Недифференцированный

Изогумусовый — обладает ярко выраженной дифференциацией по содержанию гумуса (а также часто легкорастворимых солей, гипса, карбонатов), но не дифференцированный по более стабильным компонентам (глине, R₂O₃).

Метаморфический — профиль дифференцирован по содержанию глины. Оглинивание происходит in situ, переноса продуктов выветривания не происходит.

Элювиально-иллювиально-дифференцированный — профиль с выделяющимся элювиальным (обеднённым глиной и R₂O₃) и иллювиальным (соответственно обогащённым ими) горизонтами.

Гидрогенно-дифференцированный — характеризуется гидрогенной аккумуляцией вещества в какой-либо части профиля.

Криогенно-дифференцированный — фактором дифференциации служит постоянная льдистая мерзлота.

Гумифика́ция — это процесс образования специфических гумусовых веществ в результате трансформации органических остатков.

В широком смысле слова под гумификацией понимают совокупность процессов превращения исходных органических веществ вгуминовые кислоты и в фульвокислоты и процессов, определяющих уровень накопления и соотношения этих кислот в почве.

Было предложено несколько гипотез образования гумусовых кислот, или механизмов гумификации. Наибольшее значение из них имеют конденсационные (полимеризационные) гипотезы и гипотезы окислительного кислотообразования.

Степень гумификации органического вещества ^[1] — отношение количества углерода гумусовых кислот к общему количеству органического углерода почвы, выраженное в массовых долях.

Гумификация [humus — земля, facio — делаю] — процесс микробиологического разложения органического вещества растительных и животных остатков во влажной среде и при затрудненном доступе кислорода. Приводит к образованию гумуса — темноокрашенного бесструктурного вещества коллоид, природы, наиболее однородная разнов. которого известна под названием допплерита. Благоприятными для Г. факторами являются: субаэробная щелочная среда, наличие в ней азотсодер. соединений и оптимальная для жизнедеятельности микроорганизмов температура; неблагоприятными — кислая анаэробная среда, наличие в ней антибиотиков.

Гумификация (от лат. humus - земля, почва и facio - делаю;* a. humification; н. Humifizierung, Humifikation; ф. humification; и. humificacion) - процесс микробиол. превращения тканей высш. растений в темноокрашенные гумусовые вещества (структурного и коллоидного характера). Гумификация происходит в почве во влажной среде и при затруднённом доступе кислорода. Благоприятные для гумификации факторы: щелочная среда, наличие в ней азотсодержащих соединений и оптимальная для жизнедеятельности микроорганизмов темп-pa; неблагоприятные - кислая анаэробная среда c антибиотиками.

Известно, что почва образуется в результате длительных процессов изменения материнской (почвообразующей) породы и содержит продукты выветривания этих пород, а также продукты разложения растительных и животных организмов. Такое сочетание продуктов выветривания и продуктов разложения образует чрезвычайно сложный химический состав и большое многообразие содержащихся в почве химических элементов.

В составе почвы обнаружены почти все известные химические элементы, но практический интерес представляют лишь немногие из них, необходимые для питания растений.

В основном в состав почв входят следующие элементы (в % к валовому количеству): кислород (содержится преимущественно в органическом веществе) - 55; кремний (значительная часть в кварце) - 20; углерод (в гумусе, органических остатках) - 2; водород (больше в гумусе) - 5; азот (в основном в гумусе) -0,1; фосфор (в гумусе, в минеральной части) - 0,08; сера (в гумусе) - 0,04; железо - 2; кальций - 2; магний - 0,6; калий - 1; натрий - 1.

При возделывании сельскохозяйственных культур необходимо знать не только содержание основных элементов питания в почвах, но и в каких соединениях они присутствуют, содержатся ли они в доступной для растений форме. Все эти вопросы изучает наука агрохимия, которая вооружает земледельца необходимыми знаниями.

Агрохимический состав почв очень разнообразен. Он зависит, прежде всего, от естественного плодородия почв, т.е. от зоны, в которой находится данная почва (зональный тип почв).

В пределах нашей страны выделяют пять основных почвенно-климатических зон, в которых развиваются следующие типы почв: подзолистые и дерново-подзолистые, черноземы, каштановые, сероземы, почвы влажных субтропиков (красноземы и желтоземы). Кроме того, выделяются разнообразные болотные почвы, почвы речных долин, горные почвы.

Почвы далеко не равноценны по плодородию, и агрохимический состав их очень различен. К примеру, общее содержание основных элементов азота, фосфора и калия в пахотном слое дерново-подзолистых почв в среднем составляет (в процентах): азота - 0,04 - 0,13, фосфора (в окислах) - 0,02-0,15, калия (в окислах) - 0,5-2,5, а в низинных торфах с травяной растительностью количество азота в десятки раз, фосфора в 2-5 раз больше, а калия в несколько раз меньше. Резко отличается содержание азота, фосфора и калия в почвах с разным механическим составом: например, в глинистых почвах, как правило, больше азота, чем в легкосуглинистых, а последние богаче песчаных. Это различие усиливается под влиянием естественной растительности.

