Под влиянием каких факторов образуется почва

Факторы и условия почвообразования

Почва образуется под влиянием многих факторов и условий, является результатом взаимодействия различных частей географической оболочки. Это и атмосфера, и гидросфера, и литосфера, и тонкая «пленка» живого вещества , которая сосредоточена в основном у земной поверхности.

Впервые о факторах почвообразования заговорил В. В. Докучаев, основоположник такой науки как почвоведение. Именно он обратил внимание на связь процесса формирования почвенного покрова с внешними компонентами природной среды.

Основные факторы почвообразования (по В. В. Докучаеву):

1. Почвообразующая порода (или материнская)
2. Климат
3. Рельеф
4. Растительные и животные организмы
5. Время

Чтобы показать функциональную взаимосвязь между почвенным покровом и почвообразующими факторами, исследователь выявил специальную формулу:

П= ƒ(К, Г, О, Р)*Т

Обозначения в ней следующие:

• П – почва
• К – климат
• Г – горные породы
• О – организмы
• Р – рельеф
• Т – время

Позднее последователи Докучаева добавили еще два важных условия, которые также имеют большое влияние на процесс почвообразования. Это антропогенный фактор, за которым скрыта деятельность человека , и фактор воды.

Таким образом, на почвообразование наибольшее воздействие оказывают:

• Материнская порода
• Климат
• Рельеф
• Вода
• Растительные и животные организмы
• Время
• Деятельность человека

Рассмотрим каждый фактор.

Материнская порода

Она также называется почвообразующей.

Большинство почв образовалось на рыхлых осадочных породах. Они становятся источником минеральных элементов для плодородного слоя, передают ему свою структуру, некоторые физические и химические свойства.

Роль материнской породы существенна на начальных этапах почвообразования. Затем она немного снижается. Минералы попадают в грунт из остатков растений, а на физические свойства влияет влажность, количество осадков, земляная фауна.

Климат

Самое большое влияние на образование почвы оказывают средние температуры в климатической зоне, влажность (осадки) и ветер.

В холодном и слишком жарком климате химические и биологические процессы в грунте протекают медленно , растительность тут скудная. Поэтому плодородный слой в такой зоне очень тонкий. При недостатке воды почвы могут превратиться в солончаки, а переизбыток приведет к заболачиванию.

Лучшим климатом для формирования почв считается умеренный теплый (суббореальный). Именно в таких зонах образовались типичные черноземы. В России это территории Кубани, Ставрополья.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Климат как фактор почвообразования.

Рельеф

На крутых склонах гор почвы подвергаются ветровой и водной эрозии. Южная сторона холма или горы лучше прогревается, там хорошо развивается растительность, и слой почвы более толстый. В долинах скапливается вода, что может привести к образованию болот. От рельефа зависит и уровень стояния грунтовых вод. В низине он выше, чем на возвышенности.

Самые оптимальные условия для формирования почв на равнинах. Здесь не застаивается вода, грунты не подвергаются водной и ветровой эрозии.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Рельеф как фактор почвообразования.

Вода

Вода, поверхностная и грунтовая, влияет на окислительно-восстановительный режим почвы. Кроме того, влага оказывает воздействие на процессы выветривания, образования минералов и гумуса. Она берет на себя роль терморегулятора , определяет тепловой баланс и температурный режим почвы.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Вода как фактор почвообразования.

Растительные и животные организмы

Иначе этот фактор еще называют биологическим.

На формирование почвы влияют растения, микроорганизмы и земляная фауна. Высшие растения – это основной источник органических веществ. От их вида и состава зависят многие характеристики почвы. Микроорганизмы (грибки, бактерии) играют ведущую роль в разложении органических веществ на простые минеральные, доступные растениям для усвоения.

