Что такое почва с картинками

Из чего состоит почва: слои почвы в разрезе с названиями и описаниями

Содержание:

Почвенно-растительный слой – это образование, сформированное вследствие взаимодействия органических и неорганических элементов природы. Мертвые частицы называют неорганическими, живые – органическими. Почву относят к природным телам, покрывающим земную поверхность. Ее основное свойство – плодородность. Оно отличает почвы от горной породы.

В состав почвенного слоя входит гумус, который также называют перегноем. Именно перегной обеспечивает плодородие земли, которое является одним из основных богатств природы. Почвенный слой на поверхности суши земли образован несколькими слоями, на его формирование уходит много времени. За сотню лет происходит увеличение мощности слоя максимум на два сантиметра.

Из чего состоит почва, слои почвы в разрезе

Почва имеет многослойную структуру. Рассмотрим основные четыре слоя:

Поверхностный почвенный слой называют пахотным. Он является максимально ценным, содержит питательное вещество, отличается плодородностью. Наличие органических веществ объясняется тем, что в пахотном слое отмирают микроорганизмы и растения. Вещества имеют свойство накапливаться, чтобы стимулировать дальнейшее образование почвы.
Подзолистая прослойка находится под поверхностным слоем. Для нее характерен белесый цвет, отсутствие плодородности. В основе формирования – материнская порода. Обилие кислотных выделений растительного характера и чрезмерные атмосферные осадки промывают материнскую породу, формируя подзолистый уровень. Теория указывает на негативное влияние этого уровня на растительность. Он считается опасным для корневой системы.
Иллювиальная прослойка отличается плотностью. Формируется за счет поступления с влагой определенных элементов, содержащихся в поверхностных уровнях. Это глинистый горизонт, богатый алюминием, окисленными частицами железа. Он ядовитый для корней любого растения.
Материнские породы лежат в основе образования всех верхних прослоек. Их химический состав заранее определяет степень плодородия почвы. Пахотный слой не может быть более питательным, чем материнский уровень.

Из каких веществ состоит почва, что не входит в состав почвы

Почва, которая используется в сельском хозяйстве для выращивания культур, не является полностью твердой. Количество твердых частиц пропорционально количеству пор, содержащих воду и воздух. Наиболее значимыми для плодородия почв твердыми веществами являются глины и соединения живых организмов. Плодородная земля содержит поры и твердые вещества в равных долях. Органические соединения пахотного слоя почвы включают множество различных бактерий, мелких животных и растительных корней.

К неорганическим составляющим следует отнести:

Песчаный и глинистый состав. Все почвы основываются на песке и глине;
Частицы воздуха. Они обеспечивают дыхание корневой системе и животным, проживающим в земле;
Воду с элементами минеральных солей. Растения через корни всасывают воду и соли, напитываются, получают силы для роста;
Гумус или перегной. Содержание минеральной соли в почвах крайне низкое, каждое растение постоянное использует соли. Для пополнения запасов этого элемента животные и растительные остатки образуют перегной. Происходит их постепенный процесс трансформации в минеральную соль;
Гранит не входит в состав почвы.

Слои почвы по порядку, от чего зависит цвет почвы

Цвет почвенного слоя напрямую зависит от содержания гумуса. Если в земле перегной находится в небольшом количестве, то она имеет светлый оттенок. Чем больше перегноя будет в составе почв, тем темнее они будут.

Количество гумуса также сказывается на плодородии. Самой плодородной почвой считается чернозем. Он получил свое название ввиду максимально темного, практически черного цвета. Это говорит о большом количестве перегноя.

Порядок слоев почвы всегда одинаковый, но только в верхнем, пахотном уровне происходит выращивание культур. Повышают плодородность почв с помощью рыхления и измельчения. Эти задачи выполняют почвенные жители. К ним можно отнести кротов, червей, мышей, медведок.

Источник

Это наша земля

Какими бывают и как выглядят почвы России

Шлифотека Почвенного института имени В.В. Докучаева (фото Романис Т.В., 2018-2019 год)

В международной классификации почв можно встретить немало названий русского происхождения: chernozem, solonetz, podzol и kastanozem. Это оттого, что их впервые описали российские ученые — в нашей стране почвоведение начало развиваться одним из первых в мире. Рассказываем и показываем, на чем стоит Россия.

