Вопрос 9. Типы почвообразующих пород. Главные почвообразующие породы на территории России.

Почвообразующие породы представляют собой минеральный субстрат, на котором происходит формирование почвы. С влиянием именно этого фактора связано многообразие почв. Свойства материнских пород передаются тем почвам, которые на них образовались. Почвы наследуют химический, минералогический и гранулометрический состав почвообразующих пород. Первое место по распространению занимают полевые шпаты, на долю которых по объему приходится 60 %. Из них наиболее распространены: ортоклазы, плагиоклазы.

Полевые шпаты обладают большой устойчивостью в отношении растворяющего действия воды и водных растворов слабых кислот и щелочей, они могут быть разрушены лишь в результате непосредственного воздействия живых организмов.

От состава почвы, величины почвенных частиц зависит ее плодородие. Глинистые и суглинистые почвы заключают в себе много различных материалов (полевой шпат, слюда и др.) В этих минералах содержатся различные вещества необходимые растению: сера, медь, магний, кальций, калий, фосфор, железо и др. Наиболее ценные по питанию являются мельчайшие коллоидные частицы, которые формируются в процессе выветривания. Содержащиеся в них питательные вещества легче растворяются водой. 

Вторе место по распространению занимают силикаты – 20 %. Они представлены ортосиликатами, солями ортокремниевой кислоты – это оливин, авгит.

Третье место занимает кварц 10 %- самый устойчивый минерал. Песчаные и супесчаные почвы содержат в себе в большом количестве минерал кварц, который не может обеспечить питание растений. Следует так же отметить, что помимо кварцевых, бывают пески из зерен полевого шпата, слюды, битого ракушечника и др. Такие пески содержат питательных веществ гораздо больше, чем кварцевые

Четвертое и пятое место – по 3 % приходится на слюду и магнетит. Слюды – это соли водных алюмокремниевых кислот. Они менее устойчивы и легче разрушаются, чем полевые шпаты.

Способность почвы удерживать воду и поддерживать дыхание корней зависит от ее пористости, которая определяется минеральной основой почвы, состоящей из частиц различных размеров. Глина состоит из частиц менее 2 мкм, плотно слипающихся друг с другом, и поэтому глинистые почвы хорошо удерживают влагу и минеральные вещества, но препятствуют аэрации. Пески, состоящие обычно из частиц средним размером около 200 мкм, плохо держат влагу и питательные вещества. Поэтому суглинки, содержащие примерно равные доли песка и глины, оказываются наилучшей минеральной основой почвы.

К почвообразующим породам относятся следующие виды образований:

Элювий – отложения продуктов выветривания, оставшиеся на месте их образования. Это несортированная порода, состоящая из обломков и частиц различного размера. На элювии образуются щебнистые и каменистые почвы с низким плодородием.

Делювий – мелкоземистый материал, переносимый в понижения водными потоками. На делювии формируются довольно плодородные почвы, т. к. в мелких частицах содержится много элементов питания.

Аллювий – отложения в виде наилка в поймах рек, которые выпадают из водных потоков в половодье. Для аллювия характерны слоистость и сортированность. На нем формируются плодородные пойменные почвы.

Морские отложения распространены на побережьях морей и в Прикаспийской низменности. Это слоистые сортированные породы, содержащие соли. На них образуются засоленные почвы. 

В европейской части России широко распространены ледниковые отложения. На них сформировано большинство почв Нечерноземья. Происхождение ледниковых отложений связано с оледенениями четвертичного периода. В конце третичного периода североевропейский субтропический климат постепенно сменился ледниковым периодом. Центром оледенения были горы Скандинавского массива. После таяния ледника образовалась морена, флювиогляциальные пески и покровные суглинки. По химическому составу различают морены алюмосиликатную и карбонатную.

Алюмосиликатная морена содержит валуны из гранита, и на ней формируются подзолистые завалуненные кислые почвы с низким плодородием. На карбонатной морене образуются плодородные дерново-карбонатные почвы с нейтральной или слабощелочной реакцией. 

На флювиогляциальных песках формируются малоплодородные песчаные почвы. Покровные суглинки – это буро-желтые сортированные породы, сложенные пылеватыми суглинками однородного состава. Они откладывались на мелководных приледниковых территориях из медленно текущих вод. На них сформировались подзолистые и дерново-подзолистые почвы сравнительно благоприятного физического и химического состава. 

Лёсс – сортированная пористая карбонатная порода с однородным пылевато-суглинистым составом с преобладанием частиц размером 0, 01-0, 05 мм. Мощность лессовых отложений достигает 12 м. Лёссы – это самая лучшая по химическим и физическим свойствам почвообразующая порода, на которой сформировались черноземы. Недостатком лёссов является легкая размываемость водой, что следует учитывать при разработке противоэрозионных мероприятий. Лёссовидные суглинки занимают промежуточное положение по свойствам между лёссами и покровными суглинками. По физическим свойствам они похожи на лессы, но отличаются меньшим содержанием карбонатов и менее выраженной пористостью. На лёссовидных суглинках сформировались серые лесные почвы и черноземы. Рассположение в России:

Европейская Россиия – Моренные отложения (валунные суглинки), флювиогляциальные пески и супеси, покровные.

