Почвенные горизонты

Генетический почвенный горизонт — это слой почвы, обособившийся в процессе почвообразования, относительно однородный и обычно параллельный земной поверхности, отличающийся от других горизонтов по морфологическим признакам, составу и свойствам.

Основоположник почвоведения В.В. Докучаев выделял в почве всего три генетических горизонта: А — поверхностный гумусовоаккумулятивный, В — переходный к материнской породе; С — материнская горная порода.

В дальнейшем, по мере накопления знаний о почвах и установления факта их большого разнообразия, система почвенных горизонтов получила более расширенную индексацию. В ней используют большие и малые буквы латинского алфавита, цифры и символы. Следует отметить, что до настоящего времени у почвоведов разных научных школ нет единого взгляда на диагностику и символику различных почвенных горизонтов, в результате чего возникают определенные трудности при работе с литературными источниками.

Обычно выделяют следующие генетические горизонты:

А₀ - лесная подстилка или степной войлок;

Т - торфяный горизонт;

А - гумусовый горизонт;

А₂ - элювиальный горизонт;

В - иллювиальный или переходный горизонт;

G - глеевый горизонт;

С - почвообразующая порола;

D - подстилающая порола;

Е - пахотный горизонт.

Горизонты аккумуляции органических веществ — А и Т. Они формируются в верхней части почвенного профиля за счет отмирающей биомассы зеленых растений.
А₀ — органогенный поверхностный горизонт. Выделяется в целинных лесных (лесная подстилка) и степных почвах (степной войлок). Мощность варьирует от 1-2 до 15 см. Состоит из наземного опада древесной или степной растительности, находящегося на разных стадиях разложения.

А_д – органо-минеральный поверхностный горизонт почв, формирующихся под луговой травянистой растительностью (дернина). Имеет мощностъ до 10-15 см. По объему не менее чем наполовину представлен корнями растений.

А — гумусово-аккумулятивный горизонт. Формируется в почвах с изогумусовым типом профиля. Располагается непосредственно под горизонтами А_д или А₀ имеет различную мощность (у черноземов до 50-60 см), содержит до 15% гумуса. В профиле почв выделяется наиболее темной окраской от почти черной до каштановой.

А₁ — гумусовоэлювиальный горизонт. формируется в почвах с элювиальным типом профиля. Залегает под горизонтами А₀ или А_д. Мощность варьирует от 1-2 до 20-30 см. В зависимости от содержания гумуса его окраска изменяется от белесовато-серой до серой. Наряду с накоплением гумуса из него выносятся миграционноспособные органические, минеральные и органо-минеральные соединения.

А_пах — пахотный горизонт. Представляет собой поверхностный слой почвы, подвергнутый механической обработке. Может состоять не только из гумусового, но ииз нижележащих горизонтов. Его мощность зависит от глубины вспашки.

Т - органогенный торфяной горизонт. Формируется на поверхности почвы при постоянном избыточном увлажнении и на 50-90 % состоит из растительных остатков, находящихся на разных стадиях разложения. Мощность торфяного горизонта варьирует от 20-30 см до 10-15 м.

А₂ - элювиальньий горизонт. Этот горизонт образуется в результате активной трансформации минеральной части почвы и выноса некоторых продуктов почвообразования в нижележащие горизонты. Элювиальный горизонт — один из главных диагностических признаков в почвах с элювиально-иллювиально-длфференцированным профилем. Располагается под каким-либо из органогенных горизонтов, природа его различна. По происхождению он бывает: подзолистый (кислотный гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), осолоделый (щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), лессивированный или псевдоподзолистый (пептизация и вынос тонкодисперсных частиц без их разрушения), элювиально-глеевый или псевдоглеевый (разрушение минералов в переменно-восстановительной среде и медленный вынос продуктов разрушения), сегрегированный (снятие и сегрегация полутораоксидных пленок с минеральных зерен).

