Лекция: морфологическое строение почвы (4 часа)

Вид материала

Лекция

Содержание Гранулометрический состав. Корневая система. Поверхностные органогенные горизонты Торфяной горизонт (Т) Степной войлок (А0) Лесная подстилка (А0) Перегнойный горизонт (Fh) Дернина (Аd) Гумусовый горизонт (А1) Пахотный горизонт (Ар) Поверхностные неорганические горизонты Подкорковый горизонт Q Подповерхностные горизонты Переходные к почвообразующей породе горизонты Переходные горизонты, в которых отсутствуют явные признаки иллювиирования и. метаморфизации (В). Иллювиальные горизонты Метаморфические горизонты. Сиаллитно-метаморфический горизонт Вm Фераллитно-метаморфический горизонт Вох Подпочвенные горизонты ... Полное содержание

Подобный материал:

• Д. И. Менделеева Строение молекул и основы квантовой химии Магистерская программа, 307.43kb.
• Осенняя обработка почвы для сахарной свеклы, 93.47kb.
• Экологическая химия почвы, 155.47kb.
• Социология лекция 6 Социальная стратификация и мобильность. Социальные противоречия, 34.07kb.
• Строение атома (2 часа), 5.46kb.
• Строение и свойства металлических материалов лекция 2 Строение и свойства металлов, 103.5kb.
• Экономики, 146.85kb.
• В г. Калуге Сергеев Н. И. Расписание, 36.99kb.
• В г. Калуге Сергеев Н. И. Расписание, 39.96kb.
• Цели: -продолжить работу по углублению представлений, 60.93kb.

Лекция: МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПОЧВЫ (4 часа)

Изучение любого предмета человек в процессе познания всегда начинает с рассмотрения его морфологии. Борис Георгиевич Розанов, проводя аналогию с другими науками, отмечает: «Как медицина начинается с анатомии человека, а зоология и ботаника - с анатомии животных и морфологии растений, так и почвоведение имеет своим началом морфологию почв. Морфология почв лежит в основе их диагно­стики, а, следовательно, и классификации».

В современном генетическом почвоведении, созданном на рубеже XX века, прежде всего трудами блестящей плеяды русских почвоведов во главе с В.В. Докучаевым, одной из основополагающих научных концепций служит положение о том, что морфология почвы - это кон­центрированное отражение ее генезиса, истории ее развития. В морфо­логических признаках почвы, в строении ее профиля отражаются те процессы, под влиянием которых материнская горная порода с течени­ем времени превращается в почву. Это одно из конкретных проявле­ний всеобщего закона единства формы и содержания, вскрытого мате­риалистической диалектикой. Почва, как естественноисторическое тело, постоянно находится в процессе развития и эволюции, в ней не­прерывно происходят изменения химического и минералогического составов, разнообразных свойств и в том числе изменение ее морфоло­гии.

Почва - это тело природы, имеющее определенную протя­женность в трех измерениях пространства. Как всякое природное тело почва имеет свой объем и границы. Верхняя граница почвы - это поверхность раз­дела между почвой и атмосферой (для подводных почв - с гидросфе­рой). Нижняя граница почвы соответствует переходу к наименее изме­ненной почвообразованием толще, где явные признаки почвообразо­вания не прослеживаются. Почва состоит из горизонтов (слоев), отли­чающихся по количественному соотношению составных компонентов, цвету, сложению и т.д. Боковые границы почвенного тела диффузны, т.е. смена различных типов, подтипов и других таксономических еди­ниц почв происходит в природе постепенно. В процессе определения боковых границ почвенного тела введено понятие почвенный индиви­дуум- (педон, тессера, элементарная единица почвы). Б.Г. Розанов дает следующее определение этому понятию: « Почвенный индивидуум - это минимальный объем почвы, горизонтальные размеры которого достаточно большие, чтобы иметь полный спектр вариабельности мощностей генетических горизонтов».

При исследовании почвы в первую очередь изучают ее макро- и мезоморфологическое строение, т.е. организацию компонентов, со­ставляющих почвенный профиль и его горизонты. Эта работа начина­ется в полевых условиях при описании почвенного разреза. Одновре­менно на этом этапе определяется классификационное положение поч­вы, отнесение к определенному типу или подтипу. В полевых условиях дается рабочее название почвы, которое уточняется после вы­полнения аналитических работ.

Исследование почвы обычно начинают с исследования почвенного профиля. Понятие о почвенном профиле и профильный метод изучения почв был введен в науку В. В. Докучаевым. Почвенный профиль - это определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов в пределах почвенного индивидуума, специфическая для каждого типа почвообразования.

Описание почвенного профиля

Профиль исследуется в свежевырытом разрезе глубиной несколько превышающей мощность почвы. При описании почвы замеряют мощности горизонтов, отмечаются их цвет, сложение, агрегированность, новообразования, включения, гранулометрический состав и характер перехода от одного горизонта к другому.

Поскольку почва состоит из нескольких горизонтов, морфологические признаки определяются для каждого горизонта, и в итоге сводятся в виде характеристики строения почвенного профиля.

Окраска. Окраска почв – важнейший морфологический признак. Она, с учетом других признаков и свойств, является существенным показателем принадлежности почвы к тому или иному типу. В окраске почвы, в ее оттенках и переходах очень ярко отражаются особенности почвообразовательного процесса. Наиболее важными для окраски почв являются следующие три группы соединений: 1) гумус, 2) соединения железа, 3) кремнекислота, углекислая известь и каолин.

Гумусовые вещества обусловливают черную, темно-серую, и серую окраски. В некоторых случаях черная окраска может быть обусловлена и другими причинами. Так, в верхних горизонтах подзолистых и дерново-подзолистых почв встречаются в виде очень небольших пятен (пунктуации) скопления окислов и гидратов окислов марганца, имеющих черный цвет. В болотных почвах черный цвет иногда может быть обусловлен присутствием сернистого железа. И, наконец, темная окраска почвы может зависеть от темного цвета почвообразующей породы, на которой она сформировалась.