Подзолистые

Приблизительно две трети территории России покрывает тайга — зона хвойных лесов с холодным климатом и зачастую обильными осадками. Опад местных деревьев имеет кислый pH. В таких условиях органическое вещество разлагается и перерабатывается очень медленно, поэтому в верхней части почвы скапливается мощная лесная подстилка, а ниже, в минеральных слоях, органического вещества очень мало. Кислоты вымываются дождями, и под темными верхними горизонтами образуется практически бесцветный подзолистый (или элювиальный) горизонт. Из него дальше вымываются и идут вниз по профилю почвы органические вещества, гидроксиды железа и алюминия, а также илистые частицы. Все они собираются ниже, в горизонте красновато-ржавого цвета — иллювиальном.

Дмитрий Манахов, факультет почвоведения МГУ

Глеевые

В тундрах распространены глеевые почвы. Здесь залегает многолетняя мерзлота, которая не тает летом. Она становится водоупором: над ней скапливается влага от растаявшего снега, и среда становится частично анаэробной. В таких условиях железо не окисляется до степени окисления +3 и находится в степени окисления +2, поэтому в профиле мы видим сизые, почти бирюзовые оттенки вместо ржаво-красных, как в подзолах. Горизонты в криогенных почвах выделять непросто, потому что сезонное замерзание воды в деятельном слое мерзлоты (который оттаивает летом) приводит к пучению и образованию трещин (об этом подробнее читайте в материале «Взрывная мерзлота»).

Иван Семенков, Photosoil

Аллювиальные

Аллювиальные почвы развиваются в поймах рек. Поймы затапливаются весной во время половодий, и на почвах в них оседают речные отложения — аллювий . Они часто имеют тонкий, илистый гранулометрический состав и богаты органикой. Чередование слоев почвы и аллювия часто видно невооруженным глазом. В илистой фракции хорошо удерживаются элементы питания, поэтому аллювиальные почвы плодородны. Если осадки обильны, на них развиваются продуктивные луга. В засушливых же условиях аллювиальные почвы — вообще единственная надежда земледельцев. Именно в долинах крупных рек расцвели древние цивилизации Плодородного полумесяца, в которых люди собирали хорошие урожаи после обогащения местных аллювиальных почв илистыми наносами Нила, Тигра и Евфрата.

Сергей Лойко, Photosoil

Черноземы

Черноземы развиваются в степях и лесостепях, для которых характерна контрастность сезонов. Растительность в таких зонах в основном травянистая, у нее мощная корневая масса, которая быстро отмирает и легко гумифицируется. Поэтому в черноземах накапливается большое количество гумуса, и насыщенные им горизонты уходят на десятки или даже сотни сантиметров в глубину.

Иван Семенков, Photosoil

Агрочернозем постагрогенный на заброшенной пашне. Резкая граница отделяет пахотный горизонт

Анна Гербер, Photosoil

Чернозем типичный. Петр I велел охранять дубраву на правом берегу реки Осередь, потому что она представляла большую ценность для нужд кораблестроения. Лес назвали «шиповым» (от англ. ship), и местные черноземы остаются нетронутыми как минимум 312 лет.

Дмитрий Манахов, факультет почвоведения МГУ

Сергей Лойко, Photosoil

Каштановые

Каштановые почвы распространены в сухих степях севернее зоны пустынь. Малое количество осадков приводит к тому, что слабо- и даже легкорастворимые соли не выносятся за пределы почвенного профиля, а накапливаются в нем. Поэтому здесь можно увидеть и карбонаты, и гипс. Из-за засушливых условий микробиологическая активность в таких почвах ниже, чем в черноземах, поэтому мертвое органическое вещество гумифицируется менее активно, а почва выглядит светлее.

Иван Семенков, Мария Конюшкова, Photosoil

Засоленные

Засоление почв — одна из важнейших экологических проблем современности. На засоленных почвах практически невозможно вести сельское хозяйство и поддерживать разнообразные растительные сообщества — содержание легкорастворимых солей в их верхних горизонтах больше одного процента, что токсично для всех растений, кроме приспособленных к этому галофитов.

Сейчас галоморфные почвы покрывают уже около десяти процентов суши. Их засоление может быть первичным, то есть естественным — например, когда ветер приносит соленую воду с моря или когда в засушливых условиях вверх по профилю подтягиваются соли из грунтовых вод. Но нередко встречается и вторичное (антропогенное) засоление, которое происходит из-за неправильного орошения сельхозугодий.

