20:26 Без заголовка | |
| Различия в химическом составе пород также могут вызвать резкую дифференциацию почвенного покрова.География почв с основами почвоведения Экзамен (19.05.99) Вопросы 1. Источники накопления солей в почве. 2. Рельеф как фактор почвообразования. 3. Механический состав почв. 4. Основные закономерности географии почв. 5. Основные таксономические единицы классификации почв. 6. Горизонты залегания. 7. Почвенный поглощающий комплекс. 8. Климатический фактор почвообразования. 9. Вторичные минералы. 10. Влага в почвах. 11. Биологический круговорот вещества. 12. Основные факторы почвообразования. 13. Морфологические свойства почв. 14. Влияние почвенно-грунтовых вод на почвообразование. 15. Горные породы и их влияние на почвообразования. 16. Деятельность В. В. Докучаева. 17. Происхождение и состав гумуса. 18. Типы водного режима почв. 19. Жидкая фаза почв. 20. Типы теплового режима почв. 21. Биологический круговорот вещества (см. №11). 22. Растительность как фактор почвообразования. 23. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. 24. Почвенные растворы, кислотность почв. 25. Почва как естественно-историческое тело и современное функционирование системы. 26. Кора выветривания. 27. Микроорганизмы в почвах. 28. Газовая фаза почв. 29. Плодородие эффективное и потенциальное. 30. Выветривание первичных минералов. 31. Разновозрастные почвенные покровы. 32. Временной фактор почвообразования. 33. Место почвоведения в системе наук. 34. Место почвоведения в системе прикладных наук. 35. Геохимическая сопряженность. Ответы на вопросы 1. Источники накопления солей в почвах Источники накопления солей в почвах: 1. Почвообразующие породы. При промывном водном режиме значительная часть солей, входящих в состав горных пород выносится, однако при аридном режиме они играют большое значение. Лучше всего выносятся хлориды, потом сульфаты, потом карбонаты. 2. Грунтовые воды. При выпотном водном режиме происходит капиллярное поднятие грунтовых вод, вода испаряется, соли остаются в почвах. 3. Атмосферный перенос солей (ветром) – импульверизация. 4. Вулканические явления. 5. Антропогенные воздействия. 2. Рельеф как фактор почвообразования Благодаря наличию рельефа в значительной мере перераспределяются на земной поверхности радиационная энергия Солнца. Определенную роль в местом увеличении солнечной радиации играет экспозиция склона (влияет на прогревание почвы, скорость испарения влаги, продолжительность снежного покрова, промерзание, длительность биологически активных температур). От экспозиции склонов зависят густота и состав растительного покрова, длительность вегетационного периода, а также условия жизни почвенной фауны. Экспозиционные эффекты особенно велики в горах. Рельеф также является перераспределителем влаги и растворенных веществ на земной поверхности. Почвы склонов в одной и той же климатической обстановке получают как правило меньше атмосферных осадков, чем почвы равнинных, особенно пониженных элементов рельефа. В результате возникает различный водный режим. Для почв, формирующихся на различных элементах рельефа, характерен также специфический баланс химических веществ. На относительно возвышенных участках поверхности приток веществ извне осуществляется только из атмосферы. Такие почвы называются автономными, продукты почвообразования в них или остаются на месте, или выносятся в нижележащие слои почвенного профиля. На более низких ступенях рельефа, а особенно в замкнутых депрессиях наряду с поступлением веществ из атмосферы почвы получают дополнительное количество веществ за счет бокового притока. Такие почвы называются гетерономными, или геохимически подчиненными. Перемещение веществ из автономных почв в гетерономные может происходить в водных молекулярных или коллоидальных растворах, в форме твердых взвесей, влекомых водой при плоскостном поверхностном стоке, в форме солифлюкционных масс. Существует специальное учение (разработано Б. Б. Полыновым в 1950-е гг.) о геохимической взаимосвязи отдельных ландшафтов и почв, ключевым понятием которого является элементарный ландшафт (фация). Элементарный ландшафт – одновозрастный элемент рельефа, сложенный одной и той же материнской породой и покрытый в каждый отдельный момент