Основы почвоведения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Возникновение и кр истор. Роль русс ученых в созд.

Почвоведение - наука о свойствах, динамике, происхождении почв, как естественноисторических образований, как объекта труда и средства сельскохозяйственного производства. Почвоведение в качестве самостоятельной области естествознания оформилось 100 лет назад (основоположник Докучаев). До этого почвоведение рассматривалось как часть агрономии или геологии. Толчком к развитию П. послужила практическая деятельность людей. Самый верхний слой земли, на котором человек жил, получал урожай, стал объектом труда и средством производства. Это произошло много тысяч лет назад. Накопление знаний началось в III веке до н.э. в древнем Китае и Египте. В древней Греции имели детальную классификацию земли. Юлий Цезарь ввёл обязательное известкование немецких земель для повышения плодородия. Позже церковь запретила изучать почву, но в 16-19 веке возникла агрономия - наука о приёмах обработки почв и выращивании культурных растений (начала развиваться в Германии как наука). Возглавил это в 19 веке Теер. Он выдвинул теорию органического питания растений, к нему присоединилось много крупных немецких химиков. Все они изучали органическое вещество гумуса (16-18% гумуса - почва хорошая). Почвенный гумус очень сложное по структуре органическое вещество, включает в себя несколько групп органических веществ. Но не только от гумуса зависит плодородие почв. N, P, K также очень важное звено. После выяснения этого начала развиваться минеральная теория. В этот период расширяются экспериментальные работы. Вся морфология почв является информационной. Это одна из функций почвы. Она показывает генезис почвы. Каждая почва прошла через этап развития в определённых условиях. Развитие почвоведения делится на додокучаевский и докучаевский периоды. Докучаев сумел объединить две теории в одну (гумусовую и минеральную). Также он установил 5 факторов почвообразования: рельеф, климат, растительность, геология, деятельность человека (он рассматривал почву как часть географической среды). Почвоведение - зеркало физической географии. Все факторы действуют взаимно. На основании этих факторов были предложены зоны земного шара: северная зона, тундра, лесотундра, тайга, лесостепь, степь, лапиритная зона (тропики, субтропики). Докучаевым было предложено изучение почв по их генезису. Основным показателем являлась морфология почв. Методы Докучаева сейчас повсеместны. С ним работали Северцев (картографирование и классификация почв), Костычёв (органомическое почвоведение), Кассович (физика и химия почв), Глинка (география и классификация почв), Гедройц (поглотительная способность почв), Высоцкий (гидрологический режим почв), Вильямс (развитие почвенного процесса (Полынов, Ковда, Тюрин, Глазовская)). Все они принимали участие в составлении мировой карты почв. Все методические вопросы решаются с учётом учения Докучаева. В 1922 году в Беларуси был открыт институт с/х. Кафедру почвоведения возглавил профессор Касаткин (кафедра представила схематическую карту почв Беларуси). В 1923 году был открыт (в Горках) с/х институт (Медведев, Пашин, Булгаков, Моисеев). Кафедра провела детальное исследование почв всех областей Беларуси. В 1925 году Минский и Горецкий инст. были объединены в Горецкую сх академию. В 1930 году появилась вторая сводная карта почв Беларуси. После войны материал был обобщён в монографию почвы БССР. К этой книге была приложена карта №3 (Медведев, Булгаков, Роговой). В 1957 году было принято решение о проведении крупномасштабного картографирование почв Беларуси и создание агрохимической службы Беларуси. Для этого был создан белорусский НИИ почвоведения и агрохимии, который и сейчас проводит огромную работу по изучению почв.

