Почва как природное образование общая схема почвообразовательного процесса

В основе генетического почвоведения, созданного Докучаевым, лежит два фундаментальных принципа:

1) Почва, есть самостоятельное естественно-историческое природное тело, объективно отличающиеся от других природных тел строением, свойствами, законами образования (генезисом) и функционирования.
2) Почва как природное тело является функцией взаимодействия факторов – почвообразователей во времени.

Однако еще Докучаеву и его ученикам было ясно, что связь почвы со средой осуществляется благодаря почвообразовательным процессам, постепенно превращающему исходный геологический субстрат в почву. Так, почти одновременно с учением о почве родилось учение о почвообразовательном процессе как передаточном «механизме» от факторов среды к свойствам почв.

Только в 60-70-е годы двадцатого века произошло окончательное осознание, что процессы – необходимое звено в докучаевской формуле:

Свойства почв &#171 Факторы почвообразования

В качестве фундаментальной формулы почвоведения в 1973-1975 гг. Герасимов И.П. предложил использовать триаду:

Свойства почв &#171 Процессы &#171 Факторы почвообразования

В результате дискуссий в почвоведении (на современном этапе) выделяются следующие виды (категории) почвообразовательных процессов:

Микропроцессы
Мезопроцессы (элементарные почвообразовательные процессы)
Макропроцессы

2. Почвенные микропроцессы

Микропроцессы &#150 это наиболее простые и многочисленные процессы и явления в почвах, идущие на молекулярном, ионном, атомном и подобных уровнях.

Как правило, это различные противоположно направленные явления.

Главная черта – не оставляют в почвах в данный момент заметных морфологически выраженных признаков; обратимы и цикличны.

Микропроцессы подразделяются на 3 группы:

Процессы обмена веществом и энергией между почвой и другими природными телами – газами, водой, теплом, энергией.
Микропроцессы превращения веществ и энергии, происходящие в самой почве:
Микропроцессы передвижения веществ и энергии в почве

3. Почвенные мезопроцессы

Мезопроцессы, или элементарные почвообразовательные процессы (ЭПП) &#150 занимают промежуточный уровень между микропроцессами и типовыми макропроцессами.

Эта такая группа процессов, из которых ни один взятый в отдельности не способен сформировать почву. ЭПП – это обязательно только составная часть (элемент) типового почвообразовательного процесса.
Это процессы, которые обязательно приводят к изменению твердой фазы почвы или породы. Все ЭПП приводят к тому, что мы можем каким-то образом зафиксировать это изменение.

Выделяют следующие группы ЭПП:

Первичный почвообразовательный процесс
Метаморфизм органического вещества, гумусообразование in situ
Метаморфизм минерального вещества
Переорганизация почвенной массы
Оглеение почвенной массы – процесс трансформации на месте минеральной массы почв в условиях постоянного или длительного переувлажнения и анаэробиозиса, приводящий к созданию «холодных» тонов окраски
Миграция вещества

Элементарные почвообразовательные процессы это такая группа процессов, из которых ни один взятый в отдельности не способен сформировать почву. ЭПП &#150 это обязательно только составная часть (элемент) типового почвообразовательного процесса. Любая почва формируется тем или иным сочетанием конкретных ЭПП разных групп, но никогда не образуется ЭПП из одной только группы. Именно в этом проявляется &#171элементарность&#187 этого уровня процессов &#150 любой типовой почвообразовательный процесс составляется из омбинации более чем одного ЭПП.

4. Почвенные макропроцессы (общие, типовые)

Это процессы, которые обязательно имеют своим конечным или промежуточным результатом изменение в твердой фазе почвообразующей породы или почвы. Ни в одном из действующих списков ЭПП нет такого процесса, который не имел бы подобного &#171 твердофазного &#187результата&#150 признака, маркирующего процесс.

Макропроцессы – формируют почвы определенных генетических групп. В почвоведении они рассматриваются как черноземообразование, подзолообразование, солонцеобразование и т.д. Чернозем, подзол или солонец образуются в результате определенного совместного воздействия нескольких ЭПП. Главенство процессов не абсолютно. В зависимости от типов почв и конкретных условий главное может стать второстепенным, подчиненным.

Дерновый &#150 обязательное условие постоянный приток влаги извне, корни не тянутся вниз в поисках воды. Формируемые почвы – дерново-подзолистая, серая лесная с поверхностным горизонтом А1.
Черноземный &#150 отсутствует внешнее увлажнение, корни растений тянутся вниз в поисках воды. Формируемые почвы – черноземы с поверхностным горизонтом А.
Подзолистый &#150 процесс разрушения первичных и вторичных минералов. Формируются подзолистые почвы с горизонтом А2.
Болотный &#150 состоит из 2 процессов: торфообразование и оглеение.
Солончаковый &#150 процесс накопления легкорастворимых солей в почвенном профиле.
Солонцовый &#150 процесс внедрения в почвенный комплекс (ППК) иона натрия (Na+).