своего существования определенным растительным сообществом. Одинаковые условия создают единое направление почвообразования. По условиям миграции химических элементов все разнообразие элементарные ландшафты делится на три основные группы: элювиальные, супераквальные и субаквальные. Элювиальные ландшафты и свойственные им почвы формируются на повышенных элементах рельефа при глубоком залегании уровня грунтовых вод, не оказывающих влияния на почвы и растительность. В этих условиях почвы развиваются за счет двух противоположно направленных процессов: 1) вертикального (радиального) вымывания веществ с атмосферными осадками из верхней части в нижнюю, формирование аккумуляций на глубине; 2) возврата и накопления органических и минеральных веществ в приповерхностном слое за счет химических элементов, содержащихся в растительном опаде, атмосферных выпадениях (пыль, осадки). Супераквальные (надводные) ландшафты формируются на пониженных элементах рельефа, где грунтовые воды значительно влияют на почвы и растительность. В почвы супераквальных ландшафтов осуществляется дополнительный приток химических элементов с боковым (латеральным) стоком и грунтовыми водами. Здесь часто накапливаются продукты почвообразования, выносимые из почв элювиальных ландшафтов и возникать явления абсолютной гидрогенной аккумуляции. Субаквальные ландшафты – местные водоемы со свойственной им водной растительностью и донными почвами. Привнос извне веществ с твердым и жидким стоком в этих почвах становится основным процессом. Кроме названных основных элементарных ландшафтов существуют транзитные ландшафты склонов, почвы которых могут сочетать в себе признаки элювиальности и геохимической подчиненности. Почвы элювиальных, супераквальных и субаквальных ландшафтов определенной метности, сопряженные друг с другом в геохимическом плане, называются почвенно-геохимическими сопряжениями. Процессы перераспределения веществ между почвами различных элементов форм рельефа при определенных условиях приобретают форму значительных денудационно-аккумулятивн>ых явлений. При сильно расчлененном рельефа развивается сильная эрозия почв. Это негативно сказывается на их плодородии. На характер почвообразования влияет и абсолютная высота местности (особенно в горных странах): с высотой в значительной степени меняются гидротермические показатели. 3. Механический состав почв Процентное содержание в почве частиц различного размера и их соотношение называется гранулометрическим (механическим) составом почв. Размеры отдельных зерен первичных минералов составляют от 1,00 до 0,01 мм (иногда больше 1,00); гидрослюд – 0,01-0,001 мм; других глинистых минерало – 0,005-0,0001 мм. В почвах также присутствуют коллоидно-дисперсные минеральные и органические веществ, размер частиц которых меньше 0,0001 мм. Группа частиц определенного размера называется механической (гранулометрической) фракцией. Сумма фракций более 0,01 мм называется физическим песком, менее 0,01 мм – физической глиной. Гранулометрические фракции существенно различаются по водно-физическим свойствам. Способность пропускать воду уменьшается с уменьшением размера частиц. По международной шкале гранулометрические элементы более 2 мм относятся к крупнозему, менее 2 мм – к мелкозему. В мелкоземе выделяют фракции песка среднего и крупного 2-0,2 мм, песка мелкого 0,2-0,074 мм, пыли 0,074-0,002 мм, глины (ила) – менее 0,002 мм. Для изучения гранулометрического состава частиц, разделения их по фракциям образцы взмучиваются в воде. Скорость оседания прямо пропорциональна радиусу частицы. Главным критерием для классификации почв по механическому составу является соотношение физического песка и физической глины. Для дополнительной характеристики гранулометрического состава учитывается соотношение между фракциями песка, пыли и ила. Если в почве или почвообразующей породе имеется фракция крупнозема, то характеризуется также степень скелетности или каменистости. Для графического определения соотношения фракций используют треугольную систему координат (по осям откладывается содержание песка, пыли и глины). Возможны следующие варианты изменения гранулометрического состава по профилю почв: 1. Размеры частиц постепенно увеличиваются сверху вниз, также возрастает и степень каменистости. Такой ход распределения частиц характерен для почв, формирующихся на маломощном элювии или элювиоделювии плотных осадочных или изверженных пород, и является следствием процессов выветривания и почвообразования, протекающих наиболее интенсивно в верхнем горизонте. 