Почвенный профиль и морфологические признаки почвы

Каждая почва имеет свой, строго индивидуальный почвенный профиль, который состоит из закономерно сочетающихся, сменя­ющих друг друга по вертикали генетических горизонтов (слоев) и характеризуется рядом морфологических признаков.

К морфологическим признакам относятся: строение почвенно­го профиля, окраска, структура, гранулометрический состав, сло­жение, новообразования, включения и др.

Морфологические признаки как результат почвообразования несут основную диагностическую нагрузку, а почвенный профиль в целом содержит полную информацию о генезисе и свойствах почвы, о сформировавших ее и протекающих в настоящее время процессах, о почвенном плодородии. Морфологическое описание почвенного профиля — это начало и основа исследования почвы. По морфологическим признакам проводят первое генетическое определение почвы, отбирают почвенные образцы для лаборатор­ного анализа и последующего уточнения диагноза и уровня пло­дородия, разработки мероприятий по улучшению сельскохозяй­ственного использования почвы.

Строение почвенного профиля. В зависимости от наличия и ха­рактера соотношения генетических горизонтов почвенный про­филь может быть простым и сложным. Почвенные профили, име­ющие наиболее распространенное простое строение, представле­ны пятью типами: 1 — примитивный профиль, имеет небольшой по мощности гумусовый горизонт, расположенный непосред­ственно на почвообразующей породе; 2 — неполнеразвитый про­филь, имеет все генетические горизонты, но они маломощны, сам профиль укорочен; 3 — нормальный профиль, имеет все генети­ческие горизонты, характерные для данного типа почв, с нормаль­ной для неэродированных (плакорных) территорий мощностью;

4 — слабо дифференцированный профиль, имеет достаточно мощ­ные, но однотипные, слабо различимые генетические горизонты;

5 — эродированный (нарушенный) профиль, имеет не все (илималомощный верхний) генетические горизонты из-за смыва верх­ней части профиля.

Почвенный профиль и генетические горизонты могут иметь различную толщину — мощность (обычно от 30—40 до 150— 200 см).

Генетические горизонты впервые выделил и описал В. В. Доку­чаев. Им установлены следующие основные, составляющие по­чвенный профиль, горизонты:

А — горизонт аккумуляции почвенного органического веще­ства (гумуса) — гумусовый горизонт;

В — переход от верхнего горизонта (А) к материнской горной породе — переходный горизонт;

С — материнская порода — горизонт горной породы, из кото­рой сформировалась почва (подпочва);

D — подстилающая горная порода.

Предложенная В. В. Докучаевым индексация горизонтов по­чвенного профиля в дальнейшем получила генетическое развитие и в настоящее время отражает характер процессов, сформировав­ших эти горизонты. Наиболее часто выделяют:

Aq — органогенный горизонт — лежащие на поверхности расти­тельные остатки; формируется в лесу (лесная подстилка), а также в условиях степи под естественной травянистой растительностью (степной войлок);

Т — торфяной горизонт; формируется в условиях постоянного избыточного увлажнения и состоит из полуразложившихся и не-разложившихся остатков гидроморфной растительности;

А — гумусово-аккумулятивный (или собственно гумусовый) го­ризонт; формируется в верхней части профиля в процессе разло­жения и гумификации растительных остатков, состоит в основном из минеральной части почвы, тесно связанной с гумифицирован-ным органическим веществом, равномерно пропитывающим весь горизонт; обычно темно-серого, коричнево-серого цветов, рых­лый, с агрономически ценной зернисто-комковатой структурой, морфологических признаков разрушения и вымывания минераль­ных веществ нет, обогащен гумусом, характерен для черноземов;

А — гумусово-элювиальный горизонт; формируется в верхней части профиля под действием разрушения и выщелачивания ми­неральных и части органических веществ с одновременной акку­муляцией гумуса; характерен для дерново-подзолистых почв;

А_пах — пахотный горизонт; формируется в верхней части про­филя при распашке и сельскохозяйственном использовании почв; А₂ — элювиальный горизонт; формируется обычно под верх­ним горизонтом в процессе интенсивного разрушения минераль­ной части почвы (например, кислый гидролиз) и выноса продук­тов разрушения в нижележащие горизонты; крайне обеднен орга­ническими и глинистыми минеральными веществами, окрашен в белесые, светло-серые, светло-палевые цвета, обогащен кремнезе­мом (SiO2); характерен для подзолов и дерново-подзолистых почв (подзолистый горизонт), для солодей (осолоделый горизонт) и не­которых солонцов;

