Учебные материалы к практическим занятиям по генетической морфологии почв

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Воронежский государственный университет Биолого-почвенный факультет Факультет “Географии и геоэкологии” Кафедра почвоведения и агрохимии Кафедра природопользования и мониторинга окружающей среды

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ к практическим занятиям по “ГЕНЕТИЧЕСКОЙ МОРФОЛОГИ ПОЧВ” для студентов 1 курса биолого-почвенного факультета и 2 курса факультета “Географии и геоэкологии” дневной и заочной форм обучения

Составители: Доцент Ю. И. Дудкин, Доцент Х. А. Джувеликян, Доцент Н. Г. Решетов

ВОРОНЕЖ 2000

Описание природных образований и явлений всегда предшествует объяснению их развития, т.е. морфология любых объектов всегда опережает учение об их становлении. И если морфология отвечает на вопрос как ?", то генезис - на вопрос "почему ?".Это руководство поможет студентам найти ответы сразу на два этих вопроса, т.е." как устроена почва ?" и "почему она так устроена ?". Изучение любого предмета начинается с рассмотрения его внешнего облика. Именно поэтому морфология, т.е. учение о форме, лежит в основе всех естественных наук. Под морфологией почв понимается учение о внешних признаках почв, которые мы воспринимаем при помощи наших чувств, главным образом, зрением, в меньшей степени осязанием и изредка обонянием и вкусом. В.В.Докучаев придавал большое значение морфологии и предлагал приступать к изучению почв с их тщательным и подробным описанием и цветовыми зарисовками. В.В.Докучаев первым доказал, что важнейшие внутренние особенности и свойства почв, в т.ч. и плодородие, имеют отражение (выход) во внешнем их облике, т.е. морфологии. Мало того, морфологические признаки играют роль носителей информации, роль своеобразного шифра или кода результатов тех процессов, под влиянием которых исходная горная порода превратилась в почву. С точки зрения морфологии, почва - это природное тело (со своими пространственно-временными

границами),

которое

представляет

собой

многокомпонентную, полиминеральную, гетерогенную, полидисперсную и анизотропную сложноорганизованную в объеме и во времени открытую многофазовую систему, расположенную на контакте атмосфера-литосфера в пределах верхнего слоя коры выветривания и являющуюся функцией (результатом, продуктом), с одной стороны, горных пород, с другой, окружающей внешней средой (т.е. климата, организмов, рельефа и т.д.),

помноженной на время. Но главное, с позиции морфологии, это то, что почву следует оценивать как некое естественное самоуправляемое устройство с четкими обратными связями и ответными реакциями на всякое внутреннее и внешнее воздействие и стремящееся кратчайшим путем сохранить свое исходное состояние. Следовательно, морфологические признаки - это не случайный хаотический набор внешних особенностей почвы, а строго закономерное, подчиненное законам генезиса почв и бдительно поддерживаемое и тщательно сохраняемое на данном уровне естественное или антропогенное состояние почв. Морфологическое исследование почв - это первое, с чего начинает почвовед свое знакомство с почвами в поле. И если взгляд сверху вниз на поверхность почвы открывает нам ее анфас, то любое углубление, яма вскрывает ее профиль. И морфология почв описывает не столько поверхность почв, как ее профиль. Внимательное изучение морфологии почв позволяет в большинстве случаев разгадать направленность, механизм, кинетику, напряженность и очередность протекающих в ней процессов. Более того, опираясь на морфологические критерии уже в поле, почвовед-агрохимик имеет веские основания судить о гранулометрическом, петрографическом, минералогическом и химическом составе почв. Беспристрастно оценивая морфологическое состояние почв, опытному

почвоведу-агрохимику

диагностировать

почти

(идентифицировать)

наверняка

почву

и,

удается

стало

быть,

правильно составить

обоснованные представления о ее эдафических свойствах и плодородии, наметить пути управления ими. Детальное морфологическое препарирование почв дает ретроспективную возможность заглянуть в далекое прошлое почвы, дает ключ к познанию ее истории и эволюции. А это, в свою очередь, позволяет прогнозировать

завтрашние

почвы,

дает

убедительные

доводы

для

экстраполяции и построения моделей почвообразования в далеком будущем и т.д.

Морфологический метод изучения почв использует такие понятия, как морфологические элементы и - морфологические признаки. Под элементами понимаются

любые

дискретные

внутрипочвенные

образования,

педогенетические обособления почвенного материала с четкими или размытыми краями и случайные, часто реликтовые, включения. Перечислим, для примера, некоторые морфологические элементы - это почвенные горизонты, структурные агрегаты, поры, пустоты, сеть трещин, новообразования в виде белесых матовых или блестящих налетов и крапинок солей, друз, натеков, конкреций и т.д. Все, чем отличаются друг от друга морфологические элементы, следует относить к морфологическим признакам. Это форма и размеры, характер поверхности и излома, степень контрастности границ, окраски и ее интенсивность, плотность и твердость, липкость и пластичность и т.д. ПОЧВЕННЫЙ ПРОФИЛЬ. Под почвенным профилем понимается строго индивидуальный

набор

конкретных

горизонтов

и

их

неукоснительная

вертикальная очередность в пределах почвенного тела. Строение профиля, т.е. последовательная смена горизонтов сверху вниз и их ограниченная выборка характерна для каждого типа почв. При этом важно отметить, что общий вид профиля, его строение, свойства служат основными диагностическими признаками почв. Различия в почвенном профиле - это различия между разными почвами. Если говорить образно, профиль почвы - это своего рода ее паспорт, а отдельно взятый горизонт - ее визитная карточка. Главные побуждающие причины образования почвенного профиля, т.е. дифференциации исходной однородной породы на генетические горизонты - это: 1) вертикальные потоки вещества и энергии (нисходящие и восходящие в зависимости

от типа

почвообразования

и

сезона)

и

2) вертикальное

распределение живого и мертвого вещества в массе почвы. Вполне очевидно, что агенты почвообразования и выветривания могут максимально активно и в

полной мере проявить себя, реализовав свой энергетический импульс (заряд, силу) в верхних слоях, в слоях соприкосновения (контакта) литосферы и атмосферы. Но по мере проникновения вниз (в литосферу) они теряют, расходуют свой деструктивно-созидательный потенциал, заметно ослабевают и им уже не под силу производить такой же эффект почвообразования, как удавалось наверху. В силу этого сверху вниз почвообразовательный процесс угасает и рано или поздно на той или иной глубине его действие сходит на нет и полностью прекращается. Говоря

иначе,

каждый

верхнележащий

слой,

принимая

на

себя

биоклиматический "удар", так или иначе ослабляет и нейтрализует его. И тем самым каждый поочередно лежащий слой как бы экранирует, защищает нижние слои. И если агенты почвообразования и проникают ниже, то с заметно меньшим запасом энергии и, стало быть, возможностями к почвообразованию. Другими словами, суммарный потенциал почвообразования сверху вниз с каждым последующим слоем, с каждым очередным сантиметром почвы, закономерно угасает и с какой-то глубины, исчерпав себя, практически полностью исчезает. Естественно, что все отдельно взятые факторы почвообразования обладают своими, только им присущими индивидуальными свойствами и запасами энергии. Таким образом, отличаясь между собой, они способны проникать на различную

глубину,

исходя

из

своих

конкретных

возможностей

и,

следовательно, имеют свою зону действия в профиле почвы. Вполне очевидно, что в верхнем слое, находящемся в прямом соприкосновении с внешней средой, будут срабатывать все агенты почвообразования в своем максимальном проявлении. Но с глубиной многие из них, исчерпав себя, постепенно исчезают, и по количеству их становится все меньше и меньше. При этом их суммарная (или общая) энергия не только сокращается, но и качественно изменяется. И как результат, почва с глубиной как количественно, так и качественно все менее и

менее затронута почвообразованием и рано или поздно переходит в исходную породу. В итоге в поверхностном слое коры выветривания происходит перераспределение вещества и энергии, что приводит к образованию почвенного профиля. Таким образом возникший почвенный профиль и его горизонты обособляются от исходной материнской породы и друг от друга благодаря накоплению в них новых продуктов, соединений, минералов и свойств. В связи с этим профиль почвы характеризуется изменением многих ее свойств и состава по вертикали. Как правило, наблюдается закономерное изменение гранулометрического, минералогического и химического состава от горизонта к горизонту при движении вглубь почвы до незатронутой почвообразованием материнской породы. Для правильного понимания почвы как природного объекта следует постоянно помнить, что ее профиль - это не простая сумма

случайных

слоев,

а

интегральный

результат

единого

процесса

почвообразования. Под влиянием окружающей среды в горной породе зарождается и самоорганизуется сложное сочетание взаимосвязанных и соподчиненных парагенетических горизонтов, которые совместно составляют генетическое почвенное единство и целостность профиля почвы.В условиях нашей планеты вектор почвообразования совпадает с гравитационным полем и всегда направлен перпендикулярно земной поверхности. В силу этого постепенно с течением времени и до определенной глубины захватываются и осваиваются почвообразованием все новые слои горных пород. В общем виде можно сказать, что почва растет вниз. Однако есть случаи, когда почва растет вверх. Это происходит при нарастании торфяного слоя в болотных почвах, при отложении аллювия в поймах, отложении эоловой или вулканической пыли и т.д.

