Понятие о почве. Предмет и задачи почвоведения. Образование первичных и вторичных минералов

1. Лекция 1.

Понятие о почве.
Предмет и задачи почвоведения.
Образование первичных и вторичных
минералов.
Роль минералов крупных и
тонкодисперсных фракций в процессах
почвообразования.

2. 1. Понятие о почве

К середине 19 столетия века в трудах агрономов, агрохимиков
сложилось определение почвы, отождествляющее ее с пахотным
слоем.
Тройственное отношение человека к почве — как к природному
телу, предмету труда и продукту труда.
Учение о почве как о самостоятельном естественно-историческом
теле природы было создано в конце 19 столетия великим русским
ученым В.В. Докучаевым и развито его учениками и
последователей.
Почва - это суть поверхностно лежащие минеральноорганические образования, которые всегда более или менее
сильно окрашены гумусом и постоянно являются результатом
взаимной деятельности следующих агентов: живых и
отживающих организмов (как растений, так и животных),
материнской горной породы, климата и рельефа местности.
Почва - есть функция (результат) от материнской породы
(грунта), климата и организмов, помноженная на время.

3. 1. Понятие о почве

• во-первых, ставит почву в ряд самостоятельных
природных тел, качественно отличающихся от всех иных
тел природы.
• во-вторых, согласно Докучаевскому определению,
почва — это явление историческое, имеющее свой
возраст и историю образования.
• в третьих — это подчеркнутое в самом определении
наличие функциональных связей между почвой и всеми
другими природными телами и явлениями.

4.

1. Понятие о почве
почва
—
это
обладающая
плодородием
сложная
полифункциональная
и
поликомпонентная
открытая
многофазная структурная система в поверхностном слое
коры
выветривания
горных
пород,
являющаяся
комплексной функцией горной породы, организмов,
климата, рельефа и времени.

5.

1. Понятие о почве
По окончании Смоленской духовной
семинарии поступает на отделение
естественных
наук
Физикоматематического
факультета
С.Петербургского университета.
Защищает
при
СанктПетербургском университете
диссертацию
«Русский
чернозем», получает степень
доктора геологии

6.

2. Место и роль почвы в природе
– Почва - поверхностный горизонт земной коры,
образующий небольшой по мощности слой, формирую
особую геосферу – педосферу. Он находится на границе
соприкосновения
и
взаимодействия
планетарных
оболочек – литосферы, атмосферы, гидросферы.
– Почва
–
масштабный
глобальный
результат
возникновения и эволюции жизни на Земле и
разнообразнейшего взаимодействия биоты с горными
породами, выходящими на поверхность суши.
– Почва – компонент биосферы, область распространения
жизни на Земле.

7.

3. Функции почвы в природе
– Обеспечение жизни на Земле.
– Обеспечение постоянного взаимодействия большого
геологического и малого биологического круговорота
веществ на земной поверхности.
– Регулирование химического состава атмосферы и
гидросферы.
– Регулирование биосферных процессов, в частности
плотности жизни на Земле.
– Аккумуляция активного органического вещества и
связанной с ним химической энергии на поверхности
земли.

8.

4. Место и роль почвы в жизни человека
Почва – это физическая среда, жизненное пространство
существования людей (основное средство выращивания
растений),
это
экономическая
основа,
средство
производство.
«почва» – это понятие естественно-историческое,
относящееся к природному телу.
«земля» - это социально-экономическое понятие,
относящееся к природному ресурсу, который включает
почву как таковую, но и ее социально-экономический
потенциал.
Вопросы
землепользования
человеком
затрагивают большой и сложны комплекс социальноэкономических
аспектов,
в
частности,
земельной
собственности, земельного законодательства, земельного
права, экономической оценки земель и др.

9. 5. Предмет, методология почвоведения

Почвоведение как наука сформировалась в ответ на
практические запросы бурно развивающегося земледелия
индустриальной эры.
Почвоведение – наука о почве, ее строении, составе,
свойствах
и
географическом
распространении,
закономерностях
ее
происхождения,
развития,
функционирования и роли в природе, путях и методах ее
мелиорации, охраны и рационального использования в
хозяйственной деятельности человека.
Почвоведение
сформировалось
в
новую
отрасль
естествознания – современное генетическое почвоведение
(генетическое, т.к. в его основе лежит учение о
происхождении, развитии и эволюции почв).