В — переходный, а также иллювиальный горизонт; формирует­ся под гумусовым или элювиальным горизонтом и служит перехо­дом от верхней части профиля почвы к материнской породе. Если это иллювиальный горизонт, то он образуется в процессе вымыва­ния (аккумуляции) илистых частиц и продуктов разрушения из верхних элювиированных горизонтов. Различают Вр_е — аккумуля­ция железистых соединений, B_h — гумусовых веществ, В; — илис­тых (коллоидных) частиц, B_s — солей и т.д. Если горизонт В неиллкжиирован, т. е. в нем не идет аккумуляция вымытых из верхних горизонтов органических и минеральных соединений, то он пред­ставляет постепенный переход от гумусового горизонта к почвообразующсй породе. Он может подразделяться по окраске и структуре на подгоризонты Bi и В₂;

С — материнская горная порода, обычно в некоторой степени затронутая почвообразованием;

D — подстилающая горная порода, как правило, выделяется, когда почвенный профиль охватывает почти всю толщу почвообразующей (материнской) породы и под ним скрывается другая, коренная, горная порода.

Кроме представленной индексации генетических горизонтов при­меняют элементы индексации, предложенной А. Н. Соколовским на основе схемы В. Г. Виленского (1927). В ней также используют буквы латинского алфавита, но в строгом соответствии с названи­ем горизонта или сформировавшего горизонт процесса. Так, гуму­сово-аккумулятивный горизонт обозначают индексом Н (от лат. humus — гумус), элювиальный горизонт — Е (от лат. eluo — вымы­вать), иллювиальный — I (от лат. illuo — вмывать), гумусово-элю­виальный — НЕ, гумусово-иллювиальный — HI, органогенный го­ризонт (лесная подстилка, степной войлок) — Но, задернованный гумусовый горизонт, состоящий наполовину и более из живых и отмерших корней травянистых растений, — Hd, горизонт мате­ринской породы обозначают индексом Р (от греч. petra — камень, порода).

Прописные буквы латинского (реже русского) алфавита ис­пользуют для обозначения основных генетических горизонтов и четко выраженного процесса, строчные буквы — для обозначения дополнительных признаков и слабо выраженного процесса. На­пример, переходные горизонты чернозема, отражающие уменьше­ние гумусированности с глубиной, имеют индексы Нр (при отно­сительно хорошей гумусированности) и Ph (при слабой гумусиро­ванности). Дополнительные индексы, наиболее часто употребляе­мые, — это Gl (gl) — глей (оглеение), s — наличие солей, к — карбонатов кальция, al — аллювиальный нанос на поверхнос­ти почвы и т.д.

В настоящее время Почвенным институтом им. В.В. Докучаева предложена новая унифицированная система горизонтов, которая содержит ряд существенных дополнений и изменений по сравне­нию с Классификацией и диагностикой почв СССР (1977 г.). Это связано с включением в классификацию новых объектов — антро­погенно-преобразованных почв.

Антропогенно-преобразованные горизонты — это горизонты, сфор­мированные в результате регулярного распахивания и иных меха­нических перемешиваний одного или нескольких естественных горизонтов, внесения органических и минеральных удобрений, мелиорантов и др.

РТ — агроторфяной, темный, преимущественно темно-корич­невый, слабосвязный, гомогенизированный. Имеет в основном высокую (но не более 45 %) степень разложения органического материала. Содержание органического вещества > 35 % от массы горизонта. Имеет низкую влагоемкость; подвержен сработке, ско­рость которой зависит от характера использования. Образован из материала естественных торфяных горизонтов в результате искусстпенного осушения и освоения соответствующих почв.

PAT — агроторфяно-минеральный, темный, гомогенный с при­месью минерального материала, связный, с элементами комкова­той структуры. Содержание органического вещества < 35 % от массы горизонта. Образован из материала естественных торфяных ими агроторфяного горизонта в результате земледельческого ос воения соответствующих почв с использованием глинования, пес-кования, внесения минеральных удобрений, известкования. Фор­мирование горизонта возможно также за счет постепенного при-пахивания нижележащих минеральных горизонтов.