В засушливых регионах России распространены солончаки, в которых высокое содержание солей заметно уже с поверхности. В условиях сильного засоления даже чернозем может стать солончаком за считанные годы. По фотографиям влажный почвенный профиль солончака практически неотличим от первичной почвы до ее засоления — лишь при высыхании соли образуют белые корки.

Иван Семенков, Photosoil

Палеопочвы

Почвообразование — очень долгий процесс. Иногда он прерывается внешними факторами и меняет свой вектор, и тогда в пределах одного профиля соседствуют почвы разных геологических эпох. На этой фотографии тонкая верхняя часть — современная луговая почва, а под ней залегают сразу две палеопочвы. Ржаво-красная, переходящая в желтоватый цвет — плейстоценовая почва на светлых лессах. Когда-то эта лессовая серия срезала нижележащую красноцветную плиоценовую почву (мы видим это по резкой границе) с ярко-синими конкрециями — марганцевыми кутанами.

Современная луговая почва с двумя погребенными субпрофилями

Источник

Многоликие подзолы

Перед вами три вроде бы совсем не похожих друг на друга почвенных разреза. Как ни парадоксально, все эти почвы можно назвать подзолами. Правда, каждый из них чем-то отличается от классического подзола — но ведь так же и с людьми: каждый из нас не похож на других!

Что же такое «подзол»? Это песчаная почва, образовавшаяся из бедных микроэлементами материнских пород в условиях влажного климата (см. картинку дня Подзолы тайги — «соль на перце»). Все три почвы на картинке объединяет то, что они имеют одинаковую последовательность слоев: под темным гумусированным слоем разной мощности находится отбеленный горизонт вымывания, сплошной или прерывистый, из которого красящие вещества — соединения железа и алюминия, а также гумус — вынесены в лежащий ниже темный горизонт вмывания, покоящийся на более светлой почвообразующей породе.

Дело в том, что, согласно существующим классификациям почв, например последней российской Классификации 2004 года, для определения таксономического положения почв используют набор диагностических горизонтов. Наличие тех или иных горизонтов позволяет отнести почву к определенному типу. Так, для того чтобы подзол был подзолом, он обязательно должен иметь осветленный горизонт вымывания и расположенный ниже темный горизонт вмывания, который, в свою очередь, бывает: 1) собственно иллювиально-железистый (самый светлый вариант) с минимальным содержанием железа, алюминия и гумуса; 2) иллювиально-гумусовый (самый темный — цвета черного молотого кофе), содержащий много железа, алюминия и гумуса; 3) промежуточный между ними вариант — иллювиально-железисто-гумусовый. При этом мощность горизонтов и граница между ними являются второстепенными показателями, которые учитываются на более низких уровнях иерархии.

Почвоведы, как и другие ученые, для характеристики центрального образа какого-то объекта стараются изучить наиболее типичные варианты. Одним из критериев «классичности» почвенного разреза являются ровные горизонтальные границы между горизонтами. Нарушение таких границ с появлением волн, карманов, языков и прочих неровностей связано с протеканием особых процессов или условиями формирования почв. Необычные на вид подзолы встречаются достаточно часто. Нарушение привычного субгоризонтального залегания горизонтов почвоведы связывают с влиянием пород или растительности, промерзанием грунта, близким нахождением у поверхности грунтовых вод, насыщенных соединениями железа и алюминия, или унаследованностью цвета от почвообразующих пород.

Красноватая окраска нижнего горизонта этого подзола связана с формированием песков Пинежского заповедника (Архангельская область) из пермских красноцветных отложений (см. картинку дня Пермские красноцветы):

Иллювиально-железистый подзол Пинежского заповедника. Сверху выделяется мощная оторфованная подстилка, резко сменяющаяся белесым элювиальным горизонтом и кирпично-бурым иллювиально-железистым, залегающем на буровато-красной почвообразующей породе. Фото © Мария Смирнова, Иван Семенков

Этот почвенный разрез подзолом уже и назвать нельзя, так как из-за подъема уровня грунтовых вод (заболачивания), типичного для Западной Сибири, на его поверхности накопилось до 60 см торфа, что позволяет называть такую почву торфяной маломощной на подзоле. После пожара около 300 лет назад эта местность стала заболачиваться, и подзол оказался погребенным под слоем торфа:

Торфяно-подзол Сибирских увалов (Западная Сибирь). До глубины 45 см залегает бурый сфагновый торф, ниже — темно-бурый торфяно-перегнойный горизонт, залегающий на маломощном осветленном горизонте вымывания, постепенно сменяющемся кофейным (иллювиально-гумусовым) горизонтом вмывания. Фото © Иван Семенков

Иллювиально-гумусовый подзол псевдофибровый. Фото с сайта goedbodembeheer.nl

Еще одним проявлением повышенного переувлажнения является появление в профиле подзолов вытянутых, более темных по сравнению с вмещающей массой субгоризонтальных железистых новообразований — псевдофибров и ортзандов. Псевдофибры появляются в нижней части подзолов, если слагающие их пески слоисты, а грунтовые воды богаты железом. В слоях, где повышено содержание тонких частиц, осаждаются оксиды и гидроксиды железа, и сначала появляются тонкие мягкие, а затем и уплотненные прослойки — псевдофибры. Если по мере роста их ширина превышает 1 см, то такие образования называют уже ортзандами. Как правило, к этому моменту такие новообразования становятся очень плотными. Иногда встречаются экземпляры, которые невозможно пробить лопатой! То есть ортзанд представляет собой более продвинутую стадию развития псеводофибра.

Какие еще факторы могут приводить к формированию необычных границ между горизонтами подзолов? Самый очевидный фактор — деятельность человека. У почв на главном фото гумусовый горизонт маломощный. Другое дело — почва плагген (Plaggen soil; от северонемецкого plaggen — «дернина»), сформировавшаяся при непосредственном участии человека. Черный тридцатисантиметровый гумусированный прослой почвы на фото ниже — это результат многовековых усилий человека. Классические почвы плагген конструируют именно на подзолах, так как эти почвы обладают очень хорошим естественным дренажом. И остатки подзола видны с глубины 30 см: сначала идет осветленный горизонт вымывания, лежащий на темно-буром горизонте вмывания, потом — почвообразующая порода.

Почва плагген. Темно-серый, почти черный, плодородный слой мощностью 30 см, созданный человеком, залегает на белесом горизонте вымывания мощностью до 5 см. Ниже виден темно-бурый горизонт вмывания, сменяющийся более светлой почвообразующей породой. Фото с сайта biocharfarms.org

Что же нужно, чтобы сконструировать такую почву? Записывайте рецепт. Чтобы получить плагген мощностью 30 см на поле из подзола площадью 1 гектар, вам понадобится: 3–7 гектаров вересковой пустоши, две коровы или 20–30 овец, 300 лет, конюшня (необязательно), если ее нет, просто придется подождать немного дольше. Дерн из вересковой пустоши нарезаем прямоугольничками 40 на 100 см, помещаем в конюшню или конское стойло на 5–10 дней, а потом переносим на компостную кучу на 2–3 месяца. Потом укладываем на заранее подготовленное место. При удачном раскладе ежегодно вы будете наблюдать рост черного гумусированного горизонта на 0,1 см. То есть всего за 1000 лет сможете получить горизонт «плагген» мощностью около метра. Можно ли быстрее получить гумусированный прослой? Можно. Но только он будет немного другого качества.

Плаггены распространены локально в Европе, там, где есть вересковые пустоши. Вереск растет на бедных почвах — собственно, на подзолах. Поэтому и пришлось жителям таких земель удобрять почву особым образом.

Горизонтальность границ почвенного пирога может нарушить обычное падение дерева, например, крупной сосны. Последствия мы видим справа на этом фото:

Слева от сантиметровой ленты заметно огромное белесое пятно, представляющее собой материал двух соединившихся элювиальных горизонтов. Нижний (под темным материалом на глубине более 20 см) остался от исходной почвы, а верхняя «нашлепка» сползла с корней упавшего дерева. Справа от сантиметровой ленты — бурое пятно, которое появилось при засыпании бурого материала иллювиально-железистого горизонта, за который держалась упавшая сосна.

К изменению границ между горизонтами подзола может привести и ливень. Например, сильно обводненный песок осветленного горизонта может оказаться настолько тяжелым и текучим, что прорвет сухой и достаточно рыхлый бурый горизонт, сформировав своеобразный язык. Такие подзолы так и называют: языковатые.

Подзол иллювиально-железисто-гумусовый языковатый. Север Вологодской области, обнажение на террасе реки Кокшеньги). Фото © Мария Завадская (Булачева)

В поперечном срезе языки таких подзолов выглядят как множество округлых белых пятен.

