Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Выветривание горных пород и минералов -- это процесс разрушения и изменения горных пород и минералов под влиянием температуры, движения воздуха, химического воздействия на горные породы воды, кислорода, углекислоты и биологического действия организмов.

Различают три типа выветривания: физическое, химическое и биологическое.

Биологическое выветривание -- это процесс изменения горных пород под влиянием организмов, продуктов их жизнедеятельности и продуктов разложения органических веществ.

При физическом и химическом выветриваниях все простые соли вымываются водой и уносятся сначала в реки, а затем в моря и океаны. При биологическом выветривании растения и микроорганизмы избирательно поглощают часть водорастворимых солей, закрепляя их в форме органического вещества.

Разрушение горных пород происходит под влиянием различных ферментов, имеющих кислую или щелочную реакцию, органических кислот и оснований. Так, некоторые силикатные бактерии, выделяя слизистые образования, разрушают полевые шпаты. Нитрифицирующие бактерии способны выделять азотную кислоту, серобактерии -- серную. Диатомовые водоросли извлекают из алюмосиликатов кремнезем для построения скелета своего тела. Лишайники воздействуют на горные породы с помощью сильных органических кислот. Корни древесных и кустарниковых растений оказывают существенное физическое расклинивающее действие на горные породы. При разложении растительных остатков образуется значительное количество кислот и солей, также вступающих в различные реакции с горными породами.

Таким образом, при биологическом выветривании происходит физическое разрушение и дробление горных пород и минералов, а также их химическое преобразование, т. е. осуществляется их биохимическое разложение с образованием вторичных минералов и комплексных органо-минеральных соединений, большая часть которых закрепляется в верхних слоях почв. Биологическое выветривание по существу относится к почвообразовательным процессам.

Минералы играют большую роль в различных процессах почвообразования и в жизни растений, так как многие из них (сильвин, кальцит, фосфорит и др.) содержат элементы питания. Благодаря различной устойчивости к выветриванию, одни из них, такие как кварц, полевые шпаты дробятся медленнее и накапливаются в почвообразующих породах, а затем и в почвах в больших количествах, другие разрушаются быстрее и поэтому содержание их в почвax ниже. Минералогический состав почвообразующих пород и почв, в свою очередь, определяют их химический состав. При разрушении минералов высвобождаются различные химические элементы, в том числе и питательные вещества, поэтому можно утверждать, что минералогический состав почв определяет их потенциальное плодородие.

Почвообразующими породами, или материнскими, называются поверхностные горизонты горных пород, из которых формируются почвы. Различия в свойствах почвообразующих горных пород наследуются почвами. Почвообразующая порода является основой почвы и передаёт ей свой гранулометрический, минералогический и химический состав, а также физические, химические и физико-химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются под воздействием почво-образовательного процесса

Однотипные почвы, образовавшиеся на неодинаковых горных породах, всегда различаются. Особенно велико влияние горных пород на начальных стадиях почвообразовательного процесса. Механические свойства горных пород, их плотность и проницаемость, минералогический состав и химические особенности существенно сказываются на скорости и направлении почвообразовательного процесса. Первоначальный запас в горных породах фосфора, кальция, серы, калия и других элементов в значительной степени определяет уровень и устойчивость естественного плодородия, особенно во влажном климате

2. Виды почвообразующих пород, наиболее распространенные в РФ и Алтайском крае

Почвообразующие, или материнские, породы являются основным исходным материалом, из которого под воздействием растительности и других факторов почвообразования формируется почва. На территории нашей страны в зависимости от происхождения, состава и свойств выделяют следующие основные группы почвообразующих пород:

Элювиальные породы (элювий) - продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте образования. Для них характерны слабая сортированность обломочного материала, щебневатость.

Делювиальные породы (делювий) - наносы, отложенные на склонах при действии временных водных потоков (дождевых и талых вод). Они отличаются сортированностью материала, слоистостью, мелко зернистостью по сравнению с исходными продуктами выветривания.