Соединения окисного железа придают почве красную, оранжевую и желтую окраски. Соединения закисного железа окрашивают почву или отдельные ее горизонты и участки в сизые и голубоватые тона. Встречающийся, например, в болотных почвах вивианит (Fe₃PO₄)₂· 8 Н₂О придает им зеленовато-голубой оттенок.

Кремнекислота (SiO₂), углекислый кальций (СаСО₃) и каолинит (H₂Al₂Si₂O₈H₂O) обусловливают белую и белесую окраски. В ряде случаев заметную роль в приобретении почвой белесоватых оттенков могут играть гипс (СаSO₄ · 2 Н₂О) и легкорастворимые соли (NaCl, Na₂SO₄ · 8 Н₂О и др.).

Бурая окраска образуется при смешивании желтого, красного и белого цвета, а также в результате накопления в почве слюдистых минералов, иллита.

В нижних горизонтах почвенного профиля цвет в основном определяется окраской почвообразующих пород, их составом и степенью выветривания.

Окраска сильно изменяется от степени влажности и источника освещения, поэтому определение цвета можно проводить как при естественном увлажнении, так и при подсыхании на воздухе до воздушно-сухого состояния, при рассеянном дневном освещении.

Окраску обычно трудно бывает охарактеризовать каким-нибудь одним цветом, поэтому приходится указывать степень ее интенсивности (например, светло-бурая, темно-бурая), или же отмечать оттенки (например, белесая с желтоватым оттенком), или же называть промежуточные тона (коричнево-серая, серо-бурая). Если почвенные горизонты не имеют однородной окраски, их характеризуют как пестрые или пятнистые. При этом отмечают основной тон окраски и цвет пятен.

Для характеристики окраски различают следующие типы:

1. Однородная окраска: равномерная, неравномерная.
   
2. Неоднородная окраска: пятнистая, крапчатая, полосчатая, мраморовидная.
   

Однородная окраска. Если тон и интенсивность не меняются в пределах всего горизонта - это равномерная однородная окраска. Если тон и интенсивность окраски меняются постепенно от верхней части горизонта к нижней, ее называют неравномерной однородной (например, от серой до светло-серой).

Неоднородная окраска.

Пятнистая - пятна диаметром более 5 мм какого-либо цвета неравномерно распределены на фоне другого цвета.

Крапчатая - мелкие пятна диаметром до 5 мм неравномерно распределены по однородному фону другой окраски.

Полосчатая - чередование полос разного цвета.

Мраморовидная - очень пестрая окраска обусловлена чередованием различных пятен, прожилок, полос разного цвета.

При описании окраски следует указать контрастность пятен (слабая, отчетливая, сильна) и обилие пятен (редкие - менее 2 % площади, многочисленные - 15-30 % и очень многочисленные - 30-50 % площади).

Гранулометрический состав.

Определение гранулометрического состава лежит в основе выделения разновидностей почв. Изучение гранулометрического состава позволяет предварительно оценить степень дисперсности почвенного мелкозема (песок, супесь, суглинок, глина), а также соотношение песчаных и илистых частиц.

Гранулометрический состав почвы можно определять при сухом и влажном состоянии. Для определения во влажном состоянии к хорошо растертому образцу необходимо добавить такое количество воды, при котором образующаяся тестообразная масса будет обладать наилучшей пластичностью. Из приготовленной тестообразной массы скатывают шарик или шнур, по которым и судят о гранулометрическом составе.

Рассмотрим основные признаки определения почв по гранулометрическому составу.

Каменистые почвы наряду с мелкоземом, то есть частицами меньше 1 мм, в изобилии содержат окатанные или угловатые обломки горных пород размером больше 3 мм.

Песчаные почвы состоят почти исключительно из песчаных частиц (> 90 %) с небольшим содержанием физической глины. Поэтому в сухом состоянии комок почвы или породы очень легко раздавливается и превращается в раздельно-частичную сыпучую массу. Из влажного образца нельзя скатать ни шарика (величиной с грецкий орех), ни тем более шнура.

В супесчаных почвах также преобладают песчаные частицы с небольшой примесью физической глины. Они ссыхаются в непрочные комки, с поверхности которых легко отбирается песок. Глыбки и комки легко раздавливаются. Из влажного образца супеси можно скатать шарик величиной с грецкий орех, но шнура скатать не удается.

Песчанистые суглинки делятся на легкие, средние и тяжелые.

Легкие песчанистые суглинки. При осмотре, и особенно при растирании на ладони, легко можно увидеть большое количество песчаных элементов. Срез очень неровный, поверхность излома сильно шероховата. В сухом состоянии трещины почти не образуются. Комки легкого суглинка в сухом состоянии раздавливаются уже при некотором усилии. Во влажном состоянии можно скатать шнур толщиной около 3 мм, который при свертывании в кольцо диаметром 3 см разламывается на мелкие части.

Средние песчанистые суглинки. При рассмотрении образца и при растирании его обнаруживается меньше песчаных частиц. Отдельности хотя тоже бесформенные, но несколько более определенны, и слабо намечается угловатость. Трещин в сухом состоянии также немного, но все же они встречаются чаще.

Комки в сухом состоянии с трудом раздавливаются между пальцами руки. Во влажном состоянии можно скатывать из них тонкий шнур, из которого можно свернуть кольцо диаметром 3 см, но по внешней стороне кольца образуются трещины.

Тяжелые песчанистые суглинки. Срез и излом становятся более ровными, гладкими. Появляется способность распадаться на угловатые и остроребристые отдельности. При высыхании значительно сокращаются в объеме и поэтому в некоторой мере способны давать уже заметные трещины. Цвет становится более темным.

