Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Науки о Земле. Учебное пособие
.pdf
ческие вещества своего тела. После отмирания растений под воздействием микроорганизмов происходит разложение органического вещества, 20-25 масс. д., % которого гумифицируется, а
остальная часть минерализуется с образованием минеральных
соединений (K2O, P2O5), которые становятся доступными для питания следующего поколения растений.
Между растением и почвообразующей породой, а затем и
почвой возникает ежегодно повторяющийся обмен веществ, который называют биологическим или малым круговоротом веществ в природе.
2.1.2. Факторы почвообразовательного процесса
На развитие почвообразовательного процесса непосредственное влияние оказывают природные условия, в которых он
протекает. Согласно учению В.В. Докучаева важнейшими из факторов являются:
1. Почвообразующие породы.
Выделяют следующие основные группы почвообразующих
пород:
а) Аллювиальные отложения - наносы постоянных водных
потоков, т.е. речных вод. Аллювиальные отложения бывают песчаные, супесчаные, глинистые и суглинистые. Они характеризуются слоистостью, однородностью по механическому составу,
хорошей сортированностью.
б) Делювиальные отложения - наносы, отложенные временными водными потоками на склонах в виде пологого шлейфа.
Они характеризуются слоистостью, относительной сортированностью, мелкозернистостью и залегают у подножия гор.
в) Элювиальные отложения - продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте образования. Они слабо сортированы, щебневатые, состоят из глыб, в них почти отсутствуют
легкорастворимые соединения.
Почвы полностью или частично наследуют от материнской
породы механический, химический и минералогический состав, а
также физические и химические свойства.
31
Наиболее ценными являются карбонатные породы. На них
формируются самые плодородные почвы, такие, как чернозем,
серые лесные, каштановые почвы. Бедными материнскими породами являются пески.
2. Растительный и животный мир.
Растительность создает в природе биологический круговорот зольных веществ и снабжает почву органическими остатками.
Она является основным фактором почвообразования. Растительные формации представляют собой комбинации высших и низших растений, взаимодействующих в определенных условиях
среды.
Каждая группа растительных формаций характеризуется
своими особенностями: составом органических веществ, характером их поступления в почву и разложением, а также взаимодействием продуктов распада с минеральной частью почвы.
Выделяют высшие зеленые растения, низшие растительные
организмы и животные почвы.
К высшим зеленым растениям относятся древесные растения, травянистые растения и мхи.
Древесные растения – многолетние, живущие десятки и
сотни лет деревья, кустарники, полукустарники. Ежегодно у них
отмирает только часть наземной массы, и она откладывается на
поверхности почвы в виде опада, или лесной подстилки.
Лесная растительность имеет общую массу на поверхности суши 10
11
12
- 10
т. В опаде деревьев, особенно хвойных,
содержится много клетчатки, лигнина, дубильных веществ, смол.
Продукты разложения лесной подстилки взаимодействуют с почвой в растворе, при промывании толщи почвы осадками.
Травянистая растительность по суммарной биомассе зани-
мает второе место на суше 10
10
11
- 10
т и образует в почве густую
сеть тонких корней, переплетающих всю верхнюю часть почвенного профиля. Хотя количество биомассы, создаваемое травянистыми ассоциациями меньше, эффект в процессах почвообразования от них больше, чем от древесных, Остатки травянистых
растений по сравнению с лесным опадом содержат меньше клетчатки, больше белков, зольных элементов и азота. Для травянистых остатков характерна нейтральная или слабощелочная реак-
32
ция, поэтому лучшие по плодородию почвы формируются под
травянистой растительностью.
Мхи – растительные организмы, лишенные корневой системы и усваивающие элементы питания всей поверхностью органов. Мхи широко встречаются под пологом леса и на болотах,
они могут поглощать и удерживать большое количество влаги,
поэтому процесс разложения растительных остатков протекает
медленно, постепенно происходит накопление торфа и заболачивание. Особо следует отметить роль сфагновых (белых) мхов в
образовании верховых болот.
Низшие растительные организмы в почве широко пред-
ставлены бактериями, грибами, актиномицетами, водорослями и
простейшими. Наибольшее количество микроорганизмов встречается в верхних ее слоях, где сосредоточивается основная масса
органического вещества и корней живых растений. Микроорганизмы способствуют разложению органических остатков в почве.
К животным почвы относятся простейшие (жгутиковые,
корненожки, инфузории), черви, насекомые, их личинки, суслики, кроты. Они измельчают органические остатки, перемешивают
их с почвой. Особенно важно действие на почвообразовательный
процесс дождевых (земляных) червей. Дождевые черви – сапрофаги, питающиеся растительными остатками. Пропуская через
свой кишечник большую массу отмерших растительных тканей,
сапрофаги их разрушают, переваривают и перемешивают с землей.
