В. В. Докучаев установил тесную связь между почвами и природными условиями среды, которые назвал факторами почвообразования. К их числу относятся растительный и животный мир, почвообразующая, или материнская, порода, климат, рельеф местности и возраст страны. В последующем В. Р. Вильяме определил шестой фактор почвообразования — производственную деятельность человека. В. В. Докучаев выдвинул основное принципиальное положение о необходимости изучения не только отдельных факторов и явлений природы, но и закономерных связей между ними. Он же выделил три группы явлений, взаимосвязанных между собой: факторы почвообразования - процессы почвообразования - свойства почвы.
Основное свойство почв - плодородие тесно связано с характером почвообразования, а сам процесс - с природными условиями среды.
Роль живых организмов. Растительность (высшая и низшая) создает в природе биологический круговорот зольных веществ и снабжает почву органическими остатками. Она является основным фактором почвообразования. Сущность процесса почвообразования проявляется в природе через растительные формации. Растительные формации представляют собой комбинации растений, высших и низших, взаимодействующих в определенных условиях среды.
На территории СССР выделяют следующие группировки растительных формаций (по Н. Н. Розову): 1) деревянистые формации (таежные леса, широколиственные леса, леса влажных субтропиков); 2) переходные деревянисто-травянистые формации (ксерофитные леса); 3) травянистые формации (суходольные и заболоченные луга, степи умеренного пояса, субтропические кустарниковые степи); 4) пустынные формации; 5) ли- шайниково-моховые формации (тундра, верховые болота).
Каждая группа растительных формаций характеризуется своими особенностями: составом органических веществ, характером их поступления в почву и разложением, а также взаимодействием продуктов распада с минеральной частью почвы.
Различия в растительности - основная причина многообразия почв в природе. В одних и тех же условиях таёжно-лесной зоны под хвойными сомкнутыми лесами развиваются подзолистые почвы, на лугах формируются дерновые почвы.
В зависимости от биологических особенностей по количеству и качеству создаваемой биомассы, характеру воздействия на процесс почвообразования зеленые растения подразделяются на деревянистые и травянистые.
Деревянистые растения (деревья, кустарники, полукустарники) - многолетние, живущие десятки и сотни лет. Ежегодно у них отмирает только часть наземной массы (хвоя, листья, ветви, плоды), и она откладывается на поверхности почвы в виде опада, или лесной подстилки.
Деревянистые растения характеризуются созданием огромной биомассы, главным образом наземной, но ежегодный опад меньше прироста и поэтому с опадом, в почву возвращается сравнительно небольшое количество зольных элементов и азота. В опаде деревьев, особенно хвойных, содержится много клетчатки, лигнина, дубильных веществ, смол. Продукты разложения лесной подстилки взаимодействуют с почвой в растворе при промывании толщи почвы осадками.
Травянистые растения. Продолжительность их видуальной жизни колеблется от нескольких недель (эфемеры) до 1-2 лет (злаки) и 3-5 лет (бобовые). Однако корни и корневища живут до 7-15 лет и больше.
Эффект в процессах почвообразования от травянистых растений больше, чем от деревянистых, хотя количество биомассы, создаваемое травянистыми ассоциациями меньше. Это объясняется краткостью жизни травянистых растений и быстрой оборачиваемостью всех компонентов, вовлекаемых ими в биологический круговорот в системе растения-почва (В. А. Ковда). Почва ежегодно обогащается органическими остатками трав в виде наземной массы (при условии, если она не отчуждается) и корней. Корневые остатки в отличие от наземной массы разлагаются непосредственно на месте, в почве, и продукты их разложения взаимодействуют с минеральной частью.
Остатки травянистых растений по сравнению с лесным опадом содержат меньше клетчатки, больше белков, зольных элементов и азота. Для травянистых остатков характерна нейтральная или слабощелочная реакция.
Мхи - растительные организмы, лишённые корневой системы и усваивающие элементы питания всей поверхностью органов. Они прикрепляются к любому субстрату ризоидами. Мхи широко встречаются под пологой леса и на болотах. Они могут поглощать и удерживать большое количество влаги, поэтому процесс разложения растительных остатков протекает медленно, постепенно происходит накопление торфа и заболачивание. Особо следует отметить роль сфагновых (белых) мхов в образовании верховых болот.
Микроорганизмы. Из микроорганизмов я почве широко представлены бактерии, грибы, активомацеты, водоросли и простейшие. Наибольшее количество микроорганизмов встречается в верхних ее слоях, где сосредоточивается основная масса органического вещества и корней живых растений.
Микроорганизмы способствуют разложению органических остатков в почве.
По отношению к воздуху микроорганизмы подразделяются на аэробные и анаэробные.
Аэробы - организмы, для развития которых необходимо присутствие свободного кислорода; анаэробы сяособны жить и развиваться при отсутствии свободного кислорода. Необходимую для жизнедеятельности энергию они получают в результате сопряженных окислительно-восстановительных реакций органических и минеральных соединений. Для реакций разложения и синтеза, идущих в почве, микроорганизмы выделяют различные ферменты. В зависимости от типа почв, степени их окультуренности общее количество микроорганизмов в 1 г почвы может достигать (по Е. Н. Мишустину) в дерново-подзолистых почвах 0,6-2,0 млрд., в черноземах – 2-3 млрд. и т.д.
Бактерии. Наиболее распространенный вид микроорганизмов в почве — бактерии. По способу питания почвенные бактерии делятся на автотрофные, усваивающие углерод из углекислого газа, и гетеротрофные, использующие углерод готовых органических соединений.
Бактерии-аэробы окисляют различные органические вещества в почве, в том числе проводят процесс аммонификации - разложения азотистых органических веществ до аммиака, окисление клетчатки, лигнина и пр. Разложение органических остатков гетеротрофными анаэробными бактериями называется процессом брожения (брожение углеводов, пектиновых веществ и др.). Наряду с брожением в анаэробных условиях происходит денитрификация — восстановление нитратов до молекулярного азота, что может привести к значительным потерям азота в почвах с плохой аэрацией.
Грибы и актиномицеты (лучистые грибы). Количество грибов в 1 г почвы может достигать 200—500 тыс. Грибы относятся к сапрофитам, то есть организмам, использующим углерод из отмерших органических остатков. Грибы — аэробные организмы, они хорошо развиваются при кислой реакции среды, разлагают углеводы,лигнин, клетчатку, жиры, белки и другие соединения.
Животные почвы. Почва представляет собой благоприятную среду для обитания многих видов животных, в том числе червей, насекомых, позвоночных животных. Большинство животных используют органические остатки для своего питания. Они измельчают их, перемещают, перемешивают с минеральной частью почвы.