Пролювиальные породы (пролювий) -- наносы, плохо отсортированные с включением грубых обломков, принесенные к подножиям гор временными горными потоками талых и ливневых вод (селевые потоки) .

Аллювиальные отложения (аллювий) -- наносы постоянных водных потоков (рек). Во время разливов рек весь материал, принесенный рекой во взвешенном состоянии в пойму, постепенно оседает.

Большую роль в образовании почвообразующих пород принимал ледник (оледенение в четвертичный период). Ледниковые отложения представлены моренами. Моренами называются отложения рыхлого обломочного материала ледником. Они состоят из валунов, гравия, песка, глины и характеризуются слабой сортированностью материала: по механическому составу они могут быть песчаными, суглинистыми, глинистыми. Характерный признак морен - наличие в них валунов. По химическому составу морену подразделяют на бескарбонатную и карбонатную. Для бескарбонатной морены преобладающая окраска красно-бурая, для карбонатной - желто-бурая. По составу и свойствам, условиям произрастания для растений благоприятна карбонатная морена.

Водно-ледниковые, или флювио-гляциальные наносы отлагаются из талых ледниковых вод, которые размывали морены и другие породы, встречающиеся на их пути. Водно-ледниковые наносы покрывают морену, мощность их отложения различная. Эти отложения хорошо отсортированы, не содержат валунов. Среди покровных суглинков встречаются желто-бурые, тяжелые и лёссовидные (сходные по составу с лёссами).

Озерно-ледниковые отложения образовались в приледниковых озерах, представлены они ленточными глинами и супесями. Им свойственна горизонтальная слоистость с чередованием прослоек песка и гяины. Встречаются на северо-западе европейской части СССР.

Лёсс -- осадочная порода, пористая, карбонатная, имеет суглинистый механический состав с преобладание частиц крупной пыли (0,05-0,01 мм). Для лёсса характерна желто-палевая и палевая окраска. Мощность лёссовых отложений достигает нескольких метров. Лёсс легко размывается водой и развевается ветром. Происхождение лёсса точно не установлено. Отложения его имеют широкое распространение в степных зонах юга и юго-востока нашей страны.

Морские четвертичные отложения имеют слоистость и хорошую отсортированность материала, сильную засоленность. Встречаются на побережье Северного ледовитого океана и Прикаспийской низменности.

Эоловые отложения - песчаные наносы, которые образуются при деятельности ветра в засушливых и пустынных областях. Эоловые пески создают особые формы рельефа -- барханы, бугры, холмы; по берегам морей и крупных рек -- дюны.

3. Роль зеленых растений, микроорганизмов в процессе почвообразования. Сущность процесса почвообразования

Ведущая роль в почвообразовании и формировании плодородия почв принадлежит трем

группам живых организмов -- земным растениям, микроорганизмам и почвенным животным. Каждая из этих групп

организмов выполняет свою роль, но только при их совместной деятельности почвообразующая порода превращается в почву. Доминирующее положение в почвообразовании принадлежит зеленым растениям, которые извлекают из породы зольные элементы и азот, синтезируют в процессе фотосинтеза органическое вещество, которое вместе с зольными элементами через опад попадает в почву. Роль различных видов растительности существенно отличается, и это основная причина многообразия почв в природе. Микроорганизмы (бактерии, грибы, водоросли и лишайники) первыми поселяются на горной породе, активно участвуя в ее биологическом выветривании. Им принадлежит главная роль в процессах разложения растительных остатков зеленых растений и минерализации их до простых солей, доступных растениям. Они участвуют в процессах гумификации и минерализации гумуса, в разрушении и почвообразовании почвенных минералов, влияют на состав почвенного воздуха, регулируя в нем соотношение между О 2 и CO 2.

