Основные почвообразовательные процессы

В Добрянском районе, как в целом и в Пермском крае господствует подзолистый процесс почвообразования, обусловленный сочетанием той физико-географической обстановки, которая имела место в Предуралье в последнее геологическое время (Н.Я.Коротаев, 1962). На ведущий почвообразовательный процесс накладываются сопутствующие процессы: дерновый процесс, оглеение, лессиваж, так же имеют место поемный, аллювиальный и болотный процессы, Различное их сочетание обуславливает формирование широкого спектра почв.

Подзолистый процесс. Подзолистый процесс как отмечает А. А. Роде, в отношении минеральной части почвы заключается в распаде минералов материнской почвообразующей породы, кроме кварца, и выносе из верхних слоев материнской породы продуктов этого распада. В наиболее яркой форме подзолистый процесс протекает под пологом сомкнутых хвойных лесов, от разложения лесной подстилки которых образуется ряд органических кислот, растворимых в воде, в том числе креновая кислота.

Некоторая часть указанных кислот может быть нейтрализована основаниями, освобождающимися при минерализации лесной подстилки. Полнота нейтрализации определяется богатством лесного опада, зольными элементами и скоростью их освобождения. Содержание зольных элементов в лесной подстилке зависит, главным образом, от состава растительности, а в районе, как уже отмечалось выше (см. раздел 2.4) значительно преобладают хвойные породы и, следовательно, опад небольшой, поэтому оснований для минерализации кислот не хватает.

Кислые растворы, образующиеся при разложении лесной подстилки, прежде всего действуют на слой, который залегает непосредственно под лесной подстилкой. В этом месте образуется светлоокрашенный подзолистый горизонт, который затем то мере дальнейшего развития подзолистого процесса разрастается вглубь.

Кислые растворы растворяют минералы почвы, а господствующий под пологом леса нисходящий ток воды уносит продукты растворения в глубь почвы.

Вначале кислые растворы взаимодействуют с карбонатом кальция, если материнская порода карбонатна, переводя его в растворимое состояние. В таком виде эти вещества выносятся в глубь почвы. Далее кислые растворы разрушают соединения железа, алюминия и марганца, которые переходят при этом в растворимое состояние и нисходящим током воды также выносятся в глубь почвы. В последнюю фазу развития подзолистого процесса креновая кислота разрушает алюмосиликаты. Образующийся при этом кренат алюминия, который также растворим в воде, просачивается и выносится вглубь, а аморфная кремнекислота остается на месте и заполняет промежутки породы в виде порошковидной массы и придает ей белый цвет. Все указанные процессы в конечном итоге приводят к обособлению подзолистого горизонта в верхней части профиля почвы. Верхний горизонт почвы, залегающий непосредственно под лесной подстилкой, при содержании в нем кислых растворов, имеет кислую реакцию среды. По мере углубления кислые растворы, взаимодействуя с минеральными соединениями материнской породы, постепенно нейтрализуются, кислотность уменьшается. В связи с этим создаются условия, благоприятные для развития микробной деятельности. Ввиду того, что проникновение кислорода воздуха сюда затруднено, микробный процесс носит анаэробный характер.

Кренаты Са, Fe, Mn, Аl, принесенные сюда нисходящим током сверху, под действием микробов-анаэробов частично разрушаются полностью с освобождением полуторных окислов, которые, будучи нерастворимыми в воде, выпадают, частью же восстанавливаются в апокренаты этих элементов. Последние также выпадают. Этот горизонт называется рудяковым, или иллювиальным. Кроме апокренатов, в нем накапливаются свободные полуторные окислы и фосфаты кальция, железа и алюминия.

При развитии указанного процесса почвы расчленяются на горизонты— лесную подстилку, подзолистый, рудяковый или иллювиальный, ниже залегает почвообразующая порода, не затронутая процессом подзолообразования.

Дерновый процесс. Развивается дерновый процесс под действием луговой травянистой растительности, появляющейся при изреживании леса или при полной смене его. Но так же дерновый процесс начинает влиять на почвообразование под смешанными хвойно-лиственными лесами с преобладающим травянистым покровом (увеличение опада снижает агрессивность кислых растворов). Дерновый процесс почвообразования сопровождается накоплением в почве перегноя, азота, элементов зольного питания, при этом снижается кислотность почвы, оструктуривается ее верхний горизонт и повышается природное плодородие (Н.Я.Коротаев, 1962).

В результате развития этого процесса образуется дерновый горизонт или в случае дерново-подзолистых почв верхняя часть подзолистого горизонта превращается в гумусово-элювиальный, и подзолистая почва становится дерново-подзолистой.