5. Формирование почвенного профиля

Процесс формирования полноразвитого профиля длится от сотен до сотен тысяч лет.

Почвенный профиль – это совокупность генетически сопряженных и закономерно сменяющихся горизонтов почвы, на которые расчленяется материнская порода в процессе почвообразования.

Главные факторы образования профиля – процессы разрушения, синтеза и миграции органических, минеральных и органо-минеральных веществ и энергии; вертикальное распределение живого вещества.

Выделяют следующие факторы вертикальной дифференциации почвенного профиля:

Вертикальная ярусность корневых систем растений, связанная с биологическими особенностями растительных организмов, строением почвообразующих пород, уровнем и составом грунтовых вод
Вертикальное распределение микроорганизмов
Вертикальное распределение и миграция почвенных животных
Вертикальное перемещение влаги в почве
Вертикальный поток тепла
Вертикальная диффузия газов из атмосферы во внутренние слои литосферы

Источник

Mse-Online.Ru

Схема почвообразовательного процесса

Происхождение и состав минеральной части почвы. Почва, как уже отмечалось, состоит из минеральных, органических и органо- минеральных веществ при значительном преобладании минеральных (80—90 % почвенной массы).

Минералы и горные породы, слагающие земную кору, представляют собой различные химические соединения — соли кислот (кремниевой, серной, фосфорной и др.), окислы (кремния, железа, алюминия и др.) и самородные элементы. В составе этих соединений содержатся элементы питания растений Р, К, S, Са, Mg и другие, но в труднорастворимой форме. Содержание азота в них не превышает 0,03 %, и встречается он лишь в осадочных породах.

Образование почв из горных пород происходит под воздействием двух процессов, протекающих на земной поверхности, — выветривания и почвообразования.

Выветривание — процесс разрушения и изменения горных пород и слагающих их минералов в термодинамических условиях земной поверхности. Разрушение горных пород происходит под действием атмосферы (колебание температуры, вода, ветер и др.) и биосферы (углекислый газ, организмы). В зависимости от действия преобладающих факторов различают три типа выветривания: физическое, химическое и биологическое.

В процессе выветривания из массивной горной породы образуется рыхлая почвообразующая порода, и зольные элементы питания из труднорастворимого состояния переходят в растворимые, доступные растениям. Но они подвергаются действию атмосферных осадков, вымываются ими, переносятся поверхностными и грунтовыми водами с суши в моря и океаны, где полностью или частично осаждаются, участвуют в образовании осадочных горных пород. Могут пройти целые геологические эпохи, пока осадочные породы станут сушей и вновь подвергнутся выветриванию. Этот круговорот веществ, совершающийся между сушей и океаном, называют большим, или геологическим, круговоротом веществ.

Почвообразовательный процесс. Начало почвообразовательного процесса — поселение растений и микроорганизмов на продуктах выветривания горных пород. Почвообразовательный процесс имеет длительную историю и связан с эволюцией растительного и животного мира на Земле. По А. А. Роде, почвообразовательный процесс — это совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в земной толще. Каждому из этих явлений противостоит другое, противоположное по своей сущности.

Различают следующие процессы, протекающие одновременно и взаимосвязано, в результате которых из горной породы образуется новое самостоятельное природное тело — почва: 1) разложение минералов горных пород и образование новых минералов, а также элементов зольного питания растений в доступных формах; 2) создание органического вещества (на поверхности породы и в ее верхних слоях), его разложение, синтез новых органоминеральных соединений в процессе гумификации и их разрушение, аккумуляция и освобождение элементов зольного и азотного питания; 3) взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием органоминеральных соединений разной степени подвижности; 4) перемещение и осаждение в почвенной толще различных продуктов почвообразования — минеральных, органических и органоминеральных; 5) поступление влаги в почву и ее возврат в атмосферу (транспирация и испарение); 6) поглощение лучистой энергии солнца почвой, ее нагревание и излучение энергии, сопровождаемое охлаждением, и другие.

Большая часть перечисленных процессов протекает при участии живых организмов — растений и микроорганизмов. Корни высших растений проникают в породу на значительную глубину, охватывают большой объем породы, извлекая из ее толщи элементы зольной пищи (фосфор, калий, серу и др.) и азот (его присутствие в породе связано с биохимической деятельностью микроорганизмов).

Зеленые растения обладают избирательной поглотительной способностью. Сущность ее заключается в том, что корни растений усваивают химические элементы из почвенного раствора с минимальным содержанием наиболее важных для организмов веществ в присутствии больших количеств остальных соединений. Корни растений как бы переносят элементы питания из нижних горизонтов породы в верхние. Используя углекислый газ воздуха, воду, зольные элементы, азот, лучистую энергию солнца, растения синтезируют органическое вещество.

