Типы строения почвенного профиля
Профиль бывает простым и сложным.
Простое строение профиля включает пять типов:
1) примитивный профиль
2) неполноразвитый профиль;
3) нормальный профиль;
4) слабодифференцированный;
5) нарушенный (эродированный) профиль.
Сложное строение почвенного профиля также характеризуется пятью типами:
1) реликтовый профиль;
2) многочленный профиль;
3) полициклический профиль;
4) нарушенный (перевернутый) профиль;
5) мозаичный профиль.
Почвенные горизонты
Генетические почвенные горизонты — это формирующиеся в процессе почвообразования однородные, обычно параллельные земной поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам.
Строение почвы — общий облик почвенного профиля. Характер и последовательность генетических горизонтов специфичны для каждой почвы, что является основной диагностической характеристикой. Каждый горизонт имеет название и буквенное обозначение (индекс). В качестве индексов примеяют буквы латинского алфавита:
|
|
Обычно выделяют:
А — гумусово-аккумулятивный горизонт формируется в верхней части профиля в результате накопления гумуса и элементов питания.
Ап —п ахотный горизонт, поверхностный гумусовый горизонт, преобразованный периодической обработкой.
Ad — дернина — густо пронизанный корнями растений верхний слой почвы, формируется под луговой растительностью.
A1 — гумусово-элювиальный; наряду с накоплением гумуса происходят разрушение минералов и частичный вынос органических и минеральных веществ.
А2 —- элювиальный всегда окрашен в светлые тона в результате интенсивного разрушения и выноса продуктов разрушения в нижележащие горизонты или за пределы почвенного профиля. В подзолистых и дерново-подзолистых почвах он называется подзолистым горизонтом.
В — иллювиальный горизонт, переходный от гумусового к материнской породе; горизонт вмывания, в результате чего он может обогащаться гумусом (Bh), илом (Вi), карбонатами (Вк или Вса), соединениями железа (BFe) глиной (Вт).
G — Глеевый горизонт формируется в гидроморфных почвах вследствие длительного или постоянного избыточного увлажнения.
С — Материнская порода представляет собой незатронутую почвообразованием породу, в верхнюю часть которой могут вмываться соли. Их присутствие обозначается дополнительными буквами: карбонатов — Ск гипса — Сг, сульфатов — Cs.
Д — подстилающая порода выделяется тогда, когда почвенные горизонты образовались на породе, ниже которой расположена другая порода.
Для переходных горизонтов применяются двойные обозначения:
|
|
А2В — горизонт с признаками подзолистого (А2) и иллювиального (В);
A1A2 — прокрашенный гумусом, с признаками оподзоливания;
B1Ba — отсутствует резкая граница между слоями в иллювиальном горизонте и т.д.
Для торфяных почв применяется индекс Т.
Профили пойменных почв подразделяются как на горизонты, так и на отдельные слои аллювия и обозначаются A1, А2 и т.д.
Обозначение аллювия ставится на первое место: Ао — Al1A1 – Al1Bo – Al1 - Al...
Мощность почвенного профиля и почвенных горизонтов
Мощность почвенного профиля — общая протяженность всех горизонтов до материнской породы. У различных почв она колеблется от 40-50 до 100-150 см.
Мощность почвенного горизонта — протяженность от верхней до нижней границы. Например, Ао = 0-5 см, A1 — 5-25 см и т.д., т.е. видна как мощность, так и глубина расположения горизонта.
Сочетание горизонтов позволяет записать строение почвенного профиля в виде своеобразной формулы,
например: Ао — A1 — А2 — B1 — В2 — ВС — С — подзолистая почва;
Ап — А2 — А2В1 — Bg — BCg — Cg — дерново-подзолистая пахотная грунтово-глееватая почва.
Окраска почвы
Окраска почвы— наиболее доступный, и прежде всего бросающийся в глаза морфологический признак. Это существенный показатель процессов, происходящих в почве, и принадлежности ее к тому или иному типу. Недаром многие почвы получили название в соответствии со своей окраской — подзол, краснозем, чернозем, желтозем и т.д.
Наиболее важны для окраски почв следующие группы веществ:
1) гумус; 2) соединения железа; 3) кремнекислота, углекислая известь.
Гумусовые вещества обусловливают черную, темно-серую и серую окраски.
Соединения окиси железа окрашивают почву в красный, оранжевый и желтый цвета,
закиси железа — всю почву или отдельные ее горизонты и участки в сизые и голубоватые тона. Встречающийся, например, в болотных почвах вивианит [Fe3(PO4)2-8H2O] придает им зеленовато-голубой оттенок.
