Почвоведение с основами геологии

ПОЧВОВЕДЕНИЕ 

С ОСНОВАМИ ГЕОЛОГИИ

Рекомендован

Учебно-методическим объединением вузов 

Российской Федерации по агрономическому

образованию в качестве учебника для подготовки

бакалавров по направлению 35.03.04 «Агрономия»

Москва

ИНФРА-М

202МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ —
МСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА

Н.Ф. ГАНЖАРА
Б.А. БОРИСОВ

Учебник

УДК 631.4(075.8)
ББК 40.3я73
 
Г19

Ганжара Н.Ф. 

Почвоведение с основами геологии : учебник / Н.Ф. Ганжара, 

Б.А. Борисов. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 352 с. — (Высшее 
образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-16-006240-2 (print)
ISBN 978-5-16-104514-5 (online)

В учебнике изложены основы геологии, факторы и процессы почвообразования, 
состав, свойства и режимы почв, основы географии, агроэкологическая 
характеристика и свойства почв зонального ряда, материалы почвенных 
исследований и их использование.

Для студентов вузов, обучающихся по направлению 35.03.04 «Агрономия».

Г19

УДК 631.4(075.8)

ББК 40.3я73

© Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., 2013 

ISBN 978-5-16-006240-2 (print)
ISBN 978-5-16-104514-5 (online)

Р е ц е н з е н т ы:

С.Н. Волков — ректор Государственного университета по земле устройству, доктор 

экономических наук, академик РАСХН;

А.И. Поздняков — профессор кафедры физики и мелиорации почв факультета по-

чвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломо носова, 
доктор биологических наук

ПРЕДИСЛОВИЕ

В сельскохозяйственных вузах для студентов агрономических специальностей длительное время читается курс «Почвоведение с основами геологии», который состоит из нескольких частей, включающих как общеобразовательные естественно­научные дисциплины 
(основы геологии, геоморфологии, общее почвоведение, генезис и 
география почв), так и специальные, необходимые для практической 
деятельности агрономов (картография почв, эрозиоведение, агропроизводственная группировка и бонитировка почв, агроэкологическая оценка и типизация земель, сельскохозяйственное использование и охрана почв), которые являются составными частями агрономического почвоведения.

Многие из перечисленных дисциплин в некоторых вузах читаются отдельными курсами. В последние десятилетия объем информации значительно возрос и по циклу общеобразовательных дисциплин, и по специальным разделам. За этот же период существенно 
снизилось учебное время на изучение почвоведения. В связи с этим 
перед авторами стояла задача в минимальном объеме дать максимальное количество информации, предусмотренной программой 
курса. Многолетний опыт преподавания почвоведения показывает 
недостаточность знаний студентов в области физической географии, 
поэтому в данном учебнике расширены разделы из цикла физикогеографических дисциплин (почвообразующие породы, рельеф, 
грунтовые воды, почвенная биота и др.). Более детально освещены 
вопросы агропочвоведения (агрономическая оценка органического 
вещества почв, оценка и типизация земель, изменения свойств почв 
при освоении под пашню и др.) за счет более краткого изложения 
вопросов генезиса и географии почв.

Второе издание учебника предназначено для бакалавров по направлению 110400 «Агрономия».

Во введении традиционно рассматривается предмет и задачи науки, понятие о почве, методы исследования в почвоведении, история 
почвоведения.

В первой части изложены основы геологии, описаны факторы 

почвообразования, систематика элементарных процессов почвообразования. 

Во второй части изложены вопросы общего почвоведения: морфология, состав, свойства, режимы почв и их роль в почвенном плодородии.

Третья часть посвящена в основном географии почв, характеристике условий почвообразования и агроэкологической характеристи

ке почв зонального ряда. В отдельной главе описаны состав и свойства тепличных грунтов.

В четвертой, заключительной части даны основы картографии 

почв и рассмотрены вопросы использования материалов почвенных 
исследований.

Авторы выражают глубокую признательность рецензентам: ректору Государственного университета по землеустройству, доктору 
экономических наук, академику РАСХН С.Н. Волкову, профессору 
кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, 
доктору биологических наук А.И. Позднякову — за ценные замечания, позволившие существенно улучшить содержание учебника.

ВВЕДЕНИЕ

Почвоведение — наука о почве, ее строении, составе и свойствах, 

процессах образования, развития и функционирования, закономерностях географического распространения, взаимосвязях с внешней 
средой, путях и методах рационального использования.

Почвоведение как наука сформировалось в конце XIX столетия. 

