Текст книги "Практика по почвоведению"

3.2 Строение почвы

Строение почвы – специфическое для каждого почвенного типа сочетание генетических горизонтов и внегоризонтных образований, составляющее в целом почвенный профиль, это общий облик почвенного профиля.

Почвенный профиль – определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов почвы. В профиле почвы различают несколько горизонтов, которые часто подразделяются на подгоризонты.

Генетические почвенные горизонты – это однородные, обычно параллельные поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам.

Характер и последовательность генетических горизонтов специфичны для каждого типа почв, что делает их основной диагностической характеристикой. Каждый горизонт имеет свое название и буквенное обозначение (индекс). Для более точной характеристики используют дополнительные буквенные и цифровые индексы.

Обычно выделяют следующие генетические горизонты:

– Ао (О – по новой системе) – горизонт на поверхности почвы, состоящий из свежего или частично разложившегося органического вещества, представлен лесной подстилкой или степным войлоком;

– А – гумусовый горизонт. Чаще наиболее темно-окрашенный почвенный горизонт в верхней части почвенного профиля, в котором происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы;

– А1 – минеральный гумусово-аккумулятивный. Встречается в почвах, где происходит разрушение алюмосиликатов и образование подвижных органо – минеральных веществ. Верхний темно-окрашенный горизонт содержащий наибольшее количество органического вещества;

– А2 (Е) – подзолистый или осолоделый. Формируется под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это элювиальный, сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт, обедненный гумусом и другими соединениями;

– Ап или Апах – пахотный горизонт, поверхностный гумусовый горизонт, преобразованный периодической сельскохозяйственной обработкой, образованный из различных горизонтов на глубину вспашки – обычно от 25 до 30 см. Встречается только в пахотных почвах;

– В – переходный или иллювиальный горизонт (горизонт вмывания), в первом случае (черноземный тип почвообразования) в этом горизонте не наблюдается существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт является переходным слоем к почвообразующей породе, характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, Во втором случае (подзолистый тип почвообразования) горизонт В располагается под элювиальным горизонтом и представляет собой бурый, охристо-бурый или красновато-бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов;

– С – материнская (почвообразующая) порода, представляет собой незатронутую почвообразованием породу, в верхнюю часть которой могут вмываться соли. Их присутствие обозначается дополнительными буквами: карбонатов кальция – Сk, сульфатов – Сs. Из этой породы сформировалась данная почва. На этой глубине порода уже не затронута специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т.

д.);

– D – подстилающая горная порода. Эта порода залегает ниже материнской (почвообразующей) и отличается от нее по своим свойствам (главным образом по литологии). Встречается только в случае перекрывания горных пород.

Кроме указанных горизонтов выделяются переходные горизонты, для которых применяются двойные обозначения, например, АВ – переходный горизонт от А к В, с преобладанием в верхней части признаков горизонта А, а в нижней В; ВС – переходный горизонт от переходного к материнской породе.

Второстепенные признаки обозначаются индексом с дополнительной малой буквой, например, Вса – переходный горизонт с видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций; Вg – иллювиальный горизонт со следами оглеения, В1 – метаморфический горизонт, характеризующийся аккумуляцией глины без заметных следов ее перемещения и др. То есть индексы при обозначении генетических горизонтов ставятся в зависимости от степени выраженности того или иного процесса, протекающего в данном горизонте.

Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов, поэтому некоторые из них могут в том или ином профиле отсутствовать. Сочетание горизонтов позволяет записать строение почвенного профиля в виде своеобразной формулы например, Ап – А1 – А2В1 – Вs – ВСs – Сs – дерново-подзолистая пахотная грунтово-глееватая почва.

Мощность почвы общая (А+АС, А+В, А+В+ВС ит. д. до С или D) и гумусированной части (А, АС, АВ и т. д. до В или др.).

Мощность почвенного профиля и генетических горизонтов.

Мощность почвенного профиля – общая протяженность горизонтов от поверхности до материнской породы. У различных почв она колеблется от 40 -50 до 100-150 и более см.;

Наличие плотной породы или внутрипочвенных кор (глубина положение, характер, строение, мощность, если в пределах профиля).

Трещиноватость (наличие, характер, глубина и ширина крупных внегоризонтных трещин, характер их поверхности, заполненность материалом).

Корневая система (глубина, особенности строения).

Перерытость животными (наличие ходов и экскрементов, нор, глубина распространения, характер, обилие, влияние на перемешивание горизонтов).

