НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ
Глава 3. ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Почвообразовательный процесс представляет собой совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, формирующих самостоятельное биокосное тело в поверхностном слое земной коры – почву. Почвообразование совершается под влиянием солнечной энергии при взаимодействии живых организмов и продуктов их распада с корой выветривания, содержащей воду и воздух.
В почвах Беларуси протекают как простейшие почвенные микропроцессы, не оставляющие в почвах в данный момент заметных морфологически выраженных признаков (разложение органических остатков и синтез гумусовых веществ; подкисление почвенных растворов органическими кислотами, и их нейтрализация при обменных реакциях водорода; разрушение первичных и синтез вторичных минералов и многие другие), так и более сложные элементарные почвенные процессы (ЭПП) – конкретные явления, механизмы и процессы, приводящие к образованию того или иного признака почвы, и общие почвообразовательные процессы, ведущие к формированию определенных типов почв.
Элементарные почвообразовательные процессы (ЭПП)представляют собой сочетание взаимосвязанных биологических, химических и физических явлений, протекающих в почвах и являющихся главными составляющими почвообразования в целом. По своей сущности ЭПП является проявлением многолетнего суммирования веществ и энергии простейших микропроцессов.
При рассмотрении конкретного почвенного профиля внимание обычно концентрируется на двух-трех ведущих элементарных почвообразовательных процессах, которые формируют тип (подтип) почвы и поддерживают его в равновесии с окружающими внешними факторами.
Среди биогенно-аккумулятивных ЭПП, связанных с преобразованием органических веществ в Беларуси наиболее проявляются такие ЭПП, как:
подстилкообразование – процесс формирования на поверхности почвы органического слоя мертвого органического вещества лесной подстилки, постепенно подвергающегося минерализации и гумификации, находящегося по вертикальным слоям на разных стадиях разложения;
гумусообразование – процесс разложения растительных остатков на месте их отмирания и последующего накопления гумуса, то есть сложного комплекса высокомолекулярных азотосодержащих органических соединений, образовавшихся при разложении и гумификации растительных остатков;
торфообразование– процесс накопления медленно гумифицирующихся и почти не минерализующихся растительных остатков, протекающий в анаэробной среде при избыточном увлажнении;
дерновый процесс– накопление гумуса, азота, зольных элементов и приобретение почвой комковато-зернистой структуры и благоприятных физических свойств под воздействием преимущественно травянистой растительности и сопутствующей ей разнообразной биоты.
В почвах Беларуси проявляются разнообразные гидрогенно-аккумулятивные процессы ЭПП, основными из которых являются:
засоление – процесс аккумуляции растворенных солей, обычно в результате восходящих токов минерализованных грунтовых вод с последующей эвапотранспирацией или, реже, особенно в районе Солигорска, вторичное антропогенное засоление;
оруденение – процесс гидрогенной аккумуляции железа и марганца разной степени гидратации с образованием болотной руды, рудяка, ортштейна;
олуговение– аккумулятивный процесс воздействия пресных грунтовых вод при хорошем дренаже без заболачивания, то есть дерновый процесс при переувлажнении и хорошем дренаже;
кольматаж – накопление взмученного материала на поверхности почвы и в порах верхних слоев при затоплении мутной водой в результате поемного природного процесса.
В Беларуси проявляется ряд метаморфических ЭПП:
оглинивание (синонимы – сиаллитизация, оглинение, метаморфизация, внутрипочвенное выветривание, неосинтез глин) – процесс образования вторичных глинистых минералов типа монтмориллонита, гидрослюд, каолинита, вермикулита, аллофана и других, составляющих илистую фракцию почв;
ожелезнение – процесс высвобождения железа из решеток минералов при выветривании и осаждение по трещинам и порам с побурением (покраснением) породы; наблюдается практически во всех автоморфных и полугидроморфных почвах Беларуси, кроме дерново-карбонатных;
оглеение – процесс метаморфического преобразования минеральной почвенной массы при постоянном или длительном переувлажнении почвы с интенсивным развитием восстановительных процессов, иногда сменяемых окислительными; наблюдается во всех почвах гидроморфного и полугидроморфного ряда.
