Почва. 
Палеопочвенные горизонты лессовых отложений четвертичного периода

Общие сведения о почве

Почва — один из основных компонентов природной среды, представляющий собой плодородную дневную поверхность земной коры, видоизменённую под влиянием воды, воздуха и живых организмов. Мощность почвенного горизонта в зависимости от условий почвообразования колеблется от нескольких сантиметров до полутора-двух метров.

Почвенный покров образуется в результате взаимодействия литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы, поэтому современное учение о почве опирается на такие науки как биология, физика, химия, геохимия, география и геология. С другой стороны, знания о почвах очень важны для понимания сущности процессов, происходящих в географической оболочке в настоящем и имевших место быть в геологическом прошлом. Поэтому методы почвенных исследований широко используются в геологии и географии.

В.В. Докучаев (1846−1903) впервые сформулировал научное определение почвы, разработал генетическую классификацию почв, методы их изучения и картографирования в поле, открыл основные закономерности географической организации почвенного покрова и т. д.

Большой вклад в развитие основ почвоведения внесли труды Н. М. Сибирцева, П. А. Костычева, К. Д. Глинки, В. И. Вернадского, В. Р. Вильямса, К. К. Гедройца, Л. И. Прасолова, Б. Б. Полынова, И. В. Тюрина и др.

Следует отметить, что почва обладает рядом свойств, которые отличают её от материнской горной породы. В первую очередь, неоднородность почвенного покрова по вертикали, т. е. если вскрыть почву шурфом, то можно увидеть, что она представляет собой ряд горизонтов, различающихся между собой общим обликом и рядом физических свойств. Эти горизонты образованы в результате эволюционного развития почвенного покрова и образуют так называемый «профиль почвы». Каждый тип почвы имеет характерное лишь для него строение генетических горизонтов.

Строение почвенного профиля в зависимости от наличия и характера соотношения генетических горизонтов может быть простым и сложным. Простое строение почвенного профиля включает пять типов: 1) примитивный профиль, имеет небольшое по мощности гумусовый горизонт, расположенный непосредственно на почвообразующей породе; 2) неполноразвитый профиль, имеет все генетические горизонты, но они не развиты и маломощны, сам профиль укорочен; 3) нормальный профиль, имеет все генетические горизонты, характерные для данного типа почв с нормальной для неэродированных территорий мощностью; 4) слабо дифференцированный профиль, имеет достаточно мощные, но однородные, слабо различимые генетические горизонты; 5) эродированные (нарушенный) профиль, имеет не все (или маломощный верхний) генетические горизонты из-за смыва верхней части профиля (В.Д. Муха, Н. И. Картамышев, В. Д. Кочетов, 2000).

Сложное строение почвенного профиля так же характеризуется пятью типами: 1) реликтовый профиль, в котором присутствуют погребенные горизонты или погребенные профили палеопочв; с другой стороны, в профиле могут присутствовать не погребенные, а реликтовые горизонты, являющиеся следами древнего почвообразования, идущего сейчас по иному типу; 2) многочисленный профиль формируется в случае литологических смен в пределах почвенной толщи; 3) полициклический профиль образуется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речной аллювий, вулканический пепел, эоловый нанос); 4) нарушенный (перевернутый) профиль с искусственно или природно-перемещенными на поверхность нижележащими горизонтами; 5) мозаичный профиль, в котором генетические горизонты образуют не последовательную по глубине серию горизонтальных слоев, а прихотливо мозаику, сменяя друг друга пятнами на небольшом протяжении (Г.Д. Белицина, В. Д. Васильевская, Л. А. Гришина, 1988).

Состав почв выражается сочетанием минеральных, органических веществ и живых организмов, главным образом микроорганизмов. В почвах много бактерий: обычно их в 1 г. содержится 200−500 млн. бактерий, а в черноземах — два и более миллиарда в 1 грамме. В целом микрофлора почв очень разнообразна, здесь встречаются представители разных физиологических групп бактерий: бактерии гниения, нитрофицирующие, азотофиксирующие, серобактерии и др.

В значительной степени почва повторяет состав подстилающих горных пород, но отличается от него присутствием повышенных количеств органического углерода и вариациями содержания кремнезема, глинозема и железа. Красноземы, возникающие в условиях жаркого тропического климата, обеднены кремнеземом и обогащены гидроокислами железа и алюминия, что определяет их окраску. Минеральная часть почвы возникла как прямой продукт выветривания коренных материнских горных пород; она представлена глинистыми минералами, некоторыми породообразующими минералами и гидроокислами железа и алюминия.

В почвах происходит разложение первичных органических веществ биологического происхождения до образования наиболее устойчивых продуктов, содержание которых варьирует в широких пределах. Органическое вещество почвы можно разделить на две группы: неразложившиеся и полуразложившиеся остатки растений, животных и микроорганизмов; гумус или перегной. Первая группа содержит обычные для живого вещества еще неразложившиеся органические соединения: углеводы, жиры, белки. Вторая, более распространенная группа, содержит гумус, представляющий ту часть органического вещества почвы, которая утратила следы первоначального строения и довольно тесно перемешалась с минеральной частью почвы. Содержание гумуса в верхних горизонтах подзолистых почв достигает 4−5%, в сероземах — 1,5−2,0%, в красноземах — до 7%. Наиболее богаты гумусом черноземы, которые в верхних горизонтах содержат до 10−15%.

Состав и количество гумуса в почве зависит от состава поступающих в почву органических остатков, от интенсивности и характера сложных и разнообразных процессов минерализация и гумификации. Основная часть гумуса — гуминовые кислоты, представляющие собой смесь аморфных органических веществ коллоидной природы, непостоянного состава и относительно высокого молекулярного веса.

В состав гумуса входят битумы — смолы, воск, жирные кислоты и их производные. Также в небольшом количестве в гумусе есть различные углеводы — клетчатка, гемицеллюлоза, крахмал. Эти вещества обычно неустойчивы и легко минерализуются. Часть органического вещества переходит в почвенные растворы.

В образовании почв и почвенных процессах активное участие принимают живые организмы: растения, микроорганизмы и животные. В связи с этим можно выделить три группы почвенных биологических процессов: 1) деятельность почвенных микроорганизмов, производящих глубокие преобразования органического и частично минерального вещества почвы; 2) деятельность высших растений, обуславливающих круговорот химических элементов в системе почва-растение, и накопление органического вещества в почве. Механическая деятельность корневой части; 3) деятельность почвенных животных, разрушающих органическое вещество, которое служит источником пищи, и оказывающих существенное влияние на химические и физические свойства почвы. Особую роль в почвообразовании играют дождевые черви, измельчая материал почвы.

Таким образом, почва отличается от горной породы наличием закономерно сменяющих друг друга внутрипочвенных горизонтов, специфическими физическими, физико-химическими, химическими и биологическими свойствами. В связи с этим при исследовании почв широко используются историко-геоморфологический и почвенно-геохимический методы.

Для более точной характеристики почвенного покрова применяется ряд конкретных методов его изучения:

• 1. Профильный метод, посредством которого изучается весь почвенный профиль, исследуются физические, химические и другие свойства всех внутрипочвенных горизонтов.
• 2. Морфологический метод, основанный на изучении свойств почв по их внешним признакам: окраске, структуре, наличию и характеру новообразований, глубине и последовательности залегания почвенных горизонтов.
• 3. Картографический метод, являющийся ключевым способом отражения и анализа пространственного размещения почвенного покрова.