К статье ПОЧВА
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, а также вулканические пеплы.
Накопление органического вещества происходит на ранней стадии почвообразования (первые несколько сотен лет), когда от отмерших частей растений поступает больше органического вещества, чем может быть разложено микроорганизмами. Если почва образуется на выходах скальных пород, сначала на их поверхности поселяются низшие растения - лишайники и мхи, а затем травы или деревья. В любой формирующейся почве со временем устанавливается равновесие между поступлением и разложением органического вещества. Это равновесие может сохраняться, если почва не подвергается нарушениям. Органическое вещество, содержащееся главным образом в верхней части почвенного профиля - в горизонтах А, служит показателем плодородия почв. Гумус, образовавшийся из остатков растений и животных, которые подверглись частичному разложению микроорганизмами, - важный компонент верхних горизонтов некоторых почв. Растения извлекают из него азот и другие питательные вещества.
При культивации почв темпы накопления органического вещества меняются, поскольку сельскохозяйственные культуры извлекают из них питательные элементы. После сбора урожая естественный цикл прерывается, и содержание гумуса в почве уменьшается. Поэтому земледельцы, если хотят использовать один и тот же участок земли в течение ряда лет, вынуждены вносить в почву удобрения.
Выщелачивание, или миграция веществ в растворах, также участвует в процессе почвообразования. Дождевая вода растворяет некоторые твердые вещества, которые затем перемещаются вместе с водой. Направление движения может быть латеральным (поверхностный сток) или вертикальным, если вода просачивается в почву. Вода, поступающая в почву, может проходить сквозь нее, а может проникать только до некоторой глубины в пределах корнеобитаемого слоя. Там она временно адсорбируется и затем возвращается в атмосферу либо путем транспирации растениями влаги, извлеченной из почвы корнями, либо через испарение с поверхности почвы. Всасывание воды корнями приводит к снижению содержания в верхнем слое почвы некоторых веществ, которые накапливались в пределах той глубины, до которой проникает вода. Таким образом формируются почвенные горизонты. Вода, фильтрующаяся сквозь почву и пополняющая запасы грунтовых вод, также способствует выщелачиванию, но это не приводит к дифференциации на горизонты. Горизонт А - зона максимального выщелачивания.
Выщелачивание наиболее ярко выражено в условиях влажного климата, но даже в условиях сухого климата некоторые из легкорастворимых солей выносятся вниз по почвенному профилю. Во время интенсивных ливней соли могут перераспределяться плоскостным стоком и накапливаться на поверхности в понижениях рельефа, поскольку там происходит испарение воды. Такой характер миграции солей определяет формирование широко известных солончаков в пустынях западной Америки, Африки, Центральной Азии и других регионов земного шара. В наиболее влажных климатических условиях легкорастворимые соли накапливаются в более глубоких почвенных горизонтах.
Элювиирование (вымывание) и иллювиирование (вмывание) - почвообразующие процессы, под действием которых вещества в водной среде переходят во взвешенное состояние, а затем осаждаются. Взвешенные частицы мигрируют вместе с водой, но не растворяются. Наиболее подвержены такому переносу глинистые частицы. Этот процесс приводит к уменьшению количества глинистых частиц в горизонте А (элювиирование) и накоплению их в горизонте В (иллювиирование). Частицы размерности глин прежде всего должны быть диспергированы и взвешены, как в мутном озере. Диспергирование не происходит в условиях, способствующих накоплению легкорастворимых солей. Таким образом, элювиальный и иллювиальный процессы характерны для регионов с гумидным климатом, где, как правило, алевритовые или песчаные горизонты А подстилаются глинистыми горизонтами В.
Формирование почв большей частью обусловлено пятью основными почвообразующими факторами: климатом, деятельностью живых организмов, почвообразующими (материнскими) породами, рельефом и временем.