Строение и состав почвы, почвенный профиль
ЛЕКЦИЯ 3. ПОНЯТИЕ О ПОЧВЕ
И ЕЕ ПЛОДОРОДИИ
Первое научное определение почвы дал В.В. Докучаев: «Почвой следует называть наружные горизонты горных пород, естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода живых организмов». Эти изменения протекают под влиянием факторов почвообразования, к которым В.В. Докучаев отнес материнскую породу, климат, растительность, рельеф местности, состав живых организмов.
Много миллионов лет потребовалось для того, чтобы массивные горные породы, покрывающие землю, превратились в почву. Процесс разрушения горных пород и образования рыхлых обломочных пород называют выветриванием. На продуктах выветривания горных пород развиваются почвы. В зависимости от факторов, разрушающих горные породы, различают физическое, химическое и биологическое выветривание.
Физическое выветриваниеприводит к механическому измельчению горных пород под влиянием температуры, воды, ветра, не вызывая изменений химического состава. Породы разрушаются из-за неравномерного нагревания их поверхности лучами солнца днем и более быстрого охлаждения верхних слоев породы по сравнению с глубокими слоями в ночное время. В результате образуются трещины, в которые попадает вода. При замерзании вода увеличивается в объеме и раскалывает породу. В результате поверхностные слои горных пород превращаются в рыхлую массу, способную пропускать воздух, удерживать воду, что усиливает выветривание.
Химическое выветриваниепротекает под влиянием воды, углекислого газа и кислорода воздуха, в результате которого возникают вторичные минералы, отличающиеся от горных пород по химическому составу и свойствам.
Биологическое выветриваниесвязано с возникновением жизни на земле. Микроорганизмы, постепенно изменяя химический состав горных пород, создают условия для произрастания низших растений (мхов, лишайников). По сравнению с микроорганизмами они сильнее изменяют состав породы, накапливают органическое вещество, элементы питания – появляется почва. Под влиянием высших растений и животных организмов увеличивается мощность почвы.
Таким образом, в результате длительного геологического процесса под влиянием физического, химического и биологического выветривания и перемещения горные породы измельчались и превращались в продукты другого химического состава, с другими физическими свойствами, а поверхность их, представляющая более или менее однородную массу, являлась материнской породой для образования почвы.
Совокупность явлений, под влиянием которых формируется почва, называется почвообразовательным процессом.
В отличие от горных пород почвы обладают весьма существенным качественным свойством – плодородием. Под плодородием почвы следует понимать способность почвы обеспечивать потребность растений в элементах питания и воде.
Различают естественное плодородие почвы, которое создавалось под влиянием естественных факторов почвообразования, и эффективное плодородие, которое создавалось трудом человека и зависит от его воздействия на почву, от уровня науки и техники.
Плодородие почвы – понятие относительное и определяется не только ее свойствами, но и особенностями выращиваемых сельскохозяйственных культур. Например, на кислых почвах плохо растет пшеница, а рожь, овес, гречиха дают хорошие урожаи. Почва постоянно развивается, поэтому и ее плодородие – свойство динамическое, заметно изменяющееся.
Важнейший показатель плодородия почвы – перегной, или гумус, на долю которого приходится 1–20% почвы. С развитием жизни на земле накапливается перегной и, следовательно, повышается плодородие. Гумус (перегной) – вещество сложного химического состава, обычно темного цвета, образовавшееся в результате разложения мертвых остатков растений и животных в результате деятельности, главным образом, бактерий и грибов. Значение гумуса в почве огромно: он увеличивает поглотительную способность почвы, улучшает химические и биологические свойства, способствует образованию почвенной структуры, содержит многие элементы питания растений. Чем больше гумуса, тем лучше тепловые и водные свойства почвы. От количества гумуса зависит плодородие почвы. Содержание его колеблется от 0,5–1,5% в подзолистых почвах, 1,5–3% в дерново-подзолистых, 3–5% в каштановых, до 10% и выше в черноземах. Внесение в почвы органических веществ (навоза, торфа, зеленой массы растений, выращенной на зеленое удобрение), поддержание в почве благоприятного воздушно-водного режима позволяет увеличить содержание гумуса в почве.
Строение и состав почвы, почвенный профиль
Внешние признаки почвы изучают по почвенному профилю. Почвенный профиль – это разрез обычно на глубину 1–1,5 м от поверхности почвы до не измененной почвообразовательным процессом породы (рис.1). На вертикальной стенке разреза видны размеры почвенного профиля, окраска, сложение генетических горизонтов почвы, различные включения и т.д. Различие между горизонтами обусловливается цветом, структурой, сложением и другими морфологическими признаками.
Для большинства почв характерно следующее расположение горизонтов.
Неразложившаяся лесная подстилка или дернина, покрывающие поверхность почвы, обозначаются А0.
Горизонт А1 – перегнойный, или гумусово-аккумулятивный горизонт, отличающийся от нижних слоев почвы высоким содержанием органических веществ, более темный. В нем накапливаются (аккумулируются) наибольшее количество гумуса и питательных веществ. У черноземов перегнойный горизонт имеет почти черную окраску, у каштановых – серо-коричневую, у дерново-подзолистых – сероватую с белесым оттенком.
Горизонт А2 – элювиальный горизонт, светлоокрашенный (подзолистый), образуется в результате разрушения силикатов, алюмосиликатов, органических веществ. Из него выносится в нижележащие горизонты ряд органических и минеральных соединений. В подзолистых почвах горизонт А2 может следовать непосредственно за лесной подстилкой (А0). На распаханных полях горизонты А0, А1 и частично А2 вовлекаются в обработку, смешиваются и вместо них появляется Ап – (пахотный слой), мощность которого зависит от глубины вспашки.
Горизонт В – иллювиальный горизонт, переходный к материнской породе. Обычно «В» – красно-бурой окраски, с незначительным количеством перегноя. В нем аккумулируются те вещества, которые вымываются из верхних горизонтов (органические и минеральные соединения, коллоидная фракция).
Горизонт С – материнская, слабо затронутая почвообразовательным процессом порода, которая участвовала в образовании почвы.
Горизонт Д – подстилающая порода. Она выделяется, если ниже материнской породы расположена порода с другими свойствами.