2. Строен, внеш. внутр. сферы Земли физ. св-ва

1) атмосферу - это наиболее легкая оболочка нашей планеты, граничащая с космическим пространством; 2) гидросферу - это водная оболочка Земли; 3) литосферу - это верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая в нижележащую астеносферу. Она включает земную кору и верхнюю мантию до глубин примерно 200 км. Выделяют 3 оболочки Земли: ядро, мантию и земную кору. Ядро - наиболее плотная оболочка Земли. Полагают, что внешнее ядро находится в состоянии, приближающемся к жидкому. Внутреннее ядро, предположительно находится в твердом состоянии. Состав внешнего и внутреннего одинаков - Fe - Ni, близкий к составу метеоритов. Мантия - самая крупная оболочка Земли. Масса - 2/3 массы планеты. Под континентами и океанами ее строение существенно отличается. В океанах на глубине ~ 50 км., а материках - 80 - 120 км. начинается слой пониженных сейсмических скоростей, который носит название сейсмического волновода или астеносферы (т.е. геосфера «без прочности») и отличается повышенной пластичностью. К ней приурочено большинство очагов землетрясений. Полагают, что в ней возникают магматические очаги, а также зона подкорковых конвекционных течений и зарождение важнейших эндогенных процессов. Промежуточный слой и нижняя мантия отличаются более однородной средой, чем верхняя мантия. Верхняя мантия сложена преимущественно ферромагнезиальными силикатами. Земная кора - это верхняя оболочка Земли, сложенная магматическими, метаморфическими и осадочными породами, мощностью от 7 до 70 - 80 км. Это наиболее активный слой Земли. Для нее характерен магматизм и проявления тектонических процессов. Нижняя граница земной коры симметрична поверхности Земли. Под материками она глубоко опускается в мантию, и под океанами приближается к поверхности. Земная кора с верхней мантией до верхней границы астеносферы образует литосферу. В вертикальном строении земной коры выделяют три слоя, сложенных различными по составу, свойствам и происхождению породам. 1 слой - верхний или осадочный сложен осадочными и вулканогенно-осадочными породами, глинами, глиняными сланцами, песчаными, вулканогенными и карбонатными породами. Слой покрывает почти всю поверхность Земли. 2 слой - средний или гранитный (гранито - гнейсовый), породы имеют сходство со свойствами гранитов. Сложена: гнейсами, гранодиоритами, диоритами, окализами, а так же габбро, мраморами, силинитами и др. 3 слой - нижний, базальтовый состоит из более тяжелых пород, которые по свойствам близки к магматическим породам, базальтам. В отдельных местах между базальтовым слоем и мантией залегает так называемый эклогитовый слой с более высокой плотностью, чем базальтовый. К физическим свойствам Земли относят температурный режим (внутреннюю теплоту), плотность и давление. Внутренняя теплота Земли. По современным представлениям Земля после ее образования была холодным телом. Затем распад радиоактивных элементов постепенно разогревал ее. Однако в результате излучения тепла с поверхности в околоземное пространство происходило ее охлаждение. Образовались относительно холодная литосфера и земная кора. На большой глубине и сегодня высокие температуры. Рост температур с глубиной можно наблюдать непосредственно в глубоких шахтах и буровых скважинах, при извержении вулканов. Так, изливающаяся вулканическая лава имеет температуру 1200-1300°C. На поверхности Земли температура постоянно изменяется и зависит от притока солнечного тепла. Суточные колебания температур распространяются до глубины 1-1,5 м, сезонные - до 30 м. Ниже этого слоя лежит зона постоянных температур, где они всегда остаются неизменными и соответствуют среднегодовым температурам данной местности на поверхности Земли.глубина залегания зоны постоянных температур в разных местах неодинакова и зависит от климата и теплопроводности горных пород. Ниже этой зоны начинается повышение температур, в среднем на 30°C через каждые 100 м. Однако величина эта непостоянна и зависит от состава горных пород, наличия вулканов, активности теплового излучения из недр Земли. Так, в России она колеблется от 1,4 м в Пятигорске до 180 м на Кольском полуострове. Зная радиус Земли, можно подсчитать, что в центре ее температура должна достигать 200 000°C. Однако при такой температуре Земля превратилась бы в раскаленный газ. Принято считать, что постепенное повышение температур происходит только в литосфере, а источником внутреннего тепла Земли служит верхняя мантия. Ниже рост температур замедляется, и в центре Земли она не превышает 50 000°C. Плотность Земли. Чем плотнее тело, тем больше масса единицы его объема. Эталоном плотности принято считать воду, 1 см³ которой весит 1 г, т.е. плотность воды равна 1 г/с3. Плотность других тел определяется отношением их массы к массе воды такого же объема. Отсюда понятно, что все тела, имеющие плотность больше 1, тонут, меньше - плавают. Плотность Земли в разных местах неодинакова. Осадочные породы имеют плотность 1,5-2 г./см3, а базальты - более 2 г/см3. Средняя плотность Земли составляет 5,52 г./см3 - это в 2 с лишним раза больше плотности гранита. В центре Земли плотность слагающих ее пород возрастает и составляет 15-17 г./см3. Давление внутри Земли. Горные породы, находящиеся в центре Земли, испытывают огромное давление со стороны вышележащих слоев. Подсчитано, что на глубине всего лишь 1 км давление составляет 104гПа, а в верхней мантии оно превышает 6 * 104гПа. Лабораторные эксперименты показывают, что при таком давлении твердые тела, например мрамор, изгибаются и могут даже течь, т.е. приобретают свойства, промежуточные между твердым телом и жидкостью. Такое состояние веществ называют пластическим. Данный эксперимент позволяет утверждать, что в глубоких недрах Земли материя находится в пластическом состоянии. Химический состав Земли.В Земле можно найти все химические элементы таблицы Д.И. Менделеева. Однако количество их неодинаково, распределены они крайне неравномерно. Например, в земной коре кислород (О) составляет более 50%, железо (Fе) - менее 5% ее массы. Подсчитано, что базальтовый и гранитный слои состоят в основном из кислорода, кремния и алюминия, а в мантии возрастает доля кремния, магния и железа. В целом же принято считать, что на 8 элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, водород) приходится 99,5% состава земной коры, а на все остальные - 0,5%. Данные о составе мантии и ядра носят предположительный характер. Состав атмосферы: N₂ - 78%, O₂ - 21%, Ar и др. инертные газы - 0,9%, CO₂ - 0,03%. На высоте от 10 до 50 км расположен слой озона, защищающий Землю от чрезмерного UV облучения.

Биосфера - сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека. Биосфера - внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25-30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км.

3. Земная кора - это верхняя часть твёрдой земли. Земная кора (литосфера - 0-100 км) имеет трехслойное строение.

Осадочный чехол -33 км, под океанами - 6 км, среднее значение - 18 км. Практически вся пов. земной коры покрыта осадочным чехлом.

Гранитная оболочка - 10-40 км. имеет незначительную мощность или не прослеживается под впадинами морей и океанов. В составе преобл. кислые интрузивные магматич горные породы.

Базальтовая 10-70 км (с гран. - граница Конрада) - повсеместно.

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25% - на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba - составляют 99,8% массы земной коры. Плотность пород земной коры варьирует от 2,4 до 3,0 г/

4. Минерал - природное вещество, состоящее из одного элемента или из закономерного сочетания элементов, образующееся в результате природных процессов, протекающих в глуби земной коры или на поверхности. К первичным относятся минералы, образовавшиеся впервые в земной коре или на ее поверхности в процессе кристаллизации магмы. К первичным наиболее распространенным минералам относятся кварц, полевой шпат, слюда, из которых состоят гранит или сера в кратерах вулканов.