2. Наблюдается уменьшение размеров частиц с глубиной. Такой ход распределения частиц характерен для почв, формировавшихся на первоначально неоднородной по гранулометрическому составу толще (например на покровных суглинках, подстилаемых песками, на аллювиальных отложениях). 3. Наблюдается максимум содержания илистой фракции в средней части профиля. Это может быть связано а) с первоначально неоднородным составом – чередованием слоев; б) с выносом илистой фракции из верхних горизонтов и накопление ее в нижних; в) с более интенсивным выветриванием минералов в средней части профиля. Если соотношения фракций в разных горизонтах приблизительно равны, то почва формировалась на достаточно однородной породе, небольшие различия связаны с особенностями почвообразовательного процесса. Если же эти соотношения сильно различаются, то изначальные породы были очень неоднородными. Для дифференциации первого из этих двух типов почв по гранулометрическому составу определяют соотношение содержания илистой фракции в иллювиальном (В) и элювиальном (А2) горизонтах: 1,2-1,5 – слабо дифференцирован; 1,5-2,0 – средне дифференцирован; 2,0-3,0 – сильно дифференцирован; > 3,0 – очень сильно дифференцирован. 4. Основные закономерности географии почв К основным закономерностям географии почв относятся 1) биоклиматическая зональность; 2) литогенная дифференциация почвенного покрова; 3) топогенно-геохимическая сопряженность почв; 4) историко-хронологическое разнообразие почвенного покрова. Биоклиматическая зональность. Выделяют следующие генетические типы почвенно-зональных систем: 1. Горизонтальная зональность, связанная с изменениями термического фактора: а) в условиях достаточного увлажнения; б) в условиях резко недостаточного увлажнения. 2. Горизонтальная зональность, связанная с изменениями фактора увлажненности (в районах с умеренным увлажнением): а) фактор увлажненности изменяется в том же направлении, что и термические условия; б) фактор увлажненности изменяется в направлении, резко отличном от направления изменения термических условий. И. П. Герасимовым был в 1933 г. сформулирован закон биоклиматической почвенной фациальности, согласно которому местные провинциальные (фациальные) особенности климатов, обусловленные в основном местными термодинамическими атмосферными процессами, существенно усложняют во многих регионах горизонтальную зональность почв. В. В. Докучаевым и С. А. Захаровым была проведена и обоснована аналогия между широтной и высотной зональностью типов почв. При этом состав и структура почвенных вертикальных зон зависит от положения данной горной страны в системе географических поясов и в пределах пояса в определенном секторе. С трансформацией перемещающихся воздушных масс и фронтов под влиянием горных хребтов связано наличие особых предгорных почвенных зон (выделены М. А. Глазовской и А. Н. Геннадиевым). Литогенная дифференциация почвенного покрова. Литогенная трансформация биоклиматического влияния на почвы обусловлена особенностями гранулометрического и химического состава почвообразующих пород. Различия в гранулометрическом составе пород обычно проявляются в гранулометрическом составе почв. Это в свою очередь вызывает различия водно-физических свойств почвы, которые влияют на тепловые свойства. Различия в химическом составе пород также могут вызвать резкую дифференциацию почвенного покрова. Почвообразующие породы по химическому составу можно разделить на 1) кремнеземистые (бедны основаниями); 2) ферралитные (бедны основаниями и кремнеземом, обогащены железом и алюминием); 3) сиаллитные, бедные основаниями; 4) сиаллитные, богатые основаниями; 5) сиаллитно-карбонатные; 6) карбонатные; 7) соленосные (обогащены сульфатами и хлоридами); 8) углеродистые. Пример химического влияния на почвообразования – дифференциация почв умеренно холодного климата таежных областей на подзолы, подбуры и дерново-карбонатные. Самостоятельную группу почв, связанную с особенностями