3. Процессы почвообразования
3.2.1. Общие и элементарные процессы при почвообразовании
Взаимодействие большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности проявляется через серию противоположно направленных процессов и противоречивых явлений, из которых складывается почвообразование. К ним относятся:
разрушение первичных и вторичных минералов — синтез новых минералов;
биологическая аккумуляция элементов в почве — потребление элементов организмами из почвы;
гидрогенная аккумуляция элементов в почве — геохимический вынос элементов из почвы;
разложение органических соединений — синтез новых органических соединений;
поглощение ионов из раствора твердой фазой — переход ионов из твердой фазы в раствор;
растворение веществ — осаждение веществ;
пептизация коллоидов — коагуляция коллоидов;
нисходящее движение растворов — восходящее движение растворов;
увлажнение — высыхание;
набухание — усадка;
нагревание — охлаждение;
окисление — восстановление.
Многие из этих противоположных процессов носят циклический характер, связанный с общей цикличностью природных явлений. Вьщеляют суточные, сезонные, годовые, многолетние, вековые циклы почвообразования.
По А. А. Родэ, данные циклы почвообразования — общие почвообразовательные процессы, поскольку они существуют во всех почвах, хотя и в разном качественном и количественном проявлении, в разнообразных сочетаниях.
Особенности проявления общих процессов в зависимости от специфики факторов и условий почвообразования Родэ назвал частными почвообразовательными процессами. Это гумусообразование или торфообразование, засоление или рассоление и др. Кроме того, ученый все почвообразовательные процессы разделил на макропроцессы, охватывающие весь почвенный профиль в целом, и микропроцессы — минеральные и органические преобразования в пределах изолированных участков почвенного профиля. Разделение почвообразовательных процессов на общие и частные, макро- и микропроцессы раскрывает суть почвообразования в целом, его особенности и определяет генезис почв.
Частные почвообразовательные макропроцессы И. П. Герасимов предложил называть элементарными почвенными процессами (ЭПП). В отличие от общих процессов ЭПП характерны только для отдельных типов и групп почв. Данные процессы в своей совокупности являются почвообразующими и при тех или иных сочетаниях друг с другом определяют свойства почв на уровне типов, т.е. прежде всего строение профиля или состав и соотношение генетических горизонтов. Поэтому каждый генетический тип почв характеризуется только ему одному свойственным сочетанием ЭПП. Вместе с тем отдельные ЭПП могут и должны встречаться в разных генетических типах почв. Иначе говоря, элементарные почвенные процессы — это горизонтообразующие или профилеобразующие процессы.
Типы элементарных почвенных процессов
Биогенно-аккумулятивные ЭПП, по В.А.Ковде и Б.Г.Розанову, происходят при непосредственном участии растений, животных, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. ЭПП формирует и аккумулирует органические и/или органоминеральные вещества в верхней части почвенного профиля.
Подстилкообразование — формирование на поверхности почвы органогенного слоя лесной подстилки или степного войлока, который представлен различными стадиями разложения органического вещества. Менее разложенная подстилка формируется в верхней части слоя, более разложенная — в нижней.
Торфообразование — трансформация и консервация органических остатков на фоне их незначительной гумификации, приводящие к образованию торфа различной степени разложенности: а) олиготрофное торфообразование характерно для верховых болот бедного минерального состава; б) эутрофное торфообразование типично для низинных болот грунтового увлажнения более богатого минерального состава.
Гумусообразование — преобразование органических остатков в почвенный гумус с формированием органоминеральных соединений. Различают гумусообразование: а) по механизму гумусонакопления — инситное (in situ — на месте образования), пропиточное и потечное; б) по типу гумификации — гуматное, гуматно-фульватное и фульватное; в) по реакции среды — кислое, нейтральное, щелочное; г) по характеру связи с минеральной частью и степени гумификации — мюлль, модер и мор (мягкий, нейтральный и грубый гумус).
Дерновый процесс — интенсивное гумусообразование, гумусонакопление и аккумуляция биофильных элементов под воздействием травянистой растительности и корней. Результат развития дернового процесса — формирование темного комковатого или зернистого гумусового (или перегнойного) горизонта, по объему состоящего по меньшей мере наполовину из корневых систем растений.
Гидрогенно-аккумулятивные ЭПП, по В.А.Ковде и Б.Г.Розанову, связаны с современным или прошлым влиянием грунтовых вод на почвообразование. К почвенным процессам они относятся лишь в той степени, в какой охватывают аккумуляцию веществ в почвенном профиле.
Засоление — накопление водорастворимых солей в почвенном профиле при выпотном (десукционном) водном режиме в условиях минерализованных грунтовых вод.
Окарбоначивание — вторичная аккумуляция карбоната кальция в почвенном профиле из минерализованных грунтовых вод при их насыщении карбонатом или гидрокарбонатом кальция.