Вторичные минералы образовались при обычных условиях из продуктов разрушения первичных минералов вследствие выветривания, при осаждении и кристаллизации солей из водных растворов или в результате жизнедеятельности живых организмов. Это - кухонная соль, гипс, сильвин, бурый железняк и другие. переотложением продуктов выветривания. Значение от их количества зависят агрофизические свойства почв, они являются резервным источником зольных элементов питания растений, а также образования вторичных минералов.

5. 1 класс - самородные элементы или простые вещества. Кроме самородных металлов (Au, Ag, Pt, Hg, Cu), полуметаллов (As, Sb, Bi) и неметаллов (C, S), сюда условно относятся малораспространенные нитриды, карбиды, фосфиды, силициды.

2 класс - сульфиды и их аналоги - арсениды, антимониты, висмутиды, теллуриды, селениды. (S^-)

3 класс - галоиды (галогениды), кроме хлоридов, фторидов, бромидов и иодидов относятся также окси- и гидрогалоиды (Cl^-, Br^-, I^-, F^-).

4 класс - окислы и гидроокислы (О^2-, ОН^-).

5 класс - силикаты, алюмосиликаты и их аналоги - боросиликаты, титаносиликаты, цирконосиликаты, бериллосиликаты (SiO₄^{4 -}).

6 класс - бораты (ВО₂)^-, борацит, примеры бура (водный борат).

7 класс - карбонаты [CO₃]^2-.

8 класс - нитраты [NO₃]^-.

9 класс - фосфаты и их аналоги - арсенаты и ванадаты [РО₄]^3-.

10 класс - сульфиты и их аналоги - техлураты и селенаты.

11 класс - молибдаты и вольфраматы [МоО₄]^{2 -} повелит, [WO₄]^{2 -} вольфрамит.

6. Горные породы - природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90% объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75% площади земной поверхности.

Магматические горные породы по своему происхождению делятся на эффузивные и интрузивные. Эффузивные горные породы образуются при изливании магмы на поверхность Земли. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры. Химический состав Низко и некремнеземнистые< 30% окатыши, обогащенные флотационным, метедом. Ультраосновные30-45% дунит, перидотит, пироксенит, горнблендит, кимберлит, оливинитОсновные45-53% габбро, лабрадорит, базальт, диабазСредние53-64% сиенит, диорит, трахит, андезит, полевошпатовый порфир, порфиритКислые (кислотные) 64-78% гранит, липарит, кварцевый порфирУльтракислые> 78% пегматит, аляскит идр.

7. Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения осадочных или магматических горных пород. Основную массу метаморфических горных пород составляют главные минералы изверженных пород (полевые шпаты, кварц, слюды, амфиболы, пироксены), за исключением нефелина, который встречается чрезвычайно редко или совсем отсутствует.

Второстепенные минералы изверженных горных пород в метаморфических породах часто становятся главными, например, сфен, апатитв метаморфических породах находятся в большом количестве и в крупных зернах; серпентин, хлорит, кальцит могут вообще составлять целиком некоторые метаморфические породы.

В составе метаморфических пород существенную роль играют и особые метаморфические минералы-индикаторы метаморфизма - гранаты, дистен, тальк, хлориты, топаз, турмалин, кордиерит и др.

8. Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков. Три основные генетические группы: обломочные породы (брекчии, конгломераты, пески, алевриты) - грубые продукты преимущественно механического разрушения материнских пород,; глинистые породы - дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедшие в новые минеральные виды; хемогенные, биохемогенные и органогенные породы - продукты непосредственного осаждения из растворов, при участии организмов, накопления органических вещества или продукты жизнедеятельности организмов. Химический состав осадочных пород близок к химическому составу магматических пород, что связано с законом единства распределения химических элементов в земной коре, однако отмечено преобладание кальция, воды, углекислоты и углерода. Минералогический состав осадочных пород разнообразен: обломки горных пород; первичные минералы, сохранившиеся в процессе выветривания исходных пород; вторичные минералы, например глинистые; минералы, образованный при химических процессах формирования породы. Осадочные породы делят на мономинеральные и полиминеральные. В обломочных породах выделяют полимиктовые, мезомиктовые и олигомиктовые. Обломочные породы классифицируются по размеру и форме частиц, по типу связей между частицами.

9. Агрономические руды - природные минеральные образования, являющиеся сырьём для производства минеральных удобрений или используемые для улучшения почвы в агрономических целях.

Эффективность минеральных удобрений повышается в условиях орошения и высокой технологии возделывания культуры.

10. Выветриванием называется совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и минералов. Немаловажную роль при этом играют живые организмы. Выделяют два главных типа выветривания: физическое и химическое.

1. Физическое выветривание ведет к последовательному дроблению горных пород на все более мелкие обломки. ^ Термическое выветривание происходит в результате резких суточных перепадов температуры, ведущих к расширению пород при нагреве и сжатию при охлаждении^ Механическое выветривание осуществляется замерзающей водой, а также живыми организмами и ново образующимися минеральными кристаллами.

2. Химическое выветривание ведет к изменению минерального состава горных пород или полному их растворению. Важнейшими факторами здесь выступают вода, а также содержащиеся в ней кислород, угольная и органические кислоты привело к широкому развитию карстовых форм.

Интенсивность выветривания зависит от состава и исходной трещиноватости пород, в результате чего выветривание может носить избирательный характер, что ведет к первоочередному разрушению неустойчивых блоков и контрастному выделению в рельефе устойчивых массивов горных пород.

