Строение почвы: пять основных слоев
Как живет и почему деградирует почва. Часть 1
«Если у вас есть две монетки, на одну их них купите почву, на другую – зелень. И вскоре у вас будет дом своей мечты и пища. А если вы устали, поработайте немного в саду, и усталость пройдёт» – говорят старые пословицы.
В наших дерново-подзолистых почвах запасы питательных веществ весьма скудные, произрастающие растения часто голодают из-за недостатка пищи, хороший урожай вырастить трудно, а экологическое качество овощной продукции получить практически невозможно. Выход можно найти, если научиться правильно обогащать почву, добиваясь положительного баланса питательных веществ на конкретном дачном участке.
В этой статье мы расскажем о том, как живёт почва, обогащается ли она питательными веществами для растений или деградирует, теряя остатки плодородия, рассмотрим круговорот и баланс питательных веществ в природной среде дачного участка, а также меры воздействия, необходимые для того, чтобы почва не умирала и приносила радость садоводу.
Многие слышали о «почве», но что такое почва – знает не каждый. Аграрная наука называет почвой самый верхний слой земли мощностью примерно 1-2-3 метра. Прошла не одна сотня и тысяча лет, пока в результате почвообразовательного процесса из материнской породы под воздействием растений, животных, микроорганизмов, солнечного света, температуры и атмосферных осадков не сформировалась почва. От нашего взора почва скрыта, а открывается нам лишь самый верхний её горизонт, его называют пахотным горизонтом.
По генетическому строению все почвы состоят из нескольких слоёв, различающихся друг от друга своим физико-химическим строением.
Пахотный слой
Почвенный разрез
Дерново-подзолистые почвы Северо-Западной зоны примерно состоят из пяти слоёв, профиль такой почвы можно увидеть, если сделать почвенный разрез (см. рис.). Верхний слой – пахотный, самый ценный, более плодородный и более богатый питательными веществами. В нём концентрируются в процессе отмирания растений и микроорганизмов органические вещества, которые и стимулируют дальнейший процесс почвообразования.
Только растения могут своими корнями собирать элементы питания со всех слоёв почвы, накапливать их в себе, а после отмирания обогащать питательными веществами этот верхний слой земли. В исходных почвах он маленький 5-8 см (это лесная подстилка), а для сельскохозяйственных растений нужен более мощный слой – до 20-28 см. И только человек, владелец дачного участка может увеличить его мощность, если будет правильно обрабатывать почву и вносить в неё органические и минеральные удобрения в нужных количествах.
Подзолистый слой
Второй слой почвы называют подзолистым (А), он совершенно бесплодный, имеет белёсую окраску подобно цвету золы, образован из материнской породы в результате промывания кислотными выделениями растений и избыточными атмосферными осадками, он имеет неблагоприятную для растений кислую реакцию среды, поэтому и опасен для роста корней.
При сельскохозяйственном использовании почвы человек должен избавляться от этого неблагополучного для растений слоя. Однако простого физического припахивания для этого недостаточно. Мгновенно, просто перекопав почву, за один приём или один год избавиться от него нельзя. В этом случае погибнет весь пахотный слой (лесная подстилка), произойдёт его разбавление и подкисление, растения просто не смогут расти на такой смеси. Мощность подзолистого слоя в различных почвах разная, от 3 до 7-15 см. Поэтому для освоения этого слоя потребуется 3-8 лет.
Разрешается припахивать к пахотному горизонту не более 1-2 см в год и то при условии, если на каждый припахиваемый сантиметр слоя будет вноситься по 10 кг/м 2 хорошего навоза, 50 г/м 2 суперфосфата и 200 г/м 2 доломитовой муки. Только при таких мероприятиях через несколько лет пахотный горизонт увеличится до 25-28 см, а подзолистый горизонт исчезнет, и почву можно будет считать освоенной.
Иллювиальный слой
Третий горизонт почвы называют иллювиальным (В1 переходный и В2 горизонт вмывания), он более плотный. Уплотнение происходит в результате вмывания в него различных веществ из верхних слоёв почвы, он содержит много коллоидных (глинистых) частиц, полуторных окислов железа и алюминия, кстати, очень токсичных для растений, мощность его – 50-150 см. Повышенная плотность этого горизонта, наличие закисных соединений препятствует росту и дыханию корней. Улучшить его можно только путём глубокого рыхления специальными орудиями или путём сложной ручной послойной перекопки, или перекопки местно на дне посадочной ямы во время посадки плодовых культур.
