Лекция № 9 Тема: Геохимия почв

1. Отличие элювиальных почв от коры выветривания.

2. Геохимическая структура почв.

1 Отличие элювиальных почв от коры выветривания

Почва– верхний горизонт литосферы, вовлеченный в биогенную миграцию при участии растений, животных и микроорганизмов. Это область наивысшей геохимической энергии живого вещества. «Именно здесь, в почвах, – писал Б.Б. Полынов, – наиболее сосредоточена геологическая работа живого вещества; именно в почвах готовится тот материал континентальных и морских отложений, из которого в дальнейшем образуются новые породы. Но в то же время в почвах в наибольшей степени сосредоточены и те процессы, совокупность которых обуславливает эволюцию органического мира. Здесь разыгрываются многообразные формы борьбы за существование и приспособление организмов к изменяющимся условиям их жизни, создаются многообразные сообщества (биоценозы) и формируются новые виды многочисленных низших организмов и высших растений».

Геохимическая сущность почвообразования заключается в разложении органических веществ микроорганизмами. Разлагая остатки растений и животных, микроорганизмы поставляют в почвенные растворы СО₂, органические кислоты и другие химически высокоактивные соединения. Чем больше разлагается органического вещества, тем богаче почва химически работоспособной энергией, тем дальше она от равновесия. Почвы – это особенно неравновесные, чрезвычайно динамичные биокосные системы.

Основная масса растений расположена над почвой или в ее верхнем горизонте, где сосредоточены самые толстые корни. Поглощение химических элементов происходит из всей массы почвы, в том числе и из более глубоких горизонтов, в которых располагаются наиболее тонкие и разветвленные корни. Поэтому после минерализации растительных остатков в верхнем горизонте почв аккумулируются те элементы, коэффициент биологического поглощения которых превышает единицу. Чем больше А_х, т.е. чем интенсивнее растение поглощает элементы, тем больше и биогенная аккумуляция их в верхнем горизонте. Наибольшее биологическое накопление характерно для Р и S, А_хкоторых превышает 100. Биогенным путем накапливаются также Са, К, Mn и многие редкие элементы. Таким образом, растение как своеобразный насос перекачивает химические элементы из нижних горизонтов почвы в верхние. Это механизм отрицательной обратной биокосной связи, способствующий стабилизации почвы. Накапливая биогенным путем Р, S, Са и другие жизненно важные элементы, растения улучшают условия своего существования, создают наиболее благоприятную для себя среду. Биогенное накопление Be, Co, Ni, Zn, Ge, As, Cd, Sn и других редких элементов в гумусовом горизонте лесной почвы впервые обнаружил в 30-х годах В.М. Гольдшмидт.

Наряду с биогенной аккумуляцией, направленной снизу вверх в элювиальных почвах, наблюдается и нисходящая миграция водных растворов. Поэтому реальное распределение элементов в почвах водоразделов и склонов определяется не только биогенной аккумуляцией, но и выщелачиванием.

В подзолистых, черноземных, каштановых и других почвах биогенная аккумуляция и выщелачивание протекают с различной интенсивностью. В верхней части почвы может преобладать или концентрация элементов, или вынос. В результате почва расчленяется на горизонты с особыми физико-химическими условиями. Имеются почвы, в которых верхний горизонт кислый, нижний – щелочной, в верхнем горизонте господствует окислительная среда, в нижнем – восстановительная и т.д. Так, богатство почв свободной энергией определило чрезвычайно резкую дифференциацию химических элементов по профилю, огромный рост разнообразия (информации). В результате почвообразования верхний горизонт литосферы мощностью 1 – 2 м расчленяется на горизонты (А₀, А₁, А₂, В₁, В₂и т.д.), причем каждый из них представляет собой особую физико-химическую систему.

Сказанным определяется отличие элювиальной почвы от расположенной под ней коры выветривания, в которой за счет растворов, поступающих из почвы, также развивается выветривание минералов и выщелачивание подвижных соединений. Однако в коре нет биогенной аккумуляции элементов под влиянием растений. Следовательно, по процессам выветривания минералов и выщелачиванию подвижных соединений почва и кора выветривания едины, что в прошлом нередко приводило к отождествлению почвы и коры выветривания. Принципиальное отличие почвы от коры состоит в биогенной аккумуляции элементов под влиянием растительности, которая отсутствует в коре.