Количество, видовой состав и активность микроорганизмов зависят от плодородия почв и гидротермических условий. Наиболее распространены в почве бактерии, количество которых может доходить до 3 млрд шт. в 1 г почвы. В образовании почвы участвуют и почвенные животные, представленные нематодами, насекомыми, дождевыми червями, муравьями, кротами, грызунами и др. Все они используют органические остатки в виде пищи, способствуют ее разложению, ускоряют гумификацию растительных остатков,улучшают физические свойства почвы. Среди почвенной фауны преобладают беспозвоночные (нематоды, насекомые, черви и др.). Особую роль играют дождевые черви, которые пропускают через себя до 600 т мелкозема в год. Установлено, что многие почвы на 50, иногда на 89% состоят из полуразрушенных агрегатов, созданных червями.

Почвообразовательный процесс -- процесс формирования почв, сущность которого состоит во взаимодействии организмов и продуктов их распада с горными породами и продуктами их выветривания.

Таким образом, почвообразовательный процесс возникает на контакте литосферы и биосферы в результате их взаимопроникновения. Наряду с литосферой и биосферой источником веществ, участвующих в почвообразовательном процессе, являются атмосфера и гидросфера. Основной источник энергии почвообразовательного процесса заключается в солнечной энергии как прямой, так и конденсированной в остатках организмов, просачивающейся через почву воде и т. д. Почвообразовательный процесс очень сложен, он включает разнообразные химические, физические и, биологические явления, протекающие одновременно и в различных направлениях. Эти явления можно объединить в 3 группы -- разложение, синтез и передвижение. В почве идёт распад растительных, и животных организмов, различных минералов и обломков горных пород; в ней синтезируются особые формы органического вещества (гумус) и различные вторичные минералы (преим. глинистые минералы, минералы окислы и простые соли); продукты разложения и синтеза в виде истинных и коллоидных растворов, а также взвесей перемещаются вниз по профилю, а при близком залегании почвенно-грунтовых вод и вверх с их капиллярными и плёночными токами. Указанные основные группы процессов в свою очередь многообразны.

4. Органическое вещество почвы. Гумус, состав гумуса. Условия разложения органического вещества. Зональный характер гумусообразования

Органическое вещество почвы представляет собой важнейшее звено обмена веществ и энергии между живой и неживой природой. Это комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Представлены в основном гумусом (на 80-90%); неспецифическими для почвы углеводами; жирами, белками, а также остатками растений, животных.

Гумус почвы -- это многокомпонентный комплекс, который состоит из различных органических веществ, полученных в результате разложения и переработки органических частиц. Состав гумуса не является постоянным -- он находится в состоянии постоянных трансформаций. Количество гумуса в почве напрямую зависит от происхождения грунтовой породы и от особенностей почвообразующих процессов.

Какой состав у гумуса почвы?

1) Основная часть гумусовой массы (от 85% до 90%) приходится на непосредственно гумусовые вещества.

2) Остаток (10-15%) является сборником самых разнообразных органических веществ, которые можно назвать негумифицированными (ферменты, белковые соединения, аминокислоты, моно- олиго- и полисахариды, жиры, фосфолипиды, разновидности воска, органические кислоты, таннины, полифенолы, галловая кислота, смолы, альдегиды, спирты и др.

Гумус является одним из главных факторов создания структуры почвы, оказывает положительное влияние на ее водно-воздушный и тепловой режимы. Чем больше гумуса в почве, тем выше у нее поглотительная способность и буферность.

В образовании гумуса при разложении остатков растительного, животного и микробного происхождения и синтезе новых соединений (новых белков и перегнойных кислот и др.) ведущую роль играют почвенные микроорганизмы. Распад свежего органического вещества и возникновение новых соединений, входящих в состав гумуса, происходит главным образом под влиянием ферментов, Чтобы одновременно шло накопление гумуса и питательных веществ для культурных растений, необходимо систематически вносить в почву органические и минеральные удобрения, возделывать в севообороте многолетние травы, особенно бобовые, и сидеральные культуры.