10. 6. Предмет, методология почвоведения

Главные методологические принципы генетического почвоведения включают следующие
концепции:
почвы как самостоятельного естественно-исторического тела природы;
единства природного почвенного тела (неразрывная совокупность генетических горизонтов почвы);
факторов почвообразования как взаимосвязанного и взаимозависимого комплекса природных и
антропогенных явлений, под воздействием которых формируются , развиваются, эволюционируют и
преобразуются почвы;
почвообразовательного процесса как сложного комплекса «элементарных» почвенных процессов;
историзма почвообразования и сукцессий (последовательных смен) стадий почвообразования и
эволюции почв;
типов почв и типов почвообразования как стадий на длительном пути развития почвообразовательного
процесса;
современного почвенного покрова как стадии в истории развития земной поверхности;
типа почвы как главной формы существования почвенных тел;
почвенных режимов как главной формы динамики почвообразовательного процесса и
функционирования почвы;
почвенных зон и зональных типов почв;
систематика и классификации почв;
непрерывности почвенного покрова, в котором нет резких границ между отдельными почвенными
образованиями и характерны постепенные переходы и диффузные границы между разными почвами;
почвенного индивидуума как реально существующего природного тела в трехмерном пространстве;
плодородия почвы;
педосферы, как специфической геосферы.

11. 7. Основоположники почвоведения

П.А. Костычев (1945-1895)
Основоположник научных основ
агрономического почвоведения.
В.Р. Вильямс (1863-1939)
Основоположник биологического направления в
почвоведении.
Объединил
в
почвоведении
генетические концепции В.В. Докучаева с почвенноагрономическими концепциями П.А. Костычева.

12.

7. Основоположники почвоведения
К.К. Гедройц (1872-1932)
П.С. Коссович (1862-1915)
Коллоидные свойства почвы, разработал
теоретическое обоснование мероприятий
по известкованию и фосфоритованию
кислых почв, гипсованию солонцов. Автор
учения о «Поглотительной способности
почв»
Основоположник
изучения
физических,
химических и агрохимических свойств
почвы

13.

7. Основоположники почвоведения
К.Д. Глинка (1867-1927)
Н.М. Сибирцев (1860-1900)
Основоположник генезиса, географии
и классификации почв
Автор первого учебника почвоведения.
Внес
существенные
уточнения
в
классификации
почв,
установил
разделение
почв
на
зональные,
интразональные и азональные, ввел
понятие «почвенного рода».

14. 8. Связь почвоведения с другими науками

геология:
минералогия;
кристаллография;
геоморфология;
петрография;
геохимия;
климатология;
метеорология;
микробиология;
биохимия;
физиология растений;
аналитическая химия;
органическая химия;
физическая химия;
коллоидная химия;
общая физика;
математика;
статистика;
ландшафтоведение;
лесоведение;
агролесомелиорация;
геоботаника;
биогеоценология

15. 9. Главные направления и разделы почвоведения.

Фундаментальное
или общее
почвоведение
Прикладное почвоведение
Морфология почв
Сельскохозяйственное почвоведение
Химия почв
Физика почв
Минералогия почв
Биология почв
География почв
Картография почв
Мелиоративное почвоведение
Лесное почвоведение
Санитарное почвоведение
Инженерное почвоведение
Экологическое почвоведение
Судебно-почвоведческая экспертиза
Систематика почв
Почвоведение для ландшафтной архитектуры
Экология почв
Информатика почв
Генетика почв
Плодородие почв
Эрозия почв
Классификация почв

16. 8. Тектонические структуры литосферы или земной коры. 8.1. Строение Земли.

17. 10. Тектонические структуры литосферы или земной коры. 10.1 Структурные элементы земной коры.

Существуют следующие структурные элементы
земной коры:
• Литосферные плиты
• Тектонические платформы
• Щиты
• Континенты
• Океаны

18. 10. Тектонические структуры литосферы или земной коры. 10.1 Структурные элементы земной коры.

Литосфера
не
сплошная
как,
например,
скорлупа яйца. Ее образуют отдельные блоки
литосферные плиты толщиной от 60 до 100
км. Они разделены глубинными разломами,
Плиты
как
гигантская
мозаика,
плотно
прилегают друг к друга. Плиты лежат на вязкой,
пластичной
поверхности
верхней
мантии
(астеносферы). Скользя по ней, они очень
медленно перемещаются, будто плавают с
разной скоростью. Материки, а также впадины
океанов располагаются на литосферных плитах
и вместе с ними способны перемещаться.
Литосферные
плиты
перемещаются
по
поверхности Земли как жёсткие тела, лишь их
окраины испытывают либо разрушение, либо
наращивание.
Литосферные плиты постоянно находятся в
движении. Различают медленные горизонтальные
и вертикальные движения литосферных плит.
Движение литосфер приводит к
образованию
рельефа Земли.

19.