Наряду с созданием (синтезом) органического вещества происходит его разрушение (под воздействием микроорганизмов) с образованием новых минеральных соединений, доступных для следующих поколений растений. Таким образом, между растениями и почвообразующими породами, а затем и почвами возникает круговорот зольных элементов и азота. В результате его действия в верхнем слое почвы происходит постепенное накопление элементов минерального и азотного питания растений — одного из факторов плодородия. Этот круговорот, по предложению В. Р. Вильямса, был назван малым биологическим круговоротом вещества. Биологический круговорот развивается на фоне геологического. Часть питательных элементов, не использованных растением, может вымываться и поступать в большой геологический круговорот и, наоборот, с помощью растений элементы питания из большого геологического круговорота могут поступать в малый биологический.

В основе почвообразовательного процесса лежит малый биологический круговорот веществ. Органические остатки, которые накапливаются после отмирания растений на поверхности породы или в ее верхних слоях, минерализуются не полностью, часть их в процессе гумификации превращается в гумус, который содержит все элементы питания. Накопление гумуса в верхних слоях и взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью породы приводят к образованию почвы. Гумус содержится только в почвах и его нет в почвообразующих породах.

Таким образом, сущность почвообразовательного процесса заключается в создании (синтезе) органического вещества и его разрушении, а также во взаимодействии минеральной части породы и почвы с продуктами разложения органических остатков и гумусовыми веществами.

Источник

4. Общая схема почвообразовательного процесса

Процесс почвообразования – превращение горной породы в почву. Он осуществляется в результате длительного взаимодействия массы материнской горной породы с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности и элементами гидро- и атмосферы. В основе процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот веществ, развивающийся на фоне большого геологического круговорота веществ.

Почвообразовательный процесс относится к категории био-физико-химических процессов. Агентами почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, кислород воздуха и углекислота.

Наиболее важные слагаемые почвообразовательного процесса:

1) Превращение (трансформация) минералов горной породы, из которой образуется почва (а в дальнейшем и самой почвы).

2) Накопление в ней органических остатков и их постепенная трансформация

3) Взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органоминеральных соединений

4) Накопление в верхней части почвы ряда биофильных элементов, и, прежде всего элементов питания

5) Передвижение продуктов почвообразования с током влаги по вертикальной толще формирующейся почвы

6) – выветривание носит биохимический характер. В почве образуются 2 минералы: глинистые минералы и 2 несиликатные оксиды Si, Fe, Al (они малоподвижны и накапливаются на месте образования). Интенсивно разрушаются 1 элементы и алюмосиликаты.

7) – главные процессы превращения органического вещества:

8) гумификация – превращение части промежуточных продуктов разложения органического вещества в специфические сложные высокомолекулярные вещества – гумусовые кислоты

Развитие почвообразовательного процесса и формирование почвы протекают под воздействием комплекса факторов почвообразования. Это учение разработал В.В. Докучаев и выделил 5 факторов

1) материнские породы

2) растительные и животные организмы

4) возраст (время)

5) рельеф местности

Закономерные изменения основных почвенных параметров (t0, аэрации, химического состава почвенного воздуха и почвенного покрова), выведенные из многолетних данных, получили название почвенных режимов. Особенно большое значение имеют следующие режимы:

5. Описание почвенного профиля

Профиль исследуется в свежевырытом разрезе глубиной несколько превышающей мощность почвы. При описании почвы замеряют мощности горизонтов, отмечаются их цвет, сложение, агрегированность, новообразования, включения, гранулометрический состав и характер перехода от одного горизонта к другому.

Поскольку почва состоит из нескольких горизонтов, морфологические признаки определяются для каждого горизонта, и в итоге сводятся в виде характеристики строения почвенного профиля.

Окраска. Окраска почв – важнейший морфологический признак. Она, с учетом других признаков и свойств, является существенным показателем принадлежности почвы к тому или иному типу. В окраске почвы, в ее оттенках и переходах очень ярко отражаются особенности почвообразовательного процесса. Наиболее важными для окраски почв являются следующие три группы соединений: 1) гумус, 2) соединения железа, 3) кремнекислота, углекислая известь и каолин.

Гумусовые вещества обусловливают черную, темно-серую, и серую окраски. Соединения окисного железа придают почве красную, оранжевую и желтую окраски. Кремнекислота (SiO2), углекислый кальций и каолинит обусловливают белую и белесую окраски.

Гранулометрический состав.Определение гранулометрического состава лежит в основе выделения разновидностей почв. Изучение гранулометрического состава позволяет предварительно оценить степень дисперсности почвенного мелкозема (песок, супесь, суглинок, глина), а также соотношение песчаных и илистых частиц.

Структурой называют отдельности (агрегаты), на которые способна распадаться почва. Они состоят из соединенных между собой механических элементов и мелких агрегатов. Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в разных почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах неодинаковы.

Бесструктурная — нет видимой агрегации.

Слабая структура — слабооформленные неопределенные агрегаты, едва различимые в натуре.

Умеренная структура — агрегаты хорошо оформлены, разломанных немного, мало неагрегированного материала.

Прочная структура — агрегаты, хорошо оформленные и устойчивые, полностью отделяются при нарушении почвы.

Сложение — внешнее выражение плотности и пористости почвы.

Источник