Таким образом, чтобы управлять процессами накопления и разложения органического вещества в почве, надо:

1) ввести и освоить правильные севообороты;

2) возделывать в севооборотах многолетние бобовые травы и сидеральные культуры (там, где это необходимо);

3) применять органические и минеральные удобрения;

4) известковать кислые почвы;

5) заменять чистые пары на занятые, где это целесообразно;

6) осушать избыточно увлажненные почвы;

7) регулировать строение пахотного слоя;

8) выращивать наиболее урожайные сорта сельскохозяйственных культур. выветривание минерал почвообразование щелочность

Гумусообразование--процесс формирования динамичной системы органоминеральных соединений в профиле почв, соответствующей экологическим условиям ее функционирования. Другими словами ,это процесс формирования органопрофиля почв, начинающегося с нулевой отметки почвенного профиля и заканчивающегося переходным горизонтом к почвообразующей породе

В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования (разложение и гумификация органических остатков) неодинаковы и зависят от ряда взаимосвязанных факторов почвообразования. Главнейшими из них являются водно-воздушный и тепловой режим почв, состав и характер поступления растительных остатков, видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, гранулометрический состав и физико-химические свойства почв.

Зональные типы почв отличаются и качеством гумуса. Так, в составе гумуса дерново-подзолистых почв преобладают фульвокислоты (соотношение гуминовых и фульвокислот 0,6-0,8), а в черноземах, каштановых почвах это соотношение равно 1,5-2,5, что говорит о явном преобладании в составе гумуса гуминовых кислот.

5. Щелочность почв, ее происхождение и виды. Мероприятия по регулированию щелочной реакции почв

Щелочность почв - содержание в почве соединений (главным образом карбонатов натрия или магния и гуматов натрия), обуславливающих её щелочную реакцию. Показатель щелочности почв - рН почвенного раствора свыше 8,3. Повышенная щелочность токсична для большинства растений.

По аналогии с кислотностью различают актуальную и потенциальную щелочность почв. Актуальная щелочность -- это щелочность почвенного раствора, возникающая под влиянием гидролитически щелочных солей, например, соды или бикарбоната кальция. Потенциальная щелочность обнаруживается в почвах, содержащих в поглощающем комплексе поглощенный натрий. Она характерна для солонцеватых и засоленных почв и определяется реакцией с образованием соды

Улучшить щелочные почвы, а в особенности солонцы и сильно солонцеватые почвы, можно только коренными мелиорационными мероприятиями с внесением сернокислого кальция -- гипса. Кальций вытесняет поглощенный натрий, в результате солонцовые горизонты становятся более структурными, водопроницаемыми, а, следовательно, удается удалять соли и из нижних горизонтов. В практике чаще используют отходы фосфородобывающей промышленности -- фосфогипс. Помимо сернокислого кальция, в нем имеются примеси серной кислоты и фтора. Кислота полезна для нейтрализации щелочности. Но опасна примесь фтора из-за токсичности. Однако прямых данных, что он поступает из почвы в растения, не получено. Норма внесения гипса на солонцах -- около 0,5 кг/м2, на солонцовых почвах достаточно 0,2 кг/м2 гипса или фосфогипса.

Иногда, для улучшения щелочных почв, рекомендуют глубокую вспашку, однако без внесения мелиорирующих добавок она не эффективна.

Процесс мелиорации солонцов значительно ускоряется при орошении. В сухих районах оно необходимо.

Слабощелочные почвы на приусадебных участках улучшают неглубокой перекопкой, внесением повышенных доз органических удобрений и посевом сидератов - люцерны, горчицы и пр.

6. Понятие о продуктивной воде в почве, движение ее по капиллярам. Влажность завядания

Вода в почве - один из важнейших факторов плодородия и урожайности растений. В почвенных процессах, в создании агрономически важных свойств почвы она играет значительную и разностороннюю роль. Эта роль определяется особым положением воды в природе. Вода - это особая физико-химическая весьма активная система, обеспечивающая перемещение веществ в пространстве. С содержанием воды в почве связаны скорость выветривания и почвообразования, гумусообразование, биологические, химические и физико-химические процессы. В воде растворяются питательные вещества, которые из почвенного раствора поступают в растения. Поскольку при испарении воды затрачивается огромное количество тепла, вода является и терморегулятором почвы и растений, предохраняя их от перегрева солнечной радиацией.