Окремнение — гидрогенное накопление кремнезема в области циркуляции щелочных растворов и цементация им почвенных слоев с образованием плотного водонепроницаемого горизонта — ду-рипэна.
Латеритизация — аллохтонное внутрипочвенное ожелезнение с образованием мощных конкреционных или панцирных прослоев разного строения — пизолитового, альвеолярного, вермикуляр-ного, шлаковидного.
ЭПП внутрипочвенного выветривания — группа процессов трансформации породообразующих минералов in situ без элювиально-иллювиального перераспределения компонентов в почвенном профиле.
Аллофанизация — синтез аллофанов — минералов с неупорядоченной аморфной структурой. Этот процесс особенно характерен для почв, формирующихся на пирокластических отложениях.
Ферсиаллитизация — процесс внутрипочвенного выветривания, при котором образуются любые по цвету и глинистости рыхлые мелкоземистые образования, частично десилицированные и по сравнению с породой обогащенные Fe и А1. Минералогический состав ила может быть разным, но с молекулярным отношением Si02/Al203 в иле и почве >3,0. Минералогически ферсиаллитность представляет собой: а) в основном унаследованные и стадийно-трансформационные полиминеральные продукты выветривания (гидробиотит, хлорит-смектиты, хлорит-вермикулиты, вермикулиты), полиминеральные продукты выветривания гумидных холодных бореальных областей; б) продукты выветривания преимущественно смектитового состава (синтез и/или наследование смектитов) в семиаридных и субгумидных субтропиках и тропиках.
Ферраллитизация — процесс внутрипочвенного выветривания с десиликацией, образованием и относительным накоплением in situ красноцветных и красно-желтых глин с молекулярным отношением Si02/Al203 в составе ила < 2,0. Минералогически такие продукты могут сильно различаться: от преимущественно оксидных ассоциаций (гетит, гиббсит, гематит) до почти силикатных (као-линитовые, каолинит-смектитовые, метагаллуазитовые). Цвет и степень глинистости толщ могут быть любыми: от серо-бурого песчаного и супесчано-суглинистого до охристого и красного глинистого.
Рубефикация — покраснение минеральной массы почв за счет образования тонкодисперсных окислов железа. Красная окраска почвенной массы появляется благодаря образованию тонкодисперсного гематита Fe203. Существует другое мнение о происхождении рубефикации за счет аморфных соединений железа. Источником железа могут быть различные соединения несиликатного железа материнского субстрата, освободившиеся в процессе выветривания железосодержащих компонентов минеральной массы, либо привнесенные со стороны железосодержащие растворы.
Брюнификация — процесс, противоположный рубефикации, вызывающий побурение окраски и протекающий в условиях повышенного увлажнения и появления значительных количеств подвижного гумуса. При этом растворяется гематит, формируются органо-железистые соеднцни мс последующим о в ваним гетита. Наиболее ярко брюнификация выражена в кислых горно-луговых альпийских и субальпийских почвах, бурых горно-лесных, влажных субтропических красноземах и желтоземах.
Оглеение — метаморфическое преобразование почвенной массы в результате периодического или длительного переувлажнения почвы, приводящее к интенсивному развитию восстановительных процессов.
Оглинивание включает: а) новообразование или неосинтез глинистых минералов, обусловленный растворимостью и степенью выветрелости почвенных компонентов, значениями рН, окислительно-восстановительными условиями и т.д.; б) остаточное накопление глины вследствие растворения и выщелачивания карбонатов и минералов неслоистой структуры в профилях почв.
Разрушение глины — процесс инконгруэнтного растворения минералов слоистой структуры, приводящий к полной или частичной трансформации их кристаллических решеток. Встречается в почвах и корах выветривания, где складываются условия промывного водного режима и возможность удаления продуктов растворения в нижележащие горизонты и за пределы почвенного профиля.
Слитизация — обратимая цементация глинистых почв гидро-слюдисто-смектитового состава в условиях периодического чередования интенсивного увлажнения и просыхания, набухания и усадки с интенсивной вертикальной трещиноватостью.
Элювиально-иллювиальные ЭПП — группа процессов, приводящая: 1) к разрушению и преобразованию почвенного материала в элювиальном горизонте с выносом из него продуктов разрушения; 2) к аккумуляции веществ, вынесенных из элювиального горизонта в иллювиальный горизонт, расположенный в средней или нижней части профиля почв. Элювиальный горизонт обедняется наиболее подвижными и растворимыми соединениями и относительно обогащается оставшимися. Иллювиальный горизонт обогащается продуктами выноса из элювиального горизонта.
Выщелачивание — обеднение основаниями (щелочами и щелочными землями) того или иного горизонта почвы или профиля в целом нисходящими токами воды. Частные виды выщелачивания — декарбонатизация, рассоление.