ПОЧВЕННЫЕ ГОРИЗОНТЫ - это однородные, обычно параллельные (и повторяющие очертания рельефа) слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам. Другими словами, почвенные горизонты - это слои почвы, сменяющие друг друга в вертикальном направлении и связанные друг с другом единством происхождения, т.е. генезисом. Это как раз и объединяет их в одно биогеохимическое целое - почву. Наличие почвенных горизонтов позволяет отличать почву от всякого рыхлого слоистого отложения, отдельные яруса которого могут не иметь между собой никаких генетических связей. На заре почвоведения В.В.Докучаев выделял в почвах всего два генетических горизонта: А - поверхностный гумусоаккумулятивный, В - переходный к материнской породе и С - почвообразующая горная порода. По мере

накопления

знаний

о

почвах

докучаевская

триада

АВС

стала

недостаточной. Начались поиски предельно оптимальной номенклатуры и символики генетических горизонтов, которые не закончились и по сей день. Беда в том, что выделение горизонтов в профиле почвы не всегда является безусловным и неоспоримым и связано со многими трудностями. Сегодня доказано, что почвообразование слагается из нескольких, порою независимых по своему происхождению элементарных процессов. Все они часто взаимосвязаны, взаимоналожены и сопряжены друг с другом. Одни из них стимулируют и дополняют друг друга, иные, наоборот, сдерживают, тормозят развитие других. Т.е. проявляются элементы синергизма и антагонизм. Каждый из этих процессов приводит к образованию отдельного, морфологически обособленного горизонта. При этом горизонт, возникший под диктатом одного процесса, может не совпадать с горизонтом, оформившимся под контролем другого процесса ни по месту в профиле, ни во времени. Естественно, что границы и мощности многих горизонтов, возникшие под влиянием различных элементарных почвенных

процессов, зачастую не согласуются между собой. Это создает немалые трудности в морфологическом прочтении профиля почвы. ТИПЫ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ГОРИЗОНТОВ ПОЧВ. Сегодня все почвенные горизонты по их генетическому и морфологическому сходству и различию принято разделять на типы. Сходство горизонтов разных почв связано с единством почвообразовательного процесса. Различия же обусловлены степенью выраженности основных зональных почвенных процессов и их сочетанием с сопутствующими интрозональными процессами. В том или ином виде один и тот же тип генетического горизонта может встречаться в разных почвах. Но в каждой зональной почве один и тот же горизонт (если он в наличии) приобретает индивидуальное своеобразие и неповторимые черты. Поверхностные органогенные горизонты. 1 - торфяный горизонт (Т), возникает на поверхности почвы в условиях избыточного увлажнения и характеризуется консервацией растительного опада на фоне весьма сдержанных процессов гумификации и минерализации. По своему составу торф может быть древесным, травянистым (тростниковым, осоковым), моховым, лиственным, лишайниковым или смешанным. Содержание органического вещества в торфе более 35 % по массе ( или более 70 % по объему). По степени разложения торфяный горизонт делится на неразложенный (Т1), среднеразложенный (Т2) и разложенный (Т3). Сухоторфяный горизонт (Т4), образующийся в сухом либо холодном климате, представляет собой сухой надпочвенный слой, в котором опад длительное время сохраняет свою форму. Очес (Т5) - горизонт торфа, в котором половину или более объема составляют живые части растений. 2 - степной войлок или ветошь (О) - маломощный (до 20 см) поверхностный слой почвы в целинных степях, состоящий из опада растительных остатков, густо

переплетенных

живыми

корнями

и

механически

смешанный

с

минеральными компонентами; обычно имеет различную мощность, зачастую

выклинивается и располагается спорадическими неравномерными пятнами. Лесная подстилка (О) - образуется под пологом леса и сплошным ковром укрывает поверхность почвы. Оба эти горизонта делятся на слой опада (L.O.) свежий или слаборазложившийся опад, в котором растительные остатки почти полностью сохранили свою первоначальную форму; слой ферментации (F.O.) растительные

остатки

лишь

частично

сохранили

свою

исходную

морфологическую форму в виде обломков органов и тканей и слой гумификации (Н) - сплошная органоминеральная масса без видимых следов растительных остатков. 3 - водорослевая корочка (Ааl) - поверхностная, хорошо отслаиваемая корочка водорослей, темная в сухом состоянии, сочно-зеленая во влажном, с большой примесью минеральных частиц в нижней, мощность в несколько

миллиметров.

4

-

дернина

(Аd)

-

органоминеральный

гумусоаккумулятивный поверхностный горизонт почвы, формирующийся под травянистыми сообществами, особенно луговыми, и состоящий наполовину и более из корней живых растений. 5 - перегнойный горизонт (Аh) органогенный горизонт черного цвета с содержанием органического вещества 30-70 % по объему (или 15-35 % по массе), состоящий из полностью разложенных остатков растений, глины, первичных минералов; бесструктурен, мажущийся, очень мягкий на ощупь, творожистый во влажном состоянии и глыбистый

в

сухом.

6

-

гумусовый

горизонт

(А)

-

минеральный

гумусоаккумулятивный, темноокрашенный с содержанием до 30 % по объему (до 15 % по весу) органического вещества, тесно связанного с минеральной частью почвы. 7 - пахотный горизонт (Ар) - измененный продолжительной обработкой поверхностный горизонт пахотных почв, возникший из одного или нескольких почвенных горизонтов. Его свойства и состав определяются исходной почвой и интенсивностью, продолжительностью и глубиной с.-х. воздействия. 8 - агроирригационный горизонт (Аi) - возникает в ходе

длительного земледелия и орошения; состоит из смеси первоначальной почвы и многовековой наиловке. Однородно окрашен, тяжелее подстилающей породы, имеет много антропогенных включений, может достигать до 2 м мощности. Поверхностные неорганические горизонты. I - корковый горизонт (К) светлая, хрупкая, скорлуповидная, полигонально растресканная корочка до 5 см толщиной на поверхности почвы. Она легко отделяется от нижележащих слоев, относительно обогащена песчаными зернами кварца и другими первичными минералами и лишена солей. 2 - подкорковый горизонт (Q) - светлоокрашенный, сильнопористый, чешуйчатый или слоеватый горизонт сухих аридных почв. 3 солевая корка (Ks) - часто белый, сверкающий на солнце, сцементированный растворимыми солями, плотный и хрупкий горизонт не более 5 см или же он представлен пухлыми и пылящими выцветами солей на поверхности почвы. При намокании горизонт, как правило, исчезает. 4 - пустынный панцирь (Кr) - очень твердая, но хрупкая, почти черная корка, образующаяся на поверхности каменистого щебня молодых почв -"пустынный загар". Подповерхностные горизонты. I. Элювиальный горизонт (Е) - обычно осветленный, белесый, пепельно-серый горизонт вымывания в почвах с промывным водным режимом. В некоторых типах почв элювиальный горизонт может

совмещаться

с

поверхностным

гумусовым

горизонтом,

образуя

переходный гумусо-элювиальный оподзоленный горизонт (АЕ или Ае и аЕ) с обильной

"кремнеземистой

присыпкой".