Западная Сибирь – преимущественно зандровые пески и суглинисто-супесчаные древнеозерные отрложения. Восточная Сибирь – Элювиально – калювиальные отложения.

Дальний Восток – Элювиально-калювиальные отложения, древние аллювиальные, пеплово-вулканические отложения.

 

Вопрос 10. Климат как фактор почвообразования. Рельеф как фактор почвообразования.

Климат является одним из основных факторов почвообразования и географического распространения грунтов. Он влияет на почвообразование как прямо (определяет гидротермический режим почвы), так и косвенно - через растительность, микроорганизмы и животных. Основными климатическими факторами, которые влияют на процессы почвообразования, является солнечная радиация, атмосферные осадки и ветер. С этим связано обеспечение почвы энергией (теплом) и водой. Именно они определяют гидротермический режим почвы. От годового количества поступающего тепла и влаги, особенностей их суточного и сезонного распределения зависит развитие почвообразовательного процесса.

Солнечная радиация – это солнечный свет, который приносит тепловую энергию на поверхность Земного шара, является основным источником энергии для жизни и почвообразования. Солнечная энергия лучей, поглощенных почвой, затрачиваемого на такие процессы, как нагрев, испарение, транспирация, фотосинтез, синтез гумуса подобное. Тепловые условия почвообразования на нашей планете очень разнообразны, но в общих чертах они обусловлены величинами радиационного баланса, которые коррелируют с такими показателями, как среднегодовая температура и сумма активных температур. Температура почвы влияет на скорость химических реакций, влияет на растворение газов в почвенном растворе, на скорость коагуляции и пептизации и другие физико-химические процессы.

Атмосферные осадки - на почвообразование определенным образом влияет как количество, так и сезонное распределение атмосферных осадков. Атмосферные осадки, поступающие в почву, растворяют минеральные и органические соединения, перемещают их в нижние горизонты (выщелачивают), переносят подвижные формы соединений и механические частицы с повышенных элементов рельефа на сниженые. Эти процессы осуществляют воды поверхностного и подземного стоков. Под воздействием атмосферных осадков происходят процессы гидролиза первичных минералов и формирование вторичных глинистых минералов. Они приносят на поверхность почвы пылеватые частицы, растворенные соли, кислоты, азот, аммиак, СО2, токсичные соединения. Влага атмосферных осадков удерживается в порах и капиллярах почвы и используется растениями для синтеза органического вещества, которое в будущем расходуется на пополнение запаса гумусных веществ и является источником энергии и питательных веществ для животных и микроорганизмов. Атмосферные осадки прямо и опосредованно влияют на процессы гумификации. Нисходящее движение воды формирует генетические горизонты почвы - гумусные, элювиальные, илювий и другие. Интенсивный сток атмосферных осадков вызывает водную эрозию почв. Характер атмосферных осадков на данной территории влияет на термический режим почв.

Водный и тепловой режимы почвы непосредственно влияют на развитие и разнообразие организмов, величину их биомассы, на скорость и характер разложения органических веществ, на образование гумуса, разрушение минеральной части почвы. Так, в условиях сухого горячего климата большого количества гумуса в почве не накапливается – образуется небольшое количество опада, органическое вещество его быстро минерализуется. В засушливых районах в период отсутствия осадков наблюдается замедление биологических и физико-химических процессов. Иная картина наблюдается в условиях холодного, бореального климата – здесь идет замедленное разложение опада и может образовываться даже торф. Наличие морозного периода обусловливает промерзание почвы, прекращение биологических процессов и резкую подавленность физико-химических процессов.

Гидротермический режим также обусловливает скорость и направленность процессов перемещения водорастворимых солей по профилю. Так, в условиях умеренно холодного влажного климата происходит значительный вынос органических и минеральных соединений в нижнюю часть почвенного профиля или в грунтовые воды. По-иному идут процессы перемещения солей в условиях горячего сухого климата – вода поднимается по капиллярам с нижних слоев, что может вызвать засоление почвы.

Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частицы почвы в виде пыли. Ветер вызывает процесс физического выветривания горных пород. Выдувает с поверхности почвы глинистые и пылеватые частицы, опесчанивает ее, обусловливает эрозию. Ветер может содействовать также засолению почв, занося соли с поверхности соленых водных бассейнов, перераспределяет осадки, усиливает испарение и таким образом участвует в формировании механического, химического состава и водного режима почвы.

Все процессы разрушения, переноса и отложения механических частиц пород и почв, которые происходят под воздействием ветра, называют эоловыми. Выделяют эоловую дефляцию, эоловую коррозию и эоловую аккумуляцию. Интенсивность выдувания почвы определяется многими факторами: скоростью ветра, наличием растительного покрова, механическим и структурным составом почвы, рельефом и другое. При сильной дефляции возникают пыльные бури. В результате дефляции выдувается верхний плодородный слой, снижается плодородие почвы. В местах аккумуляции принесенных ветром веществ (балки, овраги, лесополосы, населенные пункты, сельскохозяйственные угодья) погибают многолетние насаждения и посевы, заносятся плодородные земли, оросительные каналы, дороги. Как денудация, так и аккумуляция резко нарушают нормальное течение процессов почвообразования.

