Лекции по почвоведению Почва – особое природное образование. Значение в природе и жизни людей (стр. 10 )

На пространствах равнин и обширных плато происходит постепенное изменение количества атмосферных осадков по мере распространения приносящих их воздушных масс. Это обуславливает смену типов растительности, способствует формированию почвенных зон и подзон.

Значение мезо - и микрорельефа также многогранно.

● Мезорельеф перераспределяет солнечную энергию. Неодинаковое нагревание склонов разных экспозиций сказывается на развитии растительности, а затем и почвах.

● Перераспределяются поверхностные воды. Почвы верхних частей склонов всегда получают меньше влаги, чем почвы подножий, поэтому направленность почвообразовательного процесса разная.

● С рельефом тесно связан уровень грунтовых вод: на возвышенных местах он находится на значительной глубине, в понижениях нередко подходит к поверхности. Это не может не сказаться на формировании почв.

● Очень сильно мезорельеф оказывает влияние на миграцию водорастворимых веществ. В процессе инфильтрации атмосферных осадков внутри почвенного и грунтового стока растворимые химические соединения выносятся из почв, расположенных на относительно повышенных участках рельефа, и частично задерживаются в почвах, расположенных ниже.

● С элементами мезо - и микрорельефа связано перераспределение твердых частиц. В результате поверхностного стока талых и дождевых вод верхние горизонты почвы размываются и почвенная масса переносится в относительно пониженные места.

Грунтовые воды как фактор почвообразования

Влияние грунтовых вод на характер почвообразовательных процессов проявляется через изменение общих физико-химических условий (избыточное увлажнение) и принос в почву новых химических элементов и соединений.        

По условиям залегания в земной коре подземные воды разделяются на:

воды зоны аэрации - почвенные воды и верховодка (временное скопление подземной воды над местным водоупором), грунтовые воды (воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, не прикрытые водоупорным пластом) межпластовые воды (воды заключены в слое между двумя водоупорными пластами)

В настоящее время по положению в рельефе и глубине залегания грунтовых вод выделяют три группы почв.

Автоморфные почвы формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока атмосферных осадков и хорошей водопроницаемости при глубоком (более 6 м) уровне залегания грунтовых вод.

Полугидроморфные – образуются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м (капиллярная кайма достигает почвенного профиля и корней растений).

Гидроморфные – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).

Биологические факторы почвообразования

К биологическим факторам относятся микроорганизмы, растения и животные.

Роль микроорганизмов в почвообразовании исключительно велика.

● с деятельностью микроорганизмов связаны процессы разложения органических веществ и превращения их в почвенный перегной.

● осуществляют ассимиляцию атмосферного азота.

● вследствие кратковременности жизненного цикла и высокой размножаемости микроорганизмы сравнительно быстро обогащают почву значительным количеством органического вещества, весьма богатого белком (ежегодное поступление в почву сухого микробного вещества может составить до 0,6 т/га).

● оказывают влияние на поглотительную способность почв.

Все микроскопическое население почвы представлено несколькими физиологическими группами: бактериями, актиномицетами, грибами, водорослями.

По типу питания и отношению к внешней среде делятся на группы:

хемотрофные; автотрофные; гетеротрофные (питаются мертвым органическим веществом); паратрофные (питаются живым органическим веществом).

По отношению к доступу воздуха:

1.  аэробы,

2.  анаэробы,

3.  факультативные анаэробы.

К автотрофным относятся:

1. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак, выделяющийся при разложении органических остатков. Они – аэробы, нуждаются в постоянном притоке воздуха, требуют нейтральной реакции среды и поэтому в кислых почвах не встречаются.

2. Серобактерии окисляют сероводород, выделяющийся при гнилостном распаде белков, вначале до свободной серы, а затем серу до серной кислоты.

3. Железобактерии окисляют закисные соединения железа, переводя их в окисные. Их много в заболоченных почвах.

4. Азотфиксирующие (например, Asotobacter) связывают за год несколько килограммов азота на 1 га почвы.

К гетеротрофам относятся:

1. Аммонификаторы – разрушают органическое вещество, при этом выделяется аммиак. 

2. Фосфоробактерии освобождают органический фосфор переводя его в доступную для растений форму.

3. Актиномицеты – плесневидные бактерии или лучистые грибы. Они  разлагают стойкие органические вещества клетчатку и лигнин. Среди них преобладают аэробы, поэтому в чрезмерно увлажненных почвах количество их заметно уменьшается.

Почвенные грибы весьма разнообразны и многочисленны. Грибы разрушают клетчатку и лигнин, участвуют в разложении белков, являются  аэробами.