По

своему

происхождению

элювиальные горизонты подразделяются на: 1 - подзолистый (Е1), который возникает при кислотном гидролизе и выносе продуктов разрушения в составе нисходящих инфильтрационных вод. В результате значительных потерь подвижных продуктов гидролиза горизонт относительно обогащается хорошо отмытым кварцем, первичными и акцессорными минералами. Одновременно он приобретает светло-пепельный цвет и листовато-плитчатую структуру; 2 -

лессивированный (или псевдоподзолистый) (Е2) - формируется в результате механического выноса пептизированных пылеватых, илистых и коллоидных частиц в неразрушенном состоянии инфлюкционно-турбулентными потоками просачивающейся влаги; 3 - осолоделый (Е3) - создается за счет щелочного гидролиза с последующим вымыванием продуктов распада; 4 - глеевоэлювиальный (Е4) - горизонт светло-блеклой окраски, зарождается под влиянием деструкции минералов, мобилизации и миграции подвижных веществ в условиях переменно-восстановительной среды; 5 - отбеленный или сегрегированный (Е5) горизонт возникает по мере снятия органоминеральных и оксидных пленок с минеральных зерен и перераспределения в массе горизонта этого пигментного вещества. II. Иллювиально - метаморфические горизонты (В) - довольно сложное и сборное понятие. С одной стороны, это определение охватывает многочисленные

иллювиальные

горизонты,

которые

возникли

за

счет

поступления и накопления в них продуктов выноса из элювиальных горизонтов. В силу этого иллювиальные горизонты обогащаются привнесенным сверху веществом,

которое

пропитывает,

обволакивает

исходный

материал

иллювиального горизонта и тем самым окрашивает его в цвет вмываемых продуктов. Среди иллювиальных горизонтов выделяются: 1 - глинистоиллювиальный (Вt); 2 - железисто-иллювиальный (Вf); 3 - гумусо-иллювиальный (Вh); 4 - солонцеватый (Вna); 5 - карбонатный (ВСа); 6 - гипсовый (ВCS); 7 солевой (ВSa); 8 - плужный (Арр) и др. С другой стороны, символом В обозначают и метаморфические горизонты, в которых происходят минералогические превращения без заметной роли массопереноса (т.е. вмывания и вымывания). К таким горизонтам относятся: 1 сиаллитный (Вm), в котором первичные минералы трансформируются в глины; 2 - ферраллитный (Вох), в котором накапливаются свободные окислы железа,

алюминия и каолинит; 3 - слитизированный (Вv), в котором синтезируются смектитовые глины. В западных школах иллювиальные горизонты обычно называют "текстурными", а метаморфические - "структурными". В результате иллювиальных и метаморфических процессов, но чаще за счет гидрогенной аккумуляции в почвах образуется мягкая внутрипочвенная кора (М), которая может тяготеть к любой части профиля и наиболее полно представлена в аридных почвах с близким уровнем грунтовых вод. В ходе постоянного гидрогенного поступления в почве откладывается какое-либо воднорастворимое соединение в виде мягкого мучнистого соединения вплоть до образования почти чистого слоя из этого вещества. Так образуется: 1 - солевой горизонт (Мs), состоящий из видимых скоплений легкорастворимых солей в форме налетов, прожилок, гнезд, щеток или сплошной пропитки. Аналогично возникает 2 - гипсовый горизонт (Мсs), который пронизан игольчатыми кристаллами гипса , его стяжениями в виде друз, "гипсовых роз" или же представляет прослойку мучнистого гипса (гажа); 3 - карбонатный горизонт (МCa), характеризующийся выделениями мучнистого и сыпучего карбоната кальция (калише) с редкими конкрециями в форме "белоглазки". В том случае, если почва длительно пересыхает (например, при вырубке лесов в тропиках) и теряет конституционную воду, то мягкие коры могут переходить в плотные коры (Р), очень твердого, "каменистого" сложения. Сюда относится: 1 - солевая кора (Рsa) - сцементированный солями твердый, трещиноватый и хрупкий горизонт, часто состоящий из отдельных плотных глыб; 2 - гипсовая кора (Рcs) - сплошная плотная прослойка монолитного мелкокристаллического гипса (шестоватый гипс); 3 - карбонатная кора (РСа) сомкнутая, побитая трещинами, часто слоистая, сплошная плита карбонатов (луговая известь, ключевой мергель, шох, панцирь, известковая броня, калькрет и т.д.).

В свою очередь, минуя мягкую стадию развития, в почвах могут сразу возникать твердые коры: 1 - кремниевая кора (РSi) - пропитанный аморфным кремнеземом (опал, халцедон) очень твердый горизонт (дурипен, силкрет); 2 ожелезненная кора (Рf) - железняк, болотная руда, мурам, рудяк, айронпэн, жерства и т.д.; 3 - фраджипэн (Рfr) - твердая и хрупкая глинистая прослойка с резкой верхней и размытой нижней границей; 4 - плинтит (Рl) - уплотненный ферралитный горизонт с железистыми конкрециями, при дегидратации и кристаллизации окислов железа необратимо отвердевает и переходит в латерит; 5 - латерит (L) - затвердевший на дневной поверхности ячеистый или конкреционный горизонт, импрегнированный окислами железа (фиррикрет). Глеевые горизонты (G) - это обычно минеральная часть профиля, формирующаяся в условиях постоянного избыточного увлажнения. В окраске преобладают тускло-голубые, сизые, оливково-грязные тона с ржавыми пятнами и разводами. В зависимости от источника влаги глеевые горизонты делятся на эндоглей (G) - грунтовые оглеенные и экзоглей (G) - поверхностное (атмосферное) оглеение. Принято выделять: 1 - болотный глей (G1); 2 маршевый глей (G2);3 - ортоглей (G3); 4 - серный глей (G4); 5 - мерзлотный глей (G5); 6 - параглей (G6) и др. Все глеевые горизонты окрашены более чем на 50 % по площади среза в характерно грязно-сизый цвет. Когда же степень оглеения недостаточна для выделения самостоятельного глеевого горизонта, но признаки оглеения явно имеются, то такие горизонты относят к глееватым и обозначают малым индексом - g в дополнение к основному, например - Вg. В тех частях профиля, содержащих более 50 % по объему тех или иных конкреций и стяжений, выделяют конкреционные горизонты: 1 - ортштейн (Hf); 2 - канкар (НСа); 3 - ортзанд (Nz) - скрепленный окислами железа часто в виде псевдофибр песчаный горизонт.

Любой генетический горизонт может разбиваться на подгоризонты. Они обозначаются дополнительными индексами. Причем для верхних горизонтов Т, ТА, А, Ар, Арр и Аi используются штрихи, например, A', A'', A'''; а для всех остальных горизонтов - цифровые индексы, например, В1, В2, В3 и т.д. Переходные горизонты, обладающие свойствами двух контактирующих слоев, при постепенной смене одного другим обозначаются двойными символами обоих горизонтов, например, АЕ, АВ, ВС и т.п. Смешанные горизонты, имеющие четко оформленные участки двух ближайших горизонтов с резким, но сложным по форме переходом между ними, обозначаются иначе: А/Е, А/В, В/С и т.д. Погребенные горизонты выделяются квадратными скобками: [A]. В случае литологической неоднородности в пределах профиля (аллювиальные почвы) геологические яруса обозначаются сверху вниз римскими цифрами совместно с соответствующими символами почвенных горизонтов, например, IА, IIA, IIIB, IIIBC, IVBC... Для более детальной характеристики почвенных горизонтов, наряду с основными символами, широко используются дополнительные малые индексы. И если основные символы горизонтов указывают на главные типовые свойства почв, то дополнительные - на побочные, часто интрозональные признаки почвообразования. К малым индексам относятся: Са - говорящий о наличии карбонатов, Сs - наличие гипса, Sa - присутствие растворимых солей, t присутствие иллювиальной (аллохтоновой) глины, h - наличие потечного гумуса, е - признаки аллювиирования, f - аккумуляция аутигенного железа in situ, ох ферралитный метаморфоз, na - солонцеватоть, n - конкреции, z - перерытость фауной, y - тиксотропность и многие др.

Материнская (почвообразующая) порода (С) - это та рыхлая горная порода, из которой образовалась данная почва и которая не затронута процессом почвообразования. При геологической неоднородности почвообразующей породы может выделяться подстилающая порода (D) - рыхлая горная порода, залегающая под материнской породой (С) и отличающаяся от нее литологически. В том случае, если материнская плотная (массивно-кристаллическая, например), ее обозначают символом - R. Соответствующим образом комбинируя перечисленные символы горизонтов можно записать строение почвенного профиля всех типов почв, например: О - Е - ЕВ - ВА - Вh - ВС - С - подзол Аd - А - Вg - G -дерново-глеевая почва Ар - Е - ЕВ - Вth - ВСg - Сg- подзолистая пахотная O - A - AE - EB - Bt1 - Bt2 - BC - C - серая лесная почва O - A - AB - Bm - BC - C - бурая лесная почва A - AB - Bt - B - BC - CCa - выщелоченный чернозем А - АВ - ВCа - ВСCа - СCа - типичный чернозем А - АВ - Вn,Cа - ВСCа - СCа -обыкновенный чернозем А - АВ - АВCа - Вn,Ca - ВСCа -СCs - южный чернозем А - АВСа -Вn,Са - ВСs - ВСSа - CSa - каштановая почва А(Т) - Еg - Вt,g -BCа,g - BCs,g - BSa,g - Cg(G) - солодь А - Е - ВNa - BSa - BCSa - CSa - солонец и т.д. ТИПЫ СТРОЕНИЯ ПРОФИЛЯ. Строение почвенного профиля столь же разнообразно, сколь разнообразен почвенный покров планеты. Однако в этом бесчисленном

разнообразии

выявляются

определенные

закономерности,

позволяющие группировать разные профили в некоторые общности по типу строения и их морфологии.