Распределение в профиле:

– карбонатов (характер и глубина вскипания, видимых новообразований, наличие обломков карбонатных пород);

– солей (характер, глубина, обилие, распределение в профиле);

– конкреций (распределение в профиле, их общий характер, обилие, изменение по профилю).

3.3 Тип сложения

Сложение почвы – физическое состояние почвенного материала, обусловленное взаимным расположением и соотношением в пространстве твердых частиц и связанных с ними пор (геометрия пространства, занятого почвенным материалом).

Выделяют следующие типы сложения почв.

Рыхлое сложение, когда частицы или агрегаты в почвенной массе не связаны между собой или связаны столь непрочно, что легко рассыпаются при механическом воздействии (копка, вспашка).

Плотное сложение – частицы или агрегаты в почвенной массе довольно прочно связаны друг с другом, образуя сплошное тело устойчивой формы, разрушающееся лишь при некотором усилии.

Слитное сложение – частицы и микроагрегаты в бесструктурной почвенной массе очень прочно связаны между собой, образуя сплошную вязкую набухающую массу при увлажнении, сильно растрескивающуюся на крупные глыбы или столбовидные отдельности при высыхании (например, вертисоли или почвы рисовых полей).

Каменное сложение имеет почва, чьи частицы – микроагрегаты или конкреции сцементированы в сплошную каменную массу, не поддающуюся разрушению без специальных инструментов.

3.4 Характер перехода к последующему горизонту

Этот морфологический признак описывается как форма нижней границы горизонта (ровная, волнистая, карманная, языковатая, затечная, размытая, полисадная), так и характер перехода (резкий, ясный, заметный, постепенный).

По форме границ между почвенными горизонтами выделяют восемь основных типов переходов (см. рисунок 6).

Ровная граница характерна для большинства почв, особенно в нижних, в наименьшей степени дифференцированных частях почвенного профиля. Обычно такая форма встречается при постепенности переходов между горизонтами. Но в некоторых случаях ровная граница может характеризовать и резкий переход.

Волнистая граница часто характеризует низ гумусового горизонта в лесных почвах или переходы между подгоризонтами одного и того же горизонта. Иногда такая форма границы имеется и у пахотного горизонта, особенно вновь осваиваемых целинных или залежных землях. Для волнистой границы характерно отношение амплитуды к длине волны менее 0,5. В зависимости от условий такая граница может быть мелковолнистой (длина волны < 5 см), средневолнистой (длина волны от 5 до 10 см) и крупноволнистой (длина волны > 10 см).

Карманная граница характерна для низа гумусового горизонта степных почв. Такая форма характерна для нижней границы горизонтов со слабым развитием элювиальных явлений, это преимущественно граница аккумулятивных горизонтов. Карманная форма границы выделяется при отношении глубины к ширине затеков (карманов) от 0,5 до 2. Если отношение менее 0,5, то граница будет волнистая; если оно больше 2, то граница будет языковатая. Граница может быть мелкокарманная (ширина карманов менее 5 см) и крупнокарманная (ширина более 10 см).

1 – ровная; 2 – волнистая; 3 – карманная; 4 – языковатая; 5 – затёчная; 6 – размытая; 7 – пильчатая; 8 – полисадная.

Рисунок 6 – Форма границ между горизонтами в профиле почв

Языковатая граница характерна для низа элювиальных горизонтов, но может быть встречена и в нижней части гумусовых горизонтов степных почв.

Затечная граница характеризует обычно почвы с потечным характером гумуса (например, криогенные почвы), либо подвергающиеся очень глубокому периодическому растрескиванию (темные слитые почвы – вертисоли). При затечной границе отношение глубины затеков к их ширине превышает 5 и может достигать нескольких десятков.

Размытая граница характерна для почв с сильным выражением элювиального процесса, в частности для сильнооподзоленных почв, когда нельзя провести четкую границу между горизонтами А2 и В и приходится выделять подгоризонт АВ, представляющий собой именно пограничный слой, широкую размытую границу между горизонтами.

Пильчатая граница встречается довольно редко, но иногда описывается в подзолистых почвах на структурных глинах.

Полисадная граница – это тоже довольно редкое явление в почвенном покрове. Как правило, это граница между осолоделым и столбчатым горизонтом в солонцах при хорошей выраженности столбчатой структуры солонцового горизонта.

По степени выраженности выделяют следующие виды перехода между горизонтами.

Резкий переход – граница между соседними горизонтами прослеживается в профиле совершенно четко и может быть выделена на стенке разреза ножом с неопределенностью в пределах 1 или 2 см при особой форме границы.