Под хвойным лесом почвы бедны азотом, а в лиственных лесах, наоборот, содержание последнего выше, особенно если в них растет ольха, на корнях которой обитают клубеньковые бактерии, фиксирующие азот. Почвы смешанных лесов имеют более высокий общий запас азота в слое 30 и 50 см. В почвах болотного типа с низинным торфом количество азота, как это указывалось раньше, во много раз больше, чем в минеральных почвах. Общие запасы питательных веществ в почве достаточно высоки. Чтобы иметь об этом представление, для наглядности произведем следующий расчет.

Обрабатываемый слой почвы в 30 см на площади 1 тыс. м2 имеет вес 300 тыс. кг. В этом слое дерново-подзолистые почвы содержат: азота - до 390 кг, фосфора - до 450, калия - до 7500 кг. Еще больший запас питательных веществ содержится в корнеобитаемом слое. Необходимо иметь в виду, что корневая система овощных культур, например томатов, проникает за пределы 30-сантиметрового слоя. Для того чтобы оценить, насколько велики эти запасы, можно привести количество питательных веществ, которое выносят из почвы растения при получении средних урожаев. Так, например, растение томата при урожае 6 кг/м2 выносит в среднем с площади 1 тыс. м2: азота - 19 кг, фосфора - 2,8 кг, калия - 30 кг. Таким образом, казалось бы, что в обрабатываемом слое почвы запасы питательных веществ обеспечат на многие десятилетия потребности выращиваемых культур.

Однако в действительности дело обстоит далеко не так. Получить хороший урожай только за счет естественных запасов почвы, не пополняя их за счет удобрений, практически невозможно, тем более на вновь осваиваемых почвах. Это объясняется прежде всего тем, что основная масса питательных веществ почвы находится в форме запасов, недоступных для использования растениями. Легкодоступных питательных веществ в десятки и сотни раз меньше, чем их общие запасы.

В почве идут непрерывные физико-химические и биологические процессы перевода ряда питательных веществ в недоступные или малодоступные для растений формы, идет вымывание питательных веществ атмосферными осадками, и при поливах происходит улетучивание азота за счет денитрификации и т. д. Азот содержится преимущественно в органической части, калий - в минеральной, а фосфор - и в органической и в минеральной частях. Органические соединения почвы доступны растениям в ничтожно малых количествах, для их использования на урожай они должны предварительно подвергнуться минерализации, т. е. разложению до простых солей или других форм, доступных растению.

Они либо закреплены в кристаллической решетке минералов, либо находятся в виде нерастворимых или слаборастворимых окислов и солей. Практически растениям доступны только те элементы, которые находятся в форме водорастворимых соединений или в форме соединений, растворимых в слабых кислотах, а также в поглощенном почвенными коллоидами состоянии.

К труднорастворимым минералам и солям относятся различные соединения кремния, алюминия, фосфорнокислое железо, фосфорит, углекислый кальций и магний и др.

Среди физических свойств почвы различают ее общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Физические свойства влияют на характер почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений.

К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.

Плотностью почвы называют массу единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженную в граммах на кубический сантиметр. Плотность почвы, г/см³, вычисляют по формуле

d_v= m/V,

где m — масса абсолютно сухой почвы, г; V — объем, занимаемый образцом почвы, см³.

Плотность почвы зависит от гранулометрического и минералогического составов, структуры, содержания гумуса и обработки. После обработки почва вначале бывает рыхлой, а затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность мало изменяется до следующей обработки. Самую низкую плотность имеют верхние гумусированные и оструктуренные горизонты. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность почвы составляет 1,0... 1,2 г/см³.

Плотность твердой фазы почвы — это масса сухой почвы в единице объема твердой фазы почвы без пор. Ее вычисляют, г/см³, по формуле

d = m/V_s.,

где m — масса сухой почвы, г; V_s — объем, см³.

В малогумусных почвах и в нижних минеральных горизонтах плотность твердой фазы составляет 2,6...2,8 г/см³. С увеличением содержания гумуса плотность твердой фазы уменьшается до 2,4...2,5 г/см³, а в торфяных почвах — до 1,4...1,8 г/см³. Плотность твердой фазы используют для расчета пористости почвы.

От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов и развитие корневых систем растений. Ниже приведена оценка плотности пахотного слоя почвы (по Н.А. Качинскому) (табл. 8).

Таблица 8

Плотность пахотного слоя почвы

Плотность почвы, г/см3	Оценка
< 1,0	Почва вспушена или богата органическим веществом
1,0..1,1	Свежевспаханная почва
1,2..1,3	Пашня уплотнена
1,3..1,4	Пашня сильно уплотнена
1,4..1,6	Типичное значение для подпахотных горизонтов
	различных почв (кроме черноземов)
1,6...1,8	Сильно уплотненные иллювиальные горизонты

Пористость (скважность) почвы — это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Пористость (общую) вычисляют по показателям плотности почвы и плотности твердой фазы и выражают в процентах к общему объему почвы:

P_общ.=(1-d_v /d)100

где d_v— плотность почвы, г/см³; d — плотность твердой фазы почвы, г/см³.