Кремнезем (SiO2), углекислый кальций (СаСО3) и каолинит (H2Al2Si2O8-H2O) обусловливают белую и белесую окраски.
В ряде случаев заметную роль в приобретении почвой белесоватых оттенков могут играть гипс (CaSO4-2H2O) и легкорастворимые соли (NaCl, Na2SO4-8H2O и др.).
Минералогический состав почв
Первичные минералы почти целиком сосредоточены в гранулометрических фракциях размером более 0,001 мм, так называемой крупной фракции почв, что определяется исходными преобладающими размерами минеральных зерен в плотных породах, а также максимальными пределами их дробления при механических и температурных воздействиях.
Наиболее распространенными первичными минералами в породах и почвах являются кварц, полевые шпаты, амфиболы, пироксены и слюды.
Вторичные минералы возникли из первичных минералов под воздействием климатических и биологических факторов, практически целиком сосредоточены в тонкодисперсных гранулометрических фракциях размером <0,001 мм.
Представлены глинистыми минералами, минералами оксидов железа, алюминия, марганца и кремния и минералами-солями.
Глинистые минералы, как правило, составляют основную часть вторичных минералов. Названы они так в связи с тем, что преимущественно определяют минералогический состав глин.
К главнейшим глинистым минералам относятся минералы групп каолинита, гидрослюд, монтмориллонита, смешаннослойных минералов, хлорита.
Минералы гидроксидов железа и алюминия. И з минералов группы железа наибольшее значение имеют гематит и гетит, и гиббсит из минералов группы алюминия.
Минералы-соли встречаются в виде примесей к глинистым минералам главным образом в почвах аридных и семиаридных зон.
Наиболее широко распространенными минералами-солями в почвах являются карбонаты:
кальцит, люблинит, арагонит; доломит; сода.
|
|
Среди сульфатов наиболее распространены гипс, полугидрат, ангидрит, мирабиллит.
Среди хлоридов в почвах преобладает галит.
Гранулометрический состав почв и его агрономическое значение
Гранулометрическим составом почвы называется относительное содержание в процентах в ее составе твердых частиц разной крупности, выделяемых в пределах непрерывного ряда определенных условных групп крупности.
Гранулометрический состав почв в значительной степени унаследован от соответствующих почвообразующих (материнских) горных пород и в своих основных чертах мало меняется в процессе почвообразования.
Основная масса твердой фазы почва (95—98%) — минеральная. Элементарные частицы, близкие по свойствам и размерам, объединяются в группы, фракции, на основе чего производится классификация механических элементов. В настоящее время принята классификация В.Р. Вильямса и А.Н. Сабанина, усовершенствованная Н.А. Качинским (1965).
Частицы размером более 1 мм называют почвенным скелетом или крупноземом, менее 1 мм — мелкоземом.
Сумму всех частиц размером менее 0,01 мм называют физической глиной, а более 0,01 мм — физическим песком. Сумму частиц менее 0,001 мм называют илистой или тонкодисперсной фракцией.
Классификация по гранулометрическому составу проводится объединением пород и почв в несколько групп с характерными для них физическими и химическими свойствами.
В зависимости от удельного сопротивления при обработке почв к сельскохозяйственным орудиям почвы делят на легкие (пески, супеси), средние (суглинки) итяжелые (глины).
Новообразования и включения
Химические новообразования в почве—могут или осаждаться на месте образования или, перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном и вертикальном направлениях, выпадать на некотором расстоянии от места своего возникновения.
Химические новообразования по форме разделяют на выцветы и налеты; корочки, примазки и потеки; прожилки и трубочки, конкреции.
Включения — инородные тела в профиле почвы, не связанные < почвообразовательным процессом. К ним относятся камни, обл омки кирпича, кусочки угля, кости, черепки и др.
|
|
Органические и органо-минеральные вещества в почвах
Органическая часть почвы состоит из органических остатков (корешков и наземного опада) и гумуса. Источником гумуса являются органические остатки высших растений, микроорганизмов и животных, обитающих в почве.
Гумусом называют сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков. Содержание гумуса в почвах определяется условиями и характером почвообразовательного процесса; оно колеблется в верхних горизонтах от 1—2 до 12—15%, резко или постепенно уменьшаясь с глубиной.
Гумус является универсальной системой, определяющей и регулирующей практически все факторы, влияющие на формирование почвенного профиля и рост плодородия,
1. Взаимодействуя с минеральной частью почвы, гумусовые вещества и их производные участвуют в трансформации минералов.