Вода поступает в почву в виде атмосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении. Главным источником воды в почве в условиях неорошаемого земледелия являются атмосферные осадки.

Капиллярная вода находится в тонких капиллярных порах почвы и передвигается в них под влиянием капиллярных сил, возникающих на поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз. Эта вода наиболее доступна растениям

В зависимости от характера увлажнения различают капиллярно-подвешенную и капиллярно-подпертую воду. При увлажнении почвы сверху атмосферными осадками или оросительными водами формируется капиллярно-подвешенная вода. При увлажнении почвы снизу за счет грунтовых вод в почве образуется капиллярно-подпертая вода. Зону капиллярного насыщения над грунтовой водой называют капиллярной каймой (КК).

Три влажности, близкой к ММВ, растения обычно начинают устойчиво завядать, поэтому такую влажность называют влажностью завядания (ВЗ) или «мертвым», недоступным для растений запасом влаги в почве. Для разных растений, а также разных периодов их роста (проростки или зрелые растения) влажность завядания будет неодинакова. Особенно чувствительны к критическому состоянию влажности почвы проростки.

Влажность завядания растений определяют методом проростков по С. И. Долгову или расчетным способом, используя процентное содержание воды в почве, равное максимальной гигроскопической влаге.

Влажность завядания различается в зависимости от типа почв и гранулометрического состава.

В торфяных почвах влажность завядания достигает 50 % массы абсолютно сухой почвы.

Влажность завядания представляет важнейшую гидрологическую константу. На основании данных ВЗ и общего содержания влаги в почве вычисляют запас продуктивной влаги, т. е. той влаги, которая доступна для растений и расходуется на формирование урожая.

7. Плодородие почв, его элементы, условия и виды. Мероприятия по регулированию плодородия почв

Плодородие почвы -- способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности

Особая роль в почвообразовании принадлежит живым организмам, прежде всего зеленым растениям и микроорганизмам. Благодаря их воздействию осуществляется важнейшие процессы превращения горной породы в почву и формирование ее плодородия: концентрация элементов зольного и азотного питания растений, синтез и разрушение органического вещества, взаимодействие продуктов жизнедеятельности растений и микроорганизмов с минеральными соединениями породы и т.п.

Благодаря своим особым качествам почва играет огромную роль в жизни органического мира. Являясь продуктом и элементом ландшафта - особым природным телом, она выступает как важная среда в развитии природы земного шара.

Находясь в состоянии непрерывного обмена веществом и энергией с атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, почвенный покров выступает как незаменимое условие поддержания между всеми ее сферами сложившегося на Земле равновесия, столь необходимого для развития и существования жизни на нашей планете во всех ее многообразных формах.

Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойство почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение меняют режим увлажнения и т.п. не менее резкие воздействия на почву вызывают приемы ее обработки, применение удобрений и средств химической мелиорации (известкование, гипсование).

Следовательно, почва является не только предметом приложения человеческого труда, но в известной степени и продуктом этого труда.

Следует различать факторы и условия плодородия. К факторам относятся элементы азотного и зольного питания растений, вода, воздух, частично тепло, необходимый для жизни растений. К условиям относят совокупность свойств, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами (физические, химические, физико-химические свойства и др.).

Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, потенциальное, эффективное и экономическое.

Естественное (природное) плодородие - это плодородие, которым обладает почва (ландшафт) в естественном состоянии. Оно характеризуется продуктивностью естественных фитоценозов.