почвообразующих пород, образуют синлитогенные почвы, формирующиеся одновременно с литогенезом. К ним относятся аллювиальные почвы речных пойм, пепло-вулканические почвы, почвы склонов. На дифференциацию почвенного покрова влияют закономерности распределения почвообразующих пород, которые обусловлены геологическим строением земной коры (мегарельефом). Топогенно-геохимическая сопряженность почв. Существуют ряды почвообразования, связанные с расположением почв по рельефу и как следствие – с различиями условий увлажнения и миграции веществ. Самостоятельным фактором дифференциации почвенного покрова является перераспределение по элементам рельефа продуктов выветривания и почвообразования и накопление их в водах, наносах и почвах “генетически подчиненных” позиций. Эти явления подчиняются определенным ландшафтно-геохимическим закономерностям, например, наличию в определенных местах ландшафтно-геохимических барьеров. Геохимически сопряженные почвы располагаются в пределах ландшафтно-геохимических арен – территорий, лежащих на разных геохимических уровнях, но находящихся в общем водосборном и солесборном бассейне, и связанных механическим и химическим стоком в одну общую (наиболее крупную) ландшафтно-литологическую геохимическую территориальную единицу. В пределах арен происходит не только водная, но и воздушная миграция элементов. Ландшафтно-геохимические арены включают в себя более частные территориальные единицы – геохимические ландшафты (совокупности сменяющих друг друга по склону элементарных ландшафтов). В пределах таких геохимических ландшафтов формируются ряды почв, связанные между собой боковой (латеральной) миграцией веществ. Эти парагенетические ассоциации называются почвенно-геохимическими катенами или почвенно-геохимическими сопряжениями. См. также вопрос № 35. Историко-хронологическое разнообразие почвенного покрова. Современный почвенный покров представляет собой сложное гетерохронное образование. Это связано с тем, что катастрофические природные явления, “стиравшие” почвы, происходили на разных участках земной поверхности в разное время. Гетерохронность почвенного покрова обусловливает количественные и качественные различия в его составе и строении. Возможно несколько состояний почв во времени в связи с состоянием географической среды: 1. Факторы уже изменяются, почвы еще нет. 2. Факторы и почвы изменяются одновременно. 3. Факторы уже не изменяются, почв еще продолжают эволюционировать. 4. Не факторы, не почвы уже не изменяются. Н. Н. Розов выделил несколько циклов изменения тех или иных факторов, вызывающих изменения почв: биологический, биогеоморфологический, биоклиматический. Биологический цикл (“саморазвитие” в системе почва-растение, вызванное изменением биоценоза) подразделяется на 1) фазу образования почвы из горной породы; 2) фазу зрелой почвы. Формирование почвы из горной породы идет сравнительно быстро. Сначала поселяются автотрофные микроорганизмы, потом гетеротрофные. Продукты их жизнедеятельности воздействуют на минералы, разлагают и растворяют их. На поверхности пород поселяются лишайники, после отмирания их остатки смешиваются с мелкоземом, накапливаются в углублениях и трещинах. Поселяются мхи, травянистые виды, беспозвоночные животные. Формируются первичные пленочные почвы и т. д. Скорость начального формирования почв и отдельных их свойств в разных биоклиматических и тополитологических условиях существенно различается. Время, необходимое для того, чтобы то или иное свойство почвенного тела или вся почва полностью сформировались, т. е. пришли в равновесие с факторами почвообразования, называется характерным временем почвы или отдельного ее признака. В биогеоморфологическом цикле почвы выводятся из состояния равновесия с факторами почвообразования в силу изменения геоморфологической обстановки. Считается, что большинство почв великих равнин суши Земли прошли в прошлом гидроморфный этап развития. Выделяются пять основных стадий развития таких почв: 1. Гидроаккумулятивная. 2. Гидроморфная. 3. Мезогидроморфная. 4. Палеогидроморфная. 