Животные перерабатывают грубые органические остатки, разрыхляют землю. Важную роль играют дождевые черви. Они пропускают через себя от 5 до 600 т грунта за месяц. Их выделения богаты углеводами, которые склеивают частицы почвы и становятся средой для обитания бактерий.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Биологический фактор почвообразования.

Время

Формирование плодородного слоя – это практически беспрерывный процесс, занимающий тысячелетия. Второе название этого фактора – возраст.

Различают абсолютный и относительный возраст почвы. Первый измеряется от начала формирования почвенного покрова до наших дней. Большинство современных почв образовались в четве р тичный период (около 2 миллионов лет назад). На развитие 1 м плодородного грунта идет от 20 до 80 тысяч лет (в зависимости от климатической зоны).

Относительный возраст – это скорость формирования почвы. Она отличается в разные периоды, зависит от изменения влажности и температуры на протяжении лет, периода глобального похолодания или потепления.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Время как фактор почвообразования.

Деятельность человека

Человек начал влиять на почву, когда занялся сельским хозяйством. Произошло это около 10 тысяч лет назад. Влияние повысилось в последние столетия.

Антропогенные изменения связаны с вырубкой лесов, орошением пустынных земель и осушением болот. В результате меняется структура растительности, водный режим. При ведении сельского хозяйства в грунт вносятся минеральные и органические удобрения, химикаты для борьбы с вредителями и сорняками. При уборке урожая с полей вывозится большая часть зеленой массы. Верхний слой грунта постоянно вспахивается.

Влияние человека бывает положительным и отрицательным. При неправильной обработке почвы деградируют, их плодородие падает. Если придерживаться всех правил ухода за грунтом, его характеристики улучшатся, а урожайность будет расти.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Деятельность человека как фактор почвообразования.

Также рекомендуем вам ознакомиться с нашей статьей Плодородие почвы: как его сохранить и повысить. Там подробно описано , от чего зависит плодородие почвы, как можно определить плодородность, а также даны некоторые рекомендации по повышению ее уровня.

Все факторы почвообразования действуют одновременно. Больше всего на почвы влияет климат. От него зависят тип растительности, влажность и количество осадков. По климатическим зонам также принято классифицировать почвы по типам. Подробнее об этом вы можете узнать в нашей статье Типы почв.

Если вы хотите узнать в целом, как формируется почва, читайте наш раздел Как образуется почва (почвообразование).

Подробнее о каждом факторе почвообразования вы можете прочитать в наших вложенных статьях:

Источник

ПОЧВОВЕДЕНИЕ.Факторы почвообразования. Конспекты для лекций.

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Почвой называется поверхностный слой земли, образовавшийся в результате взаимодействия пяти природных факторов (климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и времени).

Прежде чем начался почвообразовательный процесс, прошел длительный период создания рыхлого слоя осадочных пород на поверхности земной коры под воздействием ряда геологических процессов.

Одновременно с дефляцией происходило химическое выветривание горных пород. Под влиянием воды, насыщенной углекислотой, а также кислорода горные породы разрушались с образованием более простых соединений. Например, полевые шпаты распадались на глину, кремнезем ( SiO ₂ ) и растворимые соли, которые выщелачивались вглубь. Появляются вторичные или осадочные породы — известняки, песчаники.

Огромную роль в изменении земной поверхности сыграли ледники.

Почти вся территория России в начале четвертичного периода, т.е. свыше 500 тыс. лет назад, а в некоторой части страны и позднее, покрывалась ледниками, которые при продвижении производили колоссальную разрушительную работу, сглаживая поверхность земли, передвигая с места на место обломки горных пород. Мощные водные потоки, образовавшиеся в результате таяния ледников, перемещали измельченные породы, перетирали их, сортировали и откладывали мелкие частицы в образовавшихся понижениях. Перемещение мелких частиц пород с места на место совершалось также и с помощью ветра. Последующая деятельность рек и горных потоков дополнила процесс перемещения механических элементов, покрывая преобладающую площадь земной поверхности рыхлыми отложениями, которые во многих местах Среднерусской равнины служат подстилающей почву или даже почвообразующей породой.

