Процесс формирования почв. Все горные породы, покрывающие поверхность земного шара, с первых же моментов их образования под влиянием различных процессов начинали немедленно разрушаться. Сумма процессов преобразования горных пород на поверхности Земли называется выветриванием или гипергенезом. Совокупность продуктов выветривания называется корой выветривания. Процесс преобразования исходных пород в кору выветривания чрезвычайно сложен и включает в себя многочисленные процессы и явления. В зависимости от характера и причин разрушения горных пород различают:
- физическое,
- химическое,
- биологическое выветривание, которое сводится обычно к физическому и химическому воздействию организмов на горные породы.
Процессы выветривания (гипергенеза) распространяются на некоторую глубину, образуя зону гипергенеза. Нижняя граница этой зоны условно проводится по кровле верхнего горизонта подземных (пластовых) вод.
Общая схема почвообразования состоит из следующих основных стадий:
- привнесение химических элементов и соединений с атмосферными осадками, почвенными животными и растениями в почвообразующую породу;
- элементарные процессы содействуют преобразованию, перемещению и аккумуляции химических элементов по профилю почвы и формированию генетических горизонтов;
- частичный вынос химических элементов за пределы почвенного профиля с участием атмосферных осадков.
Первая стадия. Почвообразование начинается с поселения на продуктах выветривания горной породы микроорганизмов, растений, животных. Зеленые растения поглощают из породы необходимые химические элементы, осуществляют фотосинтез и создают органические вещества. Органические остатки отмерших организмов разлагаются микроорганизмами. Из большей части остатков, после их частичного разложения, синтезируется новое стойкое вещество – гумус, а остальная часть полностью минерализуется до конечных продуктов разложения – СО2, Н2О, ионы. Гумус постепенно накапливается в верхней части породы, придавая ей темную окраску и новые свойства. Одновременно с образованием гумуса идет и процесс его разложения микроорганизмами. В результате постоянно идущих процессов синтеза и разложения органического вещества происходит круговорот углерода, азота и элементов зольного питания в системе почва – растение – почва. Его обычно называют малым или биологическим круговоротом веществ.
Вторая стадия – преобразование, перемещение и аккумуляция химических элементов по профилю почвы и формирование генетических горизонтов. Почвообразование сопровождается взаимодействием минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органо-минеральных соединений. Характерная черта почвообразовательного процесса – перераспределение части минеральных и органических веществ по вертикальному профилю с помощью воды и корневых систем растений и возникновение генетических горизонтов. В начальной фазе образования почвы возникают фрагментарные почвенные горизонты. В период зрелой фазы формируется почвенный профиль и устанавливаются показатели состава и свойств почв.
Третья стадия – частичный вынос химических элементов за пределы почвенного профиля с участием атмосферных осадков. Эта стадия начинается когда почва уже сформирована (наличие почвенного профиля, определенного состава и свойств почвы).
В результате общей схемы почвообразования формируется новая регулирующая, открытая биокосная система, для которой характерны цикличный и поступательный характер почвообразования. Скорость почвообразования зависит от величины используемых энергетических ресурсов. Поэтому почвообразование во влажных экваториальных лесах в девять раз происходит быстрее, чем в зоне тундры. Использование энергии на почвообразование в тундре составляет 8 МДж/см2 почвообразования в год, а в тропиках – 240–280 МДж/см2 в год. Соотношение энергии, используемой на процессы, следующие:
- 100 частей идет на испарение,
- одна часть – на биохимические процессы,
- 0,01 части – на выветривание.
Подлинно наукой почвоведение становится с конца XIX века, и сделал ее таковой великий русский ученый В.В. Докучаев. Историческая заслуга В.В. Докучаева заключается в том, что генезис почв он поставил основной целью почвенных исследований, что вместо отдельных разрозненных мнений о процессе почвообразования и факторах, обусловливающих его, вместо эмпирического изучения отдельных свойств почв он создал учение о почве как об особом природном теле, развивающемся под совместным влиянием пяти природных факторов.
В настоящее время существует следующее определение:
Почва – это сложная открытая биокосная, динамическая система, представляющая собой одновременно и результат длительного воздействия факторов почвообразования и ту среду, в которой это воздействие продолжает осуществляться в настоящее время.
Почва – самостоятельное природное тело и её формирование есть сложный процесс взаимодействия факторов почвообразования: климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и возраста страны. В настоящее время сюда прибавляют воды (поверхностные и подземные) и хозяйственную деятельность человека.