Пористость зависит от гранулометрического состава, структурности, содержания органического вещества. В пахотных почвах пористость обусловлена обработкой и приемами окультуривания. При любом рыхлении почвы пористость увеличивается, а при уплотнении уменьшается. Чем структурнее почва, тем больше общая пористость.

Размеры пор, в совокупности образующих общую пористость почвы, варьируют от тончайших капилляров до более крупных промежутков, которые не обладают капиллярными свойствами. Поэтому наряду с общей пористостью различают еще капиллярную и некапиллярную пористость почвы. Капиллярная пористость характерна для ненарушенных суглинистых почв, а некапиллярная — для структурных и рыхлых почв.

Поры могут быть заполнены водой или воздухом. Капиллярные поры обеспечивают водоудерживающую способность почвы, от них зависит запас доступной для растений влаги. Некапиллярные поры увеличивают водопроницаемость и воздухообмен. Устойчивый запас влаги в почве при одновременном хорошем воздухообмене создается в том случае, когда некапиллярная пористость составляет 55...65 % общей пористости. В зависимости от общей пористости в вегетационный период для суглинистых и глинистых почв дают качественную оценку пористости почв. Далее приведена качественная оценка пористости почв по Н.А. Качинскому.

Пористость почвы обеспечивает передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъемную способность, влагоемкость и воздухоемкость. По общей пористости можно судить о степени уплотнения пахотного слоя почвы. От пористости в значительной степени зависит плодородие почв.

Контрольные вопросы:

1.Что такое почва?

2. Перечислите факторы почвообразования.

3. Какие выделяются профили почв?

4. Дайте определение гумификации.

5. От чего зависит плодородие почв?

6. Расскажите о фаторах почвообразования.

7. На чём основана классификация почв?

8. В чём отличие российской от американской классификации почв?

9. Расскажите о горизонтальной зональности почв и чем она вызвана?

10. Расскажите о вертикальной зональности почв и чем она вызвана?

Тема 9.
Классификация и зональность почв

Единой общепринятой классификации почв не существует. Наряду с международной (Классификация почв ФАО и сменившая её в 1998 году WRB) во многих странах мира действуют национальные системы классификации почв, часто основанные на принципиально разных подходах.

В России к 2004 году специальной комиссией Почвенного института им. В. В. Докучаева, руководимой Л. Л. Шишовым, подготовлена новая классификация почв, являющаяся развитием классификации 1997 года. Однако российскими почвоведами продолжает активно использоваться и классификация почв СССР 1977 года.

Из отличительных особенностей новой классификации можно назвать отказ от привлечения для диагностики факторно-экологических и режимных параметров, трудно диагностируемых и часто определяемых исследователем чисто субъективно, фокусирование внимания на почвенном профиле и его морфологических особенностях. В этом ряд исследователей видят отход от генетического почвоведения, делающего основной упор на происхождении почв и процессах почвообразования. В классификации 2004 года вводятся формальные критерии отнесения почвы к определённому таксону, привлекается понятие диагностического горизонта, принятое в международной и американской классификациях. В отличие от WRB и американской Soil Taxonomy, в российской классификации горизонты и признаки не равноценны, а строго ранжированы по таксономической значимости. Бесспорно важным нововведением классификации 2004 года стало включение в неё антропогенно-преобразованных почв.

В американской школе почвоведов используется классификация Soil Taxonomy, имеющая распространение также в других странах. Характерной её особенностью является глубокая проработка формальных критериев отнесения почв к тому или иному таксону. Используются названия почв, сконструированные из латинских и греческих корней. В классификационную схему традиционно включаются почвенные серии — группы почв, отличных лишь по гранулометрическому составу, и имеющие индивидуальное название — описание которых началось ещё при картировании Почвенным бюро территории США в начале XX века.

Термины по ГОСТу:

Классификация почв — система разделения почв по происхождению и (или) свойствам.

Тип почвы — основная классификационная единица, характеризуемая общностью свойств, обусловленных режимами и процессами почвообразования, и единой системой основных генетических горизонтов.

Подтип почвы — классификационная единица в пределах типа, характеризуемая качественными отличиями в системе генетических горизонтов и по проявлению налагающихся процессов, характеризующих переход к другому типу.

Род почвы — классификационная единица в пределах подтипа, определяемая особенностями состава почвенно-поглощающего комплекса, характером солевого профиля, основными формами новообразований.

Вид почвы — классификационная единица в пределах рода, количественно отличающаяся по степени выраженности почвообразовательных процессов, определяющих тип, подтип и род почв.

Разновидность почвы — классификационная единица, учитывающая разделение почв по гранулометрическому составу всего почвенного профиля.

Разряд почвы — классификационная единица, группирующая почвы по характеру почвообразующих и подстилающих пород.