Схема поэтапного процесса формирования почв

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

Научная электронная библиотека

3. Процессы почвообразования

Почвообразование или почвообразовательный процесс – совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, формирующих самостоятельное биокосное тело – почву.

Первичное почвообразование – развитие почвообразовательного процесса на обнаженной горной породе, сложный комплекс одновременно идущих физических, химических и биологических процессов.

Почвообразовательные процессы объединяют в три группы: общие (тотальные) макропроцессы, элементарные почвенные процессы (ЭПП), микропроцессы.

Общие (тотальные) почвообразовательные макропроцессы – подзолообразование, черноземообразование, буроземообразование, они формируют конкретные почвенные индивидуумы.

Элементарные почвообразовательные процессы (ЭПП, частные, признакообразующие, специфические) – сочетание взаимосвязанных биологических, химических, физических явлений, приводящих к образованию конкретного признака почвы, простые элементы общего процесса и типовых микропроцессов.

Элементарные почвообразовательные процессы

Биогенно-аккумулятивные процессы – накопление в верхней части профиля веществ, прежде всего органических.

Биогенный синтез глинных минералов – вторичное глинообразвание, результат взаимодействия освобождающихся при разложении остатков простых соединений или ионов.

Гумусообразование – разложение растительных остатков на месте их отмирания (in situ) и последующего новообразования гумуса без его перемещения по профилю.

Гумусонакопление – аккумуляция гумуса в верхних горизонтах и постепенное пропитывание им почвенного профиля.

Дерновый процесс – интенсивное гумусообразование и гумусонакопление под действием травянистой растительности. Происходит накопление гумуса, биогенная аккумуляция азота и зольных элементов в верхнем слое. Почвы приобретают благоприятные физико-химические свойства, формируется водопрочная зернисто-комковатая структура

Подстилкообразование – формирование на поверхности лесной подстилки или степного войлока.

Торфообразование (оторфовывание, оторфянивание, торфонакопление) – 1) накопление медленно гумифицирующихся и почти не минерализующихся растительных остатков. Процесс протекает в анаэробной среде при избыточном увлажнении; 2) консервация отмерших органических остатков при незначительной гумификации.

Иллювиально-аккумулятивные почвообразовательные процессы – аккумуляция веществ ниже элювиальных горизонтов, отложение, преобразование, закрепление привнесенных сверху веществ.

Глинисто-, железисто-, карбонатноиллювиальные процессы – соответственно накопление глинистых, железистых, карбонатных частиц.

Солонцово-иллювиальный процесс – иллювиальное накопление глинистых частиц и аморфных полуторных окислов, гумуса.

Гидрогенно-аккумулятивные почвообразовательные процессы связаны с влиянием грунтовых вод на формирование почвенного профиля.

Засоление – накопление водорастворимых солей в профиле почвы.

Загипсование – вторичная аккумуляция гипса при его отложении из минерализованных грунтовых вод.

Латеритизация – формирование железистых и железисто-кварцевых каменных конкреций, слоев (панцирей) в мелкоземистой толще почв под действием притока соединений Fe и АI с кислыми водами. Широко проявляется в условиях сезонно-влажных тропиков.

Окарбоначивание – вторичная аккумуляция карбонатов в почвенном профиле при его отложении из минерализованных грунтовых вод.

Элювиальные почвообразовательные процессы связаны с разрушением или преобразованием минеральных и органических компонентов в элювиальном горизонте и выносом образованных продуктов.

Оглинивание (сиаллитизация, оглинение, метаморфизация, внутрипочвенное выветривание, неосинтез глин) – образование вторичных глинистых минералов и других компонентов илистой фракции из первичных, а также из продуктов распада минералов.

Слитогенез. Слитые почвы – плотные образования, в сухом состоянии обладают очень высокой твердостью, во влажном – низкой твердостью и высокой пластичностью. Слитые почвы склонны к сильному растрескиванию при высыхании.

Оглеение. Термины «глей» и «глеевый процесс» ввел Г. Н. Высоцкий. Под глеем понимали не очень плотную породу серого цвета с зеленоватым оттенком, формирующуюся в условиях длительного переувлажнения.

Глееобразование – сложный биохимический восстановительный процесс (маслянокислое брожение), протекающий в анаэробных условиях при обязательном присутствии органического вещества и участии анаэробных микроорганизмов. Сущность процесса – под воздействием неспецифических гетеротрофных анаэробных микроорганизмов Fe свободных окисных соединений восстанавливается до закисного 2-х валентного, вступает в комплексные связи с органическими соединениями и алюмосиликатами.