Оглеение. Глееобразование — кислотный гидролиз в анаэробной среде; анаэробный биогеохимический почвообразовательный процесс, возникающий при переувлажнении, наличии органического вещества, способного к ферментации, в присутствии анаэробной гетеротрофной микрофлоры, на кислых, выщелоченных или нейтральных породах, свободных от сульфатов. В результате глееобразования в анаэробных условиях возрастает концентрация не только фульвокислот, низкомолекулярных органических кислот, фенолов и аминокислот, но образуются и концентрируются неорганические восстановители: водород, метан, аммиак и другие соединения, под их воздействием происходит восстановление железа и других элементов переменной валентности (Ф.Р.Зайдельман, 2004, 2007).

В более широком смысле оглеение определяется как сложный процесс периодического переувлажнения почвенной толщи, продуцирующий кислые органические вещества агрессоры и восстановители, и приводящий к разрушению коллоидно-железистых пленок частиц, что способствует миграции железа, марганца, алюминия, обесцвечиванию, и частичному разрушению силикатной основы почвы под влиянием периодических восстановительных и элювиальных процессов. При таком подходе отчетливо выражено стремление понимать глееобразование как комплекс элювиальных и метаморфических процессов, идущих в условиях застойно-промывного водного режима: в глееобразование включаются таким образом и оподзоливание, и элювиально иллювиальные процессы, миграция гумуса и т. д. (В.О.Таргульян и др., 1987).

Ф.Р. Зайдельман считает глееобразованое в пульсирующих анаэробно-аэробных условиях на фоне застойно-промывного водного режима (элювиально-глеевый процесс) единственным обязательным условием формирования светлых кислых элювиальных горизонтов в профиле почв. (Ф.Р.Зайдельман, 2004, 2007).

Лессиваж. Лессиваж — это процесс отмывки илистых и тонкопылеватых частиц с поверхности более крупных частиц и вынос их без разрушения за пределы горизонта или почвенного профиля, при этом сохраняется однородность валового химического и минералогического состава илистой фракции по генетическим горизонтам (Н.Ф.Ганжара, 2001). Лессивирование происходит только при промывном водном режиме и сопутствует другим почвообразовательным процессам оподзоливанию и элювиально-глеевому процессу.

В условиях избыточного увлажнения, вызванного близким залеганием грунтовых вод, застоем атмосферных осадков на плохо дренированных участках или периодическим затоплением паводковыми водами формируются гидроморфные почвы: дерново-глеевые, аллювиальные, различные болотные почвы и торфяники. Формирование того или иного вида почв зависит от степени и характера увлажнения. Различают несколько видов гидроморфных процессов.

Поемный процесс. Поемный процесс — это периодическое затопление пойм во время половодья. Огромная масса воды, поступающая в пойму в период половодья, коренным образом изменяет водно-воздушный режим территории, смягчает температурные условия, создает специфический микроклимат поймы, определяет направленность и специфичность микробиологических процессов. Периодическое затопление поймы определяет состав и продуктивность растительности, солевой режим почв (В.Д.Муха и др., 2003).

Аллювиальный процесс. Аллювиальный процесс — это перенос и отложение паводковыми водами взмученного материала — аллювия. Аллювиальный процесс формирует и поддерживает высокое плодородие пойменных земель. Данное явление не только способствует обогащению почв питательными веществами, илистым материалом, распределению различных видов растений, но и формирует рельеф поймы (В.Д.Муха и др., 2003; Ю. К. Попов, 1962).

В поймах аккумулируются органические вещества, соединения железа, глинистые минералы, карбонаты кальция и магния, элементы питания для растений. Ведущим процессом почвообразования в поймах рек является дерновый. На процессы почвообразования в поймах большое влияние оказывают зональные биоклиматические факторы почвообразования. В большей степени они проявляются на повышенных участках поймы, где в почвообразовании принимают участие зональные процессы: оподзоливание, лессиваж, накопление солей и др. (Н.Ф.Ганжара, 2001).

Торфообразование. Торфообразование — это накопление на земной поверхности полуразложившихся растительных остатков, образовавшихся в условиях избыточного увлажнения.

Избыточное увлажнение способствует развитию влаголюбивых растений, которые при усилении оторфовывания сменяются зелеными, а затем белыми мхами. Избыточное увлажнение создает анаэробные условия, которые замедляют трансформацию поступающего на поверхность почвы органического вещества, растительные остатки находятся в полуразложившемся состоянии, клеточные мембраны мхов остаются водопроницаемыми, что обуславливает формирование торфяной толщи (В.Д.Муха и др., 2003).

Сочетание торфообразования и оглеения обуславливают прохождение болотного процесса.

Делювиальный процесс. На формирование почв в условиях хорошо выраженного мезорельефа (рельеф Добрянского района холмисто-увалистый) оказывает делювиальный процесс. Он протекает на склонах в виде плоского струйчатого смыва при ливнях и снеготаянии. Аккумуляция мелкозема в депрессиях рельефа приводит к формированию намытых и погребенных почв с иным габитусом, нежели исходные почвы (О.А.Скрябина, 2004).