Почва

Верхняя часть рыхлых отложений, в которой обитают живые организмы. Почва представляет собой систему, в которой взаимодействуют потоки энергии и вещества, поступающие от Солнца, из атмосферы и от живых организмов.

Максимальные глубины, до которых могут проникать в грунт живые организмы, в частности корни растений, колеблются от нескольких миллиметров в очень сухих или холодных регионах или там, где распространены плотные невыветрелые горные породы, до 4,5 м и более в теплых и влажных районах, характеризующихся пористыми и проницаемыми поверхностными отложениями.

Эту систему образуют многочисленные формы вещества и энергии. Суша обеспечивает ее горными породами и минеральными частицами, а также химическими соединениями. От Солнца поступает лучистая энергия, из атмосферы – вода, углекислый газ, кислород и азот. Биота высвобождает усвоенную живыми организмами в процессе фотосинтеза и накопленную в соединениях углерода солнечную энергию.

Почва является системой благодаря взаимодействию и преобразованию разных форм энергии и вещества в поверхностной части коры выветривания. Многие из этих изменений имеют циклический или переменный характер. Например, для синтеза соединений углерода, богатых энергией и необходимых для роста и других процессов жизнедеятельности, растения должны получать не только энергию от Солнца, но и углекислый газ (из воздуха) и воду (главным образом из почвы). В конце концов растения отмирают и обогащают почву органическим веществом, а микроорганизмы его разлагают, в результате чего углекислый газ, вода и энергия возвращаются в систему.

Почвенная система со всеми свойственными ей циклическими превращениями энергии и вещества является основной частью среды обитания человека, который использует эту систему как субстрат для выращивания пищевых и кормовых растений.

Почвенный профиль

Взаимодействия внутри почвенной системы приводят к видимым изменениям в почвенной массе. В почвенных разрезах вскрывается вертикальная последовательность слоев, называемых почвенными горизонтами, различающимися по набору признаков (например, по цвету, мощности и др.). Каждый горизонт примерно повторяет неровности поверхности. Такая последовательность, включающая все почвенные горизонты, называется почвенным профилем. Пространственные различия в сочетании горизонтов, имеющие очень постепенные переходы, определяют типы почв. В пределах распространения почвы данного типа строение профиля имеет сходные черты. Таким образом, почвенный профиль является главным отличительным признаком типа почвы. Строение почвенного профиля отражает особенности эволюции природных процессов региона, к которому приурочен данный профиль.

Обычно почва подразделяется на два основных горизонта: верхний, деятельный, и нижний, «подпочвенный». Однако при внимательном изучении почвенного профиля во многих почвах обнаруживается большее число горизонтов, которые обычно обозначаются латинскими буквами А, В и С (начиная от поверхности). Горизонты часто подразделяются на подгоризонты: А1, А2, А3, В1, В2, В3. Горизонты А формируются в верхней части почвенного профиля, а горизонты В – в «подпочвенных» слоях. Горизонт С сложен фрагментами горной породы, называемой материнской породой почвы. Иногда выделяют также горизонты О и R. Горизонт О (или А0) – лесная подстилка, перекрывающая минеральные горизонты многих лесных почв, состоит из опавших листьев. Горизонт R представляет собой породу, подстилающую почвы. Горизонты разных почв отличаются по содержанию органики и глинистых частиц, мощности, цвету и другим признакам.

Почвообразование

Почва образуется в результате дифференциации поверхностных отложений на горизонты почвенного профиля, т.е. происходит все более усложняющееся развитие системы. Первоначально характер почвы определяют почвообразующие породы и минералы. При отсутствии воды заметных изменений в системе не происходит, тогда как поступление воды обусловливает изменения, приводящие к формированию почвенного профиля. Вода не только взаимодействует с горными породами и минералами, но и оказывает влияние на развитие организмов. Растения, имеющие надземные и подземные органы, являются связующим звеном между почвой и атмосферой.

Почвообразование включает изменение размеров слагающих ее частиц грунта (механического состава), обогащение органическим веществом, миграцию элементов в виде растворов (выщелачивание), суспензий (элювиирование) и накопление в некоторых горизонтах вымытых веществ (иллювиирование).

Изменения механического состава выражаются в накоплении более тонких частиц по мере того, как горные породы и минералы подвергаются разрушению физическими и химическими процессами. Эти процессы, называемые выветриванием, включают разрушительное воздействие как текучих вод (эрозия), так и замерзающей и расширяющейся в трещинах горных пород воды, ветра (дефляция) и ледников (экзарация), а также дезинтеграцию породы. В итоге обломки горных пород превращаются в песок, алеврит или глину (три основных класса гранулометрического состава почв, перечисленные в порядке уменьшения размерности). Этот процесс, хотя и разрушительный для горных пород, создает пористый субстрат, проницаемый для воды и корней растений. Исходный субстрат может быть тонкослоистым еще до начала процесса почвообразования, т.е. прежде внедрения корней растений и других организмов. Такими бывают многие отложения, испытавшие транспортировку водой, ветром или льдом,