PY — агросветлогумусовый, от светло-серого до серого, гомо­генный. Оструктурен, содержит элементы комковатой, пылеватой, глыбистой структур в разных соотношениях. Обычной со­ставляющей частью горизонта является «плужная подошва», плот­ная, слабоводопроницаемая, с горизонтальной делимостью, часто с Mn-Fe стяжениями. Горизонт содержит до 3,5 % гумуса фульватного или гуматно-фульватного состава. Реакция может быть как кислой, так и щелочной.

PU — агротемногумусовый, темно-серый, гомогенный. Струк­тура грубая, жесткая, пылевато-комковато-глыбистая. Характерна «плужная подошва», переуплотненная и разбитая трещинами на угловатые отдельности. Горизонт содержит 3 % гумуса, преиму­щественно гуматного. Реакция от слабокислой до щелочной. Фор­мируется преимущественно при распахивании темногумусового горизонта.

PC — постабразионный, в окраске преобладают бурые, корич­невато-красновато-бурые и палевые тона, гомогенный. Бесструк­турный или глыбистый. При увлажнении легко заплывает с после­дующим образованием плотной поверхностной корки. Содержит 1,5 % гумуса. Сформирован за счет преобразования почвообразующей породы в эродированных, дефлированных почвах.

X — химически загрязненный, любой горизонт в пределах верх­него 30-сантиметрового слоя, содержащий любые химические за­грязнители в количестве, соответствующем по принятым норма­тивам чрезвычайно опасному уровню.

Окраска. Важный морфологический признак почвы. Специфи­ка окраски в известной мере отражает те или иные особенности почвообразования, в той или иной степени свидетельствует об оп­ределенных свойствах почвогрунта. Так, гумус придает почвам темную окраску в зависимости от его содержания — черную, тем­но-серую или темновато-серую. Оподзоленные, солонцеватые и особенно осолоделые почвы в верхних горизонтах имеют белесо­ватость за счет накопления SiO2- Красные, желтые и бурые тона проявляются при наличии водных оксидов железа.

Соединения закиси железа, формирующиеся в условиях вос­становления (в анаэробных условиях), придают почвогрунтам си­зоватый или зеленовато-сизый цвет.

Белые налеты, участки, пятна в почвах и породах возникают в результате выделения разных солей.

Структура. Это почвенные агрегаты различных формы и вели­чины; имеет большое значение при определении характера про­цессов, протекающих в почвах.

Тип структуры зависит от содержания коллоидов и проявления их свойств, от состава обменно-поглощенных катионов, направле­ния почвообразовательного процесса, а также от хозяйственного использования почвы. Горизонты, в которых накапливаются зна­чительные количества гумуса с преобладанием среди обменных катионов кальция, имеют зернистую структуру. Структурные от­дельности зернистого типа округлые, их поверхность покрыта множеством небольших граней. При размерах комочков от 0,25 до 1 мм почвенную структуру называют пороховидной, < 0,25 — пыле­видной.

Зернистая структура наиболее типична для черноземов и луго­вых почв тяжелого гранулометрического состава. Чем тяжелее гра­нулометрический состав и больше содержание гумуса при высо­кой насыщенности кальцием, тем лучше выражена зернистость.

Пластинчатая структура характеризуется разделением массы почвогрунта по горизонтальному направлению. При этом в массе преобладают пылеватые частицы, слабо связанные между собой. Структурные отдельности этого типа плоские.

Структура данного типа может формироваться на искусственно уплотненных участках, а также на участках с аллювиальными или делювиальными наносами, особенно при неравномерном по про­филю гранулометрическом составе. Наиболее часто горизонталь­ная делимость с образованием структурных отдельностей плас­тинчатого типа проявляется при элювиировании почвенных гори­зонтов. Такая структура наиболее четко выражена в элювиальных горизонтах дерново-подзолистых почв, солодей, солонцов.

Для ореховато-призматической структуры характерно наличие немногих, сравнительно крупных граней. Соседние грани образу­ют резко выраженные гранные углы. У ореховатых отдельностей высота и ширина структурного агрегата примерно равны в отли­чие от призматической структуры, где при сходности облика структурных отдельностей высота призм превышает их ширину.

Если в одном и том же генетическом горизонте обнаруживают­ся ореховатая и призматическая структуры, говорят об ореховато-призматической структуре.

Ореховато-призматическая структура характерна для горизон­тов, обогащенных коллоидами, в частности для иллювиальных го­ризонтов, испытавших вмыв коллоидов, например в оподзоленых и солонцеватых почвах. Здесь она важный показатель иллювиирования. Ореховато-призматической структурой обладают глины при небольшой влажности, а также некоторые оглеенные горизонты, испытывающие переменное увлажнение.