В результате выветривания на земной поверхности формируется особый генетический тип отложений - элювий  слой рыхлых неперемещенных продуктов выветривания. Состав и мощность элювия определяются составом первичных горных пород и временным фактором, а также характером процессов выветривания, который, в первую очередь, зависит от климата. Следовательно, в развитии процессов выветривания наблюдаются сезонная ритмичность и широтная зональность.

Корой выветривания называют совокупность элювиальных образований верхней части земной коры. Формирование мощных кор выветривания происходит за длительный промежуток времени на сложенных полиминеральными магматическими и метаморфическими породами равнинных территориях во влажном и жарком климате, способствующем бурному развитию растительности.

Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т.д.)

11. Ветровая аккумуляция ведет к накоплению эоловых отложений песчаного, алевритового, реже глинистого состава. Преобладающим минералом является устойчивый к механическому воздействию кварц. Эоловые наносы образуют разной формы и размеров бугры, у которых наветренный склон пологий (обычно 5 - 10), а подветренный крутой (до 30 - 35). Для внутренней текстуры ветровых отложений характерна косая слоистость, параллельная подветренному склону эолового бугра, что позволяет определить направление ветра во время его образования. Однако, при смене направлений ветра, слоистость приобретает гораздо более сложный характер, типа чередования разнонаправленных наклонно лежащих вогнутых и выпуклых слоев. Наиболее распространенными эоловыми формами являются дюны и барханы.

Дюны имеют овальную в плане форму, округлую вершину, высоту до нескольких десятков метров, иногда до ста метров и более. Иногда ветер выносит песок с наветренной части дюны, образуя здесь котловину выдувания. В итоге дюна приобретает параболическую форму в плане, причем «рога» параболы направлены в сторону, откуда дует ветер.

Барханы возникают на открытых равнинных территориях при постоянном направлении ветра. В плане барханы имеют форму полумесяца, «рога» которого вытянуты по ветру. Высота барханов иногда достигает 30 м. Дюны или барханы часто группируются в гряды. Поверхность песчаных насыпей покрыта более мелкими эоловыми формами - знаками ряби, подобными крошечным дюнам. Скорость движения ветровых насыпей обычно составляет 1 - 2 метра в год, в некоторых случаях до нескольких десятков метров в год.

12. Делювий - отложения, возникающие в результате накопления смытых со склонов дождевыми и талыми водами рыхлых продуктов выветривания. По составу делювий разнообразен. Делювиальные породы отличаются некоторой сортированностью материала и хорошо выраженной слоистостью.

Пролювий формируется в горных странах, у подножия гор в результате деятельности временных водных и селевых потоков. Пролювий характеризуется плохой сортированностью, включением крупнообломочного материала.

13. Аллювий - несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьев), состоящие из обломков различной степени обкатаности и размеров. Образование аллювия происходит в результате непрерывного взаимодействия динамического водного потока с руслом: при врезке и аккумуляции осадков.

Большая роль в формировании поймы и слагающих ее различных фаций аллювиальных отложений принадлежит боковой эрозии рек. Последняя в значительной мере обусловливается первичной извилистостью рек. По строению поймы обычно аккумулятивные, т.е. сложенные на всю высоту обрыва над водой речным аллювием. Вертикальный разрез его состоит из двух пачек. Нижняя толща представлена косо слоистым русловым аллювием - песком с галькой; верхняя толща - преимущественно суглинистый пойменный аллювий, отлагающийся во время половодья, обладает горизонтальной слоистостью. Значительную роль в формировании рельефа поймы играет растительность, закрепляющая поверхность поймы и способствующая накоплению наносов. Рельеф поймы затруднен прирусловыми валами, гривами, старицами, дюнами, останцами первой надпойменной террасы и другими элементами.

14. Ледниковые отложения - геологические отложения, образование которых генетически связано с современными или древними горными ледниками и материковыми покровами. Подразделяются на собственно ледниковые (гляциальные, или морена) и водно-ледниковые. Собственно Л. о. возникают путём непосредственного оседания на ложе ледника обломочного материала, переносимого в его толще. Слагаются несортированными рыхлыми обломочными горными породами, чаще всего валунными глинами, суглинками, супесями, реже валунными песками и грубощебнистыми породами, содержащими валуны, щебень, гальку. В значительной степени влияют на состав и свойства формирующихся из них почв, это влияет на скорость при образовании минеральной массы и закреплении образующихся органических веществ., оказывает влияние на гумусообразование, оподзоливание, олеснение, засоление, оглиение.

15. Вечная мерзлота часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Общей площадью 35 млн кмІ. Распространение - север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана. она занимает не менее 25% площади всей суши земного шара Районы многолетней мерзлоты - верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2-3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0°C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1 000 метров. Над мёрзлым слоем, который является водоупором, вследствие коагуляции органических веществ может происходить накопление гумуса. Образование слоев льда в почве приводит к разрыву капилляров, Наличием мёрзлого слоя вызван целый ряд механических изменений в почвенном профиле, таких, как криотурбация - перемешивание почвенной массы под влиянием разницы температур, солифлюкция - сползание насыщенной водой почвенной массы со склонов по мёрзлому слою. Под действием мороза происходит криогенное оструктуривание почвы. Отрицательные температуры способствуют переходу продуктов почвообразования в более конденсированные формы, и это резко замедляет их подвижность. Мерзлотной коагуляцией коллоидов обусловлено ожелезнение таёжных почв. С влиянием криогенных явлений некоторые исследователи связывают обогащение кремнекислотой средней части профиля подзолистых почв,