10. Тектонические структуры литосферы или
земной коры.
10.1 Структурные элементы земной коры.
Карта литосферных плит Земли

20. 10. Тектонические структуры литосферы или земной коры. 10.1 Структурные элементы земной коры.

Карта литосферных плит России

21. 10. Тектонические структуры литосферы или земной коры. 10.1 Структурные элементы земной коры.

Тектонические платформы – это жесткие, малоподвижные
блоки земной коры, прошедшие длительный этап геологического
развития. Другими словами, платформы - это тектонически
пассивные участки литосферы.
По возрасту формирования кристаллического фундамента
платформы подразделяются на древние (докембрийские) и
молодые (палеозойские и, реже, раннемезозойские).
Древние платформы являются ядрами всех материков и
занимают их центральную часть.
Молодые платформы размещаются на периферии древних или
между древними платформами.

22. 10. Тектонические структуры литосферы или земной коры. 10.1 Структурные элементы земной коры.

Щит – участок платформы, где кристаллический фундамент
выходит на поверхность (т.е. где нет осадочного слоя).
Щиты
возникают
при
тектоническом
воздымании
территории, в результате которого господствуют процессы
денудации. В рельефе щиты обычно представлены
плоскогорьями, а реже возвышенностями.
Плиты – это платформы (или их участки) с мощным
осадочным
слоем.
Образование
плит
связано
с
тектоническим погружением платформы, и, соответственно,
с морской трансгрессией. На поверхности платформ
плитным
территориям
чаще
всего
соответствуют
низменности, а также возвышенности.

23.

10. Тектонические структуры литосферы или
земной коры.
10.2. Тектоническое районирование России. Платформенные
равнины.
Возраст
фундамента
Тектонические структуры
Балтийский щит
Русская
платформа
плита Русской
платформы
Докембрийский
Анабарский щит
Алданский щит
Сибирская
платформа
Палеозойский
(каледонская и
герцинская эпохи
складчатости)
плита Сибирской
платформы
Западно-Сибирская плита
Скифская плита
Основные формы рельефа
низменные и
возвышенные
равнины Карелии
и Кольского п-ова
Восточногоры Кольского пЕвропейская
ова
вся остальная
(Русская) равнина
территория
ВосточноЕвропейской
равнины
Анабарское плато
Алданское нагорье
Становой хребет
вся остальная
Средне-Сибирское
территория
плоскогорье
СреднеСибирского
плоскогорья
Западно-Сибирская равнина равнины
Северного Кавказа
Прикаспийская низменность

24.

10. Тектонические структуры литосферы или
земной коры.
10.2. Тектоническое районирование России.

25.

10. Тектонические структуры литосферы или
земной коры.
10.3. Строение Земной коры
Под термином земная кора понимают все породы, залегающие выше поверхности Мохо. Земная
кора была разделена в 1955 г. Б. Гутенбергом на океаническую и континентальную.
Континентальная
кора содержит все три слоя.
Граница верхней мантии здесь
расположена на глубине 40—
50 км и больше. Мощность
толщи
осадочных
горных
пород
в
одних
местах
достигает 10—15 км, в других
— толща может полностью
отсутствовать.
Средняя
мощность осадочных пород
континентальной земной коры
составляет 5,0 км, гранитного
слоя — около 17 км (от 10—40
км), базальтового — около 22
км (до 30 км).
В океанической коре осадочный слой
имеет значительно меньшую мощность, а
средний, «гранитный» слой отсутствует;
мощность океанической коры — 5—10 км.
В океанической коре сосредоточен лишь
21% объема земной коры.

26.

11. Химический состав земной коры.
Процентное содержание элементов в земной коре (по А. Е.
Ферсману)
Элементы
Содержание к земной коре, %
Кислород
49,13
Кремний
26,00
Алюминий
7,45
Железо
4,20
Кальций
3,25
Натрий
2,24
Калий
2,35
Магний
2,35
Прочие
2,87

27.

12. Горные породы.
12.1. Классификация горных пород.
Вся твердая оболочка Земли состоит из горных пород.
Горные породы – это естественные минеральные
агрегаты, закономерные сочетания которых образуют
геологические тела, слагающие земную кору и, по крайней
мере, верхнюю часть мантии Земли.
Горные породы традиционно делят на три генетических
класса:
• магматические
• метаморфические
• осадочные

28.