Светлая белесая окраска элювиальных горизонтов обусловлена выносом соединений железа, марганца, гумуса и остаточным накоплением кварца и аморфного кремнезема. Их генетическую природу можно идентифицировать только на основании детального анализа всего профиля как при морфологическом изучении, таки после лабораторных анализов.

В - иллювиальные и переходные горизонты. Горизонт В обычно расположен в средней части почвенного профиля и в зависимости от его типа имеет различное происхождение.

В почвах с элювиальным горизонтом он формируется как иллювиальный горизонт, куда мигрируют и в той или иной степени аккумулируются различные продукты почвообразования, перемещающиеся из верхней части почвенного профиля. В зависимости от характера накапливающихся веществ различают следующие виды иллювиальных горизонтов: В_t иллювиально-глинистый, В_f — иллювиально-железистьгй, В_h — иллювиально-гумусовый, В_hf — иллювиально-гумусово-желсзистьтй, В_k — карбонатный, В_Na — солонцовый.

В почвах с изогумусовым профилем, в которых не происходит разрушения минеральной части под влиянием процесса почвообразования (черноземы, каштановые почвы), горизонт В не иллювиальный, а переходный от гумусово-аккумулятивного горизонта к почвообразующей породе. При этом по ряду морфологических признаков он часто разделяется на подгоризонты В₁, В₂ и т. д.

G - глеевый горизонт и глееватые горизонты. Образуются в гидроморфных почвах в результате длительного или постоянного избыточного увлажнения и развития восстановительных процессов В естественном состоянии имеет голубовато-сизую или зеленоватую окраску, обусловленную соединениями двухвалентного железа и отличается отсутствием структуры.

С - почвообразующая, или материнская, порода.Это порода, на которой образовалась почва, слабозатронутая или вообще незатронутая почвообразовательным процессом.

D - подстилающая порода. Если почвообразующая порода имеет небольшую мощность и с глубиной быстро сменяется другой породой с иными свойствами, то последняя выделяется как подстилающая порода.

В почвах часто встречаются разнообразные переходные горизонты, состоящие из морфологически оформленных участков выше- и нижележащего горизонтов В этом случае их обозначают следующим образом: АВ, А₂В, ВС и т. д.

ОКРАСКА ПОЧВЫ

Окраска — очень важный и наиболее доступный для изучения морфологический признак любой почвы. Цветовые особенности отдельных генетических горизонтов и почвы в целом — первое, что бросается в глаза при характеристике почвенного профиля. Окраска служит интегральным показателем состава, свойств почвы и происходящих в ней процессов. Не случайно многие типы почв получили название в соответствии со своей окраской — чернозем, краснозем желтозем и т. д.

Окраска различных почв и генетических горизонтов весьма разнообразна. Частично почвы наследуют окраску от почвообразующей породы, особенно в нижних горизонтах, но в большей степени приобретают ее в процессе почвообразования.

Окраска почвы в первую очередь зависит от химического и минералогического состава, а все разнообразие окрасок создается тремя основными цветами — черным, красным и белым. Их смешение в той или иной пропорции дает многообразную цветовую гамму оттенков и промежуточных тонов — бурого, коричневого, каштанового в др.

Черный цвет обычно связан с накоплением в почве гумусовых веществ. Существует общая закономерность — чем больше в почве гумуса, тем она темнее окрашена. Например, при содержании в почве гумуса не менее 4.5 % для нее характерны серый и темно-серый цвета, а при содержании 8-10% — интенсивно-черный. Однако при этом большую роль играет качественный состав гумуса. Наиболее темная окраска у группы гуминовых кислот, а среди них — у фракции черных гуминовых кислот; наиболее светлая у группы фульвокислот. Поэтому при близком содержании гумуса, но разном его качественном составе почвы заметно различаются окраской.

В некоторых случаях черный цвет почвы обусловлен высоким содержанием темноокрашенных первичных минералов, оксидов марганца, некоторых сульфидов, например гидрата сернистого железа (FеS×Н₂О), а также спецификой почвообразующей породы. Поэтому необходимо учитывать, что не всегда черный цвет почвы коррелирует с уровнем ее плодородия.

