Лекция 3. Образование и эволюция почв

Изложенная выше общая схема почвообразовательного процесса представляет абстрактную модель. Конкретные особенности почвообразования и дальнейшей эволюции развития почв зависят от характера проявления известных природных, а в современных условиях — и антропогенных факторов, их изменения во времени и пространстве.

Почвообразовательный процесс начался с появления жизни на поверхности суши. Первичными организмами, кото­рые могли принять участие в почвообразовании, по-види­мому, были бактерии и водоросли. С их воздействием на горную породу начался первичный почвообра­зовательный процесс. В результате жизнедеятельности растений и животных происходило накопление органических остатков и гумуса. С накоплением органического вещества в минеральных почвах улучшался водный режим, он при­обретал более устойчивый характер. Так постепенно из бесплодной горной породы развивалась почва.

На основании данных палеоботаники и палеогеографии можно было установить возможный путь развития почво­образовательного процесса.

В четвертичный период в результате материкового оледенения почвообразовательный процесс прерывался на значительной части суши (около 50—60 %). На территории распространения ледников почвенный покров был полно­стью уничтожен. На территории нашей страны почти весь дочетвертичный почвенный покров был уничтожен После окончания ледниковой эпохи начался современный почвообразовательный процесс.

В современную геологическую эпоху на горной породе, вышедшей на дневную поверхность, последовательность поселения живых организмов не будет такой, какая про­ходила с начала зарождения жизни на Земле. В зависимо­сти от конкретных физико-географических условий на рых­лой почвообразующей породе могут сразу поселиться выс­шие травянистые или деревянистые растения в сочетании с микроорганизмами и животными.

В высокогорных и пустынных районах (жарких или холодных) и в современную геоло­гическую эпоху можно наблюдать на горных породах, особенно скальных, развитие только пионеров литофильной

растительности: микроорганизмов, лишайников и мхов. Высшие растения из-за неблагоприятных условий здесь на развиваются, и почвообразовательный процесс находится на стадии первичного.

Совокупность всех изменений в почве от начала ее обра­зования (ноль-момент) до сегодняшнего дня называют эво­люцией почвы.

Причина изменения почвы — несоответствие свойств почвы и протекающих в ней процессов, связанных с функ­ционированием экосистемы, факторам почвообразования.

В общей эволюции почв выделяют иногда фазу само­развития (созревания) почвы, при которой почва развивается в условиях относительно стабильного климата, геологических и геоморфологических факторов. Фаза саморазви­тия соответствует трем стадиям, рассмотренным в общей схеме почвообразовательного процесса. Теоретически можно представить изменение почвы в процессе ее саморазвития в чистом виде в условиях стабиль­ных климатических, геологических и геоморфологических факторов. Однако реально на любой стадии развития почвы происходят более или менее существенные изменения при­родных факторов, а также характера антропогенного воз­действия на почву, что приводит к изменению направленно­сти почвообразовательного процесса. В данном случае про­исходит изменение почвы под влиянием внешних условий в отличие от изменений в процессе саморазвития.

Под влиянием внешних факторов плодородие почвы может как увеличиться, в результате чего возрастает продуктивность биоценозов, так и снизиться, вплоть до полного или почти полного его уничтожения. В последнем случае происходит деградация почвы.

При деградации не обязательно должно происходить ис­чезновение почвы как природного тела, например, в ре­зультате чрезмерного развития эрозионных процессов, погребения почвы селевыми отложениями, лавой и т. п. Почва может оставаться на поверхности без видимых нарушений, но перестав функционировать как почва, например, вследствие сильного загрязнения веществами, уничтожающими биоту.

В результате почвообразовательного процесса из материн­ской породы формируется почва. Она приобретает ряд важ­ных свойств и признаков, в ней возникают новые вещества, которых не было в почвообразующей породе. Почва расчле­няется на генетические горизонты и приобретает только ей присущие внешние, или морфологические, признаки. Та­ким образом, почва отличается от почвообразующей породы не только плодородием, но и морфологическими признака­ми. По ним можно отличить почву от породы, одну почву от другой, а также приблизительно судить о направлении и степени выраженности почвообразовательного процесса. Основные представления о морфологии почв были даны В. В. Докучаевым и подробно разработаны С. А. Захаро­вым.

К главным морфологическим признакам почвы относят­ся: строение почвенного профиля, мощность почвы и от­дельных ее горизонтов; окраска;' механический состав; структура; сложение; новообразования и включения.

Строение почвенного профиля — это его внешний облик, обусловленный определенной сменой горизонтов в верти­кальном направлении.