16. Четвертичный периоды - это время формирования современного рельефа нашей планеты и ее климатической зональности. Важнейшим событием этого времени были великие оледенения, охватившие в антропогене огромные пространства северных материков и сформировавшие ледниковый щит Антарктиды. Во второй половине олигоцена началось похолодание, отразившееся в сокращении ареала теплолюбивой фауны и флоры и в изменении типа растительности. Понижение температуры в высоких широтах привело к появлению небольших горных ледников в Антарктиде, Зарождающееся оледенение способствовало выхолаживанию и уже в позднем олигоцене среднегодовая температура в Антарктиде не превышала -44 - -45o С. В неогеновый период на Земле резко обострились контрасты температур, чему способствовали установление на всех материках континентальных условий и образование высоких протяженных горных цепей, в том числе и в пределах платформенных областей. Похолодание, несмотря на эпизоды временного потепления, постепенно охватывало все более низкие широты. Этому содействовало и иссушение климата, связанное с континентальными условиями, что в свою очередь привело к прекращению угленакопления и повышению роли кремнезема в осадконакоплении. В начале плиоценового периода отмечается некоторое потепление, сменившееся похолоданием, которое прогрессировало, и в северном полушарии оледенений.

Элювиальный тип. Особенностью элювиальных образований, кроме сохранения реликтовых структур и текстур, является постепенность переходов новообразованного материала в исходную материнскую породу. Основной природный процесс, под воздействием которого формируется элювий, - это выветривание. Почвы формируются в верхней части элювия или коры выветривания за счет биохимических преобразований и обогащения органическим веществом. Они развиваются в тесном взаимодействии с растительным покровом. Главной особенностью почв является идущий в них своеобразный биологический круговорот веществ, почти не сказывающийся на подпочвенной части коры выветривания.

Почвы подразделяются на два главных типа - автоморфные и гидроморфные. Автоморфные почвы образуются там, где зеркало грунтовых вод и зона их капиллярного поднятия располагаются глубже зоны почвообразования. В этом случае атмосферные осадки просачиваются через почву, вынося из нее продукты выветривания и органического разложения вниз Гидроморфные почвы образуются там, где грунтовые воды залегают близко к поверхности и почвообразование большую часть года протекает в зоне их капиллярного поднятия. Почва почти постоянно насыщена водой. Органическое вещество разлагается при недостатке кислорода, что приводит к установлению восстановительной среды.

Погребенные и ископаемые почвы. Это мертвые почвы, выпавшие из сферы биологического круговорота вещества и потерявшие всю современную, или живую, почвенную микрофауну и фауну.

Тип-торфяники. Они образуются в условиях заболачивания различного типа водоемов из остатков растительности на месте ее произрастания. Они называются автохтонными. В этих торфяниках выделяются два типа-низинные (или низовые) и верховые. Низинные развиваются в понижениях рельефа. Одни образуются при зарастании озерных водоемов, другие при заболачивании речных пойм, низких террас. Верховые образуются в болотах на водораздельных пространствах, преимущественно в лесотундровой или лесной зоне, в условиях застаивания атмосферных вод или верховодки. Сфагновые торфяники верхового типа могут возникать и в понижениях рельефа в завершающую стадию развития низинных болот.

Коллювиальный

Выделяются пять генетических типов. 1. Обвальный тип, характерен для горных районов. Наиболее крупные массы обвалов встречаются в условиях глубоко расчлененного рельефа. Они залегают у подножий тектонических уступов, с которых сорвались, наиболее грандиозными бывают так называемые сейсмообвалы, вызванные сильными землетрясениями Осыпной тип. Это обломочный материал, отделяющийся от скальных горных пород склона в результате физического выветривания и скатывающийся под действием силы тяжести к основанию склона. Осыпи являются характерным элементом горного ландшафта, особенно высокогорных аридных зон, где продукты выветривания не закрепляются растительностью. Основными условиями образования осыпей являются крутые склоны со скальными выходами пород и сухой резко континентальный или морозный климат. Здесь происходит образование и накопление продуктов выветривания в виде глыб и щебня. 3. Оползневой тип. Образуется при соскальзывании крупных блоков и разрушенных масс пород по возникающим в массиве склона поверхностям скольжения. Основными условиями возникновения оползней являются наличие достаточно крутых склонов и увлажнение определенной части пород и области склона.

Различают два типа оползней-блоковые и поточные. Образование блоковых оползней заключается в соскальзывании крупных блоков пород, сохраняющих при этом в той или иной мере свое внутреннее строение. В рельефе хорошо выражены: стенка отрыва, оползневая масса, присклоновое или тыловое понижение-западина.

17. Плодородие - способность почв обеспечивать рост и развитие растений. Является главным функциональным свойством почвы, обуславливается составом, свойствами и режимами почв. Измеряется продуктивностью фитоценозов и урожайностью с\х культур. Продуктивность и урожайность зависят не только от почвенного плодородия, но и от других факторов жизни растений, делятся: космические (свет, тепло), атмосферные (количество и режим атм. осадков, перераспределение тепла, влажность воздуха, состав почвенного воздуха), литосферные (рельеф, грунтовые воды, почвообразующие породы), биосферные (фитоценоз) и антропогенные. В системе естественных наук почвоведение тесно связано с физико-математическими, химическими, биологическими, геологическими, географическими науками, использует их фундаментальные законы и методы исследования. В свою очередь, почвоведение является теоретической основой для ряда прикладных наук агробиологического цикла, таких как агрохимия, агроэкология, растениеводство, земледелие, луговодство, мелиорация, землеустройство и др.

В настоящее время почвоведение дифференцировалось на ряд разделов в соответствии с методами изучения и практической направленностью знаний о почвах. Выделяются такие самостоятельные разделы как физика, химия, минералогия, биология, география, картография, классификация почв.