К призматической структуре близка столбчатая, к ореховатой — глыбистая структура. Это обычно части почвогрунта, раз­деленные трещинами на отдельности, которые превышают раз­меры орехов и призм. У столбчатых отдельностей часто нет резко выраженных граней и ребер. Столбы иногда имеют округленные головки.

Глыбистая структура характерна для почв, утративших аграно­мически ценную структуру в результате осолонцевания, эрозии, неправильной обработки. Столбчатая структура наиболее часто встречается в иллювиальных горизонтах, а также в некоторых тя­желых глинах.

Структура генетических горизонтов неодинакова и отражает ту или иную выраженность почвообразовательных процессов. В свя­зи с тем, что процессы эти могут сочетаться или сменять друг дру­га, структуры почвенных горизонтов могут иметь разную степень выраженности.

Гранулометрический состав. Это важный показатель агрономи­ческих свойств почв. Его особенности зависят от соотношения ча­стиц различных размеров. Эти частицы группируют в зависимости от крупности, выделяя механические фракции камней и хряща с диаметром обломков > 3 мм, гравия 3—1 мм, песка 1—0,05 мм, пыли 0,05—0,001 мм, ила < 0,001 мм.

Наиболее ценной считают фракцию ила, которая в сочетании с насыщенностью коллоидов обменным кальцием обусловливает целый ряд положительных агрономических свойств почв: водо­прочную структуру, невысокую плотность, оптимальный для рас­тений водно-воздушный режим. По мере увеличения содержания фракции пыли и особенно песка агрономические свойства ухуд­шаются. В поле гранулометрический состав определяют органо-лептически (растирание, проба на скатывание и т. д.). Этим мето­дом можно достаточно точно установить разновидности почв (раз­личия почвы по гранулометрическому составу).

Сложение почвы и породы. Обусловлено наличием структурных агрегатов, пустот между ними и, следовательно, особенностями гранулометрического состава, составом обменно-поглощенных катионов, характером хозяйственного использования.

Слитное сложение обычно характерно для осолонцованных го­ризонтов или оглеенных масс, почти свободно от видимых пор. Такое сложение сильно снижает агрономическую ценность почв.

Плотное сложение характеризуется малым количеством заметных невооруженным глазом тонких пор. Таким сложением обладают многие глины, иллювиальные горизонты. Плотное сложение, как и слитное, неблагоприятно с точки зрения агрономической практики.

Рыхлое сложение обусловливается сильной пористостью. Оно характерно для почв глинистого и суглинистого гранулометричес­кого состава. В почвах с таким сложением складываются благо­приятные водный, воздушный и биологический режимы.

Рассыпчатое сложение свойственно бесструктурным песчаным почвам с плохо выраженной капиллярностью, с низкой влагоемкостью и связностью. Такие почвогрункгы легко развеиваются ветрами.

Новообразования. Это скопления в почве различных по хими­ческому составу и форме выделения веществ, происхождение ко­торых связано с почвообразовательным процессом. К ним относятся выделения солей, оксидов и гидроксидов железа, марганца и других соединений, кротовины, капролиты и др.

Новообразования позволяют не только более точно (правиль­но) определить почву, но и судить о ее генезисе и агрономических свойствах. Так, выделения легкорастворимых солей свидетель­ствуют о засоленности изучаемой почвы, а наличие сизоватых и ржаво-охристых пятен — об оглеении.

При описании почвенного профиля отмечают цвет и форму новообразований, их состав и глубину залегания.

Включения. К ним относятся находящиеся в почве и материнс­кой породе тела минерального и органического происхождения, образование которых не связано с почвообразовательным процес­сом: камни, валуны, щебень; строительно-бытовой мусор; корни и другие части растений различной степени разложения.

Характер перехода одного генетического горизонта в другой. Это один из существенных морфологических признаков, так как до­вольно четко отражает интенсивность почвенных процессов. Пе­реход фиксируют по окраске и структуре. По четкости границ между генетическими горизонтами различают переходы: резкий — смена горизонтов происходит на протяжении < 3 см; ясный — смена происходит на протяжении 3—5 см; постепенный — > 5 см. Граница перехода по форме может быть ровной, волнистой, кар­манной, языковатой, затечной, размытой, пильчатой.