Кроме того, в данную группу введены процессы гидрометаморфизма – трансформации минеральной массы почв под влиянием восстановительных условий как следствия переувлажнения. В зависимости от длительности переувлажнения и восстановительных условий авторы разделили глеевый и неглеевый метаморфизмы.
В случае длительного периода восстановительных условий и кислой среды (что может встречаться в переувлажнённых почвах гумидного климата) развивается глеевый процесс – переход железа в закисные формы, морфологически проявляющийся в сизых тонах окраски минеральной массы и образовании глеевого горизонта. Процесс наблюдается в торфяных почвах, глеезёмах, дерново-глеевых и других переувлажнённых почвах.
Неглеевый гидрометаморфизм проявляется в виде гидрометаморфического горизонта в лесостепных и степных почвах, испытывающих временное переувлажнение. В отличие от глеевого процесса, здесь идёт преобразование железосодержащих минералов в нетральной и щелочной среде, признаки оглеения не выражены. Появляются грязно-серые тона окраски.
ЭПП превращения органической части почвенной массы
Эти процессы занимают исключительно важную часть в развитии и функционировании почвы. Именно наличие и воздействие органических веществ отличает почву от других природных тел. Природное разнообразие органических веществ, их высокая реакционноспособность обуславливает сложность и огромное разнообразие происходящих реакций, и как следствие, элементарных почвообразующих процессов.
Среди этого типа процессов все исследователи выделяют два разных случая: накопление грубого органического вещества на поверхности почвы и накопление органического вещества в минеральной толще. Несмотря на единую причину процесса, их протекание приводит к образованию разных горизонтов – органических поверхностных и гумусовых минеральных. В первом из них содержится органическое вещество в грубой, слаборазложенной форме, во втором присутствует большое количество минеральной фазы, и форма пребывания органики – гумусовые вещества и органо-минеральные соединения. Рассмотрим эти две группы.
1. Процессы аккумуляции и трансформации гумусовых органических веществ.
Процесс образования гумуса, гумусовых горизонтов в почве (выделение гумусированной части) назывался ещё и до Докучаева (в русской литературе как процесс гниения). Как гумусообразовательный процесс он ещё назывался Неуструевым, но конкретного написания не получил. Попытался объяснить механизм и стадийность процесса Захаров, назвав его гумификацией. Им были выделены стадии – разложение органических остатков, механическое измельчение и растворение, минерализацию, собственно гумификацию (образование гумусовых соединений), гумофиксацию (закрепление гумусовых веществ и аккумуляцию зольных элементов. Герасимов и Глазовская назвали этот процесс гумусонакоплением.
Кроме того, в процессах аккумуляции и трансформации гумуса выделенные разные типы с определённым характером накопления и преобразования гумусовых веществ – процессы формирования серогумусовых, светлогумусовых, темногумусовых, перегнойно-темногумусовых и криогумусовых аккумуляций.
Серогумусовые аккумуляции образуются в условиях холодного и умеренно-тёплого климата, под смешанными и широколиственными лесами в дерново-подзолистых, альфегумусовых, аллювиальных и некоторых других почв. Почвы отличаются кислой реакцией и большой степенью ненасыщенности основаниями. Гумус имеет фульватный состав, содержание до 4-8%, что и даёт серый цвет органо-минеральным комплексам. Этот процесс приводит к образованию дерновых и гумусово-элювиальных горизонтов, а также к небольшому накопления в подзолистых горизонтах, диагностируемому по серому оттенку.
Светлогумусовые аккумуляции формируются в светлогумусовых, каштановых, солонцах и некоторых других почвах полупустынь и сухих степей с аридным климатом. Реакция почв слабо- и щелочная, почвы насыщены основаниями. Количество фульво- и гуминовых кислот примерно равно (Сгк/Сфк ≈ 1). При накоплении светлого гумуса до 2% образуется ксерогумусовый, выше 2% - светлогумусовый горизонты.
Процессы накопления тёмного гумуса идут в семиаридных и семигумидных ландшафтах степной и широколиственной зон в чернозёмах, тёмногумусовых почвах, тёмногумусовых солонцах и солодях, тёмно-серых лесных, аллювиальных и других почвах этих зон. Почвы насыщены основаниями, реакция изменяется от нейтральной до слабощелочной. В результате образуется гумус с преобладанием гуминовых кислот, который окрашивает почвенную массу в темно-серые цвета. Горизонты с накоплением такого гумуса выше 5-6% являются тёмногумусовыми.