По формам использования почвенного покрова и прикладных знаний о почвах оформились следующие прикладные разделы: агропочвоведение, мелиоративное почвоведение, лесное, экологическое, инженерное почвоведение. Вполне очевидно, что на современном этапе развития биохимии органического вещества почв необходим выход на новый уровень методического обеспечения, связанный, во-первых, с использованием прямых методов изучения молекулярной структуры и функциональных свойств гумусовых веществ, а, во-вторых, с изучением органического вещества в нативном состоянии непосредственно в почвенном образце на различных уровнях организации - от почвенного горизонта до макромолекул гуминовых кислот. Использование современных радиофизических методов резонансной спектроскопии (ЭПР и С-ЯМР) позволяет осуществлять новые методологические подходы к изучению структурных и функциональных параметров органического вещества непосредственно в почвенном образце без каких-либо предварительных экстрактивных процедур.

18. Живое вещество Земли на 99% представлено массой растительных организмов, поэтому характер биологического круговорота определяется, в первую очередь, зелеными растениями. Главной функцией растений в биосфере и в почвообразовании является синтез органического вещества и накопление потенциальной энергии в почве.

Зеленые растения представлены лесными и травянистыми сообществами, влияние которых на почвообразование существенно различается. Для характеристики биологического круговорота веществ и роли растений в почвообразовании учитываются следующие показатели:

- общая биомасса (фитомасса) - общее количество живого органического вещества в надземной и подземной сферах;

- мертвое органическое вещество - количество органического вещества, заключенное в отмерших остатках растений. Отдельно различают: запасы гумуса, лесных подстилок, степного войлока, количество ежегодного надземного опада (листья, хвоя, стебли, ветошь и др.), количество ежегодного корневого опада, запасы легкоразлагаемого органического вещества (детрита);

- зольность - содержание зольных элементов в растениях и их частях (рассчитывается в% к массе абсолютно сухого вещества). Отдельно рассчитывают зольность фитомассы, годичного прироста, опада, подстилки, торфов;

- годичный прирост - масса нарастающего вещества в надземной и подземной сферах сообщества;

- интенсивность разложения органического вещества - отношение подстилки к опаду зеленой части растений. Геохимическая сущность почвообразования заключается в разложении органических веществ микроорганизмами. Разлагая остатки растений и животных, микроорганизмы поставляют в почвенные растворы углекислый газ, органические кислоты и другие, химически высокоактивные соединения. Чем больше разлагается органического вещества, тем богаче почва химически работоспособной энергией. Поглощение химических элементов корнями происходит из всей массы почвы, в том числе и из горизонтов, в которых располагаются наиболее тонкие и разветвленные корни. Поэтому после минерализации остатков растений в верхнем горизонте почв аккумулируются те элементы, коэффициент биологического поглощения которых превышает единицу. Чем больше коэффициент биологического поглощения, т.е. чем интенсивнее растение поглощает элементы из почвы, тем больше и биогенная аккумуляция их в верхнем горизонте. Наибольшее биологическое накопление характерно для фосфора и серы, коэффициент биогенного поглощения которых превышает 100. Биогенным путем накапливаются также кальций, калий, марганец и многие редкие элементы. Таким образом, растение как своеобразный насос перекачивает химические элементы из нижних горизонтов почвы в верхние. Накапливая биогенным путем фосфор, сера, кальций и другие жизненно важные элементы, растения улучшают условия своего существования и создают наиболее благоприятную для себя среду. разложение органических веществ, которые, обогащая почвенные растворы свободной энергией, создают возможность водной миграции элементов. Следовательно, геохимическая сущность почвообразовательного процесса заключается в биогенной миграции, которая в свою очередь складывается из противоположных процессов - биогенной аккумуляции и разложения органических веществ. Но, кроме биогенной миграции, в почвах происходит физико-химическая миграция, связанная с движением водных растворов и газов. В элювиальных почвах развивается выщелачивание подвижных соединений просачивающимися атмосферными осадками, в связи, с чем распределение химических элементов по профилю определяется соотношением противоположных процессов - биогенной аккумуляции и выщелачивания.

Наряду с биогенной аккумуляцией, направленной снизу вверх в элювиальных почвах, наблюдается и нисходящая миграция водных растворов. Поэтому реальное распределение элементов в почвах водоразделов и склонов определяется не только биогенной аккумуляцией, но и выщелачиванием.

В подзолистых, черноземных и других почвах биогенная аккумуляция и выщелачивание протекают с различной интенсивностью. В верхней части почвы может преобладать или концентрация элементов, или вынос. В результате почва расчленяется на горизонты с особыми физико-химическими условиями. Имеются почвы, в которых верхний горизонт кислый, а нижний - щелочной, в верхнем горизонте господствует окислительная среда, в нижнем - восстановительная. В результате почвообразования верхний горизонт литосферы мощностью 1-2 м расчленяется на горизонты (А0, А1, А2, В1, В2 и т.д.), причем каждый из них представляет собой особую физико-химическую систему. Самой характерной особенностью большинства почв является именно биогенная аккумуляция и поэтому почву можно определить как верхний горизонт литосферы, в котором развита биогенная аккумуляция элементов, обязанная деятельности организмов.

19. Рельеф - это совокупность всех неровностей земной поверхности. Формы рельефа в различных природных условиях различаются по размерам, происхождению и внешнему виду.

Морфометрическая классификация Мегарельеф - это крупнейшие формы рельефа, к которым относятся материки и их составные части.

Макрорельеф - крупные территории с колебанием высот до нескольких сотен и тысяч метров. Это равнины, возвышенности, низменности (Русская равнина, Западно-Сибирская, Прикаспийская низменности, Уральские и другие горы).