5. Протерогидрморфная. Биоклиматический цикл развития почв связан с изменениями климатических условий и сдвигом границ климатических и почвенных зон. На значительных пространствах земной поверхности почвенный покров имеет длительную и сложную историю, он развивался при многократных сменах климата, биоценозов, геоморфологических и гидрогеологических условий. В таких условиях могут сохраняться реликтовые свойства, унаследованные от других этапов почвообразования. Почвы, содержащие их, называются полигенетическими. Выделяют несколько основных типов почвенно-генетических регионов мира, характеризующихся определенным возрастом почвенного покрова, уровнем его устойчивости и характером изменения во времени: 1. Горные области с молодым и постоянно возобновляющимся почвенным покровом. 2. Молодые моренные ледникове равнины с песчаным покровом, с локальным распространением почв. 3. Древние ледниковые равнины. Эволюция обусловлена биоклиматическими изменениями. 4. Аккумулятивные внеледниковые возвышенные равнины. Эволюция обусловлена биоклиматическими циклами, а также погребением почв под эоловыми осадками. 5. Низменные аккумулятивные внеледниковые равнины. Эволюция обусловлена биогеоморфологическим циклом. 6. Низменные молодые приморские равнины с молодыми почвами, развивающимися в биологическом и биогеоморфологическом циклах. 7. Молодые эоловые песчаные равнины с малоразвитыми и неразвитыми почвами, эволюционирующими в биологическом цикле. 8. Пластовые и денудационные равнины с долго развивающимися полигенетическими почвами. 5. Основные таксономические единицы классификации почв Почвы, имеющие определенное сходство и удовлетворяющие определенным классификационным критериям, образуют таксономические группы, или таксоны. Таксоны меньшего объема объединяются по принципу близости определенных свойств в более широкие. Таким образом, возникают различных таксономические уровни и иерархичность классификации. Тип таксона, составляющего один таксономический уровень, называется таксономической единицей. Существует множество различных классификаций почв. Разнообразные отечественные классификации традиционно строятся на генетических принципах. Они берут свое начало от классификационных разработок В. В Докучаева. В современной отечественной классификации почв (1977, 1997) основой разделения на таксоны является оценка генетического профиля как совокупности горизонтов, отражающих в своих свойствах почвенные процессы. Классификация отвечает требованиям открытости, иерархичности, историчности и объективности. Основной таксономической единицей классификации является генетический тип почв (ГТП) – группа почв, характеризующаяся единой системой основных генетических горизонтов и общностью свойств, обусловленных режимами и процессами почвообразования. Примеры: подзолистые, черноземы, красноземы. Типы почв традиционно делятся на подтипы, которые качественно различаются особенностями в системе генетических горизонтов, обусловленных различными дополнительными почвообразовательными процессами. Примеры: типичные подзолистые, глеево-подзолистые, дерново-подзолистые. В пределах подтипов выделяются роды почв, которые определяются особенностями солевого состава, характером ППК, формами новообразований. В пределах родов обособляются виды почв, различающиеся по степени выраженности почвообразовательных процессов. Еще более низкая таксономическая единица – разновидность – выделяется по гранулометрическому составу всего почвенного профиля. И, наконец, по разрядам, группируются почвы в связи с характером почвообразующих и подстилающих пород. В системе классификации почв М. А. Глазовской (1968, 1972) выше уровня типа выделяются семейства, генерации и геохимические ассоциации. Семейство – группа типов почв различных биоклиматических зон и поясов, имеющая однотипное строение профиля, в том числе однокачественный состав органических, органо-минеральных и минеральных продуктов почвообразования. Примеры: альфегумусовые подзолы, солонцы, элювиземно-подзолистые и др. Семейства почв, сохраняющие общность профиля при несколько различном составе минеральных продуктов почвообразования объединяются в одну генерацию почв. Генерации почв по главным направлениям почвообразовательных процессов объединяются в ассоциации. 