Рельеф как фактор почвообразования

Первое сообщение о  полезности червя было высказано  Аристотелем, который писал, что  червь является «мировым желудком». Сведения об использовании дождевых червей относится к временам Древнего Египта, где для выращивания сельскохозяйственных культур с успехом использовали переработанный дождевыми червями  наносной ил реки Нил. Древние египтяне обожествляли дождевого червя, считали его святым животным и запрещали вывозить из страны.

Дождевые черви широко распространены в природе. Их насчитываются от 6 до 8 тыс. видов. Для вермикультуры  пригодны только несколько видов. В природе дождевые черви передвигаются в поисках пищи и партнера в период полового созревания, причем они недостаточно плодовиты и работоспособны.

В естественных условиях навозный червь дает еженедельно 1- 2 кокона, из которых приблизительно через 3 недели выводятся от 2 до 20 червячков, но выживают не все (А.С.Пискунов, 1998).

Почвообразующие породы. Почвообразующими, или материнским, называются горные породы, на основе минерального материала которых сформировалась почва. Роль материнских пород в почвообразовании и их влияние на свойства почвообразующих пород разносторонни, но главное заключается в следующем: почвообразующие породы определяют минералогический и химический состав почвы, влияют на ряд агрофизических и физико-химических характеристик (гранулометрический состав, плотность, водопроницаемость, емкость поглощении я и др.), формирование почвенного профиля (мощность генетических горизонтов и всей почвенной толщи, наличие солей, щебнистость и т.п.).

Почвообразующими породами могут быть только рыхлые осадочные  породы. К наиболее распространенным почвообразующим породам относятся континентальные четвертичные отложения: ледниковые, водно-ледниковые, лессы, лессовидные суглинки, аллювиальные, элювиальные, делювиальные, пролювиальные, эоловые.

Ледниковые отложения  – различные морены (основная, донная, боковая, конечная). Они представляю собой рыхлый обломочный материал, перенесенный и отложенный движущимся ледником. Морены характерны для северных областей, они разнообразны по минералогическому и гранулометрическому составу. Всем моренам присуще наличие валунов ( грубокатанных с характерной штриховкой обломков различных форм и величины), несортированность материала, интенсивная выщелоченность, бескарбонатность. Последняя благоприятствует развитию на моренах подзолистого процесса почвообразования и формированию кислых подзолистых  и дерново-подзолистых почв.

Для морен характерны определенные формы рельефа – друмлины  (холмы высотой от 5 до 45 м), валы конечных морен и др.

Водно-ледниковые, лил  флювиогляциальные, отложения –  это слоистые, в разной степени отсортированные отложения талых вод ледника. Они представлены галечниковыми, песчано-галечниковыми, песчаными и даже глинистыми наносами, которые формируют различные аккумулятивные формы рельефа: ледниковые дельты, озовые гряды, обширные песчаные и песчано-галечниковые равнины – занадры.

Покровные суглинки «покрывают»  морены и некоторые другие породы. Они сформировались как отложения временных  спокойных разливов талых вод ледника и приурочены к водоразделам. Толщина покровных суглинков (то десятков сантиметров до нескольких метров) не слоистая, без валунов и камней, обычно средне- и тяжелосуглинистая по гранулометрическому составу, плотная, бескарбонатная.

Озерно-ледниковые отложения  представлены в основном ленточными глинами, хотя среди них встречаются  слабослоистые пески и супеси. Эти породы сформировались как осадки приледниковых озер, характерных для равнинных районов.

Глины представляют собой  механические остатки стоячих или  медленно текущих вод озер, характерных для равнинных районов. Глины представляют собой механические осадки стоячих или медленно текучих вод озер, морей и рек. Общее для них – высокое (более 50%) содержание частиц диаметром меньше 0,01 мм и вследствие этого – большие влагоемкость, плотность, слитость, слабая проницаемость. Глинистые отложения в основном содержат каоленит. В зависимости от состава имеют различную окраску: красно-бурые, белые и др. Глины как почвообразующие породы встречаются повсеместно, но занимают небольшие участки, наиболее цельные массивы приурочены к берегам морей и сыртовым равнинам.

