Почва и почвообразующие факторы.

Почва, по определению В.В.Докучаева, основателя учения о почве, является особым естественно-историческим телом, возникшим в результате видоизменения верхнего слоя земной коры различными почвообразующими факторами. К этим факторам относятся почвообразующие материнские породы, климатические воздействия, рельеф местности, растительность, почвенные организмы, временной фактор, воздействие человека.

Материнские породы представляют собой горные породы, которые на протяжении тысячелетий, подвергаясь выветриванию и разрушению, из слитной массы превращаются в рыхлую основу, постепенно обогащающуюся органическими веществами и дающую начало почвообразованию. При этом частицы материнской породы создают не только механический базис для возникновения почвы, но и определяют физические свойства почвы, минеральный химический состав ее, являются источником микроэлементов для жизнедеятельности почвенного биоценоза, определяют характер последнего, а также влияние почвы на организм человека (В.И.Вернадский).

К числу важнейших факторов почвообразования относятся климат и рельеф местности, которые обусловливают тепловой и водный режимы почв. Тепло и влага оказывают воздействие на все биологические и физико-химические процессы, протекающие в почве. От них во многом зависят скорость разрушения почвообразующих пород, формирование различных типов почв, создание тех или иных условий для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, животных организмов и растительности.

Ведущая роль в процессах почвообразования отводится живым организмам (растениям, животным, почвенным организмам), которые являются источниками и преобразователями органического вещества почвы. К одним из наиболее существенных поставщиков органических веществ в почву, наряду с животными организмами, относятся первичные продуценты биомассы - растения. Отмершие наземные и подземные части растений разлагаются под действием почвенных микроорганизмов, а образующиеся при этом соединения используются для синтеза гумуса - сложного органического комплекса, определяющего основное свойство почвы - плодородие. Минеральные вещества растений пополняют минеральную часть почвы. Величина надземного и корневого опада растений наиболее велика во влажных тропических лесах – до 250 ц/га. В пустынях она едва достигает 5-6 ц/га. Неразложившийся растительный материал образует лесную подстилку в лесах или войлок в степях, которые, в свою очередь, влияют на тепловые свойства почвы, проницаемость для влаги и кислорода, жизнедеятельность почвенных организмов.

Почвенные организмы выполняют большую почвообразовательную работу. Некоторые из них - нематоды, дождевые черви и другие сапрофаги - используют в пищу мертвые органические вещества, другие - большинство почвенных микроорганизмов - разлагают и минерализуют растительные и животные остатки, синтезируют новые протеиновые комплексы, разрушают токсические продукты обмена высших растений, животных, микроорганизмов. Третьи - черви, насекомые, личинки, мышевидные грызуны, кроты, суслики и другие животные организмы - разрыхляют почву, смешивают различные слои ее между собой, способствуют аэрации, удобряют своими выделениями. Особая роль в этих процессах отводится микроорганизмам – бактериям, низшим грибам, водорослям, простейшим и др., так как благодаря их жизнедеятельности разлагаются сложные органические вещества, происходит обогащение почвы гумусом и минеральными веществами, обеспечивается биологический круговорот веществ.

Антропогенный почвообразующий фактор стал новой геологической силой, воздействующей на процессы почвообразования в больших масштабах, быстрыми темпами и чаще всего негативно. Распашка больших массивов степных почв, интенсивное применение пестицидов и минеральных удобрений, применение тяжелой техники, уничтожение растительности, затопление земель при строительстве крупных водохранилищ, добыча полезных ископаемых, открытые угольные разрезы и др. приводят к деградации и загрязнению почв на огромных территориях. Между тем, для образования почвы требуется длительное время. Так, возраст зрелых почв в разных районах Земли составляет сотни и тысячи лет. Это говорит о том, что почва относится к числу трудно возобновляемых природных ресурсов, и антропогенное воздействие должно осуществляться с учетом законов природы.

Совокупное действие всех природных почвообразующих факторов приводит к формированию почвы – сложной многокомпонентной системы, состоящей из минеральных и органических компонентов, почвенного воздуха и воды, а также почвенных микро- и макроорганизмов. К минеральным компонентам относятся измельченные частички материнских горных пород, которые большей частью представлены кристаллическим кремнеземом (кварцем), глиноземом, оксидами железа, алюминия, магния, калия, фосфора, кальция. Кроме этих соединений, в минеральной части почвы в тех или иных пропорциях обнаруживаются почти все элементы периодической системы Д.И.Менделеева. Органическое вещество почвы состоит из остатков растительных и животных организмов, находящихся на различных стадиях разложения, собственно почвенных органических соединений (гуминовых кислот, фульвокислот), а также гумуса, синтезированного почвенными микроорганизмами. Биотическая компонента почвы представлена, как уже отмечалось выше, множеством организмов различных групп, каждый из которых выполняет определенные функции.

Составной частью почвы являются также почвенные воздух и вода. Почвенный воздух в верхних слоях почвы (0,2 м) по составу своему близок к атмосферному. По мере увеличения глубины в нем уменьшается содержание кислорода и увеличивается концентрация углекислого газа. Однако даже на глубине от 3 до 6 м концентрация кислорода в почвенном воздухе еще достаточна (14,2-16,8%) для аэробного окисления органических загрязнителей (Е.И.Гончарук, 2006). Содержание углекислого газа уже на глубине 1м увеличивается до 1%, а на большей глубине (3-6м) достигает 4-8%. При значительном снижении концентрации кислорода (до 2% и менее), обусловленном чаще всего плохой воздухопроницаемостью почвы и ее загрязнением, преобладающими становятся анаэробные процессы разложения органических остатков. В результате накапливается углекислый газ и образуются такие токсичные соединения, как метан, аммиак, сероводород, способные оказать неблагоприятное воздействие на людей при поступлении в закрытые помещения или пространства. Наблюдались случаи отравления почвенным воздухом при рытье колодцев, глубоких котлованов, в подземных сооружениях.

Почвенная вода выполняет разнообразные функции. Прежде всего, она является фактором, необходимым для жизнедеятельности почвенной флоры и фауны. Являясь универсальным растворителем различных соединений, с одной стороны, вода поставляет растениям необходимые химические вещества, с другой стороны, все химические и биохимические процессы, протекающие в почве, осуществляются в водной среде. Однако с водой передвигаются не только необходимые почвенным организмам вещества, но и химические и биологические загрязнители, что повышает возможность распространенного загрязнения почвы и подземных вод.

От содержания воды в почве зависят также тепловые свойства почвы, ее аэрация и способность к самоочищению.