Почва как компонент биосферы

Почвой называют верхний рыхлый плодородный слой земной коры, возникший в результате физического, химического и биологического выветривания и являющийся продуктом деятельности грунта, климата, грунтовых вод, геологического возраста, рельефа местности, живых организмов и хозяйственной деятельности человека.

Изучением почв занимается почвоведение. Основателем научного почвоведения является русский географ-почвовед В.В.Докучаев. Большой вклад в развитие отечественного почвоведения внесли также П.А.Костычев, Н.М.Сибирцев, К.Л.Глинка, В.Р.Вильямс, Б.Б.Полынов, М.А.Глазовская и другие.

Мощность почвенного слоя определяется, по мнению большинства ученых, глубиной наибольшей массы проникновения растительных корней. Главным отличительный признаком почв – в сравнении с горными породами – является свойство плодородия, которое зависит от жизнедеятельности живых организмов. Почвы формируются на различных горных породах (отложения): делювиальных (смытые потоками талых и дождевых вод отложения), аллювиальных (речные), эоловых (ветровые), моренных (отложения, созданные ледником), флювио-гляциальных (водно-ледяные), пролювиальных (отложения горных потоков), озерных, морских и лессах.

По механическому составу (в зависимости от соотношения песка и глины) почвы подразделяются на:

глинистые – содержание глины более 50%,

суглинистые – // - // - // - от 50% до 20%,

супесчаные – // - // - // - от 20% до 10%,

песчаные – // - // - // - от 10% до 3%,

пески – содержание глины менее 3%.

Почва – это сложное естественное образование, состоящее из двух основных составных частей: минеральной и органической. Академик В.И.Вернадский назвал почвы биокосными системами поверхности земной коры. Только в почве соединяется живое и неживое (косное) вещество.

Минеральная часть почвы – это песок, глина и другие почвообразующие горные породы (грунт). Органическая – это неразложившиеся органические остатки и гумус (перегной). Гумус является важной составной частью почв, от которой зависит их плодородие. Основным источником накопления гумуса в почве являются зеленые растения и мертвое органическое вещество. В различных типах почв содержание гумуса различно. Оно максимально в черноземах и минимально в арктических и тропических пустынных почвах. Гумус содержит гуминовидные кислоты, фульвокислоты, почвенные гумины. Их соотношение также зависит от типа почв. Так, в черноземе преобладают соли гуминых кислот, а в подзолистых почвах фульвокислоты.

Почвы содержат различные химические элементы, состав которых во многом определяется химическим составом пород, являющихся основой для их формирования. Кроме того, почвы содержат в достаточно большом количестве такие жизненно необходимые для растений элементы, как азот, калий, кальций, фосфор.

В почве всегда присутствует почвенная влага. Вода в почве представляет собой раствор, в котором содержится то или иное количество растворенных веществ (минеральных, органических, минерально-органических). Концентрация почвенного раствора не бывает постоянной, она зависит от времени года; наибольшая концентрация наблюдается в конце весны.

Важной характеристикой почвенного раствора является его реакция: нейтральная, кислая и щелочная. Она зависит от типа почв: подзолистые почвы имеют кислую реакцию, черноземы и каштановые почвы - нейтральную, сероземы – щелочную. В кислых почвах преобладает деятельность грибов, а в нейтральных и щелочных – бактерий.

В почве содержится также воздух, причем состав его отличается от состава атмосферного: так, например, кислорода в нем от 20 до 11% (в атмосферном – 20,8%), азота – от 78 до 86% (в атмосферном – 78%), углекислого газа – до 8% (в атмосферном 0,03%).

Почва обладает рядом свойств: структурность, .удельный вес, пористость, пластичность, липкость, твердость, теплоемкость, влагоемкость и др.

Типы водного режима почв. Впервые типы водного режима были определены Г.Н.Высоцким, а коэффициент увлажнения для различных зон вычислил Н.Н.Иванов

r

k = ------ ,

E

где r – годовое количество осадков, Е – испаряемость за год. В лесной зоне k - от 1,5 до 1, в лесостепной – от 1 до 0,6, в степи – от 0,6 до 0,3, в сухих степях и полупустынях – от 0,3 до 0,1, в пустынях – менее 0,1.

Выделяют следующие типы водного режима почв:

1. Промывной – он создается в условиях, при которых осадки преобладают над испарением и почва промывается каждый год до грунтовых вод k > 1. При этом создаются условия для выщелачивания. Промывной режим характерен для многих почв лесных зон: подзолистых, дерново-подзолистых, бурых лесных, красноземов, красно-желтых ферралитных.

2. Периодически промывной – при этом типе промывание до грунтовых вод происходит периодически – весной или в другое время года. Коэффициент увлажнения близок к 1. В этих условиях создаются серые лесные почвы лесостепей, красно-бурые – саванн.

3. Непромывной – промывания до грунтовых вод не наблюдается; k<1. Формируются почвы степей, сухих степей и полупустынь: черноземные, каштановые, бурые пустынные.

4. Выпотной – этот тип создается при условиях, когда испарение значительно превышает количество осадков, т.е. k<1. Здесь происходит подъем соленых грунтовых вод и засоление территории. Формируются почвы пустынь и сухих субтропиков: сероземы, тропические пустынные

5. Ирригационный – свойствен почвам с поливным земледелием. Во время полива здесь наблюдается промывной режим, а после – выпотной.

6. Мерзлотный – характерен для почв районов многолетней мерзлоты. Промываемость ограничена. Здесь создаются условия избыточного увлажнения и формируются болотистые почвы. Они характерны для зон тундры, лесной зоны Сибири.

Формирование почвенного профиля и его морфологические признаки. Формирование почв происходит на всех горных породах Земного шара. Оно осуществляется под воздействием и при взаимодействии процессов выветривания и живых организмов. При этом почва развивается, приобретает характерное для нее строение, которое выражается в чередовании генетических горизонтов. Совокупность этих горизонтов образует генетический профиль почвы. Каждый горизонт обладает специфическим набором внешних, или морфологических, признаков: цвет, мощность, механический состав, структурность, содержание гумуса, состояние влажности, сложение, новообразования, включения, вскипание, переход в следующий горизонт, строение профиля.

Почвенные горизонты в профиле имеют свои названия, и для каждого типа почв существует свой спектр генетических горизонтов, например, дерново-подзолистая почва:

А_о – лесная подстилка. А₁ – аккумулятивный (гумусовый), А₂ – элювиальный (вымывания), В – иллювиальный (вмывания), С – материнская (почвообразующая) порода.

В арктическом поясе почвы арктические пустынные, в субарктическом – преимущественно тундрово-глеевые, в умеренном поясе представлен целый набор почв: подзолистые, дерново-подзолистые, бурые и серые лесные, черноземные, каштановые, бурые и серо-бурые пустынные. В субтропическом поясе, в основном, почвы коричневые, сероземы, красноземы и желтоземы, в субэкваториальном преобладают красно-бурые, в экваториальном – красно-желтые ферралитные.