6. Горизонты залегания В результате необратимых элементарных почвообразовательных процессов происходит дифференциация первоначально однородной толщи материнской породы на генетические почвенные горизонты. Каждый горизонт имеет специфических химический состав, физические и физико-химические свойства и определенную степень насыщенности живым веществом. Совокупности элементарных почвообразовательных процессов, протекающих совместно и приводящих к обособлению определенных почвенных генетических горизонтов, называются горизонтообразующими, или частными почвообразовательными макропроцессами. Совокупности совместно проткающих частных почвообразовательных макропроцессов, приводящих к формированию определенного почвенного профиля, слагаются в общие почвообразовательные макропроцессы (черноземный, болотный, солонцовый). Главные генетические горизонты почв: 1. Гумусово-аккумулятивные горизонты А1 – образуются в верхней части профиля, куда поступает максимальное количество растительных остатков. Имеет черный цвет. С глубиной окраска более светлая (до палево-серой). Мощность колеблется от нескольких см до 1,5 м. В некоторый почвах на поверхности имеется слой неразложившихся или слаборазложившихся органических остатков (подстилка в лесу, дернина на лугу, степной войлок в степи). Это грубогумусовый горизонт, или горизонт подстилки, А0. 2. Метаморфические горизонты, или горизонты внутрипочвенного выветривания Bm. Формируются в средней безгумусовой или малогумусовой части профиля в определенных гидротермических условиях (длительные положительные температуры, достаточная влажность, на породах, богатых первичными алюмосиликатами и силикатами). При выветривании указанных пород накапливаются глинистые минералы, образуются коллоидные осадки, горизонты метаморфизации оглиниваются. Вследствие деятельности корней и почвенной фауны нарушается сложение исходной породы (особенно если почвообразование идет на коре выветривания массивных пород). Метаморфические горизонты подразделяются по составу образующихся в них вторичных минералов. 3. Иллювиальные горизонты В. Формируются в средней и нижней частях профиля за счет вмывания в них из верхней части относительно подвижных продуктов почвообразования, перемещающихся в виде суспензий, коллоидных и истинных растворов и выпадающих в осадок по мере испарения растворов и изменения физико-химической и термодинамической обстановок. Иллювиальные горизонты обладают обычно тяжелым гранулометрическим составом, плотные, имеют крупнопризматическую, глыбистую, стобчатую структуру. Они обогащены относительно подвижными минеральными, органо-минеральными или органическими веществами, выносимыми из верхней части почвенной толщи. Внешний вид и химический состав иллювиальных горизонтов определяется разной степенью растворимости передвигающегося в почве вещества. Наиболее подвижны легко растворимые вещества. Выделяют иллювиальные кольматированные (глинистыми суспензиями) Bt, железистые BFe, органо-железистые, органо-алюминиевые Bh, карбонатные BCa и гипсовые BCs горизонты. 4. Элювиальные горизонты А2. Формируются над иллювиальными горизонтами за счет вымывания из них различных подвижных продуктов почвообразования и накопления остаточных, самых устойчивых труднорастворимых минералов (кварц, аморфный кремнезем). Вымывание красящих веществ (гумуса, соединений железа) и остаточное накопление светлых минералов обусловливают светлую белесую окраску элювиальных горизонтов. Вымывание глинистых частиц и коллоидов приводит к остаточному накоплению песчаных и пылеватых частиц, поэтому элювиальные горизонты выделяются в профиле легким гранулометрическим составом, пылеватостью, непрочной плитчатой или листоватой структурой. 5. Глеевые горизонты G. Формируются при постоянном или временном застое в пределах почвенной толщи влаги или при близком горизонта грунтовых вод и плохой аэрации почв. В таких почвах развиваются восстановительные процессы. Появление закисных соединений железа обусловливает голубовато- и зеленовато-серую окраски, по ходам корней и трещинам, в местах проникновения воздуха появляются ржавые и охристые пятна гидроксидов железа. 