Типы строения почвенного профиля. В соответствии с характером соотношения различных горизонтов в большом разнообразии строения почвенного профиля можно выделить несколько типов

В соответствии с характером соотношения различных горизонтов в большом разнообразии строения почвенного профиля можно выделить несколько типов, которые связаны с определенными типами почвообразования, возрастом почв и их нарушенностью природными или техногенными процессами.

Профиль бывает простым и сложным.

Простое строение профиля включает в себя следующие пять типов:

1) примитивный профиль с маломощным грризонтом А либо АС, лежащим непосредственно на материнской породе;

2) неполноразвитый профиль, имеющий полный набор всех генетических горизонтов, характерных для данного типа почвы, с малой мощностью каждого горизонта;

3) нормальный профиль, имеющий полный набор всех генетических горизонтов, характерных для данного типа почвы, с мощностью, типичной для неэродированных почв плакоров;

4) слабодифференцированный профиль, в котором генетические горизонты выделяются с трудом и очень постепенно сменяют друг друга;

5) нарушенный (эродированный) профиль, в котором часть верхних горизонтов уничтожена эрозией.

Сложное строение почвенного профиля также характеризуется пятью типами:

1) реликтовый профиль, в котором присутствуют погребенные горизонты или погребенные профили палеопочв; о другой стороны, в профиле могут присутствовать не погребенные, а реликтовые горизонты, являющиеся следами древнего почвообразования, идущего сейчас по иному типу;

2) многочленный профиль формируется в случае литологических смен и пределах почвенной толщи;

3) полициклический профиль образуется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речной аллювий, вулканический пепел, эоловый нанос);

4) нарушенный (перевернутый) профиль с искусственно (деятельностью человека) или природно (например, при ветровалах в лесу) перемещенными на поверхность нижележащими горизонтами;

5) мозаичный профиль в котором генетические горизонты образуют не последовательную по глубине серию горизонтальных слоев, а прихотливую мозаику, сменяя друг друга пятнами на небольшом протяжении.

Систематика типов строения почвенного профиля может быть построена и по иному принципу, т. е. не на основе соотношения тех или иных генетических почвенных горизонтов, а на основе анализа распределения вещественного состава почвы по ее вертикальному профилю.

При этом может рассматриваться какое-то одно вещество или одна группа веществ (например гумус, известь, гипс, водорастворимые соли, глинистые минералы, полуторные оксиды), либо совокупность педохимически сопряженных веществ.

Это распределение также определенным образом отражается и в морфологии почвы, например в окраске почвы и ее плотности, в характере и распределении новообразований.

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.

Генетическими они называются потому, что образуются в процессе генезиса почв.

Генетические горизонты в почвенном профиле выступают как важнейшие однородные составные части почвенного тела, причем их однородность подразумевается только в масштабе рассмотрения почвенного профиля. При ином, более детальном масштабе рассмотрения почвенные горизонты оказываются весьма неоднородными, устроенными очень сложно.

На заре развития почвоведения Докучаев выделил в почве всего три генетических горизонта:

А — поверхностный гумусо-аккумулятивный;

В — переходный к материнской породе;

С — материнская горная порода, подпочва.

По составу горизонты бывают органогенные, гумусированные, карбонатные, железистые и другие,

по свойствам — кислые, нейтральные, щелочные, насыщенные, выщелоченные, ненасыщенные и др.

Сочетание этих признаков определяет общий, внешний вид почвенного профиля и различия между генетическими горизонтами.

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:

A

B

C

D

A – это верхний слой, В – следующий за ним, и так далее.

Обычно выделяют:

Ао— лесная подстилка, подразделяется на:

AL — свежий опад;

AF — слой разложения с преобладанием слаборазложившихся растительных остатков, сохраняющих анатомическое строение;

АН — частично гумифицированный опад, смешанный с минеральной частью почвы.

А — гумусово-аккумулятивный горизонт формируется в верхней части профиля в результате накопления гумуса и элементов питания.

А_п —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 (В_к или Вса), соединениями железа (B_Fe) глиной (Вт).

В черноземах и каштановых почвах он называется переходным от гумусово-аккумулятивного к породе, так как в этих почвах перемещение веществ сверху вниз не происходит. Имеет бурую, kрасно-бурую или желто-бурую окраску. Он может подразделяться на B1, B2, В3 и т.д.

G — Глеевый горизонт формируется в гидроморфных почвах вследствие длительного или постоянного избыточного увлажнения.

В анаэробных условиях образуются закисные соединения железа и марганца. На фоне сизовато-серой окраски обычно присутствуют охристые пятна, черные или темно-бурые пятна железо-марганцевых образований. Если глееватость обнаруживается в других горизонтах, то к их индексу добавляется буква g, например A2g. Слабая выраженность оглеения отмечается символом в скобках (g). Грунтовое оглеение подчеркивают одной чертой снизу — G, поверхностное — сверху G.

С — Материнская порода представляет собой незатронутую почвообразованием породу, в верхнюю часть которой могут вмываться соли. Их присутствие обозначается дополнительными буквами: карбонатов — С_к гипса — С_г, сульфатов — C_s.

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...

Реликтовые горизонты обозначают символом, взятым в скобки: (

А — реликтовый (погребенный) гумусовый;

Т — погребенный торфяной.