Горизонтальный срез через горизонт вмывания (иллювиально-железистый) языковатого подзола на глубине 29 см. Северный склон Сибирских увалов. Фото © С.В. Лойко с сайта photosoil.ru

Языковатые подзолы также формируются в результате криогенного растрескивания и пучения замерзающего грунта. Сухой песок при промерзании уменьшается в объеме, поэтому в образовавшиеся трещины засыпается материал вышележащих горизонтов. Но в отличие от округлых в сечении языков, формирующихся при продавливании влажным песком песка сухого, криогенные языки в поперечном сечении представляют собой длинные полосы.

Подзол иллювиально-железистый в окрестностях поселка Ханымей Пуровского района Ямало-Ненецкого автономного округа. Воронкообразный затек осветленного горизонта, сформировавшийся в результате растрескивания сухого песчаного грунта при замерзании и последующем осыпании материала верхнего почвенного горизонта в нижний, проникает в бурый горизонт вмывания. На поперечном срезе в нижней части фотографии заметна вытянутая ориентация трещины в виде тонкой белесой полосы. Фото © С. Лойко, И. Крицков, Г. Истигечев

В случае, когда в начале зимы многолетнемерзлый грунт нижней части почвенного профиля смыкается с формирующейся с поверхности сезонной мерзлотой, еще незамерзшая средняя часть почвы начинает испытывать сильные «перегрузки». В результате этого материал может начать перемещаться как между двумя замерзшими поверхностями, так и с излиянием на поверхность почвенного материала, если найдется слабое место (см. картинку дня Криоземы тундр: жизнь под прессом). Всё это приводит к формированию замысловатого рисунка почвенного профиля. Наблюдающиеся вихреобразные полосы называют красивым словом «флексуры».

Подзол криотурбированный. В результате перемещения материала, зажатого между сезонной и многолетней мерзлотой, наблюдаются вертикальные полосы перемещенного материала (флексуры). Фото © С.В. Лойко с сайта photosoil.ru

На главном фото мы видим мощные подзолы, уходящие в глубь до материнской породы на 80 см и более. Но бывают и карликовые подзолы. Например, на Кольском полуострове мы нашли подзол, образовавшийся на вершине сопки, на плотных гранитах, которые тяжело разрушить и превратить в почву. Вот почему он такого маленького росточка — мощностью всего 20 см:

Карликовый подзол на гранитах Кольского полуострова, обнаруженный на вершине сопки. Его мощность не превышает 20 см. Сверху виден черный оторфованный горизонт мощностью 3–4 см. Ниже в виде отдельных осветленных линз заметен горизонт вымывания (элювиальный). Он сменяется горизонтом вмывания, который можно разделить на несколько подгоризонтов в зависимости от цвета — охристого, кофейного, темно-бурого. С 11 см залегает оглеенная масса сильно преобразованных гранитов (элювий). Фото © Иван Семенков

У основания той же сопки был обнаружен торфяно-подзол, в его верхней части (до глубины 13 см) заметен темно-серый, почти черный торфяной горизонт, который резко сменяется светлым горизонтом вымывания. В нем заметны крупные камни — гранитные обломки (одним из таких обломков прижата сантиметровая лента):

Карликовый торфяно-подзол на гранитах Кольского полуострова, обнаруженный в нижней части склона сопки. Его мощность не превышает 30 см. Сверху виден темно-серый (почти черный) торфяной горизонт мощностью около 10 см. Ниже расположен белесый горизонт вымывания. Он сменяется бурым горизонтом вмывания, который заметен лишь в правой части. С 28–30 см появляется очень много обломков гранита, поэтому из-за трудоемкости почву не стали копать глубже. Фото © Иван Семенков

Но, наверное, самый необычный подзол можно увидеть в Антарктиде. Под коричневой корочкой, где живут цианобактерии, грибы и водоросли, находится осветленный прослой (горизонт вымывания). Ниже, как и в любом нормальном подзоле, заметен бурый горизонт вмывания, залегающий на более светлой породе. И всё это разнообразие умещается в пределах одного сантиметра!

Почва внутри камня, обнаруженная в Восточной Антарктиде. Изображение из статьи N. Mergelov et al., 2018. Alteration of rocks by endolithic organisms is one of the pathways for the beginning of soils on Earth

Источник