6. Горизонты гидрогенной аккумуляции подвижных соединений S. Формируются в разных частях почвы в результате выпадения из растворов веществ, приносимых со стороны с почвенными или грунтовыми водами. При испарении вод растворенные в них соли кристаллизуются на поверхности почв или внутри почвенной толщи в трещинах, порах и корневых ходах или образуя сцементированные плотные горизонты хардэны. По составу накапливающихся пород горизонты гидрогенной аккумуляции весьма различны. В засушливых областях распространены горизонты гидрогенной аккумуляции легкорастворимых солей, гипса, извести и аморфного кремнезема; в более влажных – сцементированные ожелезненные горизонты. Почвообразующая порода, не затронутая почвообразованием, обозначается буквой C, если она быстро сменяестя другой породой, последняя обозначается индексом D. 7. Почвенный поглощающий комплекс Понятие о ППК было введено в почвоведение К. К. Гедройцем. Он установил, что определенные ионы из раствора могут поглощаться почвой, а взамен в растворе появляются другие ионы того же знака заряда в эквивалентном количестве. Свойством поглощения ионов обладает коллоидная фракция почвы. Вся масса присутствующих в данной почве органических и минеральных коллоидов вместе с поглощенными ионами называется почвенным поглощающим комплексом (ППК). ППК состоит из двух частей – адсорбентов-коллоидов и адсорбируемых веществ – различных катионов и анионов. В состав адсорбентов-коллоидов входят минеральные, органические и органо-минеральные вещества. К минеральным почвенным коллоидам относятся глинистые минералы (монтмориллонит, каолинит, аллофаны), гидрат окиси кремния SiO2nH2O, гидроксид марганца Mn2O3nH2O, гидроксиды железа Fe(OH)3nH2O, гидроксиды алюминия Al(OH)3nH2O. В состав органических почвенных коллоидов входят коллоиды гумусовых веществ, тела некоторых очень мелких бактерий. В почвах присутствуют также многочисленные комплексные минеральные и органо-минеральные соединения коллоидной природы, часто они имеют вид коагелей. Другая составная часть ППК – поглощенные коллоидами ионы, как правило, катионы. Иногда, в условиях нейтральной и кислой сред некоторые коллоиды приобретают положительный заряд и способны поглощать анионы. Это особенно заметно при обильном содержании гидроксидов железа и алюминия (в красноземах и ферралитных почвах). В ППК из поглощенных ионов преобладают Ca, Mg, K, Na, NH4, H, Al. Максимальное количество поглощенных катионов (мгэкв на 100 г почвы), способных к обмену на другие катионы, называется емкостью поглощения или обменной емкостью почв. Емкость поглощения органических коллоидов гораздо больше емкости поглощения минеральных. Емкость поглощения одной и той же почвы изменяется в зависимости от реакции среды, при которой происходит обмен ионов, от энергии катиона-вытеснителя. В щелочной среде увеличивается емкость коллоидов-ацитоидов (-), в кислотной среде – коллоидов-базоидов (+). Катионы по их осаждающему действию расположены в том же ряду, что и по коагулирующей способности и энергии их вытеснения и поглощения. Поэтому почвы, насыщенные двух- и трехвалентными катионами, обладают устойчивым ППК, находятся преимущественно в состоянии геля; почвы, насыщенные одновалентными катионами легко подвергаются распыляющему действию воды, их коллоиды при увлажнении легко переходят в золь. 8. Климатический фактор почвообразования Климатические условия формирования почв выражаются главным образом в количестве солнечной радиации, поступающей на земную поверхность, и в уровне увлажненности почвы, определяемом количеством атмосферных осадков. Климатическим закономерностям подчиняется, кроме того, обмен газами и твердыми частицами между почвой и атмосферой. От величины лучистой энергии Солнца при достаточном увлажнении зависит интенсивность выветривания и синтеза почвенных минералов, темпы и направленность разложения органики, состав и характер внутрипочвенного функционирования биоты. Существует определенная закономерность между солнечной энергией, поступающей в почву, мощностью почвы, а также глубиной преобразования исходной материнской породы. Цикличность процесса поступления солнечной энергии на земную поверхность формирует тепловые режимы почв (см. №20). Количество солнечной энергии, участвующей в почвообразовании существенным образом изменяется по географическим поясам Земли. Климатический фактор определяет поступление атмосферных осадков в почву. От их годовой суммы, распределения по сезонам и величины испаряемости зависят степень