Таким образом, в результате длительного геологического процесса, заключающегося в физическом и химическом выветривании, горные породы измельчались и превращались в продукты другого химического состава, с другими физическими свойствами. Эти продукты служили почвообразующими породами.

Превращение горных пород в почву происходит в результате двух одновременно протекающих процессов: выветривания и почвообразования. В процессе почвообразования обязательно принимают участие микроорганизмы, высшие растения и другие живые организмы. Поверхность земли сначала покрывалась лишайниками, мхами, а затем в соответствии с климатическими условиями зарастала или лесами или травянистой растительностью. Поселившиеся на горной породе растения, используя минеральные соли, в том числе соединения азота и углекислый газ воздуха, создают органическое вещество. Отмирая, растения оставляют корни и наземные растительные остатки в верхних слоях материнской породы.

Под воздействием растений происходят глубокие изменения земной коры, мобилизуются некоторые малодоступные физическому выветриванию, рассеянные в породе зольные элементы; остатки растений, концентрирующиеся в верхнем слое породы, превращаются в гумус; благодаря избирательной способности растений в верхних слоях почвы накапливаются многие биологически важные химические элементы.

Образование верхнего слоя, содержащего органическое вещество, — внешний признак превращения материнской породы в почву.

Почвообразовательный процесс — совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почве.

Факторы почвообразования . К ним относятся природные факторы: материнские породы, растительный и животный мир, климат, рельеф, возраст страны, а также производственная деятельность человека.

Факторы почвообразования влияют на формирование почвы не изолированно, а во взаимодействии. Кроме того, и сама почва может изменять в определенной степени эти факторы. Рассмотрим отдельно почвообразующую роль разных факторов.

Почвообразующие породы . Материнской, или почвообразующей, породой называется верхний слой земли, на котором и из которого образуется почва. Химический состав породы, ее физические свойства обязательно сказываются на составе и свойствах почвы. Например, карбонатные почвы формируются на породах, богатых известью, а подзолистые — преимущественно на кислых отложениях, породах, обогащенных кварцем. При одних и тех же климатических условиях на разных материнских породах образуются и разные почвы в зависимости от вида растительности.

Основными почвообразующими породами на территории нашей страны являются континентальные осадочные породы, возникшие в четвертичный период. К ним относятся ледниковые отложения — различного рода морены, представленные валунными глинами, суглинками; флювиогляциальные отложения — продукты деятельности ледниковых вод, преимущественно песчаные наносы; покровные суглинки , имеющие водно-ледниковое происхождение. Кроме того, встречаются аллювиальные отложения, образующиеся в долинах рек. На Украине и в Средней Азии в качестве почвообразующей породы широко распространены лессы и лессовидные суглинки , сформировавшиеся, вероятно, в результате деятельности ветра, содержащие большое количество карбонатов кальция, магния.

Растительный и животный мир . Важнейшим фактором почвообразования является растительность. От ее характера зависят количество и свойства перегноя, аккумуляция минеральных веществ в верхних горизонтах почвы, а также физические свойства почвы.

Многолетняя древесная растительность корнями глубоко проникает в почву, добывая там воду и минеральные вещества, способствует накоплению снега, дает ежегодный опад в виде хвои и листьев, образующий лесную подстилку. В процессе разложения опада выделяются органические кислоты, оказывающие сильное влияние на минеральную часть почвы, на формирование почвенного профиля.

Травянистая растительность в отличие от древесной образует густую сеть корней в верхних слоях почвы. Часть этих корней ежегодно отмирает и вместе с остатками наземной массы обогащает почву органическим веществом, создает структуру почвы.

Мхи, обладающие высокой влагоемкостью, способствуют заболачиванию почв и образованию торфяников.

