Образование почв и их разнообразие

На поверхности Земли находится необыкновенный слой вещества. Он всем нам хорошо знаком, так как без него невозможна жизнь на Земле. Это почва - верхний плодородный слой земной коры, насыщенный влагой и воздухом, в основном покрытый растительностью.

Почва должна быть рыхлой для того, чтобы хорошо пропускать воздух и воду. Эти вещества необходимы для питания и дыхания корней растений. Ведь именно через корни растения из почвы получают необходимые им минеральные вещества.

Но поглощать минеральные вещества растения могут, только если они переработаны и растворены в воде. А помогают в переработке веществ: воздух, кислоты и, конечно, микроорганизмы. Эти невидимые глазу процессы происходят в почве.

Любая почва состоит из нескольких составных частей, которые взаимосвязаны, зависят друг от друга и в своём единстве образуют почву. Во-первых, это минеральная часть почвы - почвообразовательная или материнская порода, т.е. та порода, на которой происходит почвообразовательный процесс.

Составной частью почвы является почвенный раствор, или вода, попавшая в почву с атмосферными осадками промывшая органические остатки, находившиеся на поверхности почвы, и растворившая минералы, которые слагают почвообразующую породу.

В порах почвы, кроме влаги, находится почвенный воздух - это атмосферный воздух, обогащённый газообразными продуктами жизнедеятельности растений и животных, продуктами химических процессов, происходящих в ходе почвообразования.

Главное, что отличает почву от горной породы, - наличие органической части. Сюда входит живое органическое вещество - корни растений, микроорганизмы, население почвы (насекомые, личинки, черви) и неживое органическое вещество - это растительный опад, а неразложившиеся остатки растений - перегной, и гумус - химические органические соединения (гумусовые кислоты). Гумус накапливается в верхней части почвы. Необходимые растениям питательные вещества содержатся в этом слое: азот, фосфор, сера и др. Поэтому чем толще слой гумуса, тем плодороднее почва.

Плодородием называют способность почвы обеспечивать растения питательными веществами и влагой в количестве, достаточном для их роста и развития.

Гумус окрашивает почву в тёмный цвет. Поэтому почву, содержащую большое количество гумуса, называют чернозём. Это самая плодородная почва на планете.

Почва возникла на Земле в результате длительных и сложных процессов.

Сотни миллионов лет назад горные породы под влиянием воды и больших перепадов температур разрушались, образуя рыхлый слой из песка, глины и мелких камешков. Биологические остатки перегнивали под воздействием живущих в земле микроорганизмов — бактерий и грибков. А после появления на суше животных почва стала обогащаться ещё их останками. Ни песок, ни глина не являются почвами до тех пор, пока в них не будет гумуса.

Почвообразующие породы могут очень сильно различаться в зависимости от того, какими экзогенными процессами они были образованы.

Ледники отлагают морену - разнообломочный и разносортный материал, талые ледниковые воды - тонкий мелкий песок, море - песок, глину, галечники.

Если почва образуется на песке, то сквозь него легко уходит вода. Ценные минеральные соли вымываются. Такая почва бедна, хотя в ней много ходов, пространства для воздуха. Почва, образованная на слоях глины, наоборот хорошо удерживает воду. Но плохо пропускает воздух. Посевы на ней могут вымокать.

Однако редко почвы возникают на чистом песке или глине. В зависимости от соотношения между этими горными породами почва может быть нескольких типов:

1.      Песчаная (более 90 % её состава - это песок),

2.      Супесчаная (80-90 % её состава - это песок),

3.      Суглинистая (25-50 % её состава - это глина),

4.      Глинистая (более 50% её состава - это глина).

Суглинистая почва считается наиболее плодородной, так как обладает всеми достоинствами песчаной и глинистой почв, но лишена их недостатков.

Климат также является одним из условий почвообразования и географического распространения почв. Это тепло и влага, определяющая интенсивность промыва, скорость протекания химических реакций. Каждый тип климата, каждая его разновидность, характеризующиеся своими количественными и качественными показателями, по-своему направляют протекание почвообразовательных процессов, определяют их набор, каждому климату соответствует свой зональный тип почв.

Взаимодействие климата с материнскими породами — одно из основных условий почвообразования. Так, например, сухость климата и большое скопление солей в материнских породах на севере Прикаспийской низменности являются главной причиной образования солончаков.

Своеобразны условия образования почв в поймах крупных рек. Тут каждое новое половодье перекрывает ранее образовавшуюся почву наносами ила или песка, так что в разрезе получается «слоёный пирог» из чередования различных речных наносов. На многолетней мерзлоте в тайге Восточной Сибири формируются особые таёжно-мерзлотные почвы. Питательные вещества этих почв не проникают далеко вглубь, так как мерзлота мешает промыванию грунта. А в самом южном районе страны — в предгорьях Западного Кавказа — на вулканических горных породах под лесами в условиях повышенных влажности и тепла образуются желтозёмы и краснозёмы.

Рельеф регулирует распределение поверхностной влаги и возможность поступления влаги подземной. При одном и том же количестве выпадающих осадков в понижениях рельефа влажность почвы всегда выше, чем на возвышенностях. Кроме того, по склону вниз переносятся мелкие частицы почвообразующей породы: у подножья порода тяжелее (суглинок, глина), вверху легче (супесь, песок).

Нельзя не учесть фактор времени. Ведь образуется почва очень-очень медленно: примерно за 100 лет её толщина увеличивается на 0,5-2 см. Но это среднее значение. Например, на твёрдых породах, таких, как гранит, слой почвы в 2,5 см появится за 1200 лет. А вот на песке или на вулканическом пепле для этого потребуется всего несколько десятков лет.

Основоположником учения о почвах является русский учёный Василий Васильевич Докучаев. Он доказал, что почва — это самостоятельное природное тело и её образование есть сложный процесс взаимодействия пяти природных факторов почвообразования: климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и времени.

Василий Васильевич Докучаев

Он объяснил, что почва состоит из последовательно сменяющих друг друга слоёв (или горизонтов), которые образуются в результате изменения исходной горной породы в процессе почвообразования. Вертикальная последовательность горизонтов образует почвенный профиль.

Докучаев справедливо назвал почвы «зеркалом ландшафта», ведь почва определяет растительный покров и сама зависит от него, а взаимодействие этих двух компонентов в условиях данного рельефа и климата создаёт облик ландшафта.

Докучаев посвятил жизнь изучению почв России. Создал первую в мире классификацию почв.

Природные условия на территории нашей страны очень разнообразны. Также разнообразны и связи между компонентами природы. Это разнообразие взаимосвязей определяет разнообразие почв. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть на почвенную карту — пестрота её цветов свидетельствует о наличии в разных районах нашей страны различных почв.

Почвенный слой имеет относительно небольшую толщину. Она колеблется от нескольких сантиметров в горных и полярных районах до 2 м и более у чернозёмов. Средняя мощность почв, встречающихся на территории России, редко превышает 1 м. В строении почв выделяют несколько слоёв, или почвенных горизонтов. Главное отличие этих горизонтов — их цвет. Есть горизонты более светлые и более тёмные. Между почвенными горизонтами существует постоянный обмен веществ. Строение почвы в большой степени зависит от условий её образования. Поэтому далеко не всегда почвенные горизонты выражены одинаково хорошо.

Верхний слой, в котором накапливается гумус, имеет тёмный цвет (по цвету кислот) и носит название гумусового горизонта. Из него растения получают наибольшее количество питательных веществ.

Ниже располагается светлоокрашенный слой, который образовался в результате промыва породы почвенным раствором, - горизонт вымывания (или эллювиальный). Горизонт вымывания оказывается малоплодородным, поскольку утрачивает питательные вещества. Этот горизонт гораздо светлее гумусового горизонта.

Питательные вещества вместе с водой поступают в третий почвенный горизонт — горизонт вмывания (или иллювиальный). Он имеет рыже-коричневый цвет и достаточно плотный. Поступающие в горизонт вмывания питательные вещества придают ему плодородие. Конечно, оно не сравнимо с плодородием гумусового горизонта.

Глубже поток почвенной влаги уже не проникает, так как там находится материнская порода, незатронутая почвообразовательными процессами.

Смену почвенных горизонтов можно проследить по изменению облика корней растений. В гумусовом горизонте, богатом питательными веществами, они сильно ветвятся. Здесь множество мелких корешков. В горизонте вымывания корень приобретает вид стержня, который, не ветвясь, уходит вниз. В горизонте вмывания, обладающем некоторым плодородием, корни растений вновь начинают густо ветвиться.

Корневая система растений