Составляющие почвообразовательного процесса

1. Источники и форма энергии обеспечивающей процесс почвообразования

2. Типы веществ, вовлеченные в процесс почвообразования (материальная основа)

3. Механизмы процессов почвообразования

4. Результат процесса

Энергетика почвообразования

Горные породы:

1) Тепло из глубоких слоев атмосферы поступает в почвы

2) Поступление радиоактивных элементов

Климат:

1. Поступление солнечной (тепловой) энергии

Биологический фактор:

1. Органические остатки разлагаются и поступают в почву. В этом веществе (растительном) присутствует связанная солнечная энергия.

Рельеф:

1. Перераспределяет энергию

Энергия горных пород в 1000 раз меньше энергии солнца.

Радиационный баланс:

В = S' + D - Rk – Ез + Еа

прямая радиация S’; рассеянная радиация D; отраженная радиация Rk; излучение земной поверхности Ез; встречное излучение атмосферы Еа.

(Геннадиев баланс обозначил через R)

R=энергия на отражение и лучеиспускание + Энергия, поступающая на земную поверхность

Географические пояса	R, кДж/см2*год
Арктические	<40
Субполярные	40-80
Умеренные	80-210
Субтропические	210-250
Тропические	250-290
Субэкваториальные	290-330
Экваториальный	330-420

Солнечная энергия - основной источник для процесса ПО.

На что расходуется:

Суммарное испарение - 95% (99,..)

Фотосинтез – 5-0,5%

С растительными остатками поступает ещё меньше энергии.

Количество энергии, поступающей с растительным опадом в почву.

Типы растительности	Дж/см2*год
Арктические тундры	150
Хвойные леса	600
Широколиственные леса	1100
Влажные тропические леса	3400
Саванны	1800
Луговые степи	1800
Сухие степи	700
Пустыни субтропические	170
Пустыни полярные	170

Почвы пустынь содержат мало органического вещества. Почвы влажных тропиков наоборот.

Интенсивность процессов почвообразования зависит не только от нагрева, но и от влаги.

Расход энергии

Энергетический баланс почвообразования.

Q=w₁+w₂+b₁+b₂+i₁+1₂

Q – количество энергии, участвующее в почвообразовании

w₁ – энергия на физическое выветривание

w₂ – энергия идущая на разложение минералов (химическое выветривание)

b₁ – энергия, которая аккумулируется в гумусе почв

b₂ – энергия, идущая на преобразование органического и органоминерального вещества

i₁ – энергия, идущая на испарение с поверхности почв и растений

i₂ – энергия, расходующаяся на транспирацию

(i₁+i₂) : (b₁+b₂) : (w₁+w₂) = 100:1:0,01

Быстрее всего идут процессы испарения и транспирации (часы, дни)

Гумификация, минерализация (десятки, сотни лет)

Химическое выветривание (сотни, тысячи лет)

Рельеф:

Только перераспределяет энергию

Материальная основа почвообразования

Горные породы:

В почву из горных пород поступают элементы (состав литосферы посчитал Кларк).

Макроэлементы – n*10 – n*10^-2

Микроэлементы – n*10 ^-3 – n*10 ^{– 5}

Ультрамикроэлементы - < n*10 ^-5

Макроэлементы:

O -47 Кларков

Si -29

Al – 8

Fe – 4,7

Ca – 3,3 Всего 98,9

Mg – 2,5

Na – 2,5

K – 1,9

Также: Н – 0,15, Фосфор 0,10, Углерод – 0,02, Сера – 0,05

Микроэлементы: Se, Ra, Au

Li, B, Cr, Ni, Cu,Zn,Co

Ультрамикроэлементы

Se, Ra, Au

Живое вещество:

Макроэлементы:

O – 70

C – 18

H – 10,5

Ca – 0,5

K – 0,3

N – 0,3

Si – 0,2

Mg – 0,04

Fe – 0,01

Микроэлементы:

Al, Mg, P, Ba

Ультрамикроэлементы:

U, Hg, Ra, Se

Каждый год осенью в почву поступает новая порция органического вещества с растительными остатками. И так в тысячи лет. Сколько лет нужно, чтобы вклад геологического фактора сравнялся с геологическим фактором

Тундра	15 000
Хвойные леса	5 000
Степи	1000
Влажные тропические леса	500-600

Химические элементы	Г.П.	П	Ж.О.
O	47	55	70
H	0,15	5	0,5
C	0,023	5	18
N	0,023	0,1	0,9

Процессы в почвах:

1. Почвы отличаются от горных пород повышенным содержанием кислорода, в почве идет интенсивный процесс окисления.

2. Водорода в почвах больше, чем в горных породах, идет процесс гидратации

3. Углерода в почвах из-за накопления органического вещества больше чем в горных породах, процесс обогащения органическим веществом.

Климат:

1. Атмосфера – источник вещества (влаги и атмосферного воздуха)

1. Влага – вода + вещества растворенные в воде (соли и проч.)

В воде растворено довольно много веществ.

В среднем солей на поверхность почв с водой выпадает 12т/км²*год

Соли:

NaCl, Na₂SO₄, MgCl₂

Средняя минерализация атмосферных осадков - 10-60 г/л

2. Почвенный воздух:

N – 75,5

O – 23

Ar – 1,3

CO₂ – 0,046

Рельеф:

Перераспределения