В сухом состоянии структурные отдельности почти невозможно раздавить между пальцами руки. Во влажном состоянии можно раскатать в тонкий шнур и свернуть кольцо без трещин.

Пылеватые суглинки. В эту группу входят так называемые покровные суглинки, лессовидные суглинки, лессы.

Пылеватые суглинки содержат ничтожное количество песчаных частиц, при растирании в сухом состоянии дают ощущение мучнистости, при срезе ножом нет скрипящего звука. Цвет их чаще всего желто-бурый.

Глинистые почвы. При растирании ощущается тонкая однородная масса. Характеризуются большой связностью. В сухом состоянии очень твердые и не поддаются раздавливанию между пальцами руки. Во влажном состоянии очень вязки и пластичны; можно скатать тонкий длинный шнур, из которого легко свернуть восьмерку. Из глины во влажном состоянии можно вылепить любую фигуру. Срез ножом гладкий.

Структура.

Структурой называют отдельности (агрегаты), на которые способна распадаться почва. Они состоят из соединенных между собой механических элементов и мелких агрегатов. Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в разных почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах неодинаковы.

В поле, у разреза, структуру почвы определяют следующим образом. На передней стенке исследуемого горизонта ножом вырезается небольшой образец грунта и подбрасывается несколько раз на ладони (или лопате) до тех пор, пока он не распадается на структурные отдельности. Рассматривая эти структурные элементы, определяют степень их однородности, качество структуры (бесструктурная, слабая, умеренная, прочная). При этом используются следующие градации:

Бесструктурная - нет видимой агрегации.

Слабая структура - слабооформленные неопределенные агрегаты, едва различимые в натуре.

Умеренная структура - агрегаты хорошо оформлены, разломанных немного, мало неагрегированного материала.

Прочная структура - агрегаты, хорошо оформленные и устойчивые, полностью отделяются при нарушении почвы.

Затем следует описать форму и размер агрегатов, для чего можно использовать градации, разработанные С.А. Захаровым (табл. 1).

Таблица 1

Классификация структурных отдельностей почв (по С.А. Захарову)

Роды	Виды	Размеры
1	2	3
Тип. 1. Кубовидная - равномерное развитие структуры по трем осям
Глыбистая. Грани и ребра выражены плохо, агрегаты плохо оформлены	Крупноглыбистая Мелкоглыбистая	> 10 см 10- 5 см
Комковатая. Грани и ребра выражены плохо, агрегаты хорошо оформлены	Крупнокомковатая Комковатая Мелкокомковатая	5-3 см 3-1 см 1-0,5 мм
Пылеватая	Пылеватая	< 0,5 мм
Ореховатая. Грани и ребра хорошо выражены, агрегаты ясно оформлены	Крупноореховатая Ореховатая Мелкоореховатая	> 10 мм 10-7 мм 7-5 мм
Зернистая. Грани и ребра не выражены, агрегаты ясно оформлены	Крупнозернистая Зернистая Мелкозернистая	5-3 мм 3-1 мм 1-0,5 мм
Тип 2. Призмовидная – развитие структуры, главным образом, по вертикальной оси.
Столбовидная. Грани и ребра плохо выражены, агрегаты сложны и мало оформлены.	Крупностолбовидная Столбовидная Мелкостолбовидная	Диаметр >5 см 5-3 см < 3 см
Столбчатая. Грани и ребра хорошо выражены.	Крупностолбчатая Столбчатая Мелкостолбчатая	> 5 см 5-3 см < 3 см
Призматическая.	Крупнопризматическая Призматическая Мелкопризматическая Карандашная	> 5 см 5-3 см 3-1 см < 1 см
Тип. 3. Плитовидная - развитие структуры по горизонтальным осям
Плитчатая	Сланцеватая Плитчатая Пластинчатая Листоватая	Толщина > 5 мм 5-3 мм 3-1 мм < 1 мм
Чешуйчатая	Скорлуповатая Грубочешуйчатая Мелкочешуйчатая	> 3 мм 3- 1 мм < 1 мм

Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии масса почвы или породы разделена на отдельности той или иной формы и величины. Бесструктурное состояние, или раздельно-частичное, бывает тогда, когда отдельные элементы, слагающие почвы, не соединены между собой в более крупные отдельности, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Типичным примером бесструктурного состояния является рыхлый песок. Между структурными и бесструктурными почвами имеются и переходные почвы, у которых структура выражена слабо.

В любом из почвенных горизонтов структурные отдельности не бывают одного размера и формы. Чаще всего структура бывает смешанной, что описании отмечают двумя или даже тремя словами: комковато-зернистая, комковато-пылеватая, комковато- пластинчато-пылеватая и т.д.

Различным генетическим горизонтам почв присущи определенные формы структуры. Так, комковатая и зернистая структура присуща дерновым горизонтам, пластинчато-листоватая - элювиальным, ореховатая - иллювиальным.

Сложение.

Сложение - внешнее выражение плотности и пористости почвы.

По плотности почвы могут быть:

Очень плотные - копать яму лопатой почти невозможно, приходится применять лом или кирку. Нож не входит в почву. Комок почвы с трудом раскалывается молотком. Такой плотностью характеризуются обычно иллювиальные горизонты солонцов в сухом состоянии.

Плотные - чтобы выкопать яму, требуется значительное усилие, но можно обойтись и без лома; плотным сложением отличаются иллювиальные горизонты суглинистых и глинистых почв.

Рыхлые - яму копать легко, а почва, сброшенная с лопаты, легко рассыпается на мелкие отдельности. Такое сложение наблюдается в суглинистых и глинистых почвах с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой и верхних горизонтах песчаных и супесчаных почв.

Рассыпчатые - почва лишена связанности, самопроизвольно осыпается с вертикальной стенки разреза.

По характеру пор внутри структурных отдельностей различают следующие виды сложения:

Тонкопористое - почва пронизана порами диаметром менее 1 мм.