Перегнойно-тёмногумусовые аккумуляции формируются в горных условиях, под альпийскими лугами. Отличительной их особенностью является накопление в почвенной массе кроме гумусовых веществ разного группового состава ещё и среднеразложившихся органических остатков – перегноя, что придаёт перегнойно-тёмногумусовуму горизонту темный цвет, почти до чёрного. Этот горизонт наблюдается в одноимённых почвах.
Перегнойно-темногумусовые почвы обычно занимают наибольшие площади в высокогорьях на абсолютных высотах 1500 – 3500 км. Они формируются на массивно-кристаллических материнских породах магматического и метаморфического происхождения (граниты, гнейсы, сланцы); некарбонатных плотных осадочных и (песчаниках и алевритов) и карбонатных плотных осадочных (известняки, доломиты и мергели). Почвы в основном каменисты (скелетны), что обеспечивает хороший дренаж и преобладание окислительных условий. По данным исследований Э.Н. Молчанова и А.Э Молчанова [], в них идёт интенсивное накопление гумуса типа модер, включающего большое количество слабо и среднеразложившихся органических остатков. Гумусовые вещества и илистые частицы, несмотря на интенсивный промывной режим и кислую реакцию, слабо выносятся по профилю, благодаря закреплению биогенно накопляемыми элементами и коагуляцией глины полуторными окислами. (?)
Процессы аккумуляции и преобразования грубого органического вещества.
Эти процессы идут в ландшафтах с замедленной, из-за гидротермического режима, скоростью разложения и гумификации органических остатков. Образующиеся при этом аккумуляции практически не связаны с минеральной частью почвы, как это наблюдается в случае накопления гумуса, а могут лишь создавать механическую смесь. Результатом процессов этого вида становятся органические горизонты, образующиеся на поверхности почвы. При этом авторы, видимо, не рассматривают поверхностные горизонты подстилки – степной войлок, лесной опад и ветошь, т.к. процессы их образования очевидны и не требуют подробного рассмотрения. Имеются в виду более мощные, специфические горизонты, такие как торф, перегнойный горизонт и др. Различие процессов в этой группе обусловлено разным режимом температуры и влажности (а, следовательно, и степенью разложенности), а также флористическим составом биоценозов, образующих эти аккумуляции.
Процессы накопления грубого гумуса обусловлены холодным гумидным и семигумидным климатом континентального типа, таёжной или тундровой растительностью с мохово-кустарничковым напочвенным покровом. Образуется грубогумусовый горизонт – механическая смесь грубого органического вещества (15-35% в горизонте) и минеральной массы почвы темно-бурого и тёмно-коричневых цветов. Встречается в почвах типа ржавозёмов, литозёмов и криометаморфических почв.
Перегнойные аккумуляции формируются в условиях переувлажнения, поверхностного или грунтового, и широком диапазоне температурного режима. Горизонт характеризуется высокой, более 50%, степенью разложенности органического вещества (до мажущейся массы чёрного цвета) содержанием более 25% от массы почвы. Является типичным для разных типов перегнойных почв.
Наиболее часто в почвах России из данных группы процессов можно наблюдать процессы торфообразования. Торф (субстанция с содержанием органического вещества более 35 % и степенью разложенности менее 50%) накапливается в условиях, препятствующих разложению. Лимитирующими микробиологическую активность факторами может служить состав органического вещества, трудно поддающийся разложению, длительное переувлажнение и недостаток тепла. В отличающихся условиях увлажнения и с разными видами растений результат процесса торфообразования тоже различен. В.Д. Тонконогов и др. выделили несколько видов процессов:
Торфяные аккумуляции широко распространены в тундрах, таёжных ландшафтах с холодным, ограничивающим процессы гумификации гумидном климате. Они наблюдаются в подстилочно-торфяном горизонте, не испытывающим постоянного переувлажнения; при постоянном переувлажнении может образоваться торфяный горизонт (мощностью 10-50 см). Эти горизонты наблюдаются в профилях тундровых, подзолистых, подзолах, подбурах и других автоморфных и полугидроморфных почвах тундр и северной тайги.
В болотных ландшафтах нашей зоны торфообразовательный процесс является ведущим, и образованные им почвенные горизонты служат диагностическими. В верховых болотах, источником переувлажнения которых являются только атмосферные осадки, развиваются олиготрофно-торфяные аккумуляции, состоящие из слаборазложившихся мхов в основном сфагнового рода. Образованный горизонт имеет светлый цвет благодаря слабой разложенности органического вещества, и кислую или сильнокислую реакцию, из-за малого содержания нейтрализующих оснований. К этому процессу отнесены только те, результатом действия которых является торфяный горизонт мощностью более 50 см.