Основоположником научного почвоведения был выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846–1903), определивший почву как самостоятельное естественно­историческое тело и 
сформулировавший целый ряд законов ее образования, развития и 
географического распространения. До В.В. Докучаева почвоведение 
рассматривалось как часть агрономии или геологии.

Согласно современным представлениям, почва — самостоятельное естественно­историческое биокосное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате воздействия биотических, 
абиотических и антропогенных факторов, представляющее собой 
открытую четырехфазную динамичную систему с характерными признаками и свойствами и обладающее способностью обеспечивать 
рост и развитие растений.

Почва является составной и главной функциональной частью 

биосферы — области распространения жизни на земле. Она сформировалась на границе соприкосновения и взаимодействия планетарных оболочек литосферы, атмосферы и гидросферы и образует 
особую геосферу — педосферу, или почвенный покров Земли. Наиболее деятельной частью педосферы является гумосфера — верхняя 
часть почвы, насыщенная органическим веществом.

Почва, как и всякое природное тело, имеет свое положение в пространстве, объем и границы. Верхняя граница — это поверхность 
раздела между почвой и атмосферой. Нижняя граница почвы определяется глубиной, на которую произошло существенное изменение 
горной породы почвообразовательным процессом; почва постепенно 
переходит в почвообразующую породу.

Мощность почвы составляет 1–3 м, но в тундре, пустынях и в 

горах может измеряться десятками сантиметров и даже отдельными 
сантиметрами. Боковая граница почвы определяется как вертикальная поверхность раздела между элементарными почвенными ареалами (ЭПА), внутри которых отсутствуют почвенно­географические 
границы, т.е. это единица самого низкого таксономического ранга.

Площади ЭПА колеблются в очень широких пределах — от нескольких квадратных метров (пятна солонцов среди каштановых 
почв) до нескольких десятков и даже сотен гектаров (ЭПА черноземов, пустынных почв). Некоторые ученые внутри ЭПА выделяют 

почвенные индивидуумы, или педоны, проведение границ между 
которыми находится в стадии разработки.

По вертикали почвы разделяются на генетические горизонты, 

которые образовались в результате почвообразовательных процессов. 
Они характеризуются определенными морфологическими признаками, составом и свойствами. Верхние горизонты почв обогащены 
органическими веществами, ниже залегают горизонты выноса и накопления (элювиальные и иллювиальные, или метаморфические), 
которые сменяются переходными к почвообразующей породе и почвообразующей породой. Совокупность генетических горизонтов образует почвенный профиль, который является характерным для каждой почвенной разности: типа, подтипа, рода и других таксономических рангов почвенной классификации.

Функции почвенного покрова многообразны, важнейшие из них: 

обеспечение существования жизни на Земле; трансформация солнечной энергии в энергию органического вещества; регулирование 
газового состава атмосферы и гидрологического режима суши и др.

Почва — четырехфазная система

Почва состоит из четырех фаз: твердой, жидкой, газовой и живой. 

Твердая фаза почвы — это полидисперсная органоминеральная система, состоящая из первичных, вторичных минералов и органических веществ растительного и животного происхождения, а также 
продуктов их взаимодействия. Она наименее динамична и образует 
каркас для других фаз, характеризуется определенными морфологическими признаками, гранулометрическим, минералогическим и 
химическим составом. 

Жидкая фаза почвы — это вода, занимающая часть порового пространства, поступающая в виде атмосферных осадков и из грунтовых 
вод, содержащая растворенные органические и минеральные вещества и потому названная почвенным раствором. Почвенный раствор 
характеризуется определенным химическим составом, кислотнощелочными и окислительно­восстановительными параметрами и 
другими показателями. Ему принадлежит ведущая роль в химических, биологических, биохимических и других процессах, протекающих в почвах в вертикальном и латеральном (боковом) переносе 
веществ. Он является непосредственным источником питания растений. Жидкая среда динамична, продукты ее функционирования 
обновляются в течение суток.

Газовая фаза почвы — это почвенный воздух, заполняющий поровое пространство, свободное от воды. Так же как и атмосферный, 
почвенный воздух в основном состоит из азота, кислорода и углекислого газа, но в отличие от атмосферного содержание в нем кислорода и углекислого газа сильно изменяется во времени и в про

странстве. Скорость обновления продуктов функционирования 
газовой фазы в целом сопоставима со скоростью обновления жидкой фазы.