Пористое - диаметр пор колеблется от 1 до 3 мм; примером подобного сложения может служить лесс.

Губчатое - в почве встречаются пустоты размером от 3 до 5 мм.

Ноздреватое (дырчатое) - в почве имеются пустоты размером от 5 до 10 мм.

Ячеистое - пустоты превышают 10 мм, встречаются в субтропических и тропических почвах.

Трубчатое - пустоты в виде каналов, прорытые землероями.

При описании пор необходимо указать их форму (округлая, трубковидная, щелевидная, клиновидная).

Новообразования.

Новообразованиями называют скопления веществ различной формы и химического состава, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы. В результате физических, химических и биологических процессов, происходящих в почвах, а также вследствие непосредственного воздействия на почву растений и животных, различают новообразования химического и биологического происхождения. Химическое новообразования в почве образуются в результате химических процессов, которые приводят к образованию различного рода соединений. Последние могут выпадать в осадок или на месте образования, или, перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном, вертикальном направлениях, в некотором (иногда значительном) отдалении от места своего первоначального образования. Выпадая в осадок вследствие коагуляции, кристаллизации или под влиянием других причин и накапливаясь при многократном повторении вышеуказанных явлений, эти соединения формируются в химические новообразования.

Химические новообразования по форме разделяют на следующие группы: 1) выцветы и налеты - химические вещества (например, растворимые соли) выступают на поверхности почвы или на стенке разреза в виде тончайшей пленочки, 2) корочки, примазки, потеки, выступая на поверхности почвы или по стенкам трещин, образуют слой небольшой толщины, 3) прожилки и трубочки - вещества занимают ходы червей или корней, поры и трещины почвы, 4) конкреции и стяжения - скопления различных веществ, имеющих более или менее округлую форму, 5) прослойки - вещества накапливаются в больших количествах, пропитывая отдельные слои почвы.

По составу химические новообразования подразделяются на следующие группы.

1. Скопления легкорастворимых солей, главным образом NaCl, CaCl₂, MgCl₂, Na₂SO₄ и др.
   

Они встречаются в засоленных почвах и породах, чаще всего в условиях сухой и пустынной степи, т.е. среди сероземов, бурых и каштановых почв. Среди черноземов встречаются значительно реже. Наиболее характерными формами скопления легкорастворимых солей являются налеты и выцветы, белые корочки и примазки, крупинки и отдельные кристаллы солей.

2. Скопления гипса. Они встречаются в тех же почвах, что и легкорастворимые соли. Характерными формами являются выцветы и налеты, корочки и прожилки. Если прожилки гипса образуют сложную сеть, их называют лжегрибницей за сходство с белыми нитями мицелия грибов. Гипс встречается также в форме крупных кристаллов, в форме стекловидных пластинок или крупных сердцевидных сростков, называемых "земляными сердцами".

3. Скопления углекислой извести. Ее новообразования встречаются в почвах почти всех зон, но наиболее типичные формы образуются в черноземах. По форме они подразделяются на: а) налеты, придающие почве "седину"; б) известковую плесень в виде скопления тончайших игольчатых кристаллов углекислого кальция; в) карбонатную лжегрибницу, или псевдомицелий, - очень тонкие прожилки мучнистой кристаллической извести; г) белоглазку - белые рыхлые округлой формы диаметром 1-2 см скопления извести с резко очерченными краями, четко выступающие на фоне почвенных горизонтов; д) журавчики - плотные скопления извести различной формы и размера; е) дутики - такие же скопления извести, как и журавчики, но пустые внутри; ж) погремки, или орляки, - большие и плотные скопления извести в диаметре 10 см, внутри пустые, с отвалившимися твердыми кусочками извести, которые гремят при встряхивании; з) желваки - большие плотные скопления извести, достигающие в поперечнике 20 см; и) слои мергеля или луговой извести, встречаются на низинных торфяниках и заболоченных лугах в поймах рек. Образуются в результате приноса углекислого кальция грунтовыми водами и отложения его в толще почвенных горизонтов.

4. Скопления окислов и гидратов окисей железа, марганца и фосфорной кислоты. Эти образования наиболее характерны для почв дерново-подзолистой зоны и влажных субтропиков, а в условиях избыточного увлажнения нередко встречаются и в почвах других зон.

По форме они подразделяются на: а) налеты, пленки и выцветы бурого и темно-бурого цвета, образующиеся с поверхности структурных отдельностей или по стенкам трещин; б) примазки, пятна и потеки различного цвета и оттенка (охристые ржавые, коричнево-бурые, черные и т.д.); в) псевдофибры и ортзанды - прожилки и прослойки полуторных окислов в песчаных почвах и породах. Мощность их колеблется от долей сантиметра до 10-20 см. наиболее тонкие прослойки называют псевдофибрами, а широкие - ортзандами; г) железистые трубочки - скопления железа по корневым ходам; д) конкреции и бобовины - прочные скопления округлой формы величиной от мелкой дробинки до грецкого ореха. Иногда они выступают на вертикальной стенке разреза в виде беспорядочно разбросанных темно-бурых или черных точек и тогда получают название железо-марганцевой пунктуации; е) ортштейн, рудяк - плотные скопления полуторных окислов, соединений фосфора и органического вещества. Образуют сплошные прочно сцементированные прослойки темно-бурого или почти черного цвета.

5. Закисные соединения железа. Они образуются в условиях избыточного увлажнения почв при анаэробных процессах, поэтому встречаются главным образом в болотных и заболоченных почвах.

Закисные соединения железа встречаются в виде сизоватых или сизовато-серых пленок и пятен и сизоватых корочек на поверхности структурных отдельностей и по стенкам трещин, а также в виде синих выцветов вивианита чаще всего в торфяных почвах.