3. Климат.
В понятие климат входит многолетний режим погоды, наблюдающейся в определенной местности. Он зависит от географических условий – широты, высоты над уровнем моря, формы
рельефа. Из элементов климата на процесс почвообразования в
наибольшей степени влияют атмосферные осадки, испарение и
температура, а также соотношение между ними.
С климатом связано поступление тепла и влаги почв, это
определяет характер растительности, обогащает почву органическим веществом, способствует его разложению. Обилие осадков
способствует промыванию почвы и выносу питательных элементов в нижние горизонты. В условиях засушливого климата легко
33
растворимые соли накапливаются в верхних горизонтах почвы,
приводя к ее засолению. Климатические условия не одинаковы,
что и обусловливает формирование разнообразных почв.
4. Рельеф.
В понятие рельеф входит совокупность форм расчленения
земной поверхности. Рельеф как фактор почвообразования оказывает влияние на перераспределение солнечной радиации (тепла) и осадков. Различают три группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф. Под макрорельефом понимают
самые крупные формы – равнины, плато, горы. Макрорельеф оказывает влияние на формирование климата, на движение воздушных масс. Мезорельеф – форма рельефа средних размеров. К ним
относят: увалы, холмы, долины, террасы и т.д. Мезорельеф на
определенной территории выступает как перераспределитель
влаги и тепла. Под микрорельефом понимают мелкие формы
рельефа (небольшие повышения и понижения), образовавшиеся в
результате просадочных явлений, мерзлотного выпучивания,
производственной деятельности человека. Микрорельеф обусловливает значительное перераспределение влаги.
5. Возраст почв.
Процесс почвообразования совершается во времени. Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютный
возраст - это время, прошедшее от момента возникновения почв
до настоящего периода его развития. Самыми старыми являются
черноземные почвы, самыми молодыми - тундры. Под относительным возрастом понимают различие в стадиях развития почв
на территории одного абсолютного возраста.
6. Производственная деятельность человека.
Воздействие человека на почву может быть положительным и отрицательным. Деятельность, направленная на повышение плодородия почв (внесение компоста, удобрений, рыхление,
улучшение структуры почвы), приводит к созданию гумуса, минеральных веществ для питания растений и, следовательно, имеет
позитивное значение для почвообразовательного процесса.
34
2.1.3. Морфологические признаки почвенного профиля
Фазовый состав почв. Почва – многофазное природное те-
ло, вещество которого представлено следующими фазами: твердая, жидкая, газовая и живое вещество населяющих почву организмов.
Твердая фаза почвы – это ее основа, полидисперсная и поликомпонентная органоминеральная система, образующая твердый каркас почвенного тела. Она состоит из остаточных минералов, обломков горной породы, вторичных продуктов почвообразования (растительные остатки, гумус и т.д.). Твердая фаза характеризуется механичес;ей, минералогическим и химическим составом, сложением, структурой и порозностью.
Жидкая фаза почвы – это вода в почве, почвенный раствор,
заполняющий поровое пространство. Содержание и свойства
почвенного раствора зависят от водно-физических свойств почвы
и от ее состояния, определяемого почвенным и атмосферным увлажнением.
Газовая фаза почвы – это воздух, заполняющий в почве поры, свободные от воды. Состав воздуха газовой фазы почвы существенно отличается от атмосферного, его количество зависит
от влажности почвы, т.к. вода и воздух взаимно замещают друг
друга в общем объеме почвенной порозности.
Живая фаза почвы – населяющие почву организмы, непосредственно участвующие в процессе почвообразования.
Морфологическое строение почвы. В процессе почвообра-
зования формируется профиль почвы с определенными внешними, или морфологическими признаками. К ним относятся: строение почвы, мощность почвы и отдельных ее горизонтов, окраска,
механический состав, структура, сложение, новообразования и
включения.
Почвенный профиль – определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов в пределах почвенного индивидуума, специфическая для каждого типа почвообразования.
Генетический почвенный горизонт – формирующиеся в
процессе почвообразования однородные, обычно параллельные
земной поверхности слои почвы, составляющие почвенный про-
35
филь и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам.
Строение почвы. Это расчленение почвенного профиля на
генетические горизонты и их смена в вертикальном направлении.
