Преобразование и миграция почвенной массы

Выщелачивание. Под выщелачиванием понимается процесс выноса (вымывания) за пределы почвы и коры выветривания простых солей щелочных и щелочноземельных металлов. Обычно это миграция солей Na, К, Са, Mg, которые или содержались в материнской породе, или неизбежно возникали при почвообразовании и выветривании. Эти явления могут происходить вместе с лессивированием, оподзоливанием, осолонцеванием и др. Однако весьма часто удаление из почвы простых солей не обязательно сопровождается указанными процессами, а носит индивидуальный характер. Поэтому выщелачивание целесообразно понимать как самостоятельный почвообразовательный процесс, включающий явления вымывания из почвы солей без развития свойств солонцеватости, оподзоленности, лессиважа и др.

Из всех солей, включающихся в процесс выщелачивания, карбонат кальция (СаСО₃) – наиболее труднодоступная соль. Миграция карбонатов возможна только после их превращения в бикарбонаты, что происходит в водных растворах в присутствии углекислоты:

СаСО₃ + Н₂О + СО₂ ↔ Са(НСО₃)₂.

Бикарбонат кальция – Са(НСО₃)₂ существует только в воднорастворимом состоянии. При высыхании почвы он обратимо превращается в СаСО₃, образуя иллювиально-дессуктивные карбонатные горизонты.

Тотальный вынос карбонатов и других солей за пределы почвы и коры выветривания происходит при промывном водном режиме. При этом создаются условия для возникновения кислой реакции почвенной среды. Выщелачивание и миграция солей при непромывном водном режиме являются условиями формирования иллювиальных горизонтов гипса и легкорастворимых солей. Почвы, не обнаруживающие элювиально-иллювиальных явлений в отношении сиаллитной части, становятся таковыми и для простых солей – это чернозёмы, каштановые, коричневые почвы и др.

Солончаковый процесс в классическом виде – это накопление легкорастворимых в воде солей в верхней части профиля почвы. Он проявляется в гумидно-аридных условиях с коэффициентом увлажнения менее 1,0. Характерным для солончакового процесса является выпотной водный режим, когда количество выпадающих осадков меньше способности почвы и растений расходовать влагу. Избыток влаги возникает за счёт близкого уровня грунтовых вод, капиллярная кайма которых, испаряя влагу, приводит к формированию засоленных почв. Обычно уровень грунтовых вод располагается на глубине 0,5-3,0 м.

Мергеленакопление – одно из проявлений болотного почвообразования. При подтоке гидрокарбонатно-кальциевых подземных вод на заболоченные массивы возможны условия выпадения СаСО₃ и MgCО₃ в осадок в виде тонкомучнистой массы. Этому способствует расход воды на испарение, изменение температуры давления растворенной угольной кислоты. Карбонатная масса может иметь тенденцию к самостоятельному накоплению, образуя слои на поверхности или ниже торфяного горизонта. Содержание СаСО₃ и MgCО₃ в таких аккумуляциях достигает 90%. Мергеленакопление проявляется также в пропитывании карбонатами верхних горизонтов заболоченной почвы при выпотном водном режиме. Здесь мергеленакопление сходно по сущности с солончаковым процессом, а образующиеся почвы –не что иное как карбонатные солончаки.

Мергелистые слои и горизонты не содержат, как правило, повышенных концентраций легкорастворимых солей. Эти соли удаляются во влажные периоды года избыточным количеством воды, когда господствует промывной режим и подавлены выпотные явления. Трудно растворимые карбонаты кальция и магния отмываются от подвижных хлоридов и сульфатов.

Солонцовый процесс (осолонцевание) связан с внедрением в почвенный поглощающий комплекс обменного натрия:

почва – Са²⁺ + 2Na⁺ ↔ почва 2Na⁺ + Са²⁺.

При насыщении поглощающего комплекса натрием почва приобретает щелочную реакцию:

почва – Na⁺ + Н₂О = почва – Н⁺ + NaOH.

Присутствие в почвенном растворе ионов СО₃^2- и НСО3^- вызывает образование соды:

почва – 2Na⁺ + Н₂СО₃ = почва – 2Н⁺ + Na₂CО₃,

почва – 2Na⁺ + Са(НСО₃)₂ = почва – Са²⁺ + 2NaHCО₃.

Высокая щелочность и присутствие соды приводят к диспергации коллоидно-илистой части почвы, коллоиды из геля переходят в золь, перемещаются из верхних горизонтов вниз, образуя уплотненный коллоидно-илистыми частицами иллювиальный солонцеватый горизонт.

Содержащийся в солонцах и солонцеватых почвах обменный натрий определяет многие химические и водно-физические свойства почв, которые называют свойствами солонцеватости.

Осолодение (щелочной гидролиз) происходит в степных депрессиях (западинах) в условиях лесостепи, степи и сухой степи при близком стоянии слабоминерализованных грунтовых вод или при периодическом передвижении растворов водами поверхностного стока. При осолодении происходит разрушение минеральной части почвы под воздействием слабо конденсированных дисперсных фульвокислот. Реакция растворов – слабощелочная, поэтому и распад минералов определяется как щелочной гидролиз.

Подзолистый процесс (оподзоливание) наиболее ярко протекает под пологом хвойного леса в континентальных условиях бореального пояса. На поверхности почвы аккумулируется грубая лесная подстилка – горизонт А₀ мор. Малозольные растительные остатки этого горизонта с преобладанием целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы, а также в присутствии ингибиторов (воски, смолы, дубильные соединения) медленно разлагаются под воздействием преимущественно грибной микрофлоры. При этом среди образующихся органических соединений значительна роль неусредненных фульвокислот и низкомолекулярных уксусной, муравьиной и других кислот, т. е. веществ, обладающих агрессивностью в отношении большинства минералов почвы. Фильтрующиеся из лесной подстилки органические кислоты в кислой среде разрушают первичные и вторичные минералы. В связи с этим подзолистый процесс часто называют кислотным гидролизом. Продукты разрушения могут частично накапливаться в нижележащей иллювиальной толще, формируя иллювиальный горизонт B_j, а также вымываться вертикальными токами воды или горизонтальной внутрипочвенной верховодкой. Промывной водный режим является важнейшим условием развития подзолистого процесса.

Элементарный подзолистый процесс необходимо отличать от подзолистого общего почвообразовательного процесса, формирующего тип подзолистых почв. В генезисе подзолов подзолистый процесс – ведущий, но не единственный в общем комплексе явлений почвообразования. Со времен В.В. Докучаева, утвердившего понятие «подзол» в научной терминологии, формирование подзолистых почв рассматривалось по-разному. В то же время теоретические положения различных авторов дополняли друг друга, с большей достоверностью раскрывали возможные пути становления этих почв.

Лессиваж (иллимеризация) – почвообразовательный процесс перемещения глинистых частиц без их разрушения под действием нисходящих вертикальных и боковых токов влаги.

В классическом виде лессиваж – сбалансированный элювиально-иллювиальный процесс: вынос ила из элювиальной толщи соответствует его накоплению в иллювиальных горизонтах. В этих горизонтах фиксируется ориентированная глина, под которой понимаются глинистые частички, расположенные по направлению вертикальных ходов, пор, трещин.

В результате лессиважа в горизонтах на поверхности почвенных отдельностей появляется кремезимистая присыпка. Рыхлое структурное сложение профиля и вертикальность почвенных токов влаги способствуют глубокому обезыливанию почв.

Важный признак лессивирования – однородность валового состава илистой фракции по профилю почвы: молекулярные отношения характеризуются близкими величинами в элювиальных горизонтах и в материнской породе.

Для лесных почв отмечается более лёгкий гранулометрический состав верхних горизонтов А₁, А₁А_д в сравнении с горизонтом В_i и материнской породой. Это связано с выносом илистых частиц из верхней элювиальной толщи.

Псевдооподзоливание. Под псевдооподзоливанием следует понимать сложный, преимущественно элювиальный процесс, сочетающий сезонное переулажнение и лессивирование. При псевдооподзоливании происходит дифференциация профиля, морфологически напоминающая оподзоливание. Сезонное переувлажнение и возникающее при этом оглеение вызывают мобилизацию Fe вследствие перевода его в закисные формы. Fe отделяется от глин и мигрирует независимо от них. Частично его соединения вымываются, частично сегрегируются на месте при высыхании почвы в различные по величине и форме новообразования. Минеральная дифференциация интенсифицируется обезыливанием верхних горизонтов.

Таким образом, почвообразовательный процесс представляет собой совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, формирующих самостоятельное биокосное тело в поверхностном слое земной коры, – почву. Различают простейшие микропроцессы, не оставляющие видимых морфологических следов в почвах. Под элементарными почвообразовательными процессами понимается сочетание взаимосвязанных биологических, химических и физических явлений, приводящих к образованию того или иного признака почвы.

Общие (тотальные) почвообразовательные макропроцессы (подзолообразование, чернозёмообразование, бурозёмообразование и т. д.) формируют конкретные почвенные индивидуумы.

Дата добавления: 2015-05-10