6. Скопления кремнекислоты встречаются в виде: а) кремнеземистой присыпки - тончайший налет кремнезема (SiO₂) на поверхности структурных отдельностей; б) прожилки и пятна - скопления кремнезема округлой формы в порах и более крупных промежутках. В подзолистом горизонте подзолистых почв кремнекислота пропитывает весь горизонт и образует отельные затеки, языки, карманы, которыми он внедряется в нижележащие горизонты.

7. Выделения и скопления органических веществ: а) гумусовые потеки и корочки, покрывающие поверхность структурных отдельностей или стенки трещин черной лакировкой; б) гумусовые пятна, карманы, языки - проникновение перегнойных веществ в нижележащие горизонты по трещинам на значительную глубину.

Новообразования биологического происхождения (животного и растительного) могут иметь следующие формы: а) червоточины - извилистые ходы - канальцы червей; б) капролиты - образования дождевых червей в виде небольших клубочков. Они представляют собой кусочки земли, прошедшие через пищеварительный аппарат червей и пропитанные их выделениями; в) кротовины - пустые или заполненные ходы роющих животных (сусликов, сурков, кротов и др.); г) корневины - сгнившие крупные корни растений; д) дендриты - узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.

Изучение почвенных новообразований позволяет понять не только процессы, совершающиеся в современных почвах, но и по сохранившимся (реликтовым) новообразованиям можно судить о древних процессах почвообразования.

Включения.

Включениями называют тела органического или минерального происхождения, находящиеся в почве, образование которых не связано с почвообразовательным процессом.

К включениям относятся: 1) корни и другие части растений различной степени разложения (корневища, луковицы, остатки лесной подстилки и т.д.); 2) раковины и кости животных; 3) валуны и другие обломки пород; 4) кусочки кирпича, угля, стекла и т.п.; 5) археологические находки (кости животных, посуда или ее черепки, остатки оружия и украшений и т.п.).

При описании включений отмечают их цвет, размеры, обилие, название. В случае присутствия в почвенных горизонтах обломков пород указывают степень их окатанности. Окатанные - ребра отсутствуют, слабоокатанные - ребра сглаженные, но заметные, неокатанные - с острыми ребрами.

Корневая система.

При морфологическом изучении почв необходимо обратить внимание на распространение корней по профилю, их глубине, обилию, характеру ветвления. Количество и обилие корневых систем, как предлагает Б.Г. Розанов, может даваться по следующей шкале:

Нет корней - корни не видны на стенках разреза; единичные корни - 1-2 видимых корня; редкие корни - 3-7 видимых корня; мало корней - 7-15 корней; много корней - несколько корней на каждом квадратном дециметре; густые корни - корни образуют сплошную каркасную сеть; дернина - корни составляют более 50 % объема горизонта, слой ломается и крошится с трудом. Для более детальной характеристики можно описать толщину корней: 0,1 мм - корневые волоски, 0,1-1 мм - мельчайшие корни, 1-2 мм - очень тонкие, 5-10 мм - средние, 10 мм - крупные.

Дифференциация почвенного профиля:

Дифференциация почвенного профиля на генетические горизонты происходит под влиянием следующих факторов:

1) различие температурного, влажностного и окислительно-восстановительного режимов на разной глубине;

2) вертикальная ярусность корневых систем растений, связанная с биологическими особенностями растительных организмов и свойствами почв;

3) вертикальное распределение микроорганизмов;

4) вертикальное распределение и миграция почвообитающих животных;

5) вертикальное перемещение влаги в почве: а) нисходящее под влиянием силы тяжести; б) восходящее под влиянием испарения с поверхности и капиллярных сил; в) двустороннее, направленное к слою максимального скопления сосущих корней под влиянием транспирационной деятельности растительного покрова; г) двустороннее, под влиянием градиента температуры, когда вода находится в парообразном состоянии;

6) вертикальные потоки тепла в почве: а) нисходящий, когда поверхность почвы нагревается солнцем выше температуры ее внутренних слоев; б) восходящий, когда поверхность почвы охлаждается до температуры ниже ее внутренних слоев; в) двусторонний под влиянием градиента влажности.

7) вертикальная диффузия газов из атмосферы в почву и горную породу.

8) эманация газов из внутренних слоев земли к поверхности.

Формирование и дифференциация почвенного профиля в значительной степени зависит от стадии и степени выветривания почвообразующей породы (коры выветривания). В.М. Фридланд, разделив почвообразующие породы по стадиям выветривания на незрелые, зрелые и сверхзрелые, установил связь степени дифференциации профилям со стадией выветривания породы. Он показал, что на незрелых породах формируются почвы со слабодифференцированным профилем, а на зрелых и сверхзрелых - с ясно дифференцированным.


Почвенные горизонты :

Генетические почвенные горизонты - это однородные слои почвы, возникшие в результате дифференциации почвенного профиля и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам.

Мощность выделенных горизонтов, их общий облик, закономер­ная смена по вертикали и сочетание в пределах профиля являются ус­тойчивым морфологическим признаком таксономических почвенных единиц. Зная типовые сочетания генетических горизонтов, можно с помощью морфологического метода установить типы, подтипы, роды и виды почв, оценить их качественные свойства.

Наиболее общим для всех почв результатом почвообразователь­ного процесса является образование органогенных горизонтов.

Поверхностные органогенные горизонты

При исследовании форм органического вещества в профиле, как правило, описывают его органопрофиль. Представить органопрофиль можно, если мысленно вычленить из генетического профиля только органические составляющие, сохраняя при этом не только состав и форму, но и пространственное расположение. Органопрофиль - это закономерное сочетание и распределение по генетическому профилю различных форм органического вещества.

В составе органопрофиля Л.А. Гришина (1986) выделяет мега- формы органического вещества, пространственно ограниченные, как правило, генетическими горизонтами. Мегаформа - самая крупная морфологическая единица, составляющая органопрофиль. Как мегаформу можно рассматривать подстилку лесных почв, степной войлок, торфяные горизонты. Они почти нацело сложены органическим веще­ством, которое определяет основные химические и физические свойст­ва этих горизонтов. Мегаформы органопрофиля, пространственно размещающиеся в минеральной части профиля почв, определяют свой­ства этих горизонтов наряду с минеральными компонентами.