Мезорельеф - средние по размерам неровности земной поверхности с колебанием высот до нескольких десятков метров (овраги, балки, водоразделы, речные долины, моренные и песчаные гряды).

Микрорельеф - мелкие формы рельефа с колебанием высот в пределах 1 м. Горизонтальные размеры достигают нескольких десятков метров (небольшие понижения и повышения, степные блюдца, холмики, ложбинки стока).

Нанорельеф - мельчайшие формы рельефа в виде неровностей и шероховатостей поверхностей с разницей высот в несколько десятков сантиметров (кочки, борозды, небольшие промоины, ямки, бугорки).

Генетическая классификация.

Эндогенные процессы - это проявление внутренних сил Земли, вызывающих тектоническое движение земной коры (литосферы), землетрясения, образование складок, разломов.

Горообразовательные процессы происходили в областях максимального проявления внутренних сил Земли. После прекращения роста горных хребтов вступали в действие экзогенные факторы.

Экзогенные процессы обусловлены внешними силами, к которым относятся силы гравитации, деятельность поверхностных текучих вод, льда, снега, талых ледниковых вод, морских, озерных и подземных вод, а также деятельность ветра, животных, человека.

Если эндогенные (внутренние) силы Земли создают неровности земной поверхности, то экзогенные (внешние) силы нивелируют горный рельеф до тех пор, пока не сформируется пологовсхолмленная равнина, переходящая в платформу. рельефа его роль в почвообразовании заключается в перераспределении на земной поверхности в той или иной степени следующих факторов:

1) теплоты - радиационной энергии Солнца (влияние экспонции склонов в разных широтах);

2) влаги и растворенных в ней веществ в форме водных молекулярных или коллоидных растворов, а также в форме твердых взвесей при плоскостном поверхностном стоке, солифликации и т.д.; следствие таких миграций - различный водный режим и генетическое разнообразие типов почв;

3) твердых веществ; результат - различная мощность почв в зависимости от степени выноса и аккумуляции выносимого материала, а также обновление субстрата с доминантой синлитогенного почвообразования, почвообразования на постоянно обновляемом субстрате. Автоморфные почвы - почвы, водный режим которых формируется только за счет атмосферного увлажнения. Занимают повышенные водораздельные пространства. Гидроморфные почвы - водный режим этих почв зависит не только от атмосферных осадков, но и от влаги, поступающей с прилегающих повышенных территорий и близко залегающих грунтовых вод (или искусственное орошение). Почвы полугидроморфные - группа п., формирующаяся в условиях периодического переувлажнения поверхностными или почвенно-грунтовыми водами. Характеризуются присутствием в почвенном профиле признаков оглеения. Пойменные почвы - разные по строению почвы, формирующиеся в условиях периодического затопления на речных поймах, в дельтах рек, под луговой и болотной растительностью. Исторически сформировавшись в условиях сухой степи, засушливого климата и ежегодного затопления в паводочный период, они могут быть засоленными, солонцеватыми, незаселенными. Аллювиамльные почвы - большая группа почв, располагающихся в поймах рек. В. Отличительной их особенностью является периодическое затопление паводковыми водами не обязательно ежегодное, но сопровождающееся привносом и отложением на поверхности почвы нового минерального материала Кроме того, на данные почвы оказывает влияние близкое залегание грунтовых вод. Выделяются три группы типов аллювиальных почв: Аллювиальные дерновые почвы в прирусловой части поймы. Аллювиальные луговые почвы в центральной пойме. Аллювиальные болотные почвы в притеррасной пойме.

20. Климат в почвообразовании - Климат оказывает прямое и косвенное влияние на процесс почвообразования. Прямое влияние заключается в непосредственном воздействии на почву таких факторов климата, как тепло, свет, осадки. Косвенное влияние проявляется через воздействие климата на растительный и животный мир. Климат - важный фактор развития биологических и биохимических процессов. Определенное сочетание температурных условий и увлажнения обусловливает тип растительности, темпы создания и разрушения органического вещества, состав и интенсивность деятельности почвенной микрофлоры и фауны. Состояние атмосферы, преломляясь через свойства и состав почвы, оказывает огромное влияние на водно - воздушный, температурный и окислительно - восстановительный режим почвыС климатическими условиями тесно связаны процессы превращения минеральных соединений в почве (направление и темп выветривания, аккумуляция продуктов почвообразования и др.), а также процессы ветровой и водной эрозии почв. Главным источником энергии для биологических и почвенных процессов является солнечная радиация, а основным источником увлажнения - атмосферные осадки. Солнечная радиация, поглощаясь земной поверхностью, постепенно излучается и нагревает атмосферу. Влага осадков поглощается растениями и возвращается в атмосферу путем транспирации или физического испарения. Таким образом, устанавливается постоянный тепло - и влагообмен между почвой и атмосферой. В процессе этого обмена формируется гидротермический режим почвы, который является важнейшим ее свойством. Поэтому большой интерес представляет характеристика климатов по температурным условиям и увлажнению. Основой для выделения главных термических групп климатов служит сумма средних суточных температур воздуха выше 10°С за вегетационный период: Климаты названных термических групп располагаются в виде широтных поясов, окружающих земной шар. Они характеризуются не только температурными условиями, но и определенными типами растительности и почв, варьирующих в широких пределах в зависимости от увлажнения, и называются почвенно - биотермическими поясами. По условиям увлажнения различают шесть главных групп климатов: Критерием для такого деления является коэффициент увлажнения - отношение количества осадков к испаряемости. Помимо упомянутых климатических факторов на характер почвообразовательного процесса существенное влияние оказывает распределение осадков по времени года, суровость зимы, выражающаяся в степени континентальности климата.