Аллитизация (ферраллитизация) – совокупность явлений почвообразования и выветривания, результатом которых является накопление в почвах окисных минералов Fe и АI (гетит, гидрогетит, лимонит, гидрогелит, гиббсит), вторичного алюмосиликата каолинита, а также потеря кремнезема и остальных окислов.

Выщелачивание – обеднение горизонта почвы основаниями в результате их выхода из кристаллической решетки минералов или органических соединений, растворения и выноса (вымывания) за пределы почвы и коры выветривания простых солей щелочных и щелочноземельных металлов (Na, К, Са, Mg).

Солончаковый процесс – накопление легкорастворимых солей в верхней части профиля. Проявляется в условиях с КУ менее 1.

Солонцовый процесс (осолонцевание) связан с внедрением обменного Na в почвенно-поглощающий комплекс (ППК). Свойства солонцеватости: пептизация коллоидов, обесструктуривание, появление в почвенном растворе Nа2СО3, NаНСО3, щелочная реакция.

Осолодение (щелочной гидролиз) проявляется в степных депрессиях, западинах в условиях лесостепи, степи, сухой степи при близком залегании слабоминерализованных грунтовых вод или при периодическом передвижении растворов водами поверхностного стока. Ион натрия вытесняется из ППК, затем разрушается кристаллическая решетка минералов и происходит аккумуляция кремнезема. У почв рН слабощелочная

Подзолистый процесс (оподзоливание), кислотный гидролиз – формирование осветленного белесого горизонта. Среди образующихся органических соединений преобладают фульвокислоты, уксусная, муравьиная и другие вещества, агрессивные к большинству минералов почвы. Органические кислоты, фильтрующиеся из лесной подстилки, в условиях кислой рН, разрушают минералы. Промывной режим – важнейшее условие развития процесса.

Лессиваж (иллимеризация, лессивирование) – процесс пептизации, отмывки илистых частиц (перенос) с поверхности зерен грубозернистого (песчаного и крупно пылеватого) материала или из микроагрегатов и выноса в неразрушеннном состоянии из элювиального горизонта без изменения их химического состава, проявления гидролиза, растворения.

Микропроцессы – наиболее простые и многочисленные процессы и явления в почвах, идущие на молекулярном, ионном, атомном уровнях (Апарин и др., 2006). Это различные противоположно направленные явления. Их отличие: микропроцессы не оставляют видимых морфологических следов в почвах.

1. Поглощение живыми организмами из почвы минеральных соединений и синтез органического вещества. Выделение живыми организмами в почву и почвенную атмосферу органических и минеральных соединений.

2. Разложение и минерализация органических остатков. Синтез из органических и минеральных соединений гумусовых веществ.

3. Подкисление почвенных растворов органическими кислотами, выделяемыми организмами при жизни и освобождающимися после их отмирания, а также образующимися при гумификации. Нейтрализация почвенных растворов при обменных реакциях водорода органических кислот с основаниями, освобождающимися при минерализации органических остатков и разложение первичных минералов.

4 Разрушение первичных минералов породы. Синтез вторичных минералов и органо-минеральных комплексов.

5. Коагуляция органических, органо-минеральных и минеральных коллоидов, образование устойчивых агрегатов. Пептизация почвенных коллоидов, разрушение агрегатов.

6. Гидратация минеральных соединений. Их дегидратация.

7. Окислительные процессы, идущие при свободном доступе кислорода в почву. Восстановительные процессы идут при постоянном или периодическом застое влаги и недостатке кислорода.

8. Движение растворов вверх (восходящий ток влаги) и накопление подвижных соединений в верхней части профиля. Движение растворов вниз (нисходящий ток влаги), растворение и вынос подвижных соединений.

9. Поглощение элементов-органогенов живыми организмами и биогенное их накопление в верхних горизонтах почв. Растворение и вынос элементов биогенной аккумуляции.

10. Адсорбция почвенными коллоидами и живыми организмами газов почвенной атмосферы. Десорбция газов, их выделение в процессе дыхания и при разложении растительных остатков.

11. Дифференциация почвенного профиля, формирование различных по составу и свойствам генетических горизонтов. Нарушение строения профиля при физико-механических деформациях в результате деятельности биоты и перемещениях почвенной массы.

Источник