Десиликация — растворение и вынос кремнезема при химическом выветривании горных пород или при других процессах, в частности ферраллитизации.
Подзолообразование — кислотный гидролиз глинистых силикатов в условиях гумидного климата и промывного водного режима с остаточной аккумуляцией в оподзоленном (подзолистом) горизонте кремнезема и обеднением его илом, алюминием, железом и основаниями.
Лессивирование (лессиваж, обезыливание, иллимеризация) — отмывка илистых и тонкопылеватых частиц с поверхности зерен грубозернистого материала или из микроагрегатов и вынос их в неразрушенном состоянии из элювиального горизонта.
Псевдооглеенив — внутрипочвенное поверхностное и подповерхностное оглеение под воздействием периодического переувлажнения верховодкой при ее сезонном образовании на водоупорном иллювиальном горизонте или двучленной породе. Образуется мра-моровидный элювиальный горизонт, в котором оглеение сочетается с разрушением соединений и выносом части продуктов разрушения.
Осолодение — разрушение минеральной части почвы щелочными растворами — щелочной гидролиз — с накоплением остаточного аморфного кремнезема.
Альфегумусовый — процесс мобилизации железа и алюминия минеральных пленок кислыми гумусовыми веществами с выносом аморфных соединений и последующим образованием элювиального горизонта без глубокого разрушения минеральной части, а также накоплением аморфных оксидов алюминия и железа вместе с гумусом, вынесенных вниз из подстилки или элювиального горизонта.
Осолонцввание — процесс, при котором происходит накопление и обратимая коагуляция набухающих глин, насыщенных натрием.
Педотурбационные и деструктивные ЭПП — группа процессов механического перемешивания почвенной массы и группа процессов, ведущих к разрушению почвы.
Криотурбация — морозное механическое перемещение одних почвенных масс относительно других в пределах горизонта или профиля в целом с образованием криотурбационных форм.
Зоотурбация — перемешивание почвы обитающими в ней жи-вотными-землероями.
Агротурбация — разного типа механическое перемешивание, рыхление или, наоборот, уплотнение почвы сельскохозяйственными орудиями и машинами в практике земледелия.
К деструктивным ЭПП относятся:
Эрозия — механическое разрушение почвы под действием поверхностного стока осадков. При этом различают: а) плоскостную эрозию или эрозию смыва; б) линейную эрозию или эрозию размыва (овражная эрозия); в) ирригационную эрозию при орошении склоновых почв.
Дефляция — механическое разрушение почвы под действием ветра (ветровая эрозия почв). Особенно интенсивно проявляется на почвах легких по гранулометрическому составу.
Погребение — засыпание почвы материалом со стороны. При этом процесс почвообразования прекращается.
- Лекция 1. Основы почвоведения
- 1. Факторы почвообразования
- 2. Почвообразующие породы
- 3. Рельеф
- 4. Биологические факторы почвообразования
- 5. Климат
- 6. Время
- 7. Антропогенные факторы почвообразования
- Лекция 2 почвенный профиль и его свойства
- 1. Строение почвы
- 2. Морфологические признаки почв
- 3. Органическое вещество и органические профили почв
- 4. Минералогический состав почв
- 5. Химические свойства почв
- 5. Гумус, карбонаты и водно-растворимые соли
- 6. Физические свойства почв
- Лекция 3 процессы и режимы почвообразования
- 1. Выветривание и почвообразование
- 2. Формирование коры выветривания и почв.
- 3. Процессы почвообразования
- 4. Свойства и формы почвенной влаги
- 5. Тепловой режим почв
- 6. Номенклатура, таксономия и диагностика почв
- Лекция 4. География почв россии и мира
- 1. История развития географии почв
- 1. История развития географии почв
- Лекция 5.Факторы дифференциации и структура почвенного покрова
- 1. Факторы дифференциации почвенного покрова
- 2. Структура почвенного покрова
- 1. Факторы дифференциации почвенного покрова
- Топогенный фактор
- Литогенный фактор
- 2. Структура почвенного покрова
- Лекция 6 почвы и структуры почвенного покрова планеты
- Бореальные и суббореальные лесные области
- Суббореальные внутриконтинентальные лесные и лесостепные области
- Суббореальные внутриконтинентальные степные области
- 7.6. Субтропические пустынные степи и эфемеровые полупустыни
- Субтропические переменно-влажные ксерофитно-лесные области
- Субтропические гумидные области
- Синлитогенные почвы
- Лекция 7 педосфера и ее свойства
- 1. Картографирование почв
- 2. Почвенные ресурсы России и мира
- 3. Деградация и охрана почвенного покрова
- 1. Картографирование почв
- Климат.
- 2. Почвенные ресурсы России и мира
- 3. Деградация и охрана почвенного покрова