12. Горные породы.
12.2. Магматические горные породы.
Горные
породы
Минералы
Кислые (SiO2 более 65%) Составляют до 50 % от всех магматических пород
граниты,
кварц (20-30%);
липариты,
щелочной полевой шпат (ортоклаз, реже микроклин, (25-35%);
кислый плагиоклаз (альбит - олигоклаз, реже андезин, 20-30%);
цветные минералы (биотит, амфибол, пироксены, от 5 до 15%)
роговая обманка
слюда
Средние (SiO2 52…65%). Составляют до 25% от всех магматических пород
базальты,
полевой шпат (чаще ортоклаз),
андезиты
роговая обманка,
сиениты,
цветные минералы (биотит)
диориты
средний плагиоклаз
Основные (SiO2 45…52 %). Составляют до 40% от всех магматических пород
габбро,
основные плагиоклазы (чаще лабрадор),
норит,
авгит
диабаз
Ультраосновные (SiO2 менее 45 %). От всех магматических пород не
превышает 1%.
перидотиты,
авгит,
дуниты,
оливин,
рудные минералы

29.

12. Горные породы.
12.3. Метаморфические горные породы.
Метаморфические
горные
породы
–
вторичные
массивнокристаллические породы, возникшие в результате преобразования
(метаморфизма) в недрах Земли, ранее существовавших магматических и
осадочных горных пород.
Факторами метаморфизма являются изменяющиеся физические и
химические условия среды, в которой находятся горные породы. К
физическим факторам относятся:
повышение температуры, ведущее к перекристаллизации и частичному
переплавлению пород;
повышение и изменение характера давления, которое ведет к
раздавливанию породы и приобретению ею нового текстурного
признака – сланцеватости.
Под действием этих факторов происходит частичная или полная
перекристаллизация минералов исходных пород, образуются новые
(метаморфогенные) структуры и текстуры.
Главнейшими метаморфическими горным породами являются гнейсы,
сланцы, филлиты, мраморы, кварциты и др.

30.

12. Горные породы.
12.4. Осадочные горные породы.
Осадочные горные породы – породы, образовавшиеся на
поверхности Земли в результате накопления минеральных масс за счет
продуктов
разрушения
горных
пород
(магматических,
ранее
существовавших осадочных, метаморфических).
Осадочные породы занимают около 75% площади земной поверхности.

31.

12. Горные породы.
12.5. Роль горных пород в почвообразовании.
Кислые магматические породы, например, гранитов, особенно на
ранних стадиях выветривания отличаются рыхлостью, песчанистостью и
гравийным характером материала, более или менее достаточным
содержанием калия, связанного с минералами группы слюд.
Однако в условиях очень влажного климата, почвы, приобретают
повышенную
кислотность
вследствие
интенсивного
вымывания
щелочных и щелочноземельных металлов.
Основные магматические породы. Продукты выветривания и
почвообразования на горных породах щелочной магмы обычно быстро
приобретают глинистый характер, длительное время сохраняют
щелочную
и
нейтральную
реакцию,
отличаются
повышенным
содержанием почвенного гумуса и вторичных глинных минералов
монтмориллонитового типа; почвы, образовавшиеся на таких породах,
отличаются высоким и относительно устойчивым плодородием даже в
условиях влажного тропического климата.
Поэтому можно считать, что в современную эпоху почвообразовательный
процесс происходит главным образом на осадочных породах.

32.

13. Минералы.
13.1. Классификация минералов
Минерал – тело природы, обладающее одинаковыми
физическими и физическими свойствами.
По химическому составу минералы
делятся на:
самородные элементы
сульфиды и подобные им соединения
оксиды водные и безводные (кварц)
галоидные соединения (галит)
соли
кислородных
кислот
доломит, нитраты, фосфаты)
(гипс,
силикаты (соли кремниевых кислот) –
(полевые шпаты, слюды, роговая
облманка)
По происхождению
минералы делятся на:
эндогенные
экзогенные

33.

13. Минералы.
13.1. Строение силикатов.
Большинство минералов обладает кристаллическим строением.
Ионы в кристаллах минералов, располагаясь в определенном
порядке, и на упорядоченном расстоянии друг от друга,
образуют в совокупности определенную геометрическую
пространственную
систему,
которую
принято
назвать
кристаллической решеткой.
Взаимное расположение катионов и анионов в кристаллической
решетке обуславливается их объемом или радиусами. Число
ионов противоположного знака, окружающий данный ион,
называется координационным числом.
Чем больше радиус иона, тем больше вокруг него может
разместиться без взаимного соприкосновения противоположно
заряженных ионов.
Координационное число может быть равным 3 (треугольник),
4 (тетраэдр), 6 (октаэдр), 8 (куб).

34.

13. Минералы.
13.1. Строение силикатов.
Тетраэдр является основной структурной единицей всех
существующих в природе соединений кремния с кислородом.