Таким образом, органогенные горизонты по Л.А. Гришиной представляют собой мегаформы органического вещества. Б.Г. Розанов выделяет следующие органогенные горизонты, встречающиеся в поч­вах:

Торфяной горизонт (Т) - формирующийся на поверхности, но встречающийся иногда и в толще профиля при полициклическом почвообразовании, и характеризующийся специфической консервацией органического вещества растительных остатков без превращения его в гумус; сформировавшийся в этом горизонте торф может быть древесным, травяным, моховым, лиственным или лишайниковым, либо переходным. Содержание органического вещества в торфе более 35% по массе и от 70 до 98% по объему.

В торфяном горизонте могут быть выделены подгоризонты: Торфяный неразложенный (Т1). Растительные остатки не разложены или слабо разложены и почти полностью сохранили свою исходную форму.

Торфяный среднеразложенный (Т2). Растительные остатки лишь частично сохранили свою исходную форму в виде обрывков тканей.

Торфяный разложенный (ТЗ). Сплошная органическая мажущаяся масса без видимых следов растительных остатков.

Сухоторфяный (Т4). Сухой неразложенный торф, в котором рас­тительные остатки полностью сохранили свою форму.

Очес (Т5). Половину и более объема составляют живые части рас­тений.

Степной войлок (А0) - вид подстилки, формирующейся в целин­ных степях, состоящий преимущественно из неразложенных расти­тельных остатков, густо переплетенных живыми частями растений и механически смешанных с минеральными компонентами; обычно на поверхности располагается спорадически, неравномерными пятнами.

Лесная подстилка (А0) - вид подстилки, сплошным ковром по­крывающий поверхность почвы под пологом леса; обычно имеет слои­стое строение, причем различаются слои: свежий или слаборазложившийся опад (L); слой ферментации или разложения (F), в котором еще преобладают растительные остатки с сохранившейся исходной фор­мой, и слой гумификации (Н), в котором преобладают сильно разло­жившиеся растительные остатки без видимой исходной формы и име­ется большая примесь минеральных компонентов.

Степной войлок и подстилка содержат органического вещества более 35% по массе и более 70% по объему.

Перегнойный горизонт (Fh) - поверхностный, органогенный, черного цвета; иловатый, бесструктурный, мажущийся, мягкий на ощупь; в сухом состоянии растрескивается на глыбистые отдельности; образует переходные формы в виде торфяно-перегнойного и перегнойно-гумусового горизонтов; содержит 15-35% по массе органического вещества.

Дернина (Аd) - гумусово-аккумулятивный поверхностный горизонт почв, формирующийся под травянистой растительностью, особенно луговой, и состоящий по крайне мере наполовину по объему из живых корней растении.

Гумусовый горизонт (А1) - гумусово-аккумулятивный горизонт, наиболее темноокрашенный в профиле и характеризующийся наи­большим (до 15%) содержанием органического вещества, тесно свя­занного с минеральной частью; обычно расположен в верхней части профиля (в полициклических почвах встречается в любой части про­филя); он может быть современным или реликтовым, трансформиро­ванным более поздними заложенными процессами.

Пахотный горизонт (Ар) - измененный продолжительной обработ­кой поверхностный горизонт пахотных почв, сформированный из раз­личных почвенных горизонтов на глубину постоянной обработки; от нижележащих горизонтов он всегда отделяется ясной ровной грани­цей; с поверхности обычно имеет образующуюся после дождей и рас­трескивающуюся при высыхании корочку толщиной в несколько мил­лиметров, плотность и устойчивость которой зависит от структуры и степени распыленности горизонта, а также от свойств исходной почвы.

Поверхностные неорганические горизонты

Корковый горизонт К - светлая, хрупкая ячеистая корочка мощ­ностью до 5 см, часто с полигональным растрескиванием.

Подкорковый горизонт Q - светлоокрашенный, сильнопористый, слоеватый; встречается в сухостепных, полупустынных и пустынных почвах.

Солевая корка S - обильные выцветы солей на поверхности поч­вы.

Подповерхностные горизонты

Элювиальные почвенные горизонты Е - чаще формируются под гу­мусово-аккумулятивным горизонтом под влиянием нисходящих рас­творов, обогащенных подвижными и наиболее агрессивными гумусо­выми кислотами. Термином «элювий» обозначают продукты выветри­вания горных пород, оставшиеся на месте после выноса из них элемен­тов в виде растворов, коллоидов и суспензий. По происхождению элю­виальные горизонты могут быть:

- подзолистыми (кислотный гидролиз минералов и вынос продук­тов разрушения),

- лессивированными. или псевдоподзолистыми (вынос пылеватых или илистых частиц без разрушения),

- отбеленными, или сегрегированными (снятие и вынос или сегре­гация полутораоксидных пленок с минеральных зерен),

- осолоделыми (щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения),

• глеево-элювиальными, или псевдоглеевыми (разрушение и вынос в переменно-восстановительной среде на контакте с подстилающим водоупорным горизонтом).
  

Переходные к почвообразующей породе горизонты

В отличие от органогенных и элювиальных горизонтов в переходных к почвообразующей породе слоях преобладают признаки последней. Обозначаются эти горизонты индексом «В». Для диагностики горизонтов нет единых критериев. Располагаются они под органогенными или элювиальными горизонтами.