Материнская порода
Далее идёт материнская порода (С), из неё формировались все верхние слои почвы. От химического состава материнской породы зависит состав и плодородие всей почвы. Почва не может содержать больше элементов питания для растений, чем их было в материнской породе. В истории Земли территория Северо-Западного региона когда-то была укрыта водами океана, вода потом отступила и унесла с собой все растворимые элементы питания.
Поэтому наши почвы по своему происхождению изначально очень бедны всеми питательными веществами и, особенно, в дефиците для растений находятся азот, фосфор, йод, медь, кобальт, молибден, бор и некоторые другие микроэлементы. Поэтому у животных и человека могут встречаться эндемические заболевания, связанные с дефицитом этих элементов и в почве и в растениях – продуктах питания. Поэтому наши почвы (из-за бедности) относятся к зоне рискованного земледелия, где без внесения органических и минеральных удобрений полноценный урожай и качественные продукты питания вырастить просто не возможно.
Верхний пахотный горизонт дерново-подзолистой почвы в познавательных целях можно разделить на пять составных частей (фаз): одна часть – минеральные вещества (песчаные частицы 0,05-1 мм, глинистые – 0,001-0,05 мм, коллоидные – меньше 0,001 мм), на них приходится в среднем до 270 кг/м 2 от всей массы на одном квадратном метре глубиной 25 см, вторая часть – органические вещества (остатки растений, отмершие микроорганизмы и гумусовые вещества), 13-20 кг/м 2 от всей массы почвы, третья часть – почвенный воздух, он почти ничего не весит, четвёртая часть – почвенный раствор, на него приходиться 10-20 кг/м 2 , пятая часть – это живая фаза почвы (микроорганизмы, грибы, водоросли, черви, насекомые, млекопитающие и другие организмы), до 20 кг/м 2 . Все фазы почвы нужны и важны для выращивания растений.
Особенно ценно то, чтобы соотношения фаз почвы не нарушались и сохранялись. В этом и состоит особая забота садовода. Если соотношения фаз почвы и целостность генетических слоёв почвы садоводом нарушаются, то происходит ее деградация, почва в этом случае умирает. Деградация почвы происходит по-разному, то есть по различным причинам, и интенсивность этого процесса зависит только от деятельности садовода и овощевода.
Функционирование почв – это результат действия сложнейшего комплекса природных, биохимических и биофизических механизмов, в том числе и человека. Почва является универсальной средой, где биогеохимические процессы протекают циклично, создаются условия для жизни растений, регулируется гидрологический режим всей экосистемы и состав атмосферы. Почва в этом случае служит защитным и благоприятным экраном для всего живого, преобразователем и накопителем органического вещества в пахотном слое почвы.
Василий Робертович Вильямс
Василий Робертович Вильямс, известный учёный почвовед, в своих трудах наглядно показал, из чего и как появляется почва. Он писал: «Весь химизм почвы есть не более как функция органического вещества её, и притом вещества, частью мёртвого, частью оживлённого самой деятельной напряжённой жизнью, и в материнской породе, в продуктах выветривания горных пород, мы не встречаем того деятельного, беспрерывно идущего химизма лишь оттого, что эта порода мертва.
Внесите в неё органическое вещество – внесёте в неё жизнь, и очень быстро мёртвая материнская порода обратится в живой комплекс, связывающий минеральную породу с органической, мертвую с живой, – она обратится в почву». Поэтому органические удобрения играют ведущую роль в жизни почвы и в питании растений. Без применения органических удобрений порода и почва остаются мёртвыми и не пригодными для выращивания качественной пищи для человека.
В зависимости от использования почвы на даче нужно выделить несколько экологических зон, в которых почвенные процессы – окультуривание или деградация – протекают по-разному. Участок нужно разделить на жилую зону, овощной огород, сад, цветник-газон и зону защищённого грунта. Рекомендуется все эти зоны размежевать канавками для стока ливневых вод, их же можно использовать в сухое время года в качестве дорожек.
Поверхность почвы в каждой зоне должна быть ровной, чтобы поверхностные воды легко удалялись, не задерживались, чтобы предотвратить развитие в понижениях застойных болотных процессов. Каждый квадратный метр пахотного слоя почвы глубиной 25 см стоит дорого, в среднем не менее 400 рублей. Поэтому верхний пахотный горизонт почвы с территории будущей жилой зоны просто удаляется и используется для выравнивания и улучшения почвы на других участках.
