10373 (646478), страница 3
Текст из файла (страница 3)
На основании оценки генетической роли конкретного ЭПП в формировании профиля они делятся на:
Ведущие ЭПП – создают основные диагностические свойства (горизонты, серию горизонтов) данной группы почв, являясь общими для всей группы.
Сопряженные ЭПП – это процессы «спутники» ведущих ЭПП, определяющие степень проявления последних.
Фоновые ЭПП – это обязательные процессы для той или иной общности почв, обусловленные главным образом макробиоклиматическими и литологическими условиями их формирования. Они создают определенный тип геохимической обстановки в почвенном профиле, т. е. условия для появления определенных наборов ведущих и сопряженных ЭПП в каждой данной генетической группе почв.
Из таблицы следует, что наряду с поверхностным поступлением растительных остатков, некоторая их часть поступает благодаря развитию травяного яруса, особенно на ранних сукцессионных стадиях восстановления климаксовых экосистем. Биогенная трансформация остатков и их минерализация в зависимости от биоклиматических условий и условий местного перераспределения влаги приводит к формированию подстилки различной мощности. А более или менее активные процессы гумификации способствуют формированию горизонтов накопления мюллевого гумуса. Активная минерально-гумусовая миграция и частичная иммобилизация этих веществ приводят к формированию субгоризонтов ELhf; часть их выносится за пределы профиля.
Органические кислоты, поступающие из подстилки способствуют разрушению первичных, а также вторичных силикатов, к трансформации глинистых минералов и десиликации из верхних горизонтов, что вместе с активным лессиважем формирует элювиальные горизонты EL. В весенние сезоны, когда почвы переувлажнены, сюда добавляется элювиально-глеевый процесс, а также связанная с ним окислительная сегрегация – формирование конкреций. В иллювиальных горизонтах Bt получают развитие «иммобилизационные» этапы указанных процессов, а также признаки партлювации в виде многочисленных песчано-пылеватых кутан.
Непременным атрибутом формирования этих почв являются процессы комрессионно-гидротермического, биогенного и коагуляционного оструктуривания, которые создают сложную многопорядковую структурную организацию. К фоновым процессам можно отнести выщелачивание (кальциевая миграция) и вынос солей, поступающих из атмосферы, а также партлювацию. К процессам, которые могут проявляться, а могут не проявляться относятся дезинтеграция и глинообразование (на субстратах с «резервом выветривания» первичных минералов), а также карбонатная сегрегация (Элементарные…, 1992).
3. Краткая характеристика ЭПП дерново-подзолистых почв
В этой главе остановимся на краткой характеристике основных ЭПП участвующих в формировании профиля дерново-подзолистых почв.
Метаморфизм органического вещества.
Разнообразие процессов метаморфизма органического вещества, различная их интенсивность и сочетания с другими группами ЭПП формируют многообразие реальных органопрофилей почв.
1) Поступление органических остатков.
Процесс автохтонного и аллохтонного поступления органического вещества на поверхность почвы или в почву в виде растительных и животных остатков (надземных, подземных), экскрементов животных, хитиновых покровов насекомых. Ежегодно с опадом поступает около 55 ц/га (Родин, Базилевич, 1965; Ершов Ю. И., 2004).
2) Трансформация растительных остатков и их гумификация.
Процесс, складывающийся из множества физических (механическое измельчение), химических (окисление), фотохимических (разложение под действием солнечного света) и прежде всего биохимических (ферментативное расщепление биополимеров) реакций (Элементарные…, 1992). Достаточное количество солнечной радиации, режим увлажнения, растительный покров, богатый видовой состав почвенной микрофлоры, её относительно высокая биохимическая активность в течение довольно продолжительного периода биологической активности способствуют более глубокой трансформации растительных остатков, чем, например, в подзолистых почвах. Но, всё же, распад растительных остатков не заходит слишком глубоко. Крупные фрагменты лигнина, белков, полисахаридов, пигментов путем карбоксилирования и деметоксилирования постепенно трансформируются в гумусовые кислоты (Орлов Д. С. и др., 2005).
3) Минерализация органического вещества.
Процесс минерализации - это комплекс физико-химических и биохимических окислительно-восстановительных микропроцессов, приводящих к полному разложения органического материала и собственно гумусовых веществ до конечных продуктов окисления – оксидов и солей.
4) Комплексообразование и миграция продуктов гумификации.