На территории Беларуси весьма распространены элювиальные ЭПП:
выщелачивание – процесс выноса (вымывания) за пределы почвы и коры выветривания простых солей щелочных и щелочноземельных металлов, обычно солей Na, К, Са, Mg;
оподзоливание(лучше называть этот элементарный процесс именно так, хотя часто его отождествляют с подзолистым процессом почвообразования) – процесс разрушения минералов под влиянием кислых инфильтрационных вод под пологом хвойного леса с грубой малозольной лесной подстилкой и выноса продуктов разрушения вниз по профилю;
лессиваж (лессивирование, иллимеризация)– почвообразовательный процесс перемещения глинистых частиц без их разрушения под действием нисходящих вертикальных и боковых токов влаги.
Весьма разнообразныв почвах Беларусииллювиально-аккумулятивные ЭПП – глинисто-иллювиальный, гумусово-иллюви-альный, железисто-иллювиальный, железисто-гумусово-иллювиальный, карбонатно-иллювиальный. Каждый из них отличаются преимущественным накоплением в иллювиальном горизонте тех или иных веществ и соединений.
Современное почвоведение выделяет ряд педотурбационных элементарных процессов: самомульчирование, растрескивание, криотурбация, вспучивание, пучение, биотурбация, ветровальная педотурбация, агротурбация. Все виды педотурбационных процессов проявляются в Беларуси сравнительно слабо.
ИздеструктивныхЭПП наиболее распространены эрозия(водная эрозия) – процесс разрушения верхних наиболее плодородных горизонтов почв и подстилающих пород талыми и дождевыми водами, и дефляция (ветровая эрозия) – процесс разрушения верхних наиболее плодородных горизонтов почв и подстилающих пород ветром.
Итак, элементарные почвенные процессы ведут к формированию того или иного признака почв.
Общие (тотальные) макропроцессыформируют определенные почвенные индивидуумы (типы, подтипы и др.). В почвоведении они рассматриваются как черноземообразование, подзолообразование, бу-роземообразование, солонцеобразование и т. д. Чернозем, подзол или солонец образуются в результате определенного совместного воздействия нескольких макропроцессов.
Процессы почвообразования – важнейшая составляющая триады: факторы – процессы – свойства почв. Единого мнения в почвенной науке о количестве основных процессов почвообразования пока не сложилось, механизм почвообразования не имеет достаточно четких ограничений и не отделяет типовые признаки от индивидуальных признаков конкретной почвы. В диагностике почв доминирует описание признаков почвенного профиля, а не почвообразовательного процесса, что часто маскирует типовое сходство почв разного гранулометрического состава.
Традиционное отечественное почвоведение выделяет три основных (подзолистый, дерновый, болотный) и два менее характерных (буроземный, солончаковый) почвообразовательных процесса.
Дерновый почвообразовательный макропроцесс – это совокупность явлений, вызываемых развитием травянистой растительности, основным свойством которой является способность накапливать в почве органические остатки и создавать ряд благоприятных свойств, определяющих плодородие почвы. Этот процесс приводит к формированию характерных типов дерновых почв, а также почв, в которых дерновый процесс сочетается с другими. Дерновый процесс почвообразования развивается на лугах и в лесах с травянистым покровом. Образующиеся в процессе гумификации гумусовые вещества накапливаются в верхнем горизонте почв. Они окрашивает верхние слои почвы ниже дернины (горизонт а1) в серый или темно-серый цвет. Гумус обогащает почвенные горизонты продуктами азотного и зольного питания растений, ослабляет процессы выщелачивания, увеличивает влагоемкость и аэрацию почв, способствует образованию зернисто-комковатой структуры. Развитию дернового процесса способствуют наличие в почвах кальция и магния и илистых частиц. В целом дерновый процесс приводит к образованию плодородных почв с благоприятными физико-химическими свойствами. Как правило, в условиях Беларуси дерновый процесс сочетается с подзолистым или болотным, а часто и с обоими, формируя соответствующие типы почв.