Геннадий Васяев, доцент,
гл. специалист Северо-Западного регионального научного центра Россельхозакадемии
Ольга Васяева, садовод любитель
Источник
Экология СПРАВОЧНИК
Информация
Горизонт иллювиальный
Горизонт А темно-серой или серой окраски, зернисто-комковатой структуры. Нижняя часть горизонта А осветлена белесой присыпкой. Горизонт AjВ темно-серый или буровато-серый, с седоватым оттенком, комковатой или комковато-ореховатой структуры, с белесой присыпкой. Горизонт иллювиальный, бурый, с темными пятнами или потеками (затеки гумуса в виде языков и карманов), ореховато-призматической структуры, с коричневыми пленками на гранях отдельностей, более плотный и более тяжелого гранулометрического состава, чем вышележащий горизонт.[ . ]
Иллювиальный, или переходный, горизонт (В) формируется под элювиальным или гумусовым горизонтом и служит переходом к материнской породе.[ . ]
Горизонт А2В характеризуется или плитчато-орехова-той, или ореховатой структурой с белесой присыпкой и постепенно переходит в иллювиальный горизонт В с заметной присыпкой и буровато-коричневыми примазками по граням ореховато-призматической структуры.[ . ]
В иллювиальном карбонатном горизонте обычно отчетливо выражена белоглазка. Линия вскипания расположена в нижней части горизонта В[ или на границе гумусового слоя.[ . ]
В иллювиальном горизонте опять же имеет место некоторое увеличение суммы обменных катионов. Содержание поглощенного Са несколько повышается при одновременном снижении роли А1. Очевидно, это связано с накоплением гумуса и улучшением аэрации данного почвенного слоя.[ . ]
В иллювиальном горизонте благодаря вмытым соединениям могут образоваться вторичные минералы типа монтмориллонита, гидроокисей железа и алюминия и др. Иллювиальный горизонт приобретает заметную уплотненность, иногда некоторую цементированность. Гидроокиси железа и марганца в отдельных случаях накапливаются в профиле почвы в виде железомарганцевых конкреций. В легких почвах они приурочены чаще к иллювиальному горизонту, а в тяжелых — к подзолистому. Образование этих конкреций , очевидно, связано с жизнедеятельностью специфической бактериальной микрофлоры (Т. В. Аристовская).[ . ]
Система горизонтов почвенного профиля часто осложнена одновременным присутствием нескольких генетических признаков. Это вызывает необходимость выделения так называемых сложных подтипов, определение которых включает номенклатуру двух и более индивидуальных подтипов.[ . ]
Верхние горизонты обеднены полутораокисями и относительно обогащены кремнеземом. Иллювиальные горизонты отличаются более высоким содержанием железа и алюминия. В карбонатных горизонтах больше кальция и магния.[ . ]
В гумусово-иллювиальных горизонтах емкость поглощения, как правило, выше по сравнению с верхним горизонтом, что связано с более высокой его дисперсностью и обогащенностью коллоидной фракцией. В составе поглощенных оснований преобладают кальций (60—80 %) и магний (25—35 %), имеется небольшое количество натрия.[ . ]
Постепенно иллювиальный горизонт переходит в породу С. Обычно в конце второго метра профиля встречаются карбонаты в виде журавчиков или известковых трубочек и прожилок.[ . ]
В1 — Глинисто-иллювиальный. В структурных отдельностях заметно различие в окраске: поверхность педов темнее внутрипедной массы. Иллю-виирование тонкодисперсного материала проявляется в наличии тонких глинистых или гумусово-глинистых кутан по граням структурных отдельностей. Характерно отсутствие или слабое накопление илистой фракции (КД всегда < 1,4) по сравнению с вышележащим горизонтом. По структурной организации горизонт имеет черты сходства с текстурным, но в отличие от него, существенно слабее проявляется иллювиирование глины.[ . ]
Субэлювиальный горизонт BEL является диагностическим при отделении от глинисто-иллювиальных чернозёмов. Текстурный горизонт похож по строению на аналогичный горизонт серых почв, отличаясь меньшей степенью деградации (меньшим внедрением светлого материала). Карбонаты могут присутствовать на той же глубине и представлены теми же формами новообразований, что и в серых почвах.[ . ]
Грубогумусовый горизонт имеет темно- или светло-серый цвет, иногда с коричневатым оттенком и состоит из полу- и хорошо разложившихся и обугленных органических остатков с примесью отмытого светлого пеп-лового материала. Под грубогумусовым горизонтом может наблюдаться прослойка светло-серого или белесого пепла. Иллювиально-гумусовый горизонт имеет коричнево-бурые тона окраски различной интенсивности.[ . ]