Это процессы взаимодействия образующихся при гумификации органических кислот специфической (гумусовой) природы и неспецифических соединений с минеральной частью почвы, приводящие к её частичной или полной мобилизации. Так, например, Иванилова С. В. (2007) обнаружила корреляционную связь между содержанием водорастворимых соединений некоторых химических элементов (Fe, Mn, Zn, K, Na, Si, Al) с соединениями фенольной природы, что указывают на возможность их совместной миграции. При этом основным фактором максимального действия для содержания водорастворимых форм изученных металлов и фенолов является степень разложенности опада в подгоризонтах подстилки и положением в ландшафте.
5) Иммобилизация органо-минеральных соединений.
Органические и органо-минеральные соединения почв обладают не только миграционной, но иммобилизационной способностью, т. е. могут осаждаться из растворов и суспензий и закрепляться на различных геохимических барьерах – биогеохимических, физико-химических, механических и др. В дерново-подзолистых почвах основными механизмами иммобилизации являются осаждение на поверхностях порово-трещинного пространства, проникновение органических молекул в межслоевые промежутки смектитовых минералов и их сорбционное закрепление; увеличение отношения R2O3/фульвокислоты (при соотношении выше 2 происходит осаждение как растворимых соединений, так и золей); изменение ОВП в профиле; способность ионов кальция осаждать органические соединения (Элементарные…, 1992; Ершов Ю. И., 2004).
Метаморфизм минерального вещества.
Метаморфизм минерального вещества протекает под воздействием большой группы процессов, приводящих к трансформации ее вещественного состава и/или структуры по сравнению с почвообразующей породой без существенного перемещения унаследованного и новообразованного минерального материала и органического вещества.
1) Трансформация глинистых минералов.
Это совокупность таких изменений кристаллических решеток минералов, при которых изменяется химический состав и величина заряда, но сохраняется окристаллизованность минерала и его принадлежность к подклассу слоистых силикатов (Соколова Т. А. и др., 2005).
Выделяют два вида трансформационных изменений: деградацию и аградацию. Результатом деградации является образование глинистых минералов с лабильной кристаллической решеткой, состоящей из глинистых минералов с жесткой структурой. В почвенной литературе подробно описаны деградация иллитов (слюдистых минералов) и хлоритов. Примером деградации может служить следующий ряд: иллит → смешаннослойный иллит-вермикулит → вермикулит → монтмориллонит. В дерново-подзолистых почвах распространена деградация иллитов и магнезиально-железистых хлоритов.
Из аградационных трансформаций в дерново-подзолистых почвах распространенным является процесс хлоритизации. Хлоритизация – это процесс формирования межпакетных прослоек гидроксидов Al (реже Fe) в трехслойных силикатах. В результате такого процесса возникают хлоритоподобные минералы. Наиболее оптимальные условия хлоритизации складываются при рН=5,0. Наиболее интенсивно почвенные хлориты накапливаются в верхней 30-50 см толщи почв, если значения рН укладываются в диапазон от 4 до 6, что имеет место в дерново-подзолистых почвах. Эта группа минералов обычно отсутствует в самом верхнем минеральном горизонте, залегающим непосредственно под подстилкой, т. к. этот горизонт может содержать достаточное количество органических кислот с высокой комплексообразующей способностью, растворяющих прослойки гидроксида алюминия в почвенных хлоритах.
Соколова Т. А. с соавторами (2005) предлагает рассматривать хлоритизацию как самостоятельный ЭПП состоящий из нескольких микропроцессов, число которых, в зависимости от принятой гипотезы механизма хлоритизации, изменяется от двух до пяти.
2) Разрушение глинистых силикатов.
Этот ЭПП предполагает такое изменение минералов, в результате которого они или теряют окристаллизованность, превращаясь в аморфные соединения, или полностью растворяются.
В глинистых минералах между ионами действуют различные типы химических связей. Наиболее прочная, преимущественно ковалентная, связь существует в тетраэдрах между ионами Si и О. Менее прочные, главным образом ионные, силы удерживают в решетке элементы первой и второй групп. Растворение минералов начинается обычно с выхода из решетки щелочных и щелочно-земельных катионов. Связи Al-О в тетраэдрах менее прочны, чем Si-О; поэтому при растворении в среде, обеспечивающей возможность миграции Al, наблюдается его преимущественный, по сравнению с Si переход в раствор и остаточное накопление кремния в виде рентгенаморфного минерала – опала. Переходу Al в раствор способствует кислая реакция среды и наличие в растворе органических кислот с высокой комплексообразующей способностью, включая фульвокислоты. Когда условия среды не способствуют переходу Al в раствор, наблюдается преимущественный вынос Si и остаточное накопление соединении Al, обычно представленных гидроксидами Al (Соколова Т. А. и др., 2005).