Если горизонт формируется непосредственно под органогенным горизонтом, то он содержит значительное количество гумуса и подразделяется на подгоризонты по степени гумусированности. При учете запасов гумуса в этих случаях просчитываются запасы гумуса и в этом горизонте. В условиях выпотного режима в нем могут сформироваться аккумуляции легкорастворимых солей и карбонатов. В условиях промывного режима из поверхностных горизонтов (органогенных и элювиальных) атмосферными осадками выносятся подвижные элементы, которые в значительной степени накапливаются в переходном горизонте. Такие горизонты называют иллювиальными. Для горизонта также характерен процесс внутрипочвенного оглинивания. Таким образом, морфологически можно выделить среди переходных горизонтов такие, в которых имеются явные признаки иллювиирования, метаморфизации и аккумуляции солей, а также горизонты, в которых эти признаки явно не выражены.

Переходные горизонты, в которых отсутствуют явные признаки иллювиирования и. метаморфизации (В). Горизонты отличаются повышенным по сравнению с почвообразующей породой содержанием гумуса, который иногда образует гумусовые затеки; имеет бурую красноватую или сероватую окраску, по морфологическим признака имеют много общих черт с почвообразующей породой; в условиях периодического или грунтового переувлажнения оглеены.

Иллювиальные горизонты: Вt - иллювиально-глинистые, Вf - илювиально-железистые, Вh - иллювиально-гумусовые, Вna - солонцвые, Вса - карбонатные, Вsа - солевые. Вcs - гипсовые. Подвижные продукты почвообразования - органические и органо-минеральные соединения, истинные и коллоидные растворы кремнезема, минеральных солей, двигаясь в нисходящем направлении, ограничены в своей миграции малой водопроницаемостью пород, испарением и перехватом влаги корнями. Подвижные продукты почвообразования также взаимодействуют с соединениями, встречающимися по пути их движе­ния в породах.

Выпадая в осадок в толще почвообразующей породы, эти соеди­нения вызывают уплотнение, цементацию, оглинение почвообразующей породы. Часть вторичных минералов, накопившихся при этом, остается в виде аморфных окислов или глин - аллофаноидов, а другая часть может окристаллизоваться до таких типичных вторичных мине­ралов, как гетит, лимонит, бемит, каолинит, монтмориллонит. Обра­зуется так называемый иллювиальный горизонт, который постепенно приобретает ореховатую, призмовидную или столбчатую структуру. Иллювиальный горизонт В характерен для оподзоленных, солонце­ватых и осолоделых почв. Однако в первом случае в нем не осаждают­ся какие-либо соли и он всегда кислый. Во втором случае (у солонцов) этот горизонт имеет щелочную реакцию и характеризуется наличием солей.

Метаморфические горизонты. Метаморфизм - это процесс суще­ственного изменения текстуры, структуры и минерального состава горной породы. Процесс метаморфизации происходит под воздействи­ем температур, давления и химической активности растворов на месте, без переноса продуктов метаморфизации в другие горизонты и без привноса их из других горизонтов (in situ). В почвенном профиле под­вергаются процессам метаморфизации, как правило, переходные гори­зонты, которые в сравнении с почвообразующей породой приобрета­ют иной минералогический состав, а именно, идет активное разруше­ние первичных минералов и синтез вторичных. По мере накопления глинистых минералов изменяются структура и текстура почвенной массы горизонта.

Сиаллитно-метаморфический горизонт Вm - горизонт внутрипочвенного оглинивания почвообразующей породы без привноса гли­ны из других горизонтов; располагается в средней части профиля меж­ду гумусовым горизонтом и подпочвой и характеризуется аккумуляци­ей глины без заметных следов ее перемещения. Обычно он наиболее тяжелый и плотный в профиле, имеет наиболее красноватые тона ок­раски, может иметь следы выноса карбонатов (если исходная порода была карбонатной), имеет относительно большой резерв выветри­вающихся первичных минералов.

Фераллитно-метаморфический горизонт Вох - горизонт внутрипочвенного глубокого разложения минералов почвообразующей по­роды, располагается в средней части профиля, между гумусовым гори­зонтом и подпочвой. Горизонт характеризуется остаточным накопле­нием каолинита и полуторных окислов, имеет яркую или тусклую жел­тую иногда красную окраску, призматическую или глыбистую струк­туры, низкую емкостью катионного обмена.

Подпочвенные горизонты

К подпочвенным горизонтам относится горная порода, на которой формируется почва. Иначе ее называют почвообразующей или материнской породой. Поскольку горная порода также подразделяется на зоны по времени залегания и свойствам, при наличии подобной неоднородности горной породы часто выделяют подстилающую породу, расположенную ниже материнской.

Материнская (почвообразуюшая) порода, горизонт С - предполагаемая горная порода, из которой сформировалась данная почва. Она не имеет свойств органогенных, элювиальных, иллювиальных и метаморфических горизонтов и лишь в некоторых случаях приобретает те или иные свойства аккумулятивных, коревых, глеевых или динамоморфных горизонтов, поскольку процессы образования последних могут развиваться не только в почве, но и во всей почвенно-грунтовой толще и не являются специфическими почвенными процессами.

Подстилающая порода, горизонт D - горная порода, которая залегает ниже материнской и отличается от нее по происхождению и свойствам.

R - плотная (массивно-кристаллическая) почвообразующая или подстилающая порода.

Типы строения почвенного профиля

Большое разнообразие горизонтов почв свидетельствует о сложности почвы как объекта исследования. В профиле любой почвы, как правило, выделяются поверхностные органогенные горизонты. Их свойства в большей степени обусловливаются влиянием живых организмов, высоким содержанием гумуса, которые изменяют организацию почвенной массы, ее структуру, физические и физико-химические свойства. Под органогенными горизонтами располагаются элювиальные или переходные к почвообразующей породе горизонты. Они менее гумусированы, изменены растворами, мигрирующими сверху вниз при промывном и снизу вверх при выпотном режимах влажности. Влияние живых организмов на организацию почвенной массы этих горизонтов значительно слабее, чем в органогенных. Организация почвенной массы переходных горизонтов в значительной мере определяется абиогенными факторами. Переходные горизонты формируются в условиях давления вышележащей почвенной массы. В них накапливаются вещества; вымываемые из поверхностных горизонтов, а также попадающие сюда с растворами грунтовых вод. В результате почвенная масса приобретает большую, по сравнению с поверхностными горизонтами, плотность, специфическую структуру и текстуру. Переходных горизонтов, в зависимости от характера и степени измененности, может быть несколько.

