2020-04-12
760
Почва образуется из горных пород в результате длительных и сложных процессов выветривания и почвообразования. Выветривание представляет собой механическое разрушение и химическое изменение поверхности горных пород и их минералов. Оно вызывается действием физических, химических и биологических факторов. В связи с этим условно различают физическое, химическое и биологическое выветривание.
Физическое выветривание - это механическое дробление горной породы на обломки разной величины. При суточных или сезонных колебаниях температуры (тепло и холод) между отдельными слоями горной породы возникают напряжения, которые в конце концов, приводят к появлению трещин и разломов.
В химическом выветривании основная роль принадлежит воде. Дождевая вода всегда содержит в растворенном состоянии газы атмосферного воздуха: азот, кислород, углекислый газ. При смачивании первичных минералов водой может происходить ряд химических реакций (окисление, гидратация, гидролиз, восстановление, образование карбонатов и др.). Кроме того, вода может растворять некоторые минералы. В результате химического выветривания происходят значительные изменения химического состава строения первичных минералов. При химическом выветривании происходит не только разрушение, но и создание новых (вторичных) минералов.
Биологическое выветривание - количественное и качественное изменение горных пород под воздействием растительных и животных организмов. Микроорганизмы и растения извлекают из породы и минералов необходимые им минеральные вещества, разрушая тем самым породу и минералы. В процессе жизнедеятельности низшие и высшие растительные организмы выделяют различные органические кислоты, ускоряющие процессы выветривания. Помимо химического воздействия, растения механически, корневой системой разрыхляют горные породы. В биологическом выветривании принимают участие жуки, муравьи, дождевые черви и мелкие грызуны, населяющие почву. Интенсивность процессов выветривания во многом зависит от климата, поэтому верхний слой горных пород, подверженный выветриванию (кора выветривания), имеет мощность, в зависимости от климата, от долей сантиметра до нескольких десятков и сотен метров.
Под почвообразованием понимают процессы превращения и передвижения веществ и энергии, протекающие в верхних слоях коры выветривания. Важная роль в почвообразовании принадлежит биологическому фактору: микроорганизмам и зеленым растениям. Без их участия этот процесс происходить не может. Одно из основных слагаемых почвообразования: создание (синтез) и разрушение органического вещества, образование особых гумусовых веществ, концентрация в верхнем слое зольных элементов и азота. Отмершие растения обогащают породу органическими остатками. Часть их служит пищей для микроорганизмов, часть минерализуется и используется корнями новых растений, а часть превращается в новые органические соединения - специфические перегнойные, или гумусовые вещества (кислоты). Последние относительно устойчивы к разложению микроорганизмами и поэтому накапливаются в верхнем горизонте, который приобретает более темный цвет. Извлеченные из горной породы элементы питания растений, освобождаемые при минерализации органического вещества, также сосредотачиваются в поверхностном слое. Первичные и вторичные минералы породы, попав в зону почвообразования, энергично разрушаются. Синтезируются новые минералы. Гумусовые вещества взаимодействуют с минеральными, образуя сложные органоминеральные соединения. И, наконец, в процессе почвообразования происходит передвижение и распределение по различным слоям минеральных, органических и органо-минеральных веществ. В итоге верхняя часть коры выветривания расчленяется на слои, или почвенные горизонты, отличающиеся один от другого по цвету, химическому составу, рыхлости и другим признакам. Совокупность почвенных горизонтов и составляет почву. Поверхностные горизонты коры выветривания, из которых образуются почвы, называют почвообразующими, или материнскими, породами.
На территории РФ распространены следующие основные почвообразующие породы:
1. Ледниковые, или моренные, отложения. Моренами называют отложения смеси из глины, песка, щебня и валунов самой различной величины. Эти почвообразующие породы занимают значительные площади в районе последнего оледенения.
2. Водноледниковые наносы. Они отложены потоками воды, стекавшими с ледника при его таянии. Вблизи ледника осаждалась галька, далее крупный песок, супесь и, наконец, суглинистые и глинистые частицы. Последние получили название покровных суглинков и глин. Наиболее рыхлые покровные суглинки и глины, в состав которых входят известковые породы, называют лессовидными. На лессовидных отложениях формируются более плодородные почвы.
3. Намытые отложения, или аллювий. Эти почвообразующие породы представляют собой наносы песка и глины паводковыми водами рек в поймах. Поймы - заливаемые талыми водами части речных долин. Почвы, образуемые в них, называют пойменными.
4. Лёсс - осадочная порода однородного состава, содержащая до 50% и более частиц крупной пыли 0,5-0,01 мм палевого или палево-желтого цвета. На лёсах образуются наиболее плодородные почвы.
Почва - очень сложное многофазное природное тело. Условно ее состав можно разделить на четыре части, или фазы, - твердую, жидкую, газообразную и живую, или почвенный эдафон (бактерии, грибы, водоросли, простейшие).
Твердая фаза почвы состоит из минеральных и органических веществ. У всех почв, кроме торфяных, преобладают минеральные частицы (80-90% и больше). Твердая фаза почвы - это ее основа, матрица, формирующаяся в процессе почвообразования из материнской горной породы и в значительной степени унаследующая состав и свойства последней. Это полидисперсная и поликомпонентная органоминеральная система, образующая твердый каркас почвенного тела. Она состоит из остаточных минералов или обломков горной породы и вторичных продуктов почвообразования - растительных остатков, продуктов их частичного разложения, гумуса, вторичных глинистых минералов, простых солей и оксидов элементов, освобожденных при выветривании породы на месте или принесенных со стороны агентами геохимической миграции, различных почвенных новообразований. Твердая фаза почвы характеризуется гранулометрическим (механическим), минералогическим и химическим составом, с одной стороны, и сложением, структурой и порозностью - с другой.
Жидкая фаза почвы - это вода в почве, почвенный раствор, исключительно динамичная по объему и составу часть почвы, заполняющая ее поровое пространство. Содержание и свойства почвенного раствора зависят от воднофизических свойств почвы и от ее состояния в данный момент в соответствии с условиями грунтовоого и атмосферного увлажнения при данном состоянии погоды. В районах с низкими зимними температурами в холодный сезон жидкая фаза почвы переходит в твердое состояние (замерзает), превращаясь в лед; при повышении температуры часть почвенной воды может испариться, перейдя в газовую фазу почвы.
Газовая фаза почвы - это воздух, заполняющий в почве поры, состав которого существенно отличается от атмосферного и очень динамичен во времени. В сухой почве воздуха больше, во влажной – меньше. Вода и воздух в почве являются антагонистами, взаимно замещая друг друга в общем объеме почвенной порозности в зависимости от состояния почвы в тот или иной момент. Характерная особенность почвенного воздуха – насыщенность водяными парами.
Живая фаза почвы - это населяющие ее организмы, непосредственно участвующие в процессе почвообразования. К ним относятся многочисленные микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли), представители почвенной микро- и мезофауны (простейшие, насекомые, черви и пр.) и, наконец, корневые системы растений. Природная почва существует и функционирует в единстве своих фаз как единое физическое тело.