промачиваемости почвы, запасы в ней продуктивной (доступной растениям) влаги, а также влагообеспеченность микробиологической деятельности. С учетом глубины и интенсивности передвижения почвенной влаги, преобладания восходящих или нисходящий токов выделяются различные типы водного режима почв (см. №18). В целом можно говорить о гидротермическом режиме почв, поскольку между процессами накопления и передвижения влаги, с одной стороны, и температурными характеристиками почв – с другой, существует тесная взаимосвязь и взаимообусловленность. С атмосферными осадками, кроме собственно влаги, в почву поступают растворенные органические и минеральные соединения, аэрозоли, пыль. Почвенный покров является приемником значительных масс веществ, вовлекаемого в региональный и глобальный атмосферный процессы. Важным фактором почвообразования является также газообмен между почвой и атмосферой. Из атмосферы в почву проникает кислород, участвующий в процессах окисления, распада органики, дыхания корней. Из почву в атмосферу выделяется воздух, насыщенный углекислотой и другими газообразными продуктами жизнедеятельности почвенной биоты. Избыток или недостаток того или иного компонента в почвенном воздухе (O2, CO2) сказывается на направленности внутрипочвенных процессов, состоянии почвенной экосистемы. 9. Вторичные минералы При выветривании часть первичных минералов полностью разрушается, часть испытывает определенное преобразование, сопровождающееся возникновением новых, вторичных (гипергенных) минералов. Особенно типичны для коры выветривания глинистые минералы. Они характеризуются чрезвычайно высокой дисперсностью. Часть этих минералов аморфна, но подавляющее большинство имеет кристаллическое строение. Их кристаллическая структура обычно слоистая, напоминающая структуру слюды. В кристаллической структуре каолинита чередуются плоские двухслойные пакеты. Нижний слой состоит из кремнийкислородных тетраэдров, верхний – из алюмогидроксильных октаэдров. Кристаллическая решетка каолинита неподвижна, поэтому он не разбухает от воды. Каолинит – один из конечных продуктов выветривания первичных силикатов. Он весьма распространен в древних корах выветривания. Структура монтмориллонита характеризуется тремя слоями в плоских пакетах. Нижний и верхний слои сложены кремнекислородными тетраэдрами, а между ними заключен слой алюмогидроксильных октаэдров. При этом кремний может частично заменяться алюминием, а алюминий в среднем слое – магнием, железом, никелем, цинком, медью и другими химическими элементами. Кристаллическая решетка монтмориллонита подвижна, в межпакетные пространства может входить вода, при этом порода разбухает. Гидрослюды составляют значительную часть дисперсных силикатов кор выветривания и весьма распространены в современных почвах. Гидрослюды обладают трехслойными пакетами, которые между собой соединяются ионами гидроксония H3O+ и калия. Если гидрослюды образуются из слюд, то сохраняются элементы кристаллохимического строения исходных минералов (трехслойных пакетов). При образовании гидрослюд из других силикатов происходит полная перестройка кристаллической решетки. К вторичным минералам также относятся минералы группы гидроксидов железа (гидрогетит, гидрогематит), являющиеся распространенными новообразованиями; минералы группы гидроксидов марганца (пиролюзит, псиломелан); минералы группы гидроксидов алюминия (гидроаргиллит, диасприбёмит) и др. При выветривании в засушливых и сухих услоивях образуется минерал группы карбонатов кальцит CaCO3. Обычно он встречается в виде тонких налетов, а в определенных географических условиях – в форме сплошных кор. 10. Влага в почвах Почвенная влага – одна из важнейших и весьма мобильных составных частей почвы. При участии воды совершаются процессы выветривания, гумификации и минерализации органических остатков. Почвенная влага является основой жизни микроорганизмов и высших растений. При участии почвенной влаги происходит перемещение веществ внутри профиля, обособление генетических горизонтов, вынос части вещества за пределы профиля. От состояния влажности почвы изменяются ее физические свойства. Климатический фактор обуславливает поступление вещества в почву из атмосферы. Атм | |
|
| |
| Всего комментариев: 0 | |