Почвенные горизонты в почве могут располагаться закономерно, когда степень измененности почвообразующей породы постепенно уменьшается вниз по профилю. Эта закономерность может быть на­рушена абиогенными факторами или механическим перемешиванием. В связи с этим выделяют различные типы строения почвенного профи­ля.

Нормальный профиль развивается в том случае, если в нем разви­тие всей серии горизонтов не ограничивается физическими факторами, такими, как эрозия, погребение или наличие плотной горной породы, не подвергающейся изменению почвообразовательными процессами со скоростью, сравнимой с почвообразованием на рыхлых породах, то такой профиль можно назвать нормальным. В нормальном профиле наблюдается активное влияние биоты в поверхностных горизонтах, постепенно уменьшающееся вниз по профилю, и практически отсутствует в почвообразующей породе. Нормальный профиль может быть укороченным или растянутым, а также слабо или резко дифференци­рованным на генетический горизонт.

Укороченные профили характерны для почв, формирующихся в условиях ослабленной деятельности биоты. Укороченными могут быть также профили молодых почв, в которых процесс почвообразования находится на начальной стадии развития.

Растянутый профиль характерен для древних кор выветривания, формирующихся в условиях высокой биологической активности и интенсивного промывного режима.

Резко дифференцированные профили характерны для почв тяже­лого гранулометрического состава (со значительным присутствием илистой фракции), формирующихся в условиях промывного режима. В таких почвах деятельность биоты, а также влияние мигрирующих вниз по профилю растворов очень сильно изменяют структуру и текстуру почвенной массы. При этом горизонты приобретают резко отличные физические свойства, такие, как гранулометрический состав, плот­ность, водопроницаемость, порозность, агрегированность. Резкое раз­личие физических свойств является причиной значительных различий в режиме влажности и аэрации, а также в окислительно- восстановительном режиме. На границе между горизонтами влага не­редко застаивается и может передвигаться в пределах горизонта боко­вым током. В резко дифференцированных почвах переход между гори­зонтами резкий, граница, как правило, неровная в связи с локальным проникновением растворов (по трещинам, ходам корней) в нижележа­щий горизонт.

Слабо дифференцированные профили формируются, как правило, в почвах легкого гранулометрического состава (с преобладанием пес­чаных и пылеватых фракций). Горизонты в этом случае не имеют резких отличий в физических свойствах и отличаются хорошей водопроницаемостью. Влага мигрирует вниз по профилю фронтально. Переходы между горизонтами постепенные и границу проводят условно, с выделением промежуточных горизонтов.

В эродированных профилях верхние горизонты почв могут быть частично или полностью уничтожены. Водная плоскостная эрозия раз­вивается на склонах, ветровая же характерна для открытых, незащи­щенных от ветра территорий. Эрозионные процессы активизируются при распашке, поэтому эродированными, как правило, являются профили агрогенных почв.

Реликтовый профиль формируется при наличии погребенного палеопрофиля или реликтового горизонта, являющихся следами древнее го почвообразования.

Примитивный профиль, в котором непосредственно под гумусовым горизонтом располагается почвообразующая порода, может сформироваться в засушливых условиях при малой мощности рыхлых отложений.

Многочленный профиль формируется в случае смены литологической породы в пределах почвенного профиля.

Полициклический профиль образуется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речной аллювий, вулканический пепел, эоловый нанос).

Нарушенный профиль формируется при перемещении на поверхность почвенной массы нижележащих горизонтов в результате ветровальных явлений или искусственно, в результате хозяйственной деятельности человека.

Мозаичный профиль характеризуется сменой на небольшом протяжении почвенных морфонов, при этом последовательная смена горизонтов в профиле отсутствует. Подобные профили формируются при ярко выраженных процессах криотурбации.

Мощность выделенных горизонтов, их общий облик, закономерная смена по вертикали и сочетание в пределах профиля являются устойчивым морфологическим признаком таксономических почвенных единиц. Зная типовые сочетания генетических горизонтов, можно с помощью морфологического метода установить типы, подтипы, роды и виды почв, оценить их качественные свойства.

Определив рабочее название почвы по морфологическим признакам, необходимо уточнить его в соответствии с принципами классификации, т.е. детально исследовать условия почвообразования и ее свойства.

Из условий почвообразования анализируют сочетание его факторов: рельефа, климата, почвообразующей породы, органического мира и времени. Среди свойств почвы в первую очередь обращают внимание на морфологическое строение, гранулометрический состав, органическое вещество, емкость поглощения и степень насыщенности основаниями, реакцию почвенного раствора, распределение по профи­лю различных форм соединений железа и алюминия, водно-воздушный и тепловой режимы.

При исследовании генезиса почв и для уточнения их классифи­кационного положения исследуются многие другие свойства почв, та­кие, как гумусное состояние, валовой химический состав и состав или­стой и других фракций, содержание полуторных оксидов, кремнекислоты, содержание водорастворимых солей и т.д. Микроморфологический анализ позволяет изучить организацию почвы на микроуровне, рассмотреть стадии процесса гумификации, в общем виде охарактери­зовать деятельность почвенной мезофауны, определить соотношение содержания первичных и вторичных минералов. При необходимости определяют минералогический состав почв.

Изучив морфологию почв, определив их кислотность, емкость поглощения, степень насыщенности почв основаниями и гранулометрический состав, содержание и формы органических веществ, а также учитывая влияние факторов почвообразования, как правило, можно отнести почву к той или иной таксономической группе.