Ясный переход – граница между соседними горизонтами прослеживается в профиле четко и может быть выделена на стенке разреза с неопределенностью в пределах от 1 – 3 до 2 – 5 см.

Заметный переход – граница прослеживается с неопределенностью в пределах 3 – 5 см. Это обычно переход между подгоризонтами в нижней части профиля элювиально-иллювиальных почв.

Постепенный переход – граница может быть выделена лишь с неопределенностью более 5 см (в пределах от 6 до 10 см). Это характерный переход между всеми горизонтами в красноземах или ферраллитных почвах, между подгоризонтами в гумусовом горизонте чернозема.

3.5 Типы строения профиля

Строение почвенного профиля сколь же разнообразны, сколь разнообразны природные условия планеты. Однако в этом бесчисленном разнообразии анализ позволяет выявить определенные закономерности, и сгруппировать разные профили в некоторые типы строения в соответствии с их морфологией. По характеру соотношения генетических горизонтов все почвенные профили можно разделить на две большие группы – простые и сложные, в пределах, которых можно выделить несколько типов строения (см. рисунок 7).

Простой профиль.

1 Примитивный профиль имеют почвы на первых стадиях своего образования, он слабо дифференцирован на горизонты; выделяется лишь поверхностный горизонт А либо АС, лежащий непосредственно на материнской породе С. Мощность почвы составляет всего несколько сантиметров.

2 Неполноразвитый профиль формируется на плотных массивнокристаллических породах, либо на крутых склонах. В этом случае имеется полный набор генетических горизонтов характерных для данного типа почвы, но все горизонты имеют малую мощность и укороченные. Общая мощность почвы составляет всего несколько десятков сантиметров. Если почва формируется на плотной породе, то она обычно щебнистая, примером таких почв могут служить соответствующие роды черноземов или каштановых почв и т. п.

3 Нормальный профиль – это наиболее широко распространенный тип строения почвенного профиля, в котором имеется полный набор генетических горизонтов, характерных для данного типа почвообразования. Это профиль зрелых почв, имеющих большой абсолютный и относительный возраст.

1 – примитивный; 2 – неполноразвитый; 3 – нормальный; 4 – слабодифференцированный; 5 – нарушенный (эродированный); 6 – реликтовый; 7 – многочленный; 8 – полициклический; 9 – нарушенный (перевернутый); 10 – мозаичный.

Рисунок 7 – Типы строения почвенных профилей

4 Слабодифференцированный профиль характерен для почв, формирующихся на материнских породах, бедных легко выветривающимися минералами. Такими породами с малым минеральным резервом могут быть, пески, древние ферраллитные коры выветривания. Формируется весьма растянутый монотонный профиль, практически не расчленяющийся на горизонты.

5 Нарушенный (эродированный) профиль имеют почвы, подвергающиеся в разной степени водной или ветровой эрозии. В этом случае уничтожена верхняя часть почвенного профиля: при слабой эрозии – часть горизонта А, при средней – весь горизонт А и часть горизонта В, при сильной – горизонты А и В.

Сложный профиль.

Сложный профиль может быть представлен:

– реликтовым (в этом случае в почве имеются как бы два самостоятельных профиля, наложенных один на другой, из которых нижний является погребенным реликтовым, а верхний современным);

– многочленным (в пределах почвенного профиля происходит смена породы (обычно в пределах 100 см от поверхности), в таких почвах особенно четко проявляется слоистость поверхностных наносов);

– полициклическим (характерен для почв, формирующихся в условиях периодического отложения почвообразующего материала);

нарушенным (перевернутый, турбированный);

– мозаичным (профиль характеризуется резко выраженной диспропорцией и резкими различиями в форме горизонтов, весь профиль выглядит как пятнистый, пестрый, мозаичный).

Отмечают иные особенности профиля (каменистость, особая нарушенность).

3.6 Влажность почв при описании

При полевом определении влажности можно пользоваться следующими критериями.

Сухая почва:

– песчаная почва рассыпается свободно отдельными зернами, не холодит руку;

– суглинистая и глинистая почва пылит или свободно рассыпается твердыми комками разного размера, не холодит руку.

Свежая (влажноватая) почва:

– песчаная почва рассыпается как зернами, так и непрочными агрегатами, обладающими некоторой связностью; холодит руку на ощупь;

– суглинистая и глинистая почва рассыпается мягкими комками; холодит руку на ощупь; при быстром подсыхании. На воздухе немного светлеет.