Живая фаза почвы (почвенная биота) — это населяющие почву 

организмы. К ним относятся микроорганизмы; бактерии, грибы, 
водоросли, представители почвенной микрофауны; простейшие, насекомые, дождевые черви и др. Отнесение обитающих в почве корней растений к живой фазе почв, так же как и млекопитающих, остается дискуссионным, хотя их вклад в почвообразование очень существенен.

Согласно современным представлениям, почва является сложной 

системой, имеющей многоуровневую структурную организацию. 
На базе системного подхода были определены иерархические уровни структурной организации почвы (Б.Г. Розанов, 1988). Наиболее 
низким уровнем является атомарный (радиоактивные изотопы, естественная и искусственная радиоактивность). Следующий уровень — 
кристалломолекулярный, или молекулярно­ионный (молекулы и 
ионы твердой, жидкой, газообразной и живой фаз почвы). Третий 
уровень структурной организации почвы — уровень элементарных 
почвенных частиц — это фракции разного размера, выделяемые 
при гранулометрическом анализе (песок крупный, средний, мелкий; пыль крупная, средняя, мелкая; ил). Эти частицы различаются не только размером, но и составом и свойствами. Четвертый 
уровень — почвенные микрои макроагрегаты, или структурные 
отдельности, включающие кроме агрегированных (склеенных) элементарных почвенных частиц специфические новообразования 
(конкреции, стяжения, пленки и др.). Клеящим веществом в агрегатах являются новообразованные гумусовые вещества, соединения 
кальция, железа и др.

Пятый уровень организации — почвенный горизонт. Морфологические признаки, состав, строение и свойства генетических горизонтов позволяют диагностировать почвенные процессы и почвенные разности.

Шестой уровень структурной организации — это почвенный профиль (почвенный индивидуум), характеризующий почву как особое 
природное тело, состоящий из закономерного сочетания генетических горизонтов.

Седьмой и последующие уровни являются уровнями почвенного 

покрова: элементарный почвенный ареал — участок территории, 
занятый одной почвой; почвенные комбинации, структуры, включающие два или несколько элементарных почвенных ареалов (сочетания, вариации, комплексы и др.). К последнему уровню следует 
отнести почвенный покров, или педосферу в целом, как отдельную 
геосферу Земли, имеющую общепланетарные функции.

Каждый из перечисленных уровней организации требует специальных методов исследований и способов контроля и управления.

Почвы образуются в результате взаимодействия факторов почвообразования. В.В. Докучаевым было установлено пять глобальных 
факторов почвообразования: климат, растительность и животный 
мир (биологический фактор), почвообразующие породы, рельеф и 
возраст страны (время). Впоследствии были добавлены хозяйственная деятельность человека (фактор, ставший в настоящее время глобальным) и ряд локальных факторов, таких как почвенно­грунтовые 
и грунтовые воды, поверхностные воды половодий и паводков в поймах рек, вулканический фактор в областях действующих вулканов.

Почвоведение изучает почву не только как особое природное 

тело, но и как средство производства, как предмет труда и как продукт труда. Это связано с тем, что главным функциональным свойством почвы является плодородие, обеспечивающее жизнь на Земле 
и являющееся результатом жизни. Под плодородием понимается способность почв обеспечивать растения земными факторами жизни, 
а это элементы питания, вода, почвенный воздух, стимулирующая 
способность, теплорегулирующая способность, кислотно­щелочные 
и окислительно­восстановительные условия, энергетические поля, 
каркас для корневых систем. Кроме того, следует различать космические факторы жизни растений (солнечная энергия, свет и тепло) 
и атмосферные факторы (кислород, углекислый газ, элементы питания).

Плодородие почв — предмет изучения одного из главных направ­

лений прикладного почвоведения — агропочвоведения. Оно зависит 
от состава и свойств почв, формируется и развивается вместе с развитием почвы в результате взаимодействия факторов почвообразования, поддается количественной оценке и регулированию.

Связь почвоведения с другими науками.  

Разделы почвоведения

В системе естественных наук почвоведение тесно связано с физико­математическими, химическими, биологическими, геологическими, географическими науками, использует их фундаментальные 
законы и методы исследования. В свою очередь, почвоведение является теоретической основой для ряда прикладных наук агробиологического цикла, таких как агрохимия, агроэкология, растениеводство, земледелие, луговодство, мелиорация, землеустройство и др.

В настоящее время почвоведение дифференцировалось на ряд 

разделов в соответствии с методами изучения и практической направленностью знаний о почвах. Выделяются такие самостоятельные 
разделы, как физика, химия, минералогия, биология, география, 
картография, классификация почв.