Подзолистый почвообразовательный процесс в чистом виде развивается под пологом хвойной растительности при полном отсутствии травянистого покрова. Главную роль в развитии подзолистого процесса играет лесная подстилка, в результате разложения которой образуются светлоокрашенные органические кислоты, которые являются важнейшим фактором почвообразования. Вымываясь нисходящими токами воды в нижележащие минеральные горизонты, они вступают в реакцию с катионами. При этом поглощенные основания почв замещаются ионами водорода гумусовых кислот, что приводит к резкому усилению кислой реакции почвенной среды. Гумусовые кислоты влияют также на распад силикатов, алюмосиликатов и других сложных минералов почв. Вследствие этого процесса образуются коллоидальные гидраты оксидов железа, алюминия, марганца, кремния и т. д. В кислой среде образовавшиеся гидраты продолжают активно взаимодействовать с кислотами, образуя растворимые продукты, которые вымываются в нижние горизонты. Так формируется обедненный коллоидами и полуторными окислами подзолистый горизонт А2. Он имеет белесый цвет и состоит в основном из труднорастворимого кварца.
В дерново-подзолистых почвах верхняя часть почвенного горизонта, окрашенная гумусом в сероватые тона, образует гумусовый горизонт А1. Вымываемые из горизонтов А1 и А2 вещества в условиях уменьшения кислотности и воздействия аэробных бактерий выпадают из раствора ниже подзолистого слоя. Образуется уплотненный иллювиальный горизонт В буро-красного цвета, переходящий в материнскую породу. Подзолистые почвы, то есть почвы, образовавшиеся под влиянием только подзолистого процесса почвообразования, на территории Беларуси встречаются только под пологом хвойных лесов на севере страны. Дерновый процесс почвообразования там практически не происходит, перегнойный горизонт выражен в виде небольшой прослойки или полностью отсутствует.
Болотный почвообразовательный процесс протекает при избыточном увлажнении в анаэробных условиях. Для него характерно медленное разложение отмерших растительных остатков, которые интенсивно накапливаются на поверхности почвы в виде торфа, и отсутствие вымывания продуктов жизнедеятельности анаэробных бактерий в нижележащие горизонты. Минеральные горизонты при данном почвообразовательном процессе подвергаются оглеению, что приводит к образованию пятен, затеков и сплошных горизонтов глея. В относительно сухие периоды в заболоченные почвы проникает кислород воздуха. При этом закисные формы железа и марганца окисляются и переходят в окисные, в результате чего образуются различной формы и размеров железисто-марганцевые конкреции, ржаво-охристые пятна и разводы.
В полной степени болотный почвообразовательный процесс идет лишь в гидроморфных почвах, проявляясь в торфонакоплении. В форме глееобразования болотный почвообразовательный процесс проявляется также в полугидроморфных почвах.
Общепризнанным является также наличие в отдельных районах республики буроземного и солончакового процессов почвообразования. Буроземообразование – процесс внутрипочвенного выветривания первичных мингералов с оглинением и ожелезнением на месте без существенного перемещения продуктов разложения в сочетании с дерновым элементарным почвообразовательным процессом и лессиважем.
Солончаковый процесс в классическом виде – это накопление легкорастворимых в воде солей в верхней части профиля почвы. Он обычно проявляется в аридных условиях с коэффициентом увлажнения менее 1,0. Характерным для солончакового процесса является выпотной водный режим, когда количество выпадающих осадков меньше способности почвы и растений расходовать влагу. Избыток влаги возникает за счет близкого уровня грунтовых вод, капиллярная кайма которых, испаряя влагу, приводит к формированию засоленных почв. Обычно уровень грунтовых вод располагается на глубине 0,5–3,0 м. Солончаковый процесс почвообразования в Беларуси выражается в накоплении вторичных карбонатов из жестких грунтовых вод в условиях локально проявляющегося выпотного водного режима.