21. Растительные формации

1) деревянистая растительная формация, слагающаяся в основном из сожительства деревянистых зеленых растений, грибов, актиномицетов и анаэробных бактерий;

2) луговая травянистая растительная формация, в которой сожительствуют луговые травянистые зеленые растения, аэробные бактерии и резко преобладают анаэробные бактерии;

3) степная травянистая растительная формация, состоящая из степных травянистых зеленых растений и преимущественно аэробных бактерий;

4) пустынная растительная формация, состоящая в основном из хемотрофных бактерий, водорослей, бактерий обоих типов и грибов.

Группировка растительных формаций: 1. Группа деревянистых формаций: таежные леса, широколиственные леса, влажные субтропические леса и так называемые ливневые тропические леса. 2. Группа переходных деревянисто-травянистых формаций: ксерофитные леса, саванны.

3. Группа травянистых формации: суходольные и заболоченные луга, травянистые прерии, степи умеренного пояса, субтропические кустарничковые степи. 4. Группа пустынных формаций: суббореальная с летним циклом вегетации, субтропическая с зимним циклом и тропическая. 5. Группа лишайниково-моховых формаций: тундры, верховые болота. Деревянистые остатки в лесу разлагают главным образом плесневые грибы. Бактерии здесь развиваются несколько слабее вследствие того, что древесная масса содержит дубильные вещества и имеет кислую реакцию. Бактерии начинают разлагать деревянистые остатки после того, как грибы разрушат дубильные вещества. Для грибного разложения здесь условия благоприятны и в том отношении, что упругие деревянистые остатки лежат на поверхности почвы рыхлым слоем, и поэтому приток кислорода воздуха к ним не ограничен. Существенная особенность грибного разложения деревянистых растительных остатков - образование в значительном количестве кислот, которые играют большую роль в развитии подзолообразовательного процесса. Органические остатки луговой травянистой растительности разлагаются в природе главным образом анаэробными бактериями. Анаэробное разложение происходит очень медленно. Этим объясняется тот факт, что на лугах под травянистой растительностью очень часто образуется довольно мощная, сплетенная корнями, слабо разложившаяся дернина. Точно так же благодаря анаэробным процессам постепенно образуются значительные» скопления торфа в болотах и на заболоченных почвах, широко распространенных в северной и центральной частях нашей страны. В отличие от лугов отмершие остатки степных растений разлагаются большей частью аэробными бактериями. Процесс аэробного разложения всяких органических веществ совершается быстро.

почвоведение земной порода плодородие

22. Микроорганизмы. Из микроорганизмов в почве широко пред­ставлены бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и простей­шие. Наибольшее количество микроорганизмов встречается в верхних ее слоях, где сосредоточивается основная масса органи­ческого вещества и корней живых растений. Микроорганизмы способствуют разложению органических остатков в почве.

По отношению к воздуху различают микроорганизмы аэроб­ные и анаэробные. Аэробные - это организмы, которые в процес­се жизнедеятельности потребляют кислород; анаэробы - живут и развиваются в бескислородной среде. Необходимую для жизне­деятельности энергию они получают в результате сопряженных окислительно-восстановительных реакций. На реакции разложе­ния и синтеза, идущие в почве, влияют различные ферменты, вы­рабатываемые микроорганизмами. В зависимости от типа почв, степени их окультуренности общее количество микроорганизмов в 1 г дерново-подзолистых почв может достигать 0,6-2,0 млрд., черноземов - 2-3 млрд. Бактерии - наиболее распространенный вид почвенных микро­организмов. По способу питания они делятся на автотрофные, усваивающие углерод из углекислого газа, и гетеротрофные, использующие углерод органических соединений.

Бактерии-аэробы окисляют различные органические вещества в почве, в том числе осуществляют процесс аммонификации - разложения азотистых органических веществ до аммиака, окис­ление клетчатки, лигнина и пр.

Разложение органических остатков гетеротрофными анаэроб­ными бактериями называется процессом брожения (брожение углеводов, пектиновых веществ и др.). Наряду с брожением в анаэробных условиях происходит денитрификация - восстановле­ние нитратов до молекулярного азота, что может привести к зна­чительным потерям азота в почвах с плохой аэрацией.

Грибы и актиномицеты (лучистые грибы). Количество грибов в 1 г почвы может достигать 200-500 тыс. Грибы относятся к сапрофитам - организмам, использующим углерод органических остатков. Грибы - аэробные организмы, они хорошо развиваются при кислой реакции среды, разлагают углеводы, лигнин, клетчат­ку, жиры, белки и другие соединения. Важную роль в образовании гумуса играют почвенные микроорганизмы. С одной стороны микроор­ганизмы разлагают различные остатки, в первую очередь растительного происхождения, формируя структурные компоненты гумусовых веществ. Кроме того, они сами в процессе своей жизнедеятельности выделяют ве­щества, которые являются структурными компонентами гумуса. Отми­рая, микроорганизмы поставляют в почву большое количество органики, которая вносит существенный вклад в гумусообразование. Минерализация органических веществ достигается в результате действия целого комплекса микроорганизмов. Роль микроорганизмов в снабжении растений водой и элементами питания огромна. Они создают не только запасы пищи для растений, но и принимают деятельное участие в образовании перегноя. Микроорганизмы, используя химическую энергию, заключенную в органических соединениях, превращают белки, жиры, углеводы и другие богатые энергией органические соединения в более простые, бедные энергией, вплоть до конечных продуктов - углекислого газа и воды. Суммарная разлагающая способность микроорганизмов значительно выше, чем у растений и животных.