Ниже подзолистого горизонта залегает темно-бурый или коричнево-бурый иллювиально-гумусовый горизонт В или охристо-бурый гумусово-железистый иллювиальный горизонт.[ . ]
Между подзолистым и иллювиальным горизонтами выделяется переходный горизонт А2В, а между иллювиальным и породой — ВС.[ . ]
Гумусово-элювиальный горизонт отличается более легким механическим составом, иллювиальный обогащен илом в поэтому всегда тяжелее. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией коллоидов. Наиболе резкая дифференциация наблюдается у осолоделых солонцов.[ . ]
В некоторых случаях в иллювиальном горизонте песчаных подзолистых почв накапливается значительное количество гумусовых веществ. Такие почвы называют подзолистыми иллювиально-гумусовыми.[ . ]
Различным генетическим горизонтам почв присущи определенные формы структуры. Так, комковатая и зернистая структура свойственна дерновым горизонтам, пластинчато-листовая — элювиальным, ореховатая — иллювиальным (особенно серым лесным почвам).[ . ]
В качестве самостоятельного горизонта выделен текстурно-карбонатный горизонт, отличающийся сочетанием свойств как от аккумулятивно-карбонатного так и от глинисто-иллювиального, горизонтов и характерный для профиля почв сухостепных и полупустынных ландшафтов.[ . ]
Мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 40-100 см. Присутствие карбонатов в профиле не обязательно. Их выделения возможны в его нижней части.[ . ]
Большое значение в формировании иллювиальных горизонтов солонцов имеет состав глинистых минералов, в частности присутствие монтмориллонита и высокогидрати-рованных коллоидов, образовавшихся в процессе гальмиро-лиза минералов.[ . ]
Формируются подбуры в условиях свободного дренажа, при отсутствии явлений оглеения.[ . ]
Основные подтипы выделяются по цвету иллювиально-гумусового и охристого горизонтов и содержанию в них полуторных оксидов и гумуса, признакам оподзоленности, слоистости, а также по нарушенности естественного залегания верхних горизонтов профиля.[ . ]
Ниже гумусово-иллювиаль-його залегает иллювиальный карбонатный горизонт Вк неоднородно окрашенный, желтовато-бурый с белесыми пятнами карбонатов.[ . ]
Для почв характерна резкая элювиально-иллювиальная дифференциация профиля по валовому химическому составу и оксалатораствори-мым формам полуторных оксидов. Реакция почв кислая с минимальными значениями величины pH в горизонте Е. Характерна высокая гумусированность всего профиля с элювиально-иллювиальным перераспределением органического вещества. В составе гумуса преобладают фульвокислоты, относительное содержание которых увеличивается с глубиной.[ . ]
Грунтовые воды залегают на водоупорном горизонте почв рыхлых отложений или плотных горных пород. Относительно водонепроницаемыми водоупорными породами являются глины, кристаллические сланцы, граниты, нетрещиноватые известняки, мергели и др. В почвах иллювиальные горизонты В могут уплотняться и играть роль водоупора. Аккумуляция в почвах окислов железа приводит к формированию водонепроницаемых ортштей-новых и ортзандовых горизонтов. В районах с вечной мерзлотой роль водоупора могут играть мерзлые породы, над которыми залегают промерзающие или непромерзающие кадмерзлотные грунтовые воды. При близком залегании к поверхности водоупор создает временное или постоянное избыточное переувлажнение ПТК, что приводит к образованию болот и заболоченных лесов.[ . ]
Основные подтипы выделяются по характеру иллювиальной аккумуляции железа и гумуса, по признакам окисления глеевого горизонта и особенностям агрогоризонта.[ . ]
Общим для почв отдела является темногумусовый горизонт, мощностью более 30 см, определяющий облик профиля. Гумус отличается высокой степенью гумификации и прочно связан с минеральной частью, имеет фульватно-гуматный или гуматный состав. Темногумусовый горизонт обязательно сочетается со срединным горизонтом разного генезиса. Срединный горизонт может быть глинисто-иллювиальным, аккумулятивно-карбонатным, текстурно-карбонатным, слитым или структурно-метаморфическим. Его характер служит основанием для выделения типов. Почвенный профиль не дифференцирован или слабо дифференцирован по гранулометрическому составу (КД < 1,4) и валовому содержанию полуторных оксидов.[ . ]
От типа подбуров отличаются наличием глеевого горизонта в нижней части профиля, обусловленного аккумуляцией влаги над мерзлотным или литологическим водоупором. Влияние переувлажнения слабо сказывается на системе органогенных и иллювиальных горизонтов вследствие рыхлого сложения и легкого гранулометрического состава почвенной массы. Наиболее характерны для тундры и тайги Западно-