Строение почвенного профиля связано с природным процессом
почвообразования и использованием почвы в сельскохозяйственном производстве. Каждому типу почв свойственны определенные горизонты, отличающиеся по составу, свойствам и морфологическим признакам. Отдельные горизонты имеют свое название
и буквенное обозначение (индекс с латинской буквой). Обычно
выделяют следующие горизонты: О – лесная подстилка; Ad –
дернина; A – гумусовый горизонт; Ap – пахотный горизонт; AT –
перегнойный горизонт; T – торфяной горизонт; Aal – водорослевая корочка; K – корковый горизонт; Q – подкорковый горизонт;
S – солевая корка; E – элювиальный горизонт; B – иллювиальные
и метаморфические горизонты; G – глеевый горизонт; C – материнская горная порода; D – подстилающая порода.
Мощность почвы. Определяется по ее толщине от поверхности до почвообразующей породы (в см).
Мощность отдельного горизонта – вертикальная протяженность от его верхней границы до нижней (в см). Одновременно с
определением мощности определяется глубина расположения
каждого горизонта. Мощность почвенного профиля в целом колеблется у различных почв от 40 – 50 до 100 – 150 см. При определении мощности отдельных горизонтов отмечают их верхнюю
и нижнюю границу, например: Аp – 0 – 20 см, E – 20 – 30 см и т. д.
Окраска, или цвет, почвы. Это важнейший признак, сразу
же обращающий на себя внимание. Многие почвы получили свое
название, соответствующее их окраске – чернозем, краснозем,
серозем и др. Окраска почв зависит от содержания гумуса, химического и минералогического состава минеральных веществ, входящих в горизонт. По окраске почв можно судить о их принадлежности к определенной почвенно-климатической зоне. Например, почвы таежно-лесной зоны имеют светлую окраску – светлосерую, белесую, сизую; почвы черноземно-степной зоны – темносерую, черную; почвы сухих степей (каштановые) – каштановую,
бурую.
36
В пределах почвенного профиля изменяется окраска отдельных горизонтов. В зависимости от содержания гумуса верхние слои почвы имеют цвет от серых до черных тонов, в нижних
горизонтах преобладает преимущественно бурая окраска, близкая
к цвету почвообразующей породы, обогащенной соединениями
оксидов и гидроксидов железа.
Подзолистый горизонт имеет белесую окраску, напоминающую цвет золы, что обусловливается накоплением аморфного
кремнезема. Для глеевых горизонтов болотных почв типична сизая (серо-голубая) окраска.
Механический состав. В полевых условиях механический
состав почв (песчаный, супесчаный, суглинистый и глинистый)
определяется органолептически (на ощупь), в лаборатории проводят механический анализ почв.
Почвообразующие породы и почвы состоят из частиц различных размеров, от крупных (>1 мм) до мельчайших (<0,0001
мм). Частицы различных размеров принято называть механическими элементами.
Частицы крупнее 1 мм называют скелетом почвы или ее
каменистой частью, все частицы мельче 1 мм – мелкоземом. В
мелкоземе выделяют две группы (фракции): физический песок и
физическую глину. Во фракцию физического песка включают все
частицы, размер которых >0,01 мм, а во фракцию физической
глины <0,01 мм. В эти фракции объединены частицы, близкие по
своим размерам, минералогическому, химическому составу и
свойствам.
Частицы песка обладают высокой водопроницаемостью,
слабой водоудерживающей способностью, во влажном состоянии
у них отсутствуют пластичность, липкость, связность, в сухом
состоянии они сыпучи и раздельночастичны. Отсутствует у песчаных частиц способность к агрегации, к созданию структуры.
Частицы физической глины имеют плохую водопроницаемость, способны удерживать большое количество воды, обладают
большой пластичностью, липкостью, связностью, во влажном
состоянии способны к набуханию, при высыхании значительно
уменьшаются в объеме. Частицы физической глины хорошо свя-
37
зываются в структурные агрегаты. Классификация механических
элементов почвенного профиля приведена в таблице.
Таблица
Диаметр
частиц, мм
> 3 Камни
3 – 1 Гравий
1,0 – 0,5 Крупный песок
0,5 – 0,25 Средний песок
0,25 – 0,05 Мелкий песок
0,05 – 0,01 Крупная пыль
0,01 – 0,005 Средняя пыль
0,005 – 0,001 Мелкая пыль
0,001 – 0,0005 Ил грубый
0, 0005 – 0,0001 Ил тонкий
< 0,001 Коллоиды
Механические
элементы
Группы элементов
(фракции)
Каменистая часть
Физический песок
Физическая глина
Относительное или процентное содержание в почвообразующей породе и почве механических элементов называют механическим (или гранулометрическим) составом.
В основу классификации почв по механическому составу
положено процентное соотношение фракций физического песка и
физической глины. По механическому составу породы и почвы
можно подразделить на песчаные, супесчаные, суглинистые и
глинистые. По отношению к механической обработке выделяют
легкие почвы и тяжелые.