Искусственное плодородие (естественно-антропогенное, по В.Д. Мухе) - плодородие, которым обладает почва (агроландшафт) в результате хозяйственной деятельности человека. По многим показателям оно наследует естественное. В чистом виде - характерно для тепличных грунтов, рекультивированных (насыпных) почв.

Почва обладает определенными запасами элементов питания (запасной фонд), которые реализуются при создании урожая растений путем частичного его расхода (обменный фонд). Из этого представления вытекает понятие о потенциальном плодородии.

Потенциальное плодородие - способность почв (ландшафтов и агроландшафтов) обеспечивать определенный урожай или продуктивность естественных ценозов. Эта способность не всегда реализуется, что может быть связано с погодными условиями, хозяйственной деятельностью. Характеризуется потенциальное плодородие составом, свойствами и режимами почв. Например, высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким - подзолистые, однако в засушливые годы урожайность культур на черноземах может быть ниже, чем на подзолистых почвах.

Эффективное плодородие - часть потенциального, реализуемая в урожае сельскохозяйственных культур при определенных климатических (погодных) и агротехнических условиях. Эффективное плодородие измеряется урожаем и зависит как от свойств почв, ландшафта, так и от хозяйственной деятельности человека, вида и сорта выращиваемых культур.

Экономическое плодородие - это эффективное плодородие, измеряемое в экономических показателях, учитывающих стоимость урожая и затраты на его получение.

Под воздействием естественных факторов и целенаправленной деятельности человека развивается культурный почвообразовательный процесс. При развитии этого процесса изменяются интенсивность и характер биологического круговорота веществ, улучшаются свойства почв и повышается их плодородие. Для одновременного роста как эффективного, так и потенциального плодородия необходимо широкое применение таких мощных факторов интенсификации земледелия, как химизация, мелиорация и механизация, а также использование высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений.

Для повышения плодородия почвы и получения высоких и устойчивых урожаев необходимо одновременно воздействовать на все факторы жизни растений. Ни один из факторов жизни не может быть заменен другим. Важно выявить фактор, находящийся в минимуме или в избытке. Например, в засушливых условиях лимитирующий фактор -- обеспечение растений водой. Важнейшее значение имеют мероприятия по обеспечению растения водой путем накопления и продуктивного ее использования. В таежно-лесной зоне особое значение приобретают применение удобрений и известкование почв.

Реализация принципа одновременного воздействия на все факторы жизни растений требует дифференцированных приемов повышения плодородия почв в различных зонах. При этом необходимо правильно использовать материалы почвенных исследований: почвенные карты, картограммы содержания доступных для растений элементов питания -- фосфора, калия, азота; картограммы кислотности, засоленности, эродированности, заболоченности почв.

Наибольшая эффективность всякого фактора проявляется только при полной обеспеченности растений всеми другими факторами.

Повышение эффективного плодородия почв достигается рациональным применением органических и минеральных удобрений, известкованием и гипсованием почв, системой обработки, орошением и осушением, травосеянием, созданием полезащитных лесных полос, введением севооборотов, мероприятиями по борьбе с эрозией и возделыванием урожайных сортов растений.

Список используемой литературы

1. Курбанов, С.А. Почвоведение с основами геологии. [Электронный ресурс] : Учебные пособия / С.А. Курбанов, Д.С. Магомедова. -- Электрон. дан. -- СПб. : Лань, 2012. -- 288 с. .

2. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И.

В 16 Почвоведение: Учебник для вузов. -- Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2004. --496с. (Серия «Учебный курс»).

3. Н.Ф.Ганжара, доктор биологичских наук, профессор Почвоведение.- М.: Аrроконсалт, 2001. - 392 с.: ил. (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

4. В.П.Ковриго, И. С.Кауричев, Л. М.Бурлакова Почвоведение с основами геологии. -- М.: Колос, 2000. -- 416 с: ил. -- (Учебники и учеб. пособия для студен тов высш. учеб. Заведений

5. Хабаров А.В. Почвоведение.- М.: КолосС,2007,-311с.

Размещено на Allbest.ru