Простые профили: 1-примитивный профиль имеют почвы на первых стадиях

своего

почвообразования,

когда

освоена

или

затронута

почвообразованием еще незначительная часть горных пород. Профиль слабо дифференцирован и выделяется лишь маломощный горизонт А или АС-С; 2неполноразвитый - это дистрофный, карликовый профиль, но имеющий полный набор соответствующих данному типу почв генетических горизонтов; такой профиль, как правило, формируется на плотных породах; 3-нормальный профиль - это наиболее широко распространенный тип, в который входят все необходимые для данного почвообразования горизонты, а их мощность достигает уровня зрелых неэродированных почв; 4 - слабодифференцированный профиль - формируется на устойчивых к выветриванию или мономикровых породах (кварцевый песок, ферралитная кора) и отличающийся весьма растянутым, монотонным, вяло меняющимся с глубиной строением, практически не расчленяющийся на горизонты; 5 - нарушенный (эродированный) профиль, в котором верхняя часть уничтожена эрозией. Сложные профили: 1 - реликтовый профиль, в его состав входят погребенные палеогоризонты или целые ископаемые почвы близкого или одинакового генезиса с современным почвообразованием; 2 - многочленный профиль включает сложный комплекс горизонтов, одни из которых отвечают нынешней

биоклиматической

обстановке,

"рудиментарные"

горизонты

-

возникли

почвообразования,

которое

явно

не

а и

другие

-

унаследовались

соответствует

остаточные, от

былого

современному;

3

-

полициклический профиль образуется в условиях периодического отложения на поверхности почвы литогенного материала с последующим возобновлением почвообразования того же типа на новом, вновь отложенном субстрате. Почвообразование в этом случае не прерывается, но почва приобретает литологическую неоднородность; 4 - нарушенный (перевернутый) профиль

имеют почвы, в которых целенаправленно (агрогенез) или естественным путем (при ветровалах в лесах) два или более горизонтов меняются местами, т.е. нижние перемещаются на поверхность и перекрывают верхние слои; 5 мозаичный

профиль

-

его

особенностью

является

резко

выраженная

диспропорция, крайняя контрастность и различия форм горизонтов, которые перестают быть параллельными друг другу и земной поверхности и представляют собой прихотливую мозаику, причудливое и порою генетически неоправданное сочетание горизонтов-пятен на небольшом расстоянии. В свою очередь, деление почв по строению их профилей можно проделать на основе количественного распределения вещественного состава почвы по вертикали. При этом можно рассматривать какое-то одно вещество, например, гумус, карбонаты, соли, глину, R2О3 и т.д., либо совокупность педохимических веществ. Выделяют: 1 - аккумулятивный профиль с максимумом накопления с поверхности при постепенном падении концентрации вещества на нет с глубиной; 2 - элювиальный профиль с минимумом вещества на поверхности при постепенном увеличении

его

содержания с глубиной; 3 - грунтово-

аккумулятивный профиль характеризуется накоплением вещества за счет близости грунтовых вод в нижней части профиля; трендовые кривые всех трех профилей могут иметь регрессивную (вогнутую), прогрессивную (выпуклую) или равномерную (линейную) форму; 4 - элювиально-иллювиальный профиль с минимумом вещества в верхней части и максимумом в средней и нижней и 5 недифференцированный профиль с равномерным содержанием вещества по всей почвенной толще. Зачастую в одной и той же почве сочетаются разные типы профилей распределения. Например, в подзолистой почве аккумулятивный профиль распределения гумуса и биофилов, с одной стороны, элювиально-иллювиальный профиль перераспределения ила и полуторных, с другой стороны, и, наконец,

элювиальный профиль карбонатов - с третьей, накладываются друг на друга. При этом границы горизонтов этих трех профилей не всегда совпадают между собой. Форма и контрастность переходов между горизонтами. Переходы между горизонтами характеризуются 1 - формой и 2 - степенью отчетливости или выраженности. Оба эти показателя имеют важное диагностическое значение и

служат

основой

для

оценки

интенсивности

почвообразования,

его

направленности и возраста. По своей форме граница между двумя смежными горизонтами бывает 1 - ровной, встречается во многих молодых почвах и в нижних частях профиля зрелых почв; 2 - волнистой, характеризующейся отношением высоты (h) к длине волны (l) менее 0,5; волнистая граница делится на мелковолнистую (l< 5 см), средневолнистую (l-5-10 см) и крупноволнистую (l>10 см); 3 - карманная форма границы выделяется при отношении глубины к ширине "карманов" от 0,5 до 2; она бывает мелкокарманной, среднекарманной и крупнокарманной;

4

-

языковатая граница встречается

при переходе

элювиального горизонта в иллювиальный в подзолистых почвах и в нижней части гумусовых горизонтов степных почв. Эта форма границы имеет отношение глубины (h) "языка" к его ширине (l) от 2 до 5 и по глубине "языка" делится на мелкоязыковатую (h<5 cм), языковатую (h=5-10 см) и глубокоязыковатую (h>10 cм). 5 - затечная граница обычно тяготеет к почвам с потечным гумусом либо склонных к глубокому растрескиванию (солонцы, например). У этой границы отношение глубины затеков к их ширине превышает 5. 6 - размытая граница характерна при переходе элювиального горизонта в иллювиальный в подзолах. Обычно она ясно просматривается, но по форме она столь извилиста и прихотлива, что приходится выделять смешанный гор. Е/В. 7 - пильчатая граница довольно редка и ее часто описывают как волнистую. 8 - полисадная граница встречается между осолоделым и столбчатым горизонтами в солонцах.

По степени выраженности (контрастности) выделяют следующие виды переходов: 1 - резкий - граница между соседними горизонтами просматривается совершенно четко и может быть выделена на стенке профиля с точностью до 1 см; 2 - ясный - граница прослеживается в профиле довольно контрастно и выделяется на стенке разреза с ошибкой не более 3 см; 3 - заметный переход точность выделения границы падает до 5 см. 4 - постепенный переход - граница диффузна и неопределенность в выделении достигает более 5 см. Границы между горизонтами почвы выделяются по целому ряду признаков. Но чаще всего - по смене цвета или интенсивности в окраске. Одного этого иногда бывает недостаточно, и линию раздела между горизонтами намечают по их сложению, структуре, плотности, наличию и обилию новообразований и включений. Поэтому при выделении границ всегда обязательно полевое тестирование на все эти признаки. Вынужденный компромиссный прием обособления самостоятельных переходных гор.АВ, ВС и других говорит о малой контрастности между гор. А, В и С и общей растянутости границ между ними. В большинстве

случаев,

чем

более

дифференцирован

профиль

по

минералогическому и химическому составу, тем более четко выражены между ними переходы. Именно поэтому у молодых почв переходы от горизонта к горизонту весьма размыты, а у зрелых почв - отчетливы. Мощность почвы и почвенных горизонтов. Под мощностью почвы понимают ее толщину, начиная от поверхности до материнской породы. Иначе говоря, под мощностью почвы понимается суммарная мощность всех входящих в ее профиль горизонтов, вплоть до материнской породы С или D и R. В зависимости от типа почв их мощность может колебаться от 20-30 см до 2-3 м. При определении мощности почвенных горизонтов указывается их верхняя и нижняя граница: Ар0-22; А 22-37; АВ 37-68 и т.д.

Окраска

почвы.

Окраска

почвы

является

наиболее

доступным

морфологическим признаком, который в первую очередь обращает на себя внимание. Поэтому неудивительно, что название многих почв основано чаще всего на окраске: чернозем, краснозем, серозем и т.д. Именно по окраске сравнивались между собой и оценивались достоинства почв большинством народов еще до зарождения науки о почве. И действительно, знающему почвоведу не составляет большого труда по одной только окраске выявить достоверные сведения о составе, свойствах и уровне плодородия почвы. Критерий окраски почв включает в себя такие понятия, как цвет, чистота окраски, интенсивность окраски или насыщенность и оттенок или тон окраски. На окрашивание почв природа использует практически всю палитру цветов радуги. Но по интенсивности и насыщенности окраска почв обычно не яркая, а скорее сдержанно-тусклая с гаммой всевозможных тонов. Поэтому определить расцветку почвы одним цветом, например, бурым, обычно не представляется возможным. По этой причине приходится прибегать еще и к обозначению дополнительных тонов и степени осветленности (или чистоты цвета): светлобурый с палевым оттенком и т.д. Следует, однако, заметить, что надо избегать громоздких тройных терминов по типу известного выражения "серо-буромалиновый". Допускается употребление образных сравнительных обозначений шоколадная, кофейная, стально-серая, пепельная, седоватая, грязноболотная и т.д. Но не следует злоупотреблять этим приемом и допускать излишнюю фантазию. Известные затруднения при определении окраски почв возникают у начинающих из боязни ошибиться и стремления абсолютно точно обозначить цвет. Между тем это вообще недостижимо. Словарный запас людей не настолько богат, чтобы дать точное название всему множеству оттенков почв. Гораздо важнее дать относительную характеристику окраски, пользуясь выражениями "светлее", "темнее", "ярче" и т.д. по сравнению с предыдущим слоем. Понятно,

что такие определения окраски страдают излишней субъективностью. Для большей объективности был предложен ряд методов определения окраски почв с помощью соответствующих шкал и методов. Но пока широко практического применения они не нашли. Вполне очевидно, что окраска почв, с одной стороны, наследуется от исходных горных пород, особенно внизу профиля, а с другой, - является результатом почвообразования. В свою очередь, цвет почвы непосредственно связан и определен минералогическим и химическим составом, дисперсностью, сложением, влажностью и другими свойствами почвы. А это значит, что все изменения в окраске по профилю являются отражением внутренних изменений почвенного

материала. В зависимости

от степени однородности (или

изменчивости) цвета в пределах горизонтов выделяют следующие типы окраски: 1 - равномерная - цвет, тон и насыщенность окраски не меняется по всему горизонту; 2 - неравномерная - интенсивность, осветленность или оттенок окраски постепенно меняется сверху вниз; 3 – пятнистая - пятна различной формы и размеров одного цвета спорадически разбросаны на фоне другого основного цвета горизонта; 4 - крапчатая - мелкие (d < 5 мм), хаотично расположенные пятнышки на сплошном фоне другого цвета; 5 – полосатая или муаровая - правильное, порою симметричное чередование параллельных полос разного цвета и прихотливой формы (например, реликт ленточных глин); 6 мраморовидная - крайне пестрое переплетение причудливых узоров и орнаментов из пятен и прожилок разного цвета. Важнейшими красящими пигментами почвы, от которых зависит ее цвет, является гумус, окись железа, марганца, меди, закись железа, кварц, палевые шпаты, карбонаты, глины, соли, гипс и др. Так, темная окраска является обычно следствием наличия в почве гумуса. При этом интенсивность цвета зависит не только от содержания гумуса, но и от его природы. Бывают случаи, когда почва,

окрашенная в смолисто-черный цвет, содержит всего около 2-3 % гумуса, тогда как другая почва с более чем 5-8 % гумуса довольствуется лишь светло-серой окраской. Однако в пределах почвенного типа связь интенсивности темной окраски с количеством содержания в ней перегнойных веществ настолько тесна, что опытный наблюдатель может на глаз достаточно точно определить содержание гумуса в том или ином горизонте. Визуально наличие гумуса фиксируется в зависимости от его дисперсности и господствующего фона на уровне 0,2-0,5 %. Так, у черноземов интенсивно темная с бархатистым оттенком окраска (иссиня-черный, цвет "вороньего крыла") указывает на высокое содержание - более 10 % гумуса. По темному, но не такому насыщенному цвету, можно судить о концентрации гумуса в 7-8 %. Темно-серая окраска говорит о 5-6 % гумуса, серая с бурым оттенком – о 3-4 %, бурая с серым оттенком - 1-2 %, бурая с сероватым оттенком - меньше 1 %. Гумус пропитывает всю почву и всегда оказывает на ее окраску затемняющее действие. Этим как раз и объясняется отсутствие у почв чистых и ярких тонов, так как затемненность понижает яркость. Поэтому почвам присущи смягченные матовые тона, придающие им "землистый" характер. Наряду с гумусом, черную окраску почве "навязывают" некоторые минералы группы амфиболов, сульфиды, гидроокислы марганца, нонтранит, реликтовый органический детрит (шунгитовые сланцы, например) и т.д. Белая окраска и светлые тона почвы вызваны преимущественно каолинитом, чистыми бокситами (гиббситом. бемитом), аморфным кремнеземом, мелом, пропиткой и выцветами солей, тонкодисперсным гипсом или ангидритом. Носителями белой, порой слепящей на солнце глаза окраски, могут быть некоторые первичные минералы, такие, как кварц, полевые шпаты и др. Красная окраска обусловлена обилием в почве окислов железа, чаще всего в форме гематита. Чем более окислена и обезвожена богатая свободным железом почва,

тем более сочную ярко-красную окраску она имеет. И, наоборот, чем более гидротирован оксид железа в ряду гематит-лимонит, тем успешнее красноржавая окраска вытесняется желтой. Бурым цветом окрашена почва в том случае, если она располагает изобилием иллита, гидрослюд, фульватов гумуса, гидроокислов железа с переменным содержанием конституционной влаги. Синеватые, грязно-голубые, бутылочно-оливковые, салатные и сизоватые оттенки возникают в почве при восстановлении железа в анаэробной переувлажненной

обстановке.

Сочно-изумрудные

и

малахитово-зеленые

побежалости и разводы чаще всего связаны с окислами и карбонатами меди. Сочетаясь в различных соотношениях и находясь в состоянии различной дисперсности перечисленные основные пигменты и определяют все огромное разнообразие цветов почв, которое наблюдается в природе. При этом дающие окраску почве компоненты могут составлять относительно малую ( с учетом их роли в окрашивании) долю от общей массы почвы, не более 0,1-0,5 %. Но за счет своей дисперсности и "размазанности" по поверхности всего песчанистого и пылевого материала почвы, за счет создания тонких пленок и манжетов, за счет обволакивания агрегатных отдельностей этим компонентам становится под силу затушевать и оттеснить все остальные цвета и навязать почве свою окраску. И поэтому самые незначительные биогеохимические изменения среды почвы могут решающим образом сказаться на ее цветовом спектре и тем самым дадут знать о себе. По этой причине цветовая гамма исходного и растертого в порошок образца, как правило, далеко не одинакова, что может служить диагностическим показателем. И, наконец, необходимо помнить, что цвета и оттенки окраски почвы определяются

многими

ее

свойствами

и

состоянием.

Так,

например,

оструктуренные и влажные почвы кажутся более темными, чем бесструктурные и сухие. В вечерние и утренние часы почвы кажутся более темными, чем днем

при рассеянном свете. Поэтому оправдано определение окраски почвы производить во влажном и сухом состоянии. В противном случае не исключена утеря нужной информации, что может привести к ошибкам в трактовке генезиса почвы. Структура почвы. Способность почвы распадаться на отдельности (или агрегаты) определенного размера и формы называется структурностью почвы, а совокупность агрегатов различной величины, формы, строения, четкости поверхности и ясности граней - почвенной структурой. Если почва, например, имеет зернистую структуру, это значит, что она при небольшом механическом усилии легко распадается на мелкие острогранные частички, напоминающие гречневую крупу. Если же почва имеет сыпучее состояние, как песок, мука или пыль, но в ней нет агрегатов, то она называется бесструктурной раздельночастичной. В противоположность этому, если почва плотно сцементирована и поэтому

при

сильном

механическом

воздействии

разламывается

на

бесформенные массивные глыбы, то она называется бесструктурной массивной. Качество структурности (или оструктуренность) отражает различие сил сцепления (адгезии) почвенного материала внутри агрегатов и между агрегатами.

Различают

четыре

градации

оструктуривания:

1

-

почва

бесструктурная - нет видимых агрегатов и упорядоченного расположения естественных поверхностей; если почва связана, то она массивная, а если не связана, то раздельно-частичная; 2- слабо оструктуренная - слабо оформленные, едва различимые и непрочные агрегаты; много (> 50 %) неагрегированного материала; 3 – умеренно оструктуренная - хорошо развитые и умеренно прочные агрегаты, но почти не видимы в ненарушенном состоянии почвы; мало (< 50 %) неагрегированного материала; 4 - хорошо оструктуренная - прекрасно оформленные и весьма устойчивые агрегаты, которые ясно различаются в ненарушенной почве; неагрегированного материала практически нет.

Под

структурой

(или

агрегатами,

педонами)

почвы

понимаются

внутрипочвенные образования, возникшие путем консолидации элементарных почвенных частиц за счет их слипания, адсорбции, коагуляции, остаточной валентности, ионных связей, гумуса, метаболитов организмов и т.д. В образовании агрегатов главную роль играют противоположно направленные процессы: увлажнение - иссушение, замерзание - оттаивание, нагревание охлаждение, а также механическая деятельность корней и почвенной фауны. Структурные отдельности почвы отдаленно напоминают кристаллы минералов с их плоскостями спаянности, поверхностями излома, законами симметрии и сингонии и т.д. Структурный агрегат представляет собой, при четкой его выраженности, почвенную обособленность определенной формы и размера с ясно очерченными поверхностными гранями. Внутренняя часть агрегатов отчетливо отличается от поверхностной корочки, что хорошо видно на срезах. Корочка обычно более темная и уплотненная , постепенно переходит во внутреннюю более светлую массу агрегатов. В иллювиальных горизонтах на поверхности структурных отдельностей кроме внешней уплотненной корочки часто выделяются глянцевые или матовые глинистые, гумусовые или железистые пленки (кутаны). Поскольку

структура

почв

-

это

результат

почвообразования,

то

соответственно разные типы почв и разные горизонты будут иметь разную структуру. Однако в типах структуры имеется меньшее разнообразие, чем в типах почвообразования. Поэтому размеры и форма агрегатов широко варьируют как в разных почвах, так и в отдельных горизонтах одной почвы. Другими словами, в почве и даже в отдельном ее горизонте одновременно могут присутствовать агрегаты разной величины и формы, т.е. почва полиагрегатна. Весовое соотношение агрегатов в массе почвы в соответствии с их размерами называется структурным составом почвы. В соответствии с размерами

различают: 1 - микроагрегаты - < 0,25 мм, 2 - мезоагрегаты - 0,25-7 (10) мм (эту фракцию называют агрономически ценной) и 3 - макроагрегаты - > 7 (10) мм. В почвах, особенно в их гумусовых горизонтах, обычно присутствуют все три группы агрегатов сразу. С глубиной структурный состав становится все более однородным

с

преобладанием

макроагрегатов.

Есть

почвы

с

очень

моноструктурным составом, например, ореховатые серые лесные почвы. Но широко встречается и полиагрегатный состав, особенно у распаханных почв,у которых трудно выделить преобладающий размер и форму структурных отдельностей. В этом случае выделяется: 1 - смешанная структура, когда широко представлены агрегаты разной формы, например, столбчато-ореховатая и 2 - переходная структура, когда структурные отдельности сочетают в себе два типа формы, плоскоореховатая, удлиненнозернистая и т.д. По форме принято различать 3 основных типа структуры, которые по степени выраженности и размерам делятся на роды и виды (таблица). Классификация структуры почв Размер Характерные признаки

Род

Вид

агрегатов, мм

1 тип. Округло-кубовидная - равномерное развитие по трем осям Крупные и сложные агрегаты

Крупноглыбистая

> 200

неправильной формы, грани и

Глыбистая

200-300

ребра плохо выражены

Мелкоглыбистая

100-10

Округлая форма с шерохова-

1.Глыбистая

2.Комковатая

Крупнокомковатая 10-3

той поверхностью без

Комковатая

3-1

выраженных ребер и граней

Мелкокомковатая

1-0.25

Микроагрегаты с неясной

3.Пылеватая

Пылеватая

4.Ореховатая

Крупноореховатая

< 0.25

формой Четко очерченные и пра-

> 10

вильной формы остроребер-

Ореховатая

10- 7

ные агрегаты, напоминающие

Мелкоореховатая

7- 5

Правильная форма с выражен- 5.Зернистая

Крупнозернистая

5- 3

ными гранями и ребрами, на-

(гороховая)

поминающими гречневую крупу

Зернистая

буковые орешки

3- 1

(крупчатая) Мелкозернистая

1-0.25

(порошистая) Сплошное скопление рыхло-

6.Конкреционная

сложенных округлых конкреций

-

-

Мелкие и хорошо оформлен-

-

-

7.Икряная

ные округлые агрегаты II тип. Призмовидная - развитие преимущественно по вертикальной оси Сложные, неправильной

1.Тумбовидная

Тумбовидная

> 100

2.Столбчатая

Крупностолбчатая

100-30

Мелкостолбчатая

< 30

формы агрегаты с неровными гранями Правильной формы “столбы" с четкими и полированными гранями, округлой "головкой" и неровным основанием

Плохо оформленные верти-

3.Призмовидная Крупнопризмовидная > 50

кально вытянутые отдельности

Мелкопризмовидная < 50

с неровными раковистыми гра-

Карандашная

< 10

нями,острыми вершинами и округлыми ребрами Грани и ребра вертикальных 4.Призматическая Крупнопризматическая > 50 призм четко выражены и пок-

Призматическая

50-10

рыты глянцевыми корочками

Мелкопризматическая 10-5

и пленками

Тонкопризматическая

<5

III тип. Плитовидная - развитие по двум горизонтальным осям Слоеватая с горизонталь

1.Плитчатая

Крупноплитчатая

>5

плоскостями спайности и

Плитчатая

5-3

шероховатой, матовой

Пластинчатая

3-1

поверхностью агрегаты

Листоватая

<1

Скорлуповидная

>3

Небольшие, часто изогну-

2.Чешуйчатая

тые, плоские агрегаты с

Грубочешуйчатая

острыми гранями ребер

Мелкочешуйчатые

3-1 <1

В округло-кубовидной и призовидной структуре измеряется диаметр отдельностей, в плитовидной - высота (толщина) плиток. При описании агрегатов часто указывают их прочность, т.е. способность структурных отдельностей противостоять одноосному сжатию при свободном боковом расширении. Выделяют следующие категории прочности: 1 - очень непрочная структура - агрегаты рассыпаются при малейшем прикосновении; 2 непрочная - агрегат легко разрушается при сдавливании пальцами; 3 - умеренно прочная - агрегат с трудом разрушается сдавливанием пальцами; 4 - прочная агрегат не раздавливается пальцами, но с трудом разминается между ладонями; 5 - очень прочная - агрегат не поддается разрушению усилиями рук.

Сложение почвы. Определение "сложение" охватывает интегральное понятие "плотности" и "порозности" почвы и фактически является синонимом термину "твердости", которое понимается как сопротивление почвы при ее сдавливании или расклинивании. Иначе говоря, под сложением понимается характер упаковки агрегатов и сила их механической связи. Они могут или тесно соприкасаться друг с другом и иметь плотную и прочную упаковку, или же контактировать между собой более свободно и быть более разрозненными. Различают такие градации сложения: 1 - очень рыхлая (пухлая, вспушенная)рассыпчатая почвенная масса, горсть которой при сжатии превращается в небольшой комок; нож почти без усилия входит в почву на всю длину лезвия (10-12 см); 2 - рыхлая - под давлением пальцев образуются глубокие вмятины, твердомер (нож) при легком нажатии полностью входит в почву; 3 - уплотненная - под давлением пальцев образуются заметные вмятины, почвенная масса хорошо оструктурена, легко копается и рассыпается с лопаты, твердомер (или нож) проникает в почву на половину лезвия при среднем нажатии; 4 - твердая от давления пальцев вмятин нет, с трудом копается лопатой, бесструктурна, твердомер (или нож) с большим усилием проникает в почву на 1-2 см; 5 - очень твердая - не поддается лопате и разбивается лишь ломом или киркой, твердомер (или нож) не проникает в почву при сильном нажатии (слитная, массивная). С глубиной плотность почвы обычно возрастает. Между структурой и сложением существует определенная связь. Так, бесструктурным песчаным почвам присуще рассыпчатое сложение. Но в случае сцементированности почвенной массы, бесструктурные почвы могут иметь плотное сложение. Все почвы с зернистой, комковатой или мелкоореховатой структурой отличаются рыхлым сложением. Почвы с крупноореховатой и мелкопризматической структурой обычно уплотненные. И, наконец, почвы, слагаемые крупными призматическими или столбчатыми отдельностями, имеют твердое и очень твердое сложение.

Порозность почвы (или скважность) характеризуется количеством и формой

пор

почвы.

(внутриагрегатной),

Порозность

интерагрегатной

может

быть

(межагрегатной)

интроагрегатной и

трансагрегатной

(черезагрегатной). Часть пор, особенно наиболее мелкие, капиллярные, микро- и ультрамикропоры сосредоточены внутри агрегатов. Другие, более крупные стыковые

поры,

поры-трещины,

поры-полости,

располагаются

между

агрегатами. Наконец, поры-каналы, возникшие по ходам корней и роющих животных, располагаются либо между агрегатами, либо пересекают их. Как общая порозность, так их форма пор, сильно меняются от почвы к почве и по их профилю. Так, в гумусовых горизонтах порозность максимальна и уменьшается по мере углубления. Все иллювиальные горизонты обладают минимальной порозностью, иногда меньшей, чем в материнской породе. Чаще всего порозность оценивается с двух точек зрения: объем пор и их форма. По размеру преобладающих пор (d пор в мм) внутри агрегатов выделяют: 1 тонкопористые (<1 мм); 2 - пористые (1-3 мм); 3 - губчатые (3-5 мм); 4 кавернозные (ноздреватые) (5-10 мм); 5 - ячеистые (> 10 мм); 6 - трубчатые (каналы землероев (1-10 мм). Если порозность располагается между агрегатами, то выделяется: 1 - тонкотрещиноватая скважность (ширина трещин < 3 мм); 2 трещиноватая (3-10 мм) и 3 - щелеватая (> 10 мм). В зависимости от частоты встречаемости пор (d >1 мм) и трещин (l > 3 мм) на 1 дм2 определяется их обилие в почве: 1 - единичное (< 2); 2 - малое (2-5); 3 - умеренное (5-10); 4 большое (10-15) и 5 - очень большое (> 15). Если сгруппировать порозность по форме и генезису, то ее значительное разнообразие можно определить следующими терминами: 1 - трещины (усыхания, морозобоины, просадки) - это скважность с параллельными стенками, вытянутыми в плоскости и ориентированными вертикально, горизонтально, косо или образовывающими сетку разной густоты; 2 - нерегулярные поры

(растрескивания, упаковки) - это вытянутые или компактные бесформенные пустоты внутри агрегатов или между ними с неровными угловатыми краями; 3 камерные поры (упаковки, выщелачивания, газовыделения) - округлые крупные поры внутри агрегатов; 4 - пузырьковые поры (выщелачивания и газовыделения) - очень мелкие округлые поры с ровными краями, имеющие форму сфер, и 5 трубчатые поры (ходы землероев и корневища) - цилиндрические, вытянутые дендритовые поры, ориентированные в разных направлениях. Влажность почвы. Показатель влажности не является диагностическим признаком почвы и может в короткий срок сильно меняться. Но влажность значительно влияет на характер окраски, структуры, сложения, липкости и т.д., и поэтому ее необходимо тщательно определять. В настоящее время выделяют 5 классов влажности: 1 - сухая - не холодит руку, не светлеет при высыхании, темнеет от воды, пылит, структура очень прочная "жесткая", не формируется, не мажется; 2 - свежая - холодит руку, не пылит, светлеет при высыхании и темнеет при намокании, легко рассыпается на агрегаты, не мажется; 3 - влажная - светлеет при высыхании и не темнеет при намокании, формируется при сжатии, яркость окраски поверхности деформированного "комка" не меняется, на руке и фильтровальной бумаге оставляет влажный след; 3 - сырая - липнет к руке, но вода не отжимается, при сжатии переходит в пластичное состояние, на поверхности проступает тонкая пленка воды, яркость увеличивается, теряется структура, мажется; 4 - мокрая - липнет, мажется, при сжатии в кулаке вода бежит сквозь пальцы. Липкость почвы - способность почвенной массы прилипать к посторонним предметам определяется при разминании пальцами образца почвы в состоянии густого теста. Выделяются 4 градации липкости: 1- нелипкая - при разминании на пальцах не остается прилипшего материала; 2 - слаболипкая - почвенная масса пристает к пальцам, но легко очищается; 3 - липкая - почвенная масса,

приставшая к пальцам, счищается с трудом, после сдавливания ее пальцами, разжимать их приходится с некоторым усилием; 4 - сильнолипкая - почвенный материал прочно прилипает, сомкнутые пальцы разжимаются и очищаются с большим трудом. Вскипание почвы - под вскипанием понимается выделение пузырьков СО2 при разрушении карбонатов почвы под воздействием на нее 10-% НСl. По интенсивности вскипания выделяют: 1 - невскипающая - пузырьки не выделяются; 2 - слабовскипающая - выделяются отдельные пузырьки СО2; 3 средневскипающая - пузырьки образуют сплошную однослойную поверхность;4 - сильное вскипание - наблюдаются "микровзврывы" с характерным треском и шипением, образуется несколько слоев пузырьков СО2. По расположению вскипания на испытуемой поверхности выделяются следующие варианты: 1 тотальное, "кипит" вся масса горизонта; 2 - мелкоземное, "кипит" мелкозем, а скелет не реагирует на НСl; 3 - крупноземное, "кипит" скелет почвы, а мелкозем нет; 4 - локальное, "вскипают" только отдельные участки; 5 - сегрегированное, "кипят" только стяжения карбонатов. Поверхность

почвы.

Наиболее

характерное

состояние

почвенной

поверхности, имеющее важное диагностическое значение, может быть оценено в сухой период по прошествии нескольких дней после последнего дождя. Дело в том, что после сильного увлажнения поверхность почвы обычно мало выразительна и всюду одинаково однообразна. Когда же почва подсохнет, то ее поверхность приобретает определенную форму, строго приуроченную к тому или иному типу почв. С другой стороны, при сильном высыхании в период засухи все почвы, полигонально растрескиваясь, теряют индивидуальность и начинают снова походить друг на друга. В пределах России выделяют следующие формы поверхности почв: I -ровная поверхность - горизонтальная или наклонная плоская поверхность почвы. Она делится: 1- ковровая зернисто-

шероховатая - поверхность почвы под слоем лесной подстилки; 2 - зернистая поверхность почв под травянистой растительностью, сложенная зернистыми агрегатами; 3 - комковатая - поверхность пахотных почв, сложенная комковатыми

агрегатами;

4

-

корковая

-

поверхность

выпаханных

бесструктурных почв; 5 - такыровидная - сложно-трещиноватая почти плоская поверхность пойменных и делювиальных почв и такыр; 6 - полигональнотрещиноватая - поверхность арктических почв, разбитая серией широких трещин на большие плоские полигоны с приподнятыми краями. II - волнистая поверхность имеет следующие формы: 1- кочкарная - поверхность почвы покрыта кочками, характерна для заболоченных почв; 2 - бугорковая - регулярно неровная поверхность за счет чередования бугорков и понижений тундровых почв; 3- промоинная - поверхность пересекается ветвящейся сетью мелких промоин и рытвин; 4 - гребнистая - обработанная сельскохозяйственными орудиями

поверхность

пахотных

почв

с

параллельными

гребнями

и

понижениями между ними; 5- глыбистая - вспаханная поверхность массивных бесструктурных

почв, состоящая

из крупных бесформенных глыб; 6-

скотосбойная - поверхность пастбищ или прогона скота, покрытая сетью лишенных растительности и утрамбованных дорожек. III - каменистая поверхность, на которой в беспорядке встречаются камни; 1- каменистая (или завалуненная) - ровная или волнистая поверхность, на которой хаотично разбросаны камни (или валуны); 2 - пустынный покров - поверхность каменистых пустынь (гамад), сложенная тонким слоем окатанного гравия; 3 полигонально-каменистая

-

поверхность

арктических

почв,

покрытая

правильными кольцевыми скоплениями камней; 4 - выходы пород - поверхность, где почва чередуется с обнаженными плотными породами.

Новообразования почв - это хорошо организованные в ограниченном пространстве почвенного тела скопления вещества, возникшие в результате почвообразования и отличающиеся от всего остального почвенного материала по составу и сложению. Новообразования принято делить по 1- происхождению, 2составу, 3 - степени выраженности и однородности, 4 - цвету и 5- форме и размерам. Все новообразования почвы имеют большое диагностическое значение и, наряду с окраской и структурой, являются одним из основных руководящих типовых признаков идентификации почв. Кроме того, они очень географичны и имеют строгую зональную адресность. Одни из них тяготеют к одним почвенным зонам, другие, совершенно иного состава и внешнего вида, приурочены к другим типам почв. Наиболее удобно и часто используется деление новообразований по их составу: 1 - новообразования легкорастворимых солей - чаще всего можно встретить в солончаках и засоленных почвах засушливых зон. Наиболее обычной формой солевых выделений являются белесые прожилки, крапинки, мучнистая присыпка, сединка, белесоватые блестящие или матовые налеты, выцветы, побежлости,

разводы,

иногда

псевдомицелий.

Часто

наблюдаются

мелкокристаллические корочки и бородки на поверхности включений (камней и гальки). Довольно широко распространены солевые трубочки вокруг корней растений. Нередко встречаются отдельные совершенные кристаллики, крупинки, друзы, щетки и др. При значительном засолении образуются солевые прослои, поверхностные корки и мощные коры. Лежащий под коркой горизонт обычно сплошь пропитан солями и образует так называемое "солевое полотенце". Преобладание тех или иных солей в почве находит отражение во внешнем облике поверхностных корок. В почвах с преобладанием хлористого натрия на поверхности образуется блестящая на солнце мутно-белесая корка, разбитая сетью мелких трещин и отдаленно напоминающая ледяной наст на талом снегу.

При обилии в почве гигроскопичных соли хлористого калия и магния ее поверхность устилает всегда, даже в сухой период года, мокрая творожистая корка. Если в почве доминирует сернокислый натрий, то такая почва покрывается пухлой и очень хрупкой, пылящей на ветру светло-серой пушистой моховидной коркой, состоящей из ветвящихся кристаллов соли. Эти соли, часто перекристаллизовываясь

и

хаотично

пронизывая

агрегаты

почвы,

обесструктуривают и распыляют (распушают) почвенный материал, который легко становится достоянием ветров. Преобладание соды в составе солей увеличивает растворимость гумуса и поверхность почвы покрывается мокрой и вязкой, глянцево-черной коркой. 2 - новообразования гипса - представлены в виде светлых налетов и выцветов, белых крапинок и прожилок мучнистого облика, более редок гипсовый псевдомицелий или лжегрибница (названы по внешнему сходству с мицелиями грибов). Широко распространены игольчатые, четко оформленные "чистой воды" кристаллы гипса с шелковистым или перламутровым блеском. Могут встречаться одиночные кристаллы, но чаще в виде двойников или сростков, так называемых"ласточкиных хвостов", или "земляных сердец". С ростом аридности почв появляются стекловидные пластинки, друзы, "гипсовые розы" и даже сплошные прослойки - "гажи", "шестоватый гипс". Все новообразования гипса, как и солей, тяготеют к почвам засушливых областей. 3 - новообразования карбонатов - чаще всего приурочены к почвам лесостепей, степей, саван, пампас, полупустынь и пустынь. По форме они делятся на несколько типов: порово-пропиточный – это сплошная пропитка, "карбонатная плесень" (очень напоминает колонию плесневых грибов – сложенная минералом люблинитом), цементация, белесая пылеватая присыпка; инкрустационный - налеты, выцветы, лжегрибницы или псевдомицелии, прожилки и др.; корковый - корки, бородки, тонкие прослои, натеки и др.; конкреционный - (перечень дан по росту размеров, плотности и совершенству

оформленности)

рыхлые

глобулярные

облака,

белоглазка,

журавчики,

лессовидные куколки, имбирчики, дутики, погремки (или орляк), желваки и др.; трубковидный - это выделения кальцита по ходам червей и отмерших корней, зачастую полые внутри. Отсюда и названия - известковые трубки, чехлы, изотубулы, роренштейны, аккырши и др.; коровый - пласты луговой извести или мергеля, панцири, плиты ноздреватого, слоистого или сплошного сложения (конкар, шох, калише) и др.; 4 - новообразования кремнезема - встречаются как в почвах гумидных кислых, так и в аридных щелочных. Обычно эти новообразования

представлены

белесой

кристаллической

или

аморфной

"кремнеземистой присыпкой", диффузными блеклыми пятнами, языками, натеками по трещинам и граням агрегатов, опаловидными пленками и корочками, агатовыми и халцедоновыми миндалинами, трубками по ходам корней,

потеками,

жеодами,

желваками,

"стеклянными

головами",

псевдоморфизмом и окаменелостями по растительным остаткам и др.; 5 новообразования железа и марганца - присущи гумидным почвам элювиальноиллювиального генезиса и отличаются большим разнообразием форм. Окисные соединения делятся на типы: порово-пропиточный - имбибиция, цеминтация, расплывчатые радужные пятна и др.; инкрустационно-пленочный - налеты, прожилки, примазки, ржавые разводы, тяготеющие к трещинам, потечные кутаны, корки, бородки, сталактитовые и сталагмитовые натеки и др.; конкреционный - штрихи, пунктуация, темно-бурые точки, рудяковые зерна, дробинки, бобовины, радиально-лучистые конкреции и концентрическискорлуповидные пизолиты, оолиты, ортзанды, псевдофибры, ортштейны, рудяк, болотная или ключевая руда; 4 - трубковидный - бурые трубки, стяжения и чехлы по ходам и вокруг корней. Закисные соединения обычно встречаются в гидроморфных переувлажненных почвах в виде грязно-болотных, голубоватосизых пятен, разводов и корочек (которые имеют консистенцию замазки), линз и

прослоек

ярко-синего

вивианита

или

"белой

железной

руды".

6

-

новообразования глин и гумуса - представлены глинисто-гумусовыми потеками, пленками, корочками, натеками, которые зачастую образуют ложные копролиты весьма прихотливой формы. Все потечные глино-гумусовые кутаны покрывают структурные отдельности и стенки трещин и могут иметь "лаковую" или "полированную" поверхность за счет ориентировки глинистых минералов. К новообразованиям растительного происхождения относятся "узоры корешков", отпечатки и ходы корней, корневины, которые представляют собой вдавливания в виде небольших желобков, разветвления и дендриты. Полости корней зачастую заполняются перегнойным веществом или тонкодисперсной глиной и образуются так называемые "глинистые и гумусовые корни". К новообразованиям животного происхождения относятся ходы животных и насекомых, кротовины, фекальные таблетки (экскременты почвенной фауны), копролиты червей и т.д. Корневая система почвы - при изучении корневой системы почвы внимание обращается на такие показатели как: общий характер корневой системы, глубина максимального распространения корней, наличие нескольких максимумов, глубина проникания отдельных корней, тяготение корней к горизонтам (обилие, размер, ветвление), соотношение корней со структурой почвы (находятся ли корни преимущественно в межагрегатных полостях и трещинах либо проникают в агрегаты) и т.д. Всякое отклонение от "нормального" в распределении корней связано с теми или иными особенностями почв и заслуживает пристального внимания. Для описания корневой системы обычно используется следующая шкала обилия корней в генетическом горизонте; нет корней

- корни отсутствуют на стенке разреза шириной около 75 см;

единичные корни - 1-2 видимых корня (толще 1 мм); редкие корни -3-7 видимых корней; мало корней - 7-15 видимых корней; много корней- корни пронизывают

каждый квадратный дециметр стенки

разреза; густые корни - сплошная

каркасная сеть из корней и дернина; корни составляют более 50 % объема горизонта. По крупности корни делятся на: корневые волоски - диаметр < 0,1 мм; мелкие корни - 0,1-1 мм; очень тонкие корни - 1-2 мм; тонкие корни - 2-5 мм; средние корни - 5-10 мм; крупные корни - > 10 мм. Включения в почве - это инородные тела, попавшие в почву извне и не связанные с нею. Среди них выделяют: 1 - литоморфы - камни, галька, валуны и т.д.; 2 - антропоморфы - обломки кирпича, осколки керамики, стекла, фарфора, остатки захоронения, построек, предметы украшения, оружие и т.д., рассеянные по отдельности или образующие целый "культурный" слой; 3 - биоморфы - а) фитолиты и зоолиты - аморфные или кристаллические минералы, возникшие в тканях растений и животных и поступившие в почву после их отмирания; б) кости животных, раковины моллюсков и т.д. и их окаменелости. ЛИТЕРАТУРА Розанов Б.Г. Генетическая морфология почв.- М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1975. – 293 с. СОСТАВИТЕЛИ: Дудкин Юрий Иванович Хачик Акопович Джувеликян Решетов Николай Григорьевич РЕДАКТОР

Кузнецова Зинаида Егоровна