Влажная почва:

– песчаная почва связная, не рассыпается свободно на отдельные зерна; сильно холодит руку на ощупь; сильно увлажняет фильтровальную бумагу; при сжатии в руке не сохраняет приданную форму;

– суглинистая и глинистая почва сильно холодит руку на ощупь; немного увлажняет фильтровальную бумагу; при подсыхании заметно светлеет; при сжатии в руке сохраняет приданную форму;

Сырая почва:

– песчаная почва связная, не рассыпается; при сжатии в руке сохраняет приданную форму; при сжатии в руке вода смачивает руку и сочится между пальцами;

– суглинистая и глинистая почва при сжимании в руке превращается в тестообразную массу и хорошо формуется, а вода смачивает руку, но не сочится.

3.7 Окраска

В естественной ненарушенной почве окраска служит важным морфологическим признаком, характеризующим многие ее свойства.

При описании окраски почвы в данном горизонте надо следовать определенной последовательности, давая ей детальную характеристику.

Однородная окраска – весь горизонт однообразно окрашен в какой-то цвет.

Равномерная однородная окраска – тон и интенсивность окраски не меняются в пределах всего горизонта.

Неравномерная однородная окраска – тон и интенсивность окраски постепенно меняются от верхней части горизонта к нижней, например, от темно-бурой до бурой или от темно-серой до серой.

Неоднородная окраска – горизонт окрашен в различные цвета путем чередования пятен разного цвета при разной геометрии чередования.

Пятнистая окраска – пятна какого-то цвета нерегулярно располагаются на фоне другого цвета, например, охристые пятна на сизом фоне в глеевом горизонте.

Крапчатая окраска – мелкие пятнышки (диаметром до 5 мм) нерегулярно разбросаны по однородному фону другой окраски, создавая порфировидное строение окраски.

Полосчатая окраска – окраска создается регулярным чередованием полос разного цвета, например, желтоватых и красноватых полосок в зебровидной глине.

Мраморовидная окраска – крайне пестрая окраска, создаваемая прихотливым узором пятен и прожилок разного цвета, причем прожилки обычно более светлые, чем пятнистая окраска основной массы (например, окраска псевдоглеевых горизонтов).

При характеристике неоднородной окраски важное значение – имеет количественная характеристика неоднородности или степени пятнистости. Пятнистость окраски может быть описана самыми общими терминами, либо, детально. В этом случае используется следующая схема описания пятнистости, принятая в международной практике.

Обилие пятен:

а) мало – пятна занимают менее 2 % площади;

б) средне – пятна занимают менее 2 – 20 % площади;

в) много – пятна занимают более 20 % площади.

Размер пятен:

а) мелкие – менее 5 мм в диаметре;

б) средние – от 5 до 15 мм;

в) крупные – более 15 мм в диаметре.

Окраска пятен описывается в стандартных терминах с учетом цвета, оттенка, интенсивности.

При этом необходимо установить основной цвет (красный, бурый, желтый, серый), насыщенность этого цвета (темный, светлый), оттенки этого цвета (серо-бурый, красно-бурый, желто-бурый, черно-бурый). Наиболее употребительные определения цветов почвы проведено в таблице 1.

Таблица 1 – Наиболее употребительные определения цветов почвы

Необходимо отметить, что при определении окраски почвы первый термин характеризует ее оттенок, а доминирующая окраска обозначается вторым термином в словосочетании. Например, буро-черная окраска – черный является фоновым цветом почв, а бурый – ее оттенком.

Характеризуя окраску почвы, необходимо раздельно описывать ее для общего естественного состояния горизонта, внешних и внутренних частей структурных отдельностей, в естественном состоянии влажности и при высыхании. Естественно, окраска почвы должна определятся при хорошем освещении. Не рекомендуется определять окраску почвы рано утром и вечером.

3.8 Структура почвы

Оструктурность почвы – способность почвы распадаться в естественном состоянии при механическом воздействии (выкапывании или вспашке) на агрегаты (структурные отдельности) определенного размера и формы (см. рисунок 8).

Рисунок 8 – Строение структурных отдельностей почв

Структуру почвы можно представить и как отдельности (агрегаты), на которые расчленяется масса почвы, причем, с агрофизической и морфологической точек зрения почвенная структура – это понятия разные. С агрономической точки зрения структурная почва должна в основном содержать мезоагрегаты, т.е. отдельности диаметром от 0,25 до 7 (10) мм остальные почвы именуются бесструктурными.

При описании структуры почвенного горизонта рекомендуется определенная последовательность.