Климатические условия земного шара закономерно изменяются от экватора к полюсам, а в горных странах – от подножия к вершине. В этом же направлении закономерное изменение испытывает состав растительности и животных.

Воды. Формирование почв происходит под влиянием поверхностных и грунтовых вод. Их роль сводится главным образом к перемещению взмученных веществ, растворенных соединений под влиянием гравитационных и капиллярных сил, гидролизу почвенных минералов; при застое воды развиваются глеевый и болотный процессы.

Определенное влияние на почвообразование оказывают почвенно-грунтовые воды. Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. Для большей части почв на междуречных пространствах основным источником воды служат атмосферные осадки. Однако там, где грунтовые воды расположены неглубоко, они оказывают сильное воздействие на почвообразование. Под их влиянием меняется водный и воздушный режимы почв. Грунтовые воды обогащают почвы химическими соединениями, которые в них содержатся, в отдельных случаях вызывают засоление. В переувлажненных почвах содержится недостаточное количество кислорода, что обусловливает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов. В результате воздействия грунтовых вод формируются особые почвы.

Биологический фактор. Является ведущим в процессе почвообразования. Его развитие стало возможно только после возникновения жизни. Без жизни не было бы почвы. Почвообразование на Земле началось только после появления жизни. Любая горная порода, как бы глубоко разложена и выветрена она ни была, еще не будет почвой. Только длительное взаимодействие материнских пород с растительными и животными организмами в определенных климатических условиях создает специфические качества, отличающие почву от горных пород.

Рельеф принадлежит к числу важнейших факторов почвообразования. Влияет на почвообразование главным образом косвенно, перераспределяя воду, тепло и твердые частицы почвы. Влияние рельефа сказывается главным образом на перераспределении тепла и воды, которые поступают на поверхность суши. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий, сравнительно незначительное изменение высоты сказывается на перераспределении атмосферных осадков, экспозиция склона имеет большое значение для перераспределения солнечной энергии, определяет степень воздействия на почву грунтовых вод.

Роль и значение макро-, мезо- и микрорельефа заметно отличается. С формами макрорельефа (равнины, горы, низины) может быть связано изменение количества осадков по мере распространения воздушных масс, приносящих их. Это создает условия для постепенной смены типов растительности, а значит, и почв. В горах при изменении высоты местности изменяется температура воздуха, характер увлажнения, что и обусловливает вертикальную зональность климата, растительности и почв.

Элементы мезорельефа (холмы, гряды, водоразделы, овраги) перераспределяют солнечную энергию и атмосферные осадки на ограниченной территории. На равнинных участках рельефа почти все атмосферные осадки воспринимаются почвой; склоны из-за стока теряют воду, а в понижениях она может излишне накапливаться, вызывая заболачивание. Существенно различие в инсоляции южных и северных склонов – до 10°С, что отражается на водном режиме и характере растительности.

Отрицательные и положительные элементы рельефа, рядом находящиеся, имеют, как правило, разный водно-воздушный и пищевой режим, неодинаковую реакцию (рН). Поверхностный и внутренний сток вызывает направленную миграцию твердых частиц (растворенных веществ) – устанавливается обмен веществ между формами мезо- и микрорельефа. В итоге мощность гумусового горизонта на склоне может в 2–3 раза меньше, чем в понижении. Сильный сток воды с крутых склонов вызывает эрозию почв, создает тяжелые условия для поселения растений.

Формы микрорельефа (мелкие западины, кочки, пригорки) содействуют возникновению отличий в среде обитания растений, формированию микроструктуры растительного покрова и большого разнообразия почвенных сочетаний и комплексов.

В зависимости от положения в рельефе и степени увлажнения различают автоморфные (почвы водоразделов, склонов), полугидроморфные (заболачиваемые) и гидроморфные почвы. Последние две группы (ряды) почв находятся в сопряженной зависимости от автоморфных почв, то есть почвы понижений испытывают воздействие поверхностных и грунтовых вод, обогащенных химическими элементами и соединениями, извлеченными из почв выше расположенных участков. Геохимическая зависимость полу- и гидроморфных почв от автоморфных называется геохимическим сопряжением. Геохимическая связь в условиях мезорельефа имеет одностороннюю направленность.

В условиях микрорельефа эта связь имеет двухстороннюю направленность – химические элементы, мигрирующие с поверхностным стоком в микрозападины, обогащает их. Но иссушение микроповышений вызывает капиллярное подтягивание почвенных вод из понижений – некоторая часть элементов тоже подтягивается.

Вопрос 11. Роль растений в почвообразовании. Роль животных в почвообразовании.

Длительное взаимодействие материнских пород с растительным и животным миром создает специфические качества, отличающие почву от горных пород. Значение животных и растительных организмов в почвообразовании определяется массой и геохимической работой, которую они выполняют.