Раздел 1. Происхождение, составные части и свойства почв Общая схема почвообразовательного процесса

Все почвы земного шара образуются из горных пород, называемых почвообразующими или материнскими. Горные породы делятся на магмати­ческие, осадочные и метаморфические.

Магматические горные породы образовались из силикатных сплавов (магмы), застывшей в глубине земной коры, или излившейся на поверх­ность Земли. Эти породы имеют кристаллическое или скрытокристалличес­кое строение, плотное сложение и являются почвообразующими в редких случаях (граниты, пегматиты, дуниты и др.).

Метаморфические породы - вторичные массивно-кристаллические поро­ды, образовавшиеся из магматических или осадочных в недрах земли в ре­зультате глубоких превращений (сланцы, гнейсы). Их значение в почвооб­разовании тоже мало.

Осадочные горные породы - вторичные породы, образующиеся в ре­зультате выветривания магматических горных пород (глины, суглинки, лессы, пески, гипс и т.д.). Среди осадочных пород важную роль в почво­образовании имеют карбонатные отложения - известняки, мергели, доломи­ты, мел. Осадочные породы дочетвертичного периода являются плотными, осадочные породы четвертичного периода характеризуются благоприятными для почвообразования свойствами: рыхлым сложением, пористостью, водоп­роницаемостью, водоудерживающей и поглотительной способностью и явля­ются главными почвообразующими породами.

Образование почв из горных пород происходит под воздействием двух взаимосвязанных между собой процессов - выветривания и почвообразования.

Выветривание - совокупность разнообразных процессов изменения горных пород и их минералов под воздействием атмосферы, гидросферы и биосферы. Выветривание бывает физическое, химическое, биологическое.

При физическом выветривании под влиянием воды, ветра, температуры про­исходит механическое разрушение горной породы на отдельные обломки без изменения химического состава.

Химическое выветривание происходит под влиянием воды, углекислого газа, кислорода и проявляется в разрушении горной породы с изменением ее химического состава и образованием новых вторичных минералов и соединений. При этом повышение температуры уве­личивает скорость процесса. Основная химическая реакция воды с минера­лами магматических пород - гидролиз приводит к замене катионов щелоч­ных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода

KAlSi₃O₈ + H₂O  HAlSi₃O₈ + KOH

ортоклаз

Окислению подвергаются минералы, содержащие способные к окислению элементы. Характерным примером окислительных реакций при выветривании может служить взаимодействие сульфидов с молекулярным кислородом

2FeS₂ + 7O₂ +2H₂O = 2FeSO₄ + 2H₂SO₄,

12FeSO₄ + 6H₂O + 3O₂ = 4Fe₂(SO₄)₃ + 4Fe(OH)₃,

2Fe₂(SO₄)₃ + 9H₂O = 2Fe₂O₃3H₂O + 6H₂SO₄.

В процессе окисления изменяется первоначальная окраска горных пород, появляются желтые, бурые, красные тона.

В процессе физического и химического выветривания из твердых гор­ных пород образуется рыхлая почвообразующая (материнская) порода. В отличие от горных пород она является физической средой для поселения живых организмов. Она обладает пористостью, связываемостью, влагоем­костью, водо- и воздухопроницаемостью, содержит некоторое количество элементов питания для растений (азот, фосфор, сера, калий, железо и др.). Но это еще не почва, т.к. не обладает плодородием. Плодородие создается только в результате жизнедеятельности зеленых растений и микроорганизмов. С поселением живых организмов на материнской породе и рухляке начинается биологическое выветривание.

Биологическое выветривание - это качественное изменение породы под воздействием живых организмов и их выделений. Одними из первых на породе и рухляке поселяются микроорганизмы и низшие растения (бакте­рии, грибы, лишайники). Они усиливают процесс разрушения породы и обо­гащают верхние слои органическими веществами и питательными элемента­ми. Они подготавливают породу для заселения ее высшими растениями. С биологического выветривания начинается процесс почвообразования, с по­селения живых организмов материнская порода становится почвой, новым природным телом, обладающим существенным качеством плодородия. Таким образом

почво­образовательный процесс (почвообразование) - это совокупность процессов физического, химичес­кого, биологического выветривания, в результате которого материнская порода становится почвой.

Сущность почвообразовательного процесса сос­тоит в том, что зеленые растения берут из материнской породы матери­альные вещества в минеральной форме и превращают в органические ве­щества своего тела. После отмирания растений под действием микроорганизмов происходит разложение органического вещества, 20-25 % 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.