Водоросли синезеленые, желтозеленые, фиолетовые. Водоросли развиваются в поверхностных горизонтах, причем максимальное количество их наблюдается во влажные годы.

Сложное симбиотическое образование гриба и водоросли представляют лишайники. Лишайники поселяются на органическом веществе, и на горных породах. (При отмирании лишайника слоевище отрывается с захватом тонкой пленки породы. Слагающий эту пленку мелкозем, сносимый к подножию скал, в расщелины и различные понижения, и является первичной почвой, на которой поселяются высшие зеленые растения).

Общее количество, и состав микроорганизмов подвержены географическим изменениям. Например, в 1г дерновоподзолистой почвы может находиться до 500 млн. микроорганизмов, в 1г черноземов – 2-3 млрд. В целом количество бактерий и к северу, и к югу от черноземов уменьшается. Изменяется и качественный состав их.

Роль высших растений в почвообразовании

снабжает почву органическими остатками, аккумулируют элементы зольного питания и азот в верхних горизонтах почвы, Выделяя в процессе своего роста и развития диоксид углерода и органические кислоты, способствуют разложению минералов, участвуют в образовании почвенной структуры, воздействуя на водно-воздушный режим почвы. механически закрепляет верхнюю часть почвенного профиля, тормозя развитие эрозионных процессов.

Развитие почв тесно связано с растительными формациями.

● Группа деревянистых формаций (таежные леса, широколиственные леса, влажные субтропические леса, ливневые тропические леса.

● Группа переходных деревянисто-травянистых формаций (ксерофитные леса, саванны).

● Группа травянистых формаций (суходольные и заболоченные луга, травянистые прерии, степи умеренного пояса, субтропические кустарниковые степи).

● Группа пустынных формаций.

● Группа лишайниково-моховых формаций (тундры, верховые болота).

Для каждой группы растительных формаций характерено:

1. количество и особенности состава органического вещества,

2. процессы разложения органического вещества,

3. взаимодействие продуктов распада с минеральной частью почвы.

Участие животных в почвообразовательных процессах

В почвообразовательном процессе активное участие принимают почвенные животные.

● Животные оказывают существенное влияние на обогащение почвы органическим веществом (выделения, остатки органической пищи).

● Способствуют механическому измельчению и перетиранию растительных остатков, усиливая тем самым процесс гумификации.

● Велика структурообразующая роль животных.

● Роющие животные перемешивают различные почвенные слои, обогащая нижележащие горизонты почвой, богатой гумусом, а также увеличивая водопроницаемость.

● Роющая деятельность млекопитающих может иметь большое значение в развитии эрозии. Часто первичные эрозионные борозды бывают приурочены к ходам грызунов.

● В ряде случаев на почвообразовательные процессы оказывают влияние животные, не проникающие в почву. Известно, например, что под влиянием неумеренного выпаса скота происходит заболачивание лугов в лесной зоне.

В почве обитают животные, различающиеся по размерам, формам жизнедеятельности и воздействию на почву. Они представлены нанофауной – простейшими организмами, живущими во влажной среде; микрофауной – мельчайшими насекомыми (ногохвостки, клещи, коловратки), мезофауной (мокрицы, пауки, многоножки, мелкие моллюски) и макрофауной, включающей дождевых червей, крабов, змей, грызунов.

Роль времени в почвообразовании

Начало почвообразования на Русской равнине связано с последним Валдайским оледенением, хотя в межледниковые эпохи вероятно почвообразовательный процесс проходил активно, но эти почвы либо разрушились либо были погребены под новыми осадконакоплениями.

Возникшая почва становится полнозрелой не сразу, для этого требуется определенный промежуток времени. Различают абсолютный возраст почвы и возраст относительный.

Абсолютный возраст – время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего момента.

Почвы начали формироваться с момента возникновения жизни на планете и заселения суши сначала низшими, а затем высшими организмами. По мере увеличения плотности жизни и эволюции живых организмов изменялась направленность почвообразовательного процесса. Однако к настоящему времени в результате тектонических и денудационного – аккумулятивных процессов древние почвы (или первичные почвы) безвозвратно исчезли с поверхности планеты. Лишь на обширных платформах тропических и экваториальных областей, не подвергшихся четвертичным оледенениям и заметным тектоническим разрушениям, литологическая основа существует с мезозойского и даже более древнего времени. Здесь почвообразование идет, не прерываясь, многие сотни тысяч и миллионы лет.

(еодинаковый возраст имеют почвы долин рек. Самые молодые почвы приурочены к современным поймам, старше их – почвы первой надпойменной террасы, еще старше – второй и т. д.