Состав литосферы. Почва. Факторы почвообразования

Литосфера - верхняя оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию. Мощность литосферы 50-200 км, в том числе земной коры на континентах 50-75 км и на дне океана -5-10 км.

Верхние слои литосферы (до 2-3 км) называются литобиосферой. Под действием воды, воздуха и живых организмов в верхней части литобиосферы образуется почва- природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, обладающих плодородием, т.е. способностью производить урожай растений. Изучение почвы, ее свойств началось с глубокой древности.

В древнем Китае, античной Греции и Риме в IY в. до н.э. уже имелись книги с описанием почв. Современное учение о почве создано в последней четверти 19 в. русским ученым Докучаевым В.В., профессором Петербургского университета. В 1883 г. им был опубликован труд «Русский чернозем», где изложены основы современного почвоведения.

Почва - особое органоминеральное естественноисторическое природное образование. возникшее в результате воздействия живых организмов на минеральный субстрат и разложения мертвых организмов, влияния природных вод и атмосферного воздуха на поверхностные горизонты горных пород в различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли. Важнейшее свойство почвы - ее плодородие, способность давать урожай растений. Плодородие почвы определяется физическими и химическими свойствами, которые и составляют эдафические факторы.

Почва - трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет собой продукт физического, химического и биологического преобразования горных пород. т.е. формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. В результате перемещения и превращения веществ почва расчленяется на слои или горизонты, сочетание которых составляет профиль почвы. Самый верхний горизонт почвы называется гумусовым или перегнойно-аккумулятивным. Он имеет темный цвет, зернистую, комковатую или слоистую структуру. Иногда верхний слой почвы покрывает дернина - слой разлагающихся растительных остатков. В лесных почвах под гумусовым слоем залегает малоплодородный подзолистый слой, имеющий непрочную структуру и более светлый цвет. В черноземных почвах подзолистый слой отсутствует. Глубже расположен иллювильный горизонт, имеющий второе название - горизонт вмывания. В него вмываются и в нем накапливаются минеральные и органические вещества из вышележащих горизонтов. Этот слой имеет большую плотность и часто окрашен в бурый цвет. Под ним залегает материнская порода, на которой формируется почва.

Более 50% минерального состава почвы занимает кремнезем (диоксид кремния), от 1 до 25% приходится на глинозем (оксид алюминия), от 1 до 10% - на оксиды железа, от 0,5 до 5% - оксиды магния, калия, фосфора, кальция. Органические вещества, поступающие в почву с отмершими растениями, представлены белками, жирами, углеводами, восками, смолами, дубильными веществами. Органические вещества в почве претерпевают изменения, они минерализуются. Одним из важнейших физических свойств почвы является ее механический состав, т.е. содержание частиц разной величины.

Таблица 13

Классификация частиц почвы

Наименование фракции	Размер частиц, мм
Камни	> 3
гравий	3 – 1
песок крупный	1 - 0,5
песок средний	0,5 – 0,25
песок мелкий	0,25 - 0,05
пыль крупная	0,05 - 0,01
пыль средняя	0,01 - 0,005
пыль мелкая	0,005 - 0,001
ил грубый	0,001 - 0,0005
ил тонкий	0,0005 - 0,0001
коллоиды	< 0,0001

Каждая почва характеризуется плотностью, влагоемкостью, влагопроницаемостью, тепловыми свойствами. Большое значение имеет аэрация почв. Химические свойства почвы зависят от содержания минеральных веществ, которые находятся в почве в виде ионов. Некоторые из ионов являются жизненно необходимыми для растений, другие могут быть вредны. Концентрация ионов водорода в почве в среднем близка к нейтральному значению, хотя известковые и засоленные почвы имеют рН 8-9, а торфяные – до 4.

В почве обитают многие виды растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические свойства: бактерии, водоросли, грибы, простейшие, черви и членистоногие. В почве осуществляются процессы синтеза, биосинтеза, протекают разнообразные химические реакции преобразования веществ, связанные с деятельностью бактерий, которые участвуют в цикле превращения веществ. Основные биохимические процессы в почве протекают в слое до 0,4 метра.

В результате жизни растений почва теряет минеральные элементы, особенно интенсивно идет этот процесс на полях с культурными растениями. Потери эти восполняются путем внесения в почву минеральных удобрений. Однако, внесенные минеральные удобрения должны быть трансформированы микроорганизмами в биологически доступную растениям форму. При отсутствии микроорганизмов в почве она теряет плодородие, таким образом, плодородная почва является сложным и чувствительным организмом.

Почва формируется под действием многих факторов, которые называются почвообразующими. К факторам почвообразования относят почвообразующие породы, растительные и животные организмы, климат, рельеф, время, воду и хозяйственную деятельность человека.

Почвообразующие породы - субстрат, на котором образуются почвы; они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. В химический состав почвообразующих пород входят следующие элементы: Al, Fe, K, Na, Mg, Ca, P, S, Cu, Mo, I, B, F, Pb, которые представляют ее минеральный состав. Подавляющее большинство химических элементов в почве находится в форме оксидов. В почве распространены также соли угольной, серной, фосфорной, соляной и других кислот.

От характера материнских пород зависят физические свойства почв: водо- и газопроницаемость, водоудерживающая способность, минеральный состав. Эти свойства определяют водный и тепловой режим почвы, скорость передвижения в почве веществ, содержание элементов питания для растений. От характера почвообразующих пород в большой мере зависит тип почв.

Растительность является поставщиком в почву органических веществ. Эти вещества попадают в почву с растительным опадом. Во влажных тропических лесах его годовое количество достигает 250 центнеров на гектар площади. Органическое вещество в почве превращается в гумус, или присутствует в виде белков, углеводов, органических кислот, жиров, дубильных веществ. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал образует лесную подстилку или степной войлок, от которых зависит газообмен почвы, проницаемость осадков, тепловой режим верхнего слоя почвы, деятельность почвенной фауны и микроорганизмов. Животные организмы являются преобразователями органического вещества в почве. В почвообразовании принимают участие как наземные (полевки), так и почвенные (беспозвоночные, простейшие) животные.

Почвенные животные делятся на питающихся живыми организмами - биофагов и питающихся мертвым органическим веществом - сапрофагов. Сапрофаги влияют на формирование почвенного профиля, содержание гумуса, структуру почв. Огромное значение для развития почвы имеют микроорганизмы: бактерии, низшие грибы, одноклеточные водоросли, вирусы и т.д. Они принимают участие в биотическом круговороте веществ, разлагают сложные органические вещества на более простые. Последние утилизируются как самими микроорганизмами так и высшими растениями. Почвенные микроорганизмы принимают участие в разрушении токсичных продуктов обмена высших растений, животных и самих микроорганизмов, а также в синтезе ряда витаминов и ростовых веществ, необходимых растениям и животным.

К числу важных факторов почвообразования относится климат. С ним связаны тепловой и водный режим почвы. Водный режим почвы в основном определяется атмосферными осадками и испаряемостью, распределением осадков в течение года, а также их видом. Например, если осадки выпадают в виде ливневых дождей, то вода не успевает проникнуть в почву.

Рельеф - один из факторов перераспределения по земной поверхности тепла и воды. С особенностями рельефа связана поясность почвенного покрова в горах, также характер влияния на почву грунтовых, талых и дождевых вод, миграция водорастворимых веществ.

Почва образуется в течение тысячелетий и располагается по поверхности Земли слоем от 10 до 200 см.

Почва является невозобновимым природным ресурсом. Условия, в которых сформировались современные почвы, на Земле уже не существуют. Процесс восстановления почв, разрушенных естественным путем, идет очень медленно. Вьетнамские специалисты установили, что в условия вьетнамских джунглей прирост почвенного слоя в 1 см происходит за 200-400 лет. Абсолютный возраст почв Восточно-европейской равнины, Западной Сибири составляет от сотен до тысяч лет.

Способность почвы обеспечивать растения питательными веществами, водой, воздухом, теплом называется плодородием почвы. Поскольку климатические условия на земном шаре неодинаковы, то и почвы отличаются большим разнообразием и зональностью.

Наиболее оптимальные условия для формирования почв создавались в зоне луговых степей, где при сравнительно ровном рельефе выпадало достаточное количество атмосферных осадков (500-600 мм/год), климат был умеренно теплым и развивалась обильная травянистая растительность. В этих условиях образовались наиболее плодородные почвы - черноземы.

B почве, в отличие от горных пород, имеется органическое вещество-перегной (гумус), образующейся из остатков отмерших растений под влиянием деятельности микроорганизмов. Главными элементами питания растений являются N,C,K,P, поступающие из перегноя. Самыми богатыми почвами являются черноземы, содержащие от 6 до 10 % гумуса, самые бедные - подзолистые почвы (1-3%).

Многообразие почвообразующих факторов, комбинированное их действие привели к образованию на территории РФ несколько десятков типов почв. Достоверные сведения о природном, хозяйственном и правовом положении земель содержатся в специальном государственном документе, который носит название Земельного кадастра.

Из 1707,5 млн. га площади Российской Федерации пашня составляет 133,5 млн. га, сенокос - 22,8 млн. га и пастбища - 59,6 млн. га.

Безвозвратное уничтожение почв связано с их эрозией, засолением, горнопромышленными разработками, загрязнением промышленными отходами.

Эрозия почвы - разрушение водой и ветром ее верхнего слоя, смыв или развеевание его частиц и осаждение в новых местах. Водная и ветровая эрозии снижают площадь пашни, плодородие почв, затрудняет обработку полей, разрушает дороги, заливает каналы. Водная эрозия проявляется там, где рельеф местности волнистый, естественный растительный покров разрушен и часто выпадают дожди ливнего характера или очень быстро весной тает снег. Водная эрозия бывает плоскостная и струйчатая. При плоскостной эрозии происходит смыв почвы по всей поверхности склона. При струйчатой эрозии сначала возникают промоины, которые могут перейти в овраги. В нашей стране под оврагами занято около 5 млн. га пашни. Под влиянием хозяйственной деятельности людей возникает ускоренная эрозия. В этом случае почва разрушается и 100-1000 раз быстрее, чем в естественных условиях.

Засоление почв - повышение в почве содержания легкорастворимых в воде минеральных солей: хлоридов, сульфатов, карбонатов натрия, кальция, магния. Засоленными считаются почвы с содержанием солей более 0,25 мас. долей, %.

Постепенно уменьшается площадь пахотной земли за счет строительства городов, в которых велика площадь урбанизированной поверхности, где дождевая вода не просачивается в почву. Разрушению почв способствует вырубка леса.

Дата добавления: 2014-01-11