Горизонты отличаются один от другого цветом, струк­турой, сложением и другими морфологическими призна­ками. Они имеют различный химический, а нередко и ме­ханический состав₍ в них по-разному протекают биологиче­ские процессы. То или иное строение почва приобретает под влиянием природных процессов почвообразования и производственного использования.

Обычно выделяют следующие генетические горизонты;

А_о — органогенный горизонт, состоящий из органических остатков опада растений (лесная подстилка, степной вой­лок); Т — органогенный торфяной горизонт; G — глеевый; С — материнская порода; Д — подстилающая порода;

Горизонт аккумуляции органичес­ких веществ (А) формируется в верхней части профиля за cчет отмирающей биомассы зеленых растений, В зависимости от его характера выделяют: А — гумусово-аккумулятивный, образующийся в верхней части мине­ральной толщи почвы, в котором не выражены морфо­логически процессы разрушения и выщелачивания мине­ральных веществ; А₁ — гумусово-элювиальный— верхний горизонт профиля с морфологически или аналитически выраженными процессами разрушения и выщелачивания минеральных веществ. Горизонты А и А₁ наиболее темной окраски по сравнению с другими горизонтами, в них на­капливается наибольшее количество органического вещест­ва (гумуса) и элементов питания.

Элювиальный горизонт (А₂) образуется в процессе интенсивного разрушения минеральной части почвы и вымывания продуктов разрушения в нижележащие горизонты. Он окрашен в наиболее светлые тона и в различ­ных почвах получает различные названия (подзолистый — в подзолистых и дерново-подзолистых почвах).

Иллювиальный, или переходный, го­ризонт (В) формируется под элювиальным или гумусо­вым горизонтом и служит переходом к материнской породе.

Глеевый горизонт (С) образуется в гидроморфных почвах. Вследствие длительного или постоянного избыточного увлажнения и недостатка свободного кислоро­да в почве идут анаэробно-восстановительные процессы, что приводит к возникновению закисных соединений железа и марганца, подвижных форм алюминия и формированию глеевого горизонта.

Материнская порода (С) представляет со­бой породу, слабозатронутую почвообразовательными про­цессами.

Подстилающую породу (Д) выделяют в том случае, когда почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже лежит порода с другими свойствами.

Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов. Поэтому некоторые из них могут в том или ином профиле отсутствовать.

Мощность почвы и отдельных ее горизонтов. Мощностью почвы называется толщина от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами ма­теринской породы. У различных почв мощность различна, с колебаниями от 40—50 до 100—150 см.

Окраска почвы — наиболее доступный и прежде всего бросающийся в глаза морфологический признак. Это суще­ственный показатель процессов, происходящих в почве, и принадлежности ее к тому или иному типу. Недаром многие почвы получили название в соответствии со своей окраской— подзол, краснозем, чернозем и т. д.

Механический состав. В полевых условиях и при ка­меральной обработке его определяют визуально и органолептически, т. е. по внешним признакам и на ощупь. Для точного установления механического состава применяют лабораторные методы.

Структура. Структурой называют отдельности (агрега­ты), на которые способна распадаться почва. Они состоят из соединенных между собой механических элементов.

Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в разных почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах неодинаковы.

Почва может быть структурной и бесструк­турной. При структурном состоянии масса почвы или породы разделена на отдельности той или иной формы и размеров. Бесструктурное, или раздельночастичное, со­стояние бывает тогда, когда механические элементы, сла­гающие почву, не соединены между собой в более крупные агрегаты, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Типичный пример бесструктур­ного состояния — рыхлый песок. Между структурными и бесструктурными почвами встречаются переходные, у которых структура выражена слабо.

Сложение — это внешнее выражение плотности и порис­тости почвы. По плотности различают почвы:

1) очень плотные — копать яму лопатой почти невоз­можно, приходится применять лом или кирку;

2) плотные — чтобы выкопать яму, требуется значи­тельное усилие, но можно обойтись и без лома. Характерно для иллювиальных горизонтов суглинистых и глинистых почв;

3) рыхлые — яму копать легко, а почва, сброшенная с лопаты, легко рассыпается на мелкие отдельности. Такое сложение наблюдается в суглинистых и глинистых почвах а хорошо выраженной комковато-зернистой структурой и в верхних горизонтах песчаных и супесчаных почв. Отме­чается также в пахотных горизонтах почв после их: обра­ботки, если.почву обрабатывали в спелом состоянии;

4) рассыпчатые — это сложение характерно для пахот­ных; горизонтов песчаных и супесчаных почв, поскольку у них механические элементы обычно не сцементированы и в сухом состоянии представляют сыпучую массу.