Диагностика процесса затруднена. Обычно приводятся лишь косвенные доказательства этого процесса в почвах: обеднение профиля по сравнению с почвообразующей породой гранулометрическими фракциями и химическими элементами (Элементарные…, 1992).
Оспариваемым является сам факт разрушения глинистых минералов. Но русская школа признаёт этот процесс, и основные дискуссии разворачиваются о природе причин процесса разрушения силикатов. Роде А. А., Пономарева В. В., Гедройц К. К. разработали теорию о растворении тонкодисперсных минералов благодаря воздействию специфических и неспецифических агрессивных органических кислот выделяемых из мортмассы биоценозов. Продукты разрушения предположительно должны были выноситься или в иллювиальный горизонт, либо за пределы почвенного профиля.
Альтернативной концепцией являются теоретические построения Зайдельмана Ф. Р. (1974, 1998). На основе оригинальных исследований и изучения литературных материалов автор приходит к выводу о том, что подзолообразование – частный случай оглеения, проявляющегося при кратковременном сезонном переувлажнении на фоне промывного водного режима. В его работах показано, что источником агрессивных кислот и хелатообразующих органических соединений являются не столько органические остатки, сколько специфическая анаэробная микрофлора, развивающаяся при наличии легкогидролизуемых органических соединений. Кратковременно развитие оглеения способствует проявлению элювиально-глеевого процесса, следствием которого является обезжелезивание почвенной массы. В то же время оглеение способствует диспергации минерального вещества и развитию лессиважа. Поэтому с позиции Зайдельмана важным профилеобразующим ЭПП является процесс глееобразования приводящий к формированию элювиального горизонта.
Существуют и более радикальные теоретические конструкции (Соколов И. А. 2004), согласно которым обезиливание массы элювиального горизонта следует искать не в проявлении процессов разрушения тонкодисперсного глинистого компонента, не в лессиваже, а в исходной текстурной неоднородности почвенного профиля.
В монографии Почвообразовательные процессы (2006) выделяется группа процессов гранулометрической (текстурной) дифференциации почв. В этой группе выделено два процесса: селективное оподзоливание и лессиваж.
Селективное оподзоливание – макропроцесс, концептуальное понятие о котором было разработано Тонконоговым В. Д. (1996). Этот макропроцесс включает в себя совокупность деструктивных механизмов, способствующих высвобождению способных к миграции соединений железа и алюминия: кислотную агрессию (кислотный гидролиз, выделения живых корней и др.), элювиально-глеевую мобилизацию железа, избирательное биологическое поглощение химических элементов из почвы. Сущностью селективного оподзоливания (в отличие от альфегумусового подзолообразования) является избирательное разрушение относительно лабильных смешаннослойных минералов и, отчасти, гидрослюд, сосредоточенных почти исключительно в илистой фракции.
Продукты разрушения минералов илистой фракции удаляются из верхней части почвенной толщи и мигрируют с почвенными растворами за пределы профиля. Мигранты не образуют иллювиальных аккумуляций, в том числе совместно с органическим веществом. Таким образом, объясняется отсутствие иллювиального максимума ила во многих дерново-подзолистых почвах Европейской части России и Западной Сибири (Почвообразовательные процессы, 2006).
Не совсем ясна позиция Тонконогова В. Д. (1996) по отношению к концепции Зайдельмана Ф. Р. (1973, 1998). Ведь, по сути, селективное подзолообразование хорошо объединяется с редуцирующими и комплексообразующими началами глееобразования. Но лишь на отсутствии выноса оксида алюминия из илистой фракции песчаных почв в опытах Зайдельмана Ф. Р. делается вывод о том, что при глееобразовании не происходит разрушения илистой фракции, а лишь её обезжелезнение. Хотя выше приводится определение альфегумусового подзолообразования, при котором основным объектом кислотной агрессии являются минералы крупных гранулометрических фракций. Опыты Зайдельмана кратковременны, поэтому возможно предположить, что разрушение кристаллических решеток просто не успело начаться. Но в целом понятие о селективном подзолообразование интересно, позволяет заострить внимание на важных вопросах о текстурной дифференциации почв.
Оструктуривание почвенной массы.
Оструктуривание – процесс образования агрегатов почвенной массы из отдельных механических элементов. В дерново-подзолистых почвах выделяют пять ЭПП оструктуривания:
А. Собственно хемогенное оструктуривание:
1. коагуляционное.
Б. Биогенное оструктуривание:
2. травяно-корневое зернистое;
3. копролитовое.
В. Компрессионно-гидротермическое оструктуривание:
4. вертикальное растрескивание;
5. горизонтальное шлировое.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