По формам использования почвенного покрова и прикладных 

знаний о почвах оформились следующие прикладные разделы: агропочвоведение, мелиоративное почвоведение, лесное, экологическое, 
инженерное почвоведение.

Агропочвоведение рассматривает почву с точки зрения ее сельскохозяйственного использования, оно решает следующие вопросы:

 
• изучение и оценка состава и свойств почв для целей землеустройства (рациональная организация территории, организация 
севооборотов, оценка почв и выбор участков для многолетних 
насаждений, ценных культур и т.д.);

 
• проведение агропроизводственной группировки почв, их качественной оценки (бонитировки), агроэкологической оценки и 
типизации земель;

 
• составление и ведение земельного кадастра;

 
• обоснование рациональных систем земледелия;

 
• разработка методов защиты почв от загрязнения и деградационных процессов (эрозия почв, дефляция, переуплотнение, выпаханность и др.).
Мелиоративное почвоведение, используя методы агропочвоведения, служит теоретической основой для целей коренного улучшения 
почв: орошения, осушения, химических мелиораций (известкование, 
гипсование, кислование почв), комплексной мелиорации почв биологическими и агротехническими методами, рекультивации земель.

Лесное почвоведение вместе с лесоведением является научной основой повышения продуктивности лесов и искусственных лесных 
насаждений. Оно разрабатывает приемы и способы агролесомелиорации.

Методы исследования в почвоведении

Как всякая сложная система, почва обладает источниками информации, такими как вещественный состав, материальные свойства, закономерности распределения почв на поверхности земли, 
история развития, почвообразовательные процессы, обмен веществом и энергией с другими природными телами, плодородие почв  
и др. Для получения такой информации почвоведение использует 
методы других естественных наук: химии, физики, биологии, биохимии, геохимии, геологии, гидрологии и ряда других. В то же время 
почвоведение как самостоятельная наука имеет свои методы и приемы исследований.

Сравнительно-географический метод. Сущность метода заключается в выявлении коррелятивных связей между строением, составом 
и свойствами почв, с одной стороны, и факторами почвообразования — с другой. Установление таких связей позволило В.В. Докучаеву 
разработать теоретические основы современного почвоведения и 

установить целый ряд общих закономерностей генезиса и географии 
почв, в частности учение о факторах почвообразования, о зональности и вертикальной поясности и др. В.В. Докучаев назвал почву 
«зеркалом» ландшафта, в ней отражены особенности взаимодействия 
факторов почвообразования в каждом отдельном месте. Открытие 
закономерных связей между типом почвы и биоклиматическими 
условиями позволило ему в конце XIX в. составить первую почвенную карту Северного полушария дедуктивным методом.

Разновидности сравнительно­географического метода — сравнительно­геоморфологический и сравнительно­литологический, основанные на установлении связей между почвенными разностями, 
рельефом местности и почвообразующими породами, широко используются в настоящее время при крупномасштабном картографировании почв. Однако некоторые свойства почв обусловлены не 
действием современных факторов почвообразования, а остались от 
прошлых эпох, когда факторы почвообразования отличались от существующих. Такие свойства почв называют реликтовыми.

Сравнительно-исторический метод. В основу метода положен 

принцип актуализма, который позволяет исследовать реликтовые 
свойства почв на основе изучения современных процессов почвообразования и их связи с современными факторами почвообразования.

Профильный метод. Сущность метода заключается в изучении 

системы генетических горизонтов, включая почвообразующую породу, которые являются следствием почвообразовательного процесса, агрогенного воздействия или же связаны с неоднородностью 
(слоистостью) почвообразующей породы. Разновидностью профильного метода является сравнительно­аналитический метод (по 
А.А. Роде). Сущность его заключается в сравнении вещественного 
состава и свойств твердой фазы каждого из почвенных горизонтов, 
с одной стороны, и материнской породы — с другой. Изменения в 
почвенном профиле, найденные таким сравнением, служат основой 
для суждения о природе процессов почвообразования и причинах 
вертикальной анизотропности почвы: выносе и накоплении веществ, 
образовании и разрушении химических соединений в отдельных ге­
нетических горизонтах. Как правило, эти изменения протекают с 
малыми скоростями и накапливаются в течение длительного времени (сотни и тысячи лет). Непосредственное наблюдение за ходом 
этих изменений неосуществимо. При использовании сравнительноаналитического метода принимаются три допущения.

1. Исходная материнская порода, из которой образовалась изучаемая почва, не была слоистой.

2. Слой почвы, принимаемый исследователями за почвообразующую породу, существенно не изменился за период существования 
почвы.