Антропогенно деградированные нарушенные горизонты отмечают следующими символами:

А_д, Т_д; Н — деградированный

А_н, В_н Т_н) нарушенный

А_и, В_и искусственный.

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.

При описании почвенного профиля указывается характер перехода между горизонтами: границы между ними могут быть ясными и резкими, ровными и извилистыми, в виде «затеков» и «карманов», постепенными, если окраска одного горизонта сменяется другой на протяжении более 5 см.

Указывается форма границ, которая может быть ровной, волнистой, языковатой, «изъеденной».

Сочетание горизонтов позволяет записать строение почвенного профиля в виде своеобразной формулы,

например: Ао — A₁ — А2 — B₁ — В2 — ВС — С — подзолистая почва;

А_п — А2 — А2В1 — B_g — BC_g — C_g — дерново-подзолистая пахотная грунтово-глееватая почва.

Профиль называется нормальным, если почва имеет полный набор горизонтов в соответствии с типом почвообразования.

1.2.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.

Окраска почв имеет и большое агрономическое значение. Практики-земледельцы всех континентов с давних времен судили о качестве, о плодородии почв по их окраске. При этом плодородие почв чаще всего ставилось в зависимость от содержания гумуса, а следовательно, было связано с черной или темно-серой окраской. Цвет почвы определяется окраской тех веществ, из которых она слагается, а также физическим ее состоянием и степенью увлажнения.

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.).

Различное сочетание указанных трех групп веществ определяет большое разнообразие почвенных цветов и оттенков.

На окраску почвы влияет ее структурное состояние. Комковатые, зернистые или глыбистые почвы кажутся темнее, чем распыленные, бесструктурные. Большое влияние на окраску оказывает вода. Влажные почвы всегда более темные, чем сухие. Более темная окраска почв в полевых условиях наблюдается утром и вечером.

Окраску почвы обычно трудно бывает охарактеризовать каким-нибудь одним цветом, поэтому приходится указывать ее степень (например, светло-бурая, темно-бурая), или отмечать оттенки (например, белесая с желтоватым оттенком); или называть промежуточные тона (коричнево-серая, серо-бурая).

Если почвенные горизонты не имеют однородной окраски, их называют пестрыми или пятнистыми. Точное определение цвета почвы требует известного навыка и опыта.

В ряде зарубежных стран широко применяют таблицы с эталонными стандартными окрасками, при этом цвет почвы кодируется определенным цифровым индексом.

Среди морфологических признаков применяют такое понятие как состав почвы. Состав почвы — соотношение (массовое или объемное) компонентов почвенного материала, выражаемое в процентах его общей массы или объема, либо в долях единицы. Различаются фазовый, агрегатный (структурный), микроагрегатный, гранулометрический (механический, текстура), минералогический и химический состав почвы.

Минералогический состав почв

Материнской основой почвообразования являются горные породы, вода, воздух и населяющие почву организмы, поэтому почва по своему химическому составу отличается от исходных почвообразующих пород. Основную массу горных пород составляют О, Si и А1, на долю которых приходится 84,05%. Если прибавить Fe, Ca, Na, К, Mg, то в сумме восемь элементов составляют 98,87% массы пород.

Почвы наследуют характерные для пород соотношения, но содержание отдельных элементов изменяются/

Наследуют почвы и геохимические черты почвообразующих пород: на песчаных породах, богатых кварцем, почвы обогащены кремнеземом, на лессе — кальцием, на засоленных породах — солями и т.д.

Основную долю вещественного состава рыхлых почвообразующих пород и почв, за исключением торфяных, образуют минеральные частицы. В зависимости от происхождения и размеров они могут быть разделены на две основные группы.

Одну из них составляют зерна первичных минералов, перешедших в мелкозем из разрушенных плотных изверженных, метаморфических или осадочных пород,

другую — тонкодисперсные частицы вторичных, главным образом глинистых минералов, которые представляют собой продукт трансформации первичных минералов или преобразованы в ходе выветривания и почвообразования.

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.

Участие первичных минералов в формировании рыхлых почвообразующих пород весьма различно: первичные минералы составляют 90—98% массы мелкозема песков, 50—80% суглинков и 10—12% глин.

Наиболее распространенными первичными минералами в породах и почвах являются кварц, полевые шпаты, амфиболы, пироксены и слюды.

Роль первичных минералов состоит в формировании агрофизических свойств почвы, они являются источником образования вторичных минералов, служат источниками питания для растений.

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. Важнейшая роль глинистых минералов состоит в том, что в силу присущей им поглотительной способности они определяют емкость поглощения почв и наряду с гумусом являются основным источником поступления минеральных элементов в растения.

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.

1.3.Гранулометрический состав почв и его агрономическое значение.

Подавляющая часть почв формируется на рыхлых отложениях, которые являются продуктами выветривания, т. е. разрушения, преобразования и переотложения исходных плотных пород, и представляют собой смесь минеральных частиц различной крупности, называемых механическими элементами.

При этом соотношение частиц разного размера может быть весьма различным в зависимости от характера исходной породы, типа, интенсивности и длительности выветривания, определяя тот или иной гранулометрический состав отложений или элювия породы и, соответственно, формирующихся на них почв.

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).