Во-первых, устанавливается качество структуры бесструктурность, слабая, умеренная, прочная структуры. Затем определяется вид структуры в соответствии с установленными градациями (кубовидная, призмовидная и плитовидная).

В морфологии почв первостепенное значение имеет типология структуры почв с тем, чтобы определить ее генетическое и диагностическое значение. С.А. Захаров разработал принятую сейчас схему главных генетических типов почвенной структуры, связанных с определенными типами генетических горизонтов почв (см. рисунок 9).

Первый тип – округло – кубовидная структура при более или менее равномерном развитии по трем осям, характерная для гумусовых, пахотных. верхней части иллювиальных, аккумулятивных и глеевых горизонтов почв. В пределах этого типа выделяются 7 родов структуры:

– глыбистая – неправильная форма и неровная поверхность агрегатов, характерна для глеевых, слитых, выпаханных горизонтов;

– комковатая – округлая форма с шероховатой поверхностью без выраженных ребер и граней, характерна для гумусовых и метаморфических горизонтов почв;

– пылеватая – мельчайшие микроагрегаты, форма которых неразличима невооруженным глазом, характерна для выпаханных или элювиальных горизонтов;

I тип: 1 – крупноглыбистая; 2 – глыбистая; 3 – мелкоглыбистая; 4 – крупнокомковатая; .5 – комковатая; 6 – мелкокомковатая; 7 – пылеватая; 8 – крупноореховатая; 9 – ореховатая; 10 – мелкоореховатая; 11 – крупнозернистая (гороховатая); 12 – зернистая (крупитчатая); 13 – мелкозернистая (порошистая); 14 – конкреционная; 15 – икряная.

II тип: 16 – тумбовидная; 17 – крупностолбчатая; 18 – мелкостолбчатая; 19 – крупнопризмовидная; 20 – мелкопризмовидная; 21 – карандашная; 22 – крупнопризматическая; 23 – призматнческая; 24 – мелкопризматическая; 25 – тонкопризматическая.

III тип: 26 – крупноплитчатая; 27 – плитчатая; 28 – пластинчатая; 29 – листоватая; 30 – скорлуповатая; 31 – грубочешуйчатая; 32 – мелкочешуйчатая; 33 – мелколинзовидная; 34 – чечевичная.

Рисунок 9 – Главные виды почвенной структуры (структурных агрегатов) (по С. А. Захарову с дополнениями)

– ореховатая – более или менее правильные острореберные агрегаты, напоминающие буковые орешки, характерна для верхних иллювиальных горизонтов;

– зернистая – более или менее правильная форма с выраженными гранями и ребрами, напоминающая гречневую крупу, характерна для гумусовых горизонтов лугово-степных и степных почв;

– конкреционная – слитное скопление округлых конкреций;

– икряная – мелкие, разной формы; но хорошо оформленные агрегаты соединяются в сплошную массу.

Второй тип – призмовидная структура при выраженном развитии по вертикальной оси, характерная для иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород.

Выделяются 3 рода этой структуры:

– столбовидная – правильной формы отдельности с хорошо выраженными вертикальными гранями, округлой «головкой» и неровным основанием, характерна для солонцовых и слитных горизонтов;

– призмовидная – отдельности слабо оформлены,. с неровными скорлуповатыми гранями с острыми вершинами, округленными ребрами, характерна для нижней части иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород;

– призматическая – грани и ребра призм четко выражены, характерна для иллювиальных горизонтов почв.

Третий тип – плитовидная структура при развитии по горизонтальным осям, характерна для элювиальных горизонтов почв. Выделяются два рода этой структуры:

– плитчатая при более или менее развитых плоских горизонтальных поверхностях спайности;

– чешуйчатая при небольших, несколько изогнутых поверхностях спайности.

Различают четыре градации качества структуры:

– О – бесструктурность – нет видимой агрегации и упорядоченного расположения естественных поверхностей;

– 1 – слабая структура – слабо оформленные неопределенные агрегаты едва различимые в натуре; почва при нарушении распадается на небольшное количество целых агрегатов, много разломанных агрегатов и много неагрегированного материала;

– 2 – умеренная структура – хорошо оформленные различимые агрегаты, умеренно прочные и почти не видимые в ненарушенном состоянии;

при нарушении почва распадается на много целых агрегатов, немного разломанных агрегатов и мало неагрегированного материала;

– 3 – прочная структура – хорошо оформленные устойчивые агрегаты ясно различаются в ненарушенном состоянии почвы, слабо связаны один с другим и полностью отделяются при нарушении почвы.