Разрушение их фульвокислотами сопровождается миграцией растворимых продуктов, что приводит к образованию элювиальных и иллювиальных горизонтов. При преобладании гуминовых кислот в почвах формируется хорошо выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким уровнем плодородия. Одновременно в пределах каждого конкретного горизонта формируются такие свойства, как структура, влагоемкость, емкость поглощения, буферная способность и др.
2. Гумус — основной источник энергии в самых разнообразных почвенных процессах. В гумусовой оболочке земли его накапливается 5,33 • 1019 кДж, а в целом в биомассе земли — 6,15 х х 1019 кДж (В.А. Ковда).
3. Гумус является аккумулятором азота, в нем содержится 80-95% почвенного азота. Этот азот имеет особое значение в решении экологических и экономических задач.
4. Гумус — источник СО2, который выделяется при его разложении и обогащает приземный слой воздуха, что повышает продуктивность фотосинтеза. Является источником элементов питания растений, Р, К, Са, Mg, S, микроэлементов, которые накапливаются в составе гумуса в результате взаимодействия гумусовых кислот с минеральной частью почвы и освобождаются при его минерализации.
Аккумуляция погребенных форм гумуса (торфа, углей) приводит к концентрации Си, Ni, Co, Мо и других элементов.
5. Высокогумусовые почвы характеризуются высокой биологической активностью и оптимальным, экологически сбалансированным составом микробных ассоциаций.
6. Гумус — физиологически активное вещество. Продукты гумификации играют большую роль в регулировании состава природных вод, почвенного раствора, атмосферы, являются регуляторами и стимуляторами роста и развития растений.
7. Гумус выполняет санитарно-защитные функции. Благодаря высокой биологической активности он разрушает остатки пестицидов, других токсикантов и загрязнителей, снимает негативное влияние избыточных доз минеральных удобрений.
Лекция 4
Краткий конспект лекции 3
Структура почвы
Способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой.
Под агрегатами понимается сочетание элементарных почвенных частиц, взаимно удерживающихся в силу коагуляции коллоидов, склеивания, слипания, остаточных валентностей и водородных связей, адсорбционных и капиллярных явлений в жидкой фазе, а также с помощью корневых тяжей, гифов грибов и слизи микроорганизмов.
Агрономическое значение структуры
Если в почве имеются естественные агрегаты какой-то формы, она называется структурной.
Если почва не распадается на естественные структурные отдельности, а имеет сыпучее состояние, как песок или пыль, то она называется бесструктурной раздельно-частичной;
если же почва не распадается на агрегаты, а выламывается большими бесформенными массами, то она будет характеризоваться как бесструктурная массивная.
В зависимости от размера структурные отдельности подразделяются на микро- (< 0,25 мм), мезо- (0,25—10 мм) и макроагрегаты-(> 10 мм).
Наиболее ценными являются мезоагрегаты, т.е. агрегаты размером 0,25—10 мм.
При этом почва считается хорошо оструктуренной, если содержание в ней мезоагрегатов превышает 55%, а сами мезоагрегаты являются устойчивыми к механическому разрушению.
Можно отметить, что при содержании мезоагрегатов около 40% структурное состояние почвы считается удовлетворительным, а менее 40 неудовлетворительным.
В тех же целях, то есть для более полной оценки структурного состояния почв, введено понятие коэффициента структурности почвы.
Под этим коэффициентом понимают отношение процентного содержания в почве мезоагрегатов (т.е. агрегатов размером от 0,25 до 10 мм) к суммарному процентному содержанию структурных отдельностей менее 0,25 мм и более 10 мм. Чем больше коэффициент структурности, тем лучше структура почвы.
3.Образование структуры почвы
В формировании макроструктуры почвы следует различать два основных процесса:
механическое разделение почвы на агрегаты (комки)
и образование прочных, не размываемых в воде отдельностей.
Указанные процессы протекают под воздействием физико-механических, физико-химических, химических и биологических факторов структурообразования.
Физико-механические факторы обусловливают процесс крошения почвенной массы главным образом под влиянием изменяющегося давления или механического воздействия.
К действию этих факторов может быть отнесено разделение почвы на комки в результате изменения объема (и давления) при переменном высушивании и увлажнении, замерзания и оттаивания воды в ней,
давления корней растений, деятельности роющих и копающих животных и рыхлящего воздействия почвообрабатывающих орудий.