Легкие почвы (песчаные и супесчаные) обладают хорошей
водопроницаемостью и аэрацией, плохо удерживают влагу, однако они бесструктурны, бедны гумусом и элементами питания.
Тяжелые почвы (суглинистые и глинистые) обладают большой
связностью и липкостью во влажном состоянии. Эти почвы плохо
водопроницаемы и способны удерживать много влаги длительное
время. В тяжелых почвах накапливается больше гумуса и элементов питания, они способны к оструктуриванию.
Структура почвы. Структурой называют комочки или агрегаты, на которые распадается почва. Они состоят из отдельных
механических элементов, склеенных между собой. Способность
почвы распадаться на агрегаты и комочки называется структурностью. Размер, окраска структурных агрегатов различных гори-
38
зонтов почв неодинаковы. Классификация структурных отдельностей дана С. П. Захаровым. Он выделил три типа структуры:
1) кубовидную, 2) призмовидную, 3) плитовидную.
К типу кубовидной структуры относят агрегаты, имеющие
примерно одинаковые размеры по всем трем осям (горизонтальным и вертикальной). Агрегаты имеют округло-многогранную
форму. По форме и размерам выделяют несколько видов кубовидной структуры: глыбистую, комковатую, ореховатую, зернистую.
Тип призмовидной структуры объединяет агрегаты, удлиненные по вертикальной оси, имеющие небольшие размеры по
двум горизонтальным осям. Структурная отдельность имеет вид
призмы или столбика.
К типу плитовидной структуры относятся агрегаты, для которых характерно развитие по горизонтальным осям, ось по вертикали укорочена. В зависимости от толщины плиток различают
виды структуры: сланцеватую, плитчатую, листовидную, чешуйчатую.
Для различных горизонтов отдельных типов почв характерны определенные виды структуры. Например, зернистая и
комковатая структура присуща гумусовым горизонтам черноземов; плитовидная – элювиальным горизонтам подзолов и дерново-подзолистых почв; ореховатая – переходным и иллювиальным
горизонтам серых лесных и дерново-подзолистых почв. Призмовидная форма структуры встречается в иллювиальных горизонтах
(глинистых и тяжелосуглинистых) дерново-подзолистых, серых
лесных и других почв; разновидность призмовидной формы
структуры – столбчатая встречается в солонцеватых почвах и солонцах.
В зависимости от размера структура делится на следующие
группы: микроагрегаты (менее 0,25 мм), мезоагрегаты (0,25-10
мм), макроагрегаты (более 10 мм).
Для структурных почв характерна большая порозность
макроагрегатов. Она зависит от наличия в их составе микроагрегатов, а также от их размещения и размера почвенных частиц в
комочке.
39
В почвах, обладающих макро- и микроструктурой, можно
выделить не менее трех видов пор: 1) внутри микроагрегатов; 2)
между микроагрегатами; 3) между макроагрегатами. Поэтому
структурная почва имеет рыхлое сложение, меньшую плотность
и большую пористость. Даже при обильном увлажнении в структурной почве в порах между агрегатами сохраняется воздух, корни растений и аэробные микроорганизмы не ощущают его недостатка. В бесструктурной почве наблюдается антагонизм между
водой и воздухом, создаются условия для анаэробных процессов,
ухудшается питание растений, снижается их рост и продуктивность. Кроме того, поверхность бесструктурной почвы при увлажнении заплывает, а при высыхании уплотняется, образуя корку, газообмен между почвой и атмосферным воздухом нарушается на длительное время. На пахотных почвах необходимо
вмешательство человека для регулирования газообмена. Макроагрегаты структурной почвы предохраняют и защищают ее от
ветровой и водной эрозии.
Образование структуры. Микроагрегаты почвы образуются путем их слипания или склеивания минеральными и органическими коллоидами при процессах коагуляции. Микроагрегаты
затем могут соединяться в более крупные элементы – макроагрегаты.
Разрушение структуры. Выделяют три группы причин, под
влиянием которых происходит утрата почвой структуры: механические, физико-химические и биологические.
Механические причины обусловлены воздействием сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин и орудий при
их движении по полю (обработка почвы), механическим
;ействииием дождевых капель и т.д.; физико-химическое разрушение структуры происходит при замене в почвенных коллоидах
двухвалентных катионов Са2+, Мg2+ на одновалентные катионы,
что приводит к диспергированию почвенных коллоидов; биологические причины обусловлены микробиологической деятельностью, при которой происходит разложение гумуса в агрегатах и
их разрушение.
Сложение. Под сложением почвы и ее отдельных горизонтов понимают внешнее выражение их плотности и порозности.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]