Белый цвет придают почве первичные и вторичные минералы.

В первую очередь это кварц, светлоокрашенные полевые шпаты и аморфная кремнекислота. Заметную роль играют также каолинит и гидроксид алюминия, а в почвах, формирующихся в условиях дефицита влаги, — карбонаты, гипс и легкорастворимые соли.

Красный цвет обусловлен накоплением в почве безводных или слабогидратированных свободных оксидов железа.

Черный, белый и красный цвета редко встречаются в почве в чистом виде. Значительно чаще наблюдаются переходные или смешанные цветовые гаммы, что отражает соответствующие соотношения красящих компонентов в составе почвенной массы и условия почвообразования. Например, по мере гидратации оксидов железа окраска меняется на красновато-бурую, оранжевую и желтую.

В анаэробной среде оксид Fе (3+) переходит в оксид Fе (2+), соединения которого окрашивают почву или отдельные ее горизонты и участки в сизые, голубоватые и зеленоватые тона. Например, минерал вивианит [Ее₃(РО₄)₂ 8Н₂О], встречающийся в болотных почвах, придает их глеевым горизонтам зеленовато-голубой оттенок. Хотя в целом сизая окраска для глеевых горизонтов наиболее типичной.

В почвах наиболее распространена бурая окраска. Она характерна для почв с высоким содержанием слюдистых и гидрослюдистых минералов и смеси в разной степени гидратированных оксидов железа. В почвах часто встречается неоднородная пятнистая окраска, что имеет определенное диагностическое значение. В большинстве случаев она образуется при закономерном чередовании почвенных процессов, например окисления и восстановления, или при разной интенсивности проявления этих процессов как во времени, так и в объеме почвенной массы.

На интенсивность окраски сильно влияет влажность почвы. Влажная почва всегда более темная, чем сухая, в ней могут не проявляться важные диагностические признаки.

Окраска поверхности структурных отдельностей может существенно отличаться от окраски их внутренней части за счет образования поверхностной корочки и натечных пленок, что отражает соответствующие различия в строении и составе почвенной массы.

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ

Гранулометрический состав — один из важнейших показателей агрономических свойств почв. При морфологической характеристике почвенного профиля обязательно проводят оценку гранулометрического состава почвы. При этом почвы разделяют на разновидности, устанавливают различия между генетическими горизонтами.

Вполевых условиях гранулометрический состав обычно определяют визуально и на ощупь, используя так называемые «сухой» и «мокрый» методы. Точный гранулометрический состав определяют на основании лабораторного анализа.

СТРУКТУРА ПОЧВЫ

Под структурой понимают совокупность отдельностей или агрегатов, на которые способна распадаться почва. Почвенные агрегаты состоят из механических элементов и микроагрегатов, соединенных между собой.

Необходимо различать два понятия структуры почвы: морфолого-генетическое и агрономическое.

В морфолого-генетическом отношении понятие почвенной структуры включает размеры, форму и взаимное расположение структурных отдельностей в почвенной массе. В этом отношении любая четко выраженная структура (ореховатая, столбчатая, плитчатая и т. п.) считается хорошей, а почва, имеющая такую структуру, называется структурной. Если почва не распадается на естественные структурные отдельности, а имеет сыпучее состояние, как песок или пыль, то она называется бесструктурной раздельночастичной; когда почвенная масса выламывается большими бесформенными глыбами, то почва характеризуется как бесструктурная массивная.

С.А. Захаров выделил три основных типа структуры:

- кубовидная — структурные отдельности более или менее равномерно развиты то трем взаимно перпендикулярным осям;

- призмовидная — структурные отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси;

- плитовидная - структурные отдельности развиты по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении.

Каждый из этих типов в зависимости от характера выраженности ребер, граней, а также размера агрегатов подразделяют на более мелкие единицы.