В почвообразовании исключительно велика роль микроорганизмов. В почве их огромное количество (до нескольких миллиардов на грамм). Они разлагают остатки растений и животных, превращая их в новое органическое вещество — гумус, переводят сложные органические соединения в простые минеральные соли, пригодные для использования растениями; разрушают минералы, выделяя из них зольные элементы для питания растений; усваивают азот из воздуха и т.д.

Разложение органического вещества может происходить в аэробных и в анаэробных условиях. В первом случае минерализация органического вещества может проходить до образования конечных продуктов распада, в частности до образования минерального азота, а в анаэробных условиях происходит накопление гумуса.

Создавая в почве условия, благоприятные для развития тех или иных групп микроорганизмов, представляется возможным оказывать серьезное влияние на плодородие почвы.

Некоторые свободноживущие в почве микроорганизмы, например азотобактер, способны при надлежащих условиях среды усваивать азот воздуха.

В почве обитает большое количество животных организмов, которые также оказывают большое влияние на свойства почвы.

Климат . Количество осадков, температура воздуха, испарение воды из почвы и другие метеорологические условия, из которых складывается климат местности, оказывают очень сильное влияние на формирование почвы. Прежде всего они определяют характер растительности, а также степень накопления гумуса и минерализации органического вещества в почве.

От количества осадков и интенсивности испарения воды из почвы зависит направление передвижения солей: промываются они в грунтовые воды или, наоборот, преобладает процесс засоления почвы вследствие подъема грунтовых вод.

Рельеф . Влияние рельефа сказывается на водном и тепловом режиме почвы. На повышенных элементах рельефа наблюдается меньшая влажность почвы, большая глубина залегания грунтовых вод. В пониженных частях рельефа, наоборот, отмечается большая влажность, близость грунтовых вод, даже заболачивание. Все это ведет к формированию различной растительности, а также к смыву (со склонов) и накоплению (в низинах) почвенных частиц, а следовательно, к образованию различных типов почв.

На тепловой режим почв влияют экспозиция и крутизна склона. Южные, юго-западные склоны скорее прогреваются солнцем и тем сильнее, чем больше их крутизна. Даже мелкие впадины и небольшие повышения значительно изменяют характер образующихся почв.

Возраст почв . Под возрастом почв понимают период, в течение которого идет почвообразовательный процесс. На территории бывшего СССР он раньше начался там, где не было оледенения, или там, где поверхность почвы скорее освободилась от льда. Почвы севера более молодые, чем почвы юга, так как на севере почвообразовательный процесс начался позднее.

Деятельность человека (антропогенные факторы) . Большую роль в почвообразовании играет производственная деятельность человека. Осушаются болота, орошаются пустыни, вырубаются леса или создаются новые лесонасаждения — все это оказывает влияние на почву.

Интенсивное сельскохозяйственное использование земли, в частности применение удобрений, известкование, гипсование, обработка почвы, возделывание тех или иных культур меняет свойства почвы.

Строение и состав почвы

Почвенный профиль . Морфологические признаки почв .

В результате длительного почвообразовательного процесса изменяются внешний вид и свойства материнской породы. Уже по внешним признакам можно говорить о происхождении почвы, о ее химическом составе и плодородии. Внешние признаки почвы обычно изучаются по почвенному профилю, на котором видны горизонты почвы, образовавшиеся в процессе почвообразования. Почти во всех почвах наблюдают аккумулятивный горизонт, в котором накопилось определенное количество гумуса и биологически важных минеральных веществ. Во многих почвах наблюдают элювиальный горизонт, явившийся результатом выноса — выщелачивания минеральных веществ, и иллювиальный горизонт, или горизонт вмывания.

В зависимости от условий почвообразования меняется мощность различных горизонтов, а иногда наблюдается очень сложный профиль, в котором можно видеть, например, несколько аккумулятивных горизонтов. Для морфологической характеристики почвенного профиля делают разрез от поверхности почвы до не измененной почвообразовательным процессом породы, обычно на 1,5 м. На вертикальной стенке разреза видны мощность почвенного слоя, окраска и сложение отдельных генетических (гумусового, элювиального и иллювиального) горизонтов почвы, различные включения и новообразования. Определенные генетические горизонты имеют присвоенное им буквенное обозначение. Для большинства почв характерно следующее расположение горизонтов.

Горизонт А — гумусовый горизонт, отличающейся от нижних слоев почвы более высоким содержанием органических веществ, более темной окраской. В этом горизонте происходит накопление гумуса и зольных элементов, их аккумуляция. У черноземов гумусовый горизонт имеет почти черную окраску, у серых лесных почв — от светло-серой до темно-серой, у каштановых — серо-коричневую.

У дерново-подзолистых почв горизонт А сероватый с белесым оттенком У всех оподзоленных почв он делится на два подгоризонта:

А ₁ — темноокрашенный (аккумулятивный)

А ₂ — светлоокрашенный (подзолистый).

Подгоризонт А ₂ образуется в результате разрушения силикатов, алюмосиликатов, органических веществ и выноса их в нижележащие горизонты. При сильной выраженности подзолообразовательного процесса подгоризонт А ₂ становится белесым. А ₂ — это та часть гумусового горизонта из которого произошло вымывание в нижние горизонты растворимых веществ.

Неразложившаяся лесная подстилка или плотная дернина, покрывающая поверхность почвы, обозначается А ₀ . В подзолистых почвах горизонт А ₂ может следовать непосредственно за лесной подстилкой (А ₀ ). Если верхний горизонт состоит из торфа, он обозначается буквой Т.

На распаханных полях подгоризонты А ₀ , А ₁ и частично А ₂ вовлекаются в обработку и обозначаются А _п (пахотный слой), мощность которого зависит от глубины вспашки.

Горизонт. В — горизонт вмывания (иллювиальный), переходный к материнской породе. Он отличается от верхнего горизонта меньшим количеством гумуса, а также тем, что накапливаются полуторные окислы и минеральные соли, вымываемые из верхних горизонтов; в нем идет также новообразование минеральных соединений путем изменения самой материнской породы. Обычно горизонт В красно-бурой окраски и имеет различную структуру — ореховатую (в подзолистых и сырых лесных почвах), комковатую (в черноземах), столбчатую (в солонцах) и т.д. В зависимости от внешних признаков (цвета, структуры) может быть выделено несколько подгоризонтов (В ₁ , В ₂ и т.д.).

На заболоченных почвах на разной глубине иногда с поверхности выделяют глеевый горизонт G , где под влиянием переувлажнения и недостатка воздуха образуются закисные соединения железа и алюминия голубоватого цвета.

Горизонт. С — материнская порода, которая участвовала в образовании почвы. В нем часто встречаются включения в виде галек, валунов, известковых отложений и т.д.

Выделяют еще горизонт D , означающий в отличие от материнской подстилающую породу, не затрагиваемую почвообразовательным процессом.

При отсутствии резкого перехода от одного горизонта к другому выделяют переходные горизонты, например А ₂ В, ВС.

Общая мощность почвенного слоя бывает различна: от нескольких сантиметров до 250 см (у черноземов). При рассмотрении профиля почв обращает на себя внимание прежде всего окраска почвы. Она изменяется от белой до красной и черной. Та или иная окраска почвы связана с ее химическим составом: темная (черная окраска зависит от гумуса, красноватая от окиси железа, белесая характеризует высокое содержание кремнезема, белая окраска почвенных слоев и отдельных включений говорит о наличии извести, сизоватая окраска свойственна почве с высоким содержанием закиси железа (глееватый горизонт). В пределах почвенного профиля меняется и механический состав почвы, что также отмечается при описании разреза.

При морфологическом исследовании почвы отмечается ее сложение: рассыпчатое, рыхлое, плотное, слитое. Рассыпчатое сложение характерно для песчаных почв; рыхлое свойственно суглинистым и глинистым почвам, богатым органическим веществом и коллоидами; плотное — большинству подстилающих (иллювиальных) горизонтов; слитное — солонцовым почвам.

В почвах различают морфологические разновидности структурных отдельностей. Например, в черноземах можно видеть зернистую структуру, в солонцах — столбчатую, в иллювиальных горизонтах серых лесных почв — ореховатую, в горизонтах вымывания — плитовидную (плитчатую, пластинчатую и листовидную) и др.

Для характеристики почв и суждения об их происхождении имеют важное значение новообразования и включения.

Новообразования — заметные на глаз выделения и скопления различных веществ химического и биологического происхождения, появившиеся в почве в течение почвообразовательного процесса: кротовины, сусликовины, экскременты насекомых, конкреции извести, закисного железа и марганца, прожилки, выцветы, налеты солей и т.д.

Новообразования химического происхождения возникают главным образом в иллювиальном горизонте благодаря соединениям, вымываемым из верхнего слоя.

К включениям относятся различные растительные и животные остатки, ракушки, обломки горных пород, валуны, галька, уголь и др.

Почва как многофазная среда . В почве различают три фазы: твердую, жидкую и газообразную. Твердая фаза почвы полидисперсна и состоит из органической и минеральной частей, т.е. продуктов выветривания и разложения живых организмов, дающих сложный комплекс почвенных соединений. Жидкая фаза представляет собой воду с растворенными в ней веществами, а газообразная — почвенный воздух. Все три фазы взаимодействуют между собой и влияют на состав и свойства почвы.

Механический состав . Свойства почвы и характер почвообразования в значительной мере зависят от механического состава почвы и материнской породы. Под механическим составом почвы подразумевается содержание и соотношение в ней частиц различного размера. Для определения механического состава пользуются методом разделения частиц на фракции просеиванием через сито и отмачиванием тонких частиц в воде.

Различные фракции механических частиц почвы носят определенное название (табл. 1).

Классификация механических элементов почвы на подгруппы

Частицы почвы диаметром 0,01 мм и меньше принято называть физической глиной, диаметром от 0,01 до 1 мм — физическим песком. Сумму частиц меньше 1 мм называют мелкоземом, а более 1 мм — почвенным скелетом.

Кроме перечисленных фракций, выделяют еще коллоидные частицы, размер которых меньше 0,1 мкм (

В зависимости от содержания и соотношения различных механических элементов, и в частности от соотношения физического песка и физической глины, устанавливается и разновидность почвы по механическому составу. В бывшем СССР была принята агрономическая классификация почвы по механическому составу, разработанная Н.А. Качинским (табл. 2).

Классификация почвы по механическому составу

Песчаные и супесчаные почвы обрабатываются сельскохозяйственными орудиями легче (поэтому их называют легкими почвами), а глинистые и суглинистые почвы труднее (их называют тяжелыми почвами).

Химический состав почв в основном зависит от тех пород, на которых почвы образовались. Однако есть и существенные различия между содержанием отдельных химических элементов в почве и почвообразующей породе. Прежде всего почвы отличаются от материнской породы содержанием углерода и азота, входящих в состав гумуса, которого нет в породе (исключение составляют почвы, сформировавшиеся на торфяниках и разных погребенных органических отложениях). Кроме того, растения, обладая избирательной способностью поглощения питательных веществ, извлекают корнями из глубоких слоев необходимые элементы питания, используя их, переносят в верхние горизонты, где они накапливаются. При отмирании растений эти элементы аккумулируются в поверхностном слое.

Наряду с этим многие элементы постепенно вытесняются из верхних горизонтов вследствие промывания почвы осадками.

Для примера приведем химический состав дерново-сильноподзолистой почвы и чернозема (табл. 3).

Источник