоистостью, связанной с периодичностью наносов. Встречается несколько типов аллювия – русловой, пойменный, старичный.

Озерные отложения выполняют понижения древнего рельефа и отличаются тяжёлым механическим составом с большим содержанием илистой фракции. Обычно они имеют горизонтальную слоистость и многочисленные органогенные прослойки (линзы сапропелита и торф).

Ледниковые отложения представлены моренами, флювиогляциальными и ледниково-озёрными осадками. Моренами называются отложения рыхлого обломочного материала, перенесённые движущимся ледником. Морены характеризуются неоднородным механическим составом и состоят из смеси глинистых частиц, песка, гравия, щебня и валунов. Выделяют основные и краевые, или конечные морены. Первые покрывают бывшее ложе ледника и в областях материкового оледенения распространены на огромных территориях, достигая иногда мощности нескольких десятков метров. Среди основной морены различают поверхностную, внутреннюю и донную. Материал поверхностных и внутренних морен мало или совсем не подвергался обработке льдом, и, наоборот, донная морена претерпевала сильное механическое воздействие ледника. Поэтому нижние части основной морены отличаются более тяжелыми механическим составом и представлены главным образом валунными глинами. Конечные морены образуются на окраине ледника при длительной его остановке. Они представляют собой мощные нагромождения в виде разрозненных гряд, валов и холмов.

По петрографическому составу валунов различают три типа морен:

1) основную (Фенно-скандинавскую), с валунами из гранитов;

2) местную (Локальную), часто карбонатную, с валунами из палеозойских

пород (известняков, мергелистых глин, песчаников и др.);

3) смешанную, с валунами из магматических, метаморфических и осадочных пород.

Водно-ледниковые или флювиогляциальные наносы отлагаются в краевой зоне ледников, за пределами последних, из текучих ледниковых вод. Состав их различный (чаще песчаный), в зависимости от состава морены и условий отложения. Вертикальный профиль этих наносов характеризуется косой или диагональной слоистостью.

Озёрно-ледниковые отложения представлены ленточными глинами и ленточными супесями. Они образовались в приледниковых озёрах, заполнявших плоские, часто весьма обширные понижения рельефа. Для них характерна горизонтальная слоистость с ритмическим чередованием песчаных и глинистых прослоек.

Эоловыми породами называются наносы, сформировавшиеся в результате отложения частиц, принесённых ветром. В эоловых отложениях преобладают хорошо отсортированные песчаные частицы размером от 0,05 до 0,25 мм. Минералогический состав отсортированных песков однороден на больших пространствах, в них преобладает кварц. Минералов, неустойчивых к дроблению и испарению, немного. Эоловые пески слагают особые формы рельефа (юны, барханы, бугры).

Морские четвертичные отложения встречаются по побережью Северного Ледовитого океана, в Поволжье, в Прикаспийской низменности (например, «шоколадные глины» ̶ отложения Хвалынской трансгрессии Каспийского моря). Морские отложения сильно засолены, характеризуются ясной горизонтальной слоистостью. Механический состав разнообразен, что связано с условиями выпадения. В прибрежной полосе преобладают песчаные, нередко грубые (галечниковые) отложения, в отдаленных от береговой линии зонах и в лагунах – глинистые. Местами морские отложения выходят на поверхность, и на них образуются почвы засоленного ряда.

Покровные суглинки широко распространены в зоне ледниковых отложений, покрывая морену на водоразделах слоем до 4 ̶ 5 м (например, «палевые» покровные суглинки на Европейской части России). Они не содержат валунов, не слоисты, по механическому составу – тяжёлые, средние и лёгкие пылеватые суглинки, однородного строения, плотные, крупноореховатые и призматической структуры.

Лёсс – пористая тонкозернистая карбонатная осадочная пылевато-суглинистая порода, в которой преобладают (50% и более) частицы крупной пыли, илистых частиц немного, а песчаные совсем отсутствуют. Лёсс имеет палевый или желтовато-палевый цвет, обладает высокой пористостью (до 50%); большинство частиц, из которых состоит лёсс, представлено обломками кварца. При малой естественной влажности лёсс довольно прочен и способен сохранять устойчивыми вертикальные откосы высотой 10 метров и более.

Почвообразующие породы оказывают большое, часто решающее, влияние на формирование и свойства почв.

Почвы формируются вследствие многообразных и беспрерывных изменений верхних горизонтов горных (почвообразующих) пород под воздействием растительных и животных организмов. Однако возникновение почв зависит от ряда других природных факторов. Условия, под воздействием которых протекает почвообразовательный процесс и формируются почвы, называются факторами почвообразования.

В.В. Докучаев выделил следующие пять природных факторов почвообразования:

1) почвообразующая (материнская) порода;

2) климат;

3) растительность и животный мир (биологический фактор);

4) рельеф;

5) возраст.

В дополнение выделяют ещё шестой фактор – производственная деятельность человека.

Они могут подготовить горную породу к развитию на ней почвообразовательного процесса.

Почвообразовательный процесс – «это совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще» (А.А. Роде).

Конкретное сочетание разнообразных физических, химических и биологических условий приводит к качественной направленности почвообразовательного процесса, то есть к развитию конкретных почвообразовательных процессов. Важнейшими конкретными почвообразовательными процессами являются:

1) гумусово-аккумулятивный процесс;

2) оподзоливание;

3) лессиваж;

4) оглеение;

5) засоление;

6) осолонцевание;

7) осолодение;

8) оглинение;

9) латеризация;

10) торфонакопление.

В результате развития конкретных почвообразовательных процессов или их сочетания формируется почва с присущими только ей конкретными признаками и свойствами.