Лесс и лессовидные  суглинки занимают обширные территории в лесостепи и степи, а также в зоне полупустынь, глинистых и лессовых пустынь. Лесс характеризуется рыхлостью, пылевато-суглинистым гранулометрическим составом с преобладанием крупнопылеватой (0,05 – 0,01 мм) фракции, хорошими микроагрегрегированностью и водопроницаемостью. Глинные минералы представлены в основном каолинитом и монтмарилонитом, более крупные частицы состоят из обломков кварца, полевых шпатов, слюд.

Лессовидные суглинки отличаются от лесса какой-либо из типичных характеристик, например бескарбонатностью, слоистостью лил отсутствием слоистости.

Описанные свойства благоприятствуют развитию на лессе и лессовидных суглинках гумусово–аккумулятивного, черноземного процесса почвообразования.

Аллювий – отложения  постоянных водных потоков (рек, проточных  озер).  Различают пойменный, прирусловый, русловый, старичный, а так же древние и современные аллювиальные отложения. Аллювий может иметь разный минералогический и гранулометрический состав, он общее для этих отложений – слоистость и хорошая окатанность минерала.

Элювий- продукт  выветривания горных пород, оставшихся на месте своего образования. Элювиальные породы весьма разнообразны, их минералогический и химический составы, характер залегания тесно связаны с исходной породой. Для всех элювиальных пород характерны несортированность и неокатанность материала, крупнозернистость и щебенчатость – обломки исходной породы различной формы и величины, более мелкие в верхнем слое и увеличивающиеся с глубиной, переходя в невыветренную породу.

Делювий – продукт  выветривания горных пород, переотложенные временными небурными водными потоками дождевых и талых вод. Делювиальные породы обычно отличаются определенной сортированностью материала и слоистостью, они покрывают нижнюю треть склонов, днища балок, образуя в  устьях рек так называемые конусы выноса.

Пролювий – продукты выветривания горных пород, переотложенные бурными временными потоками. Это  несортированные или плохо сортированные наносы, включающие грубый обломочный материал, которые формируются обычно у подножья гор, образуя подгорные равнины и пролювиальные конусы выноса в устьях ущелий.

Эоловые отложения формируются  в процессе переноса и аккумуляции минерального материала воздушными потоками. Типичные эоловые отложения – песчаные наносы пустынных и полупустынных областей, для которых характерны эолово- аккумулятивные формы рельефа (барханы, бугристые пески, дюны) (В.Д.Муха, 2003).

Свойства материнской  породы как фактора почвообразования особенно четко проявляются на ранних стадиях почвообразования. На этих стадиях первичная, примитивная почва в максимальной степени отражает свойства, присущие почвообразующей горной породе. Однако при окончании этой стадии материнская порода не теряет значения как фактор почвообразования, но его роль при этом изменяется. По отношению к почве она становится подстилающей породой (грунтом), и ее влияние на процесс почвообразования на этой стадии заключается в обмене газами, влагой, растворенными в ней солями, а так же тепловой энергией между нею и почвенной толщей  (А.Х.Газизулин, 2007).

От почвообразующей  породы зависит такое важное свойство почвы, как ее гранулометрический состав, определяющий в известной степени водно-тепловой режим почв.

Песчаные породы благодаря  хорошей проницаемости уменьшают потерю воды через капиллярное поднятие и испарение. Кроме того, в песках влага находится в более подвижных формах, здесь мал мертвый запас влаги. С другой стороны, водопроницаемость песков создает возможность большего выщелачивания почв, следствием чего может быть увеличение мощности профиля песчаных почв по сравнению с глинистыми. Вместе с тем бедность основаниями делает песчаные почвы менее гумусными.

Совершенно иные условия  для почвообразования складываются на породах, представленных тяжелыми глинами. Вследствие малой проницаемости и высокой влагоемкости глинистые почвы характеризуются меньшей выщелоченностью и мощностью, а также накоплением подвижных продуктов почвообразования. В связи с этим для почв на глинистых породах особенно характерны явления солонцеватости на юге и заболачивания на севере.

Суглинистые среднепроницаемые  и средневлагоемкие мелкоземистые породы создают оптимальные условия для развития процесса почвообразования. На таких породах зональный почвообразовательный процесс бывает выражен наиболее ярко.

 В наиболее крупных песчаных фракциях преобладают прочные минералы — кварц и полевые шпаты, в более мелких пылеватых фракциях увеличивается содержание менее прочных минералов — роговых обманок и особенно слюд. В тонкой илистой фракции из первичных минералов присутствует главным образом только кварц, который благодаря своей устойчивости может сохраняться и в виде самых тончайших частиц. В этой фракции сосредоточена основная масса вторичных глинистых минералов.

В соответствии с изменением минералогического состава гранулометрических фракций меняется их химический состав. В тонких фракциях меньше кремнезема и больше полуторных оксидов, оксидов магния и калия, что коррелирует с химическим составом вторичных глинистых минералов, преобладающих в этих фракциях. Вследствие того что частицы разного размера характеризуются различным минералогическим и химическим составом, при сортировке рыхлых пород по гранулометрическому составу в процессе отложения одновременно происходит дифференциация их по минералогическому и химическому составу. В  песках преобладают первичные минералы, главным образом кварц и полевые шпаты с высоким содержанием кремнезема. В глинах, наоборот, находятся преимущественно вторичные глинистые минералы с той или иной примесью кварца, в них уменьшается содержание кремнезема и увеличивается содержание полуторных оксидов, оксидов магния и калия. Следовательно, между гранулометрическим, минералогическим и  химическим составом рыхлых пород существует определенное сопряжение.

В составе рыхлых отложений помимо мелкозема (частицы <1 мм) может находиться и грубообломочный материал, представляющий собой обломки различных коренных горных пород, как местных, так и принесенных. Таким образом, почвообразующие породы весьма разнообразны по составу и свойствам, что отражается на характере формирующихся на них почв (Г.В.Добровольский, 2004).

Возраст. Как и всякое естественноисторическое тело, почва имеет определенный возраст. Время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего момента, называется абсолютным возрастом почвы. Кроме того, почва обладает относительным возрастом, который характеризует  скорость процесса почвообразования, скорость смены стадий развития. Относительный возраст зависит не только от продолжительности  существования почвы, но и от сочетания условий почвообразования и свойств почвы.

Почвенный покров Земли — разновозрастной. Абсолютный возраст самых молодых  аллювиальных почв или почв, развитых на свежих обнажениях, исчисляется несколькими годами. Наиболее древние почвы плато и денудационных равнин в низких широтах могли сохраниться с третичного времени, и в этом случае абсолютный возраст их достигает десятков миллионов лет.

Подавляющее большинство современных почв имеет возраст, исчисляемый многими тысячелетиями. В течение длительного времени существования почв условия почвообразования многократно менялись. В частности, в четвертичный период происходили поднятия и опускания суши на фоне общего иссушения и похолодания климата; были ритмические изменения климата от более теплого и влажного к более холодному и сухому, и все это вызывало многократные изменения скорости выветривания, выщелачивания и аккумуляции, в биологической активности  организмов.

 Почва эволюционирует вместе  с эволюцией ландшафта, но те  свойства, которые сформировались в ней в прежних условиях, не исчезают бесследно, а унаследуются, т. е. сохраняются на более или менее длительное время. Реликтовые черты почв часто играют не менее важную роль в их плодородии, чем современные свойства. Почва, таким образом, отражает не только современный ландшафт, но и те условия, в которых она развивалась прежде. В каждом  почвенном образовании представлено не только то, что соответствует современным условиям, но и реликтовые, остаточные признаки, а также новые зарождающиеся свойства, отражающие тенденции новейшего развития. Только такое историческое понимание почвы является научным — диалектическим; только на таком понимании может базироваться прогноз изменения свойств почвы под влиянием хозяйственной деятельности человека.

Известно, что, давая определение почвы, В. В. Докучаев в числе других почвообразователей назвал возраст. Свойства почвы В.В. Докучаев ставил в зависимость не только от общей продолжительности времени, прошедшего с начала почвообразования, но и от тех изменений, которые почва претерпевала в течение своего существования. Он ясно сознавал, что эволюция почв — широко распространенное явление, что почвы представляют величины, не только чрезвычайно изменчивые в пространстве, но сравнительно непостоянные и во времени.

Мысль о том, что почва изменяется во времени, что ни один почвенный тип не может считаться чем-то постоянным и устойчивым, что каждая почва проходит через ряд последовательных стадий развития, высказывалась и В. В. Геммерлингом (1910). Эволюцию почв автор выразил графически в виде кривой, изображающей постепенную смену щелочной реакции нейтральной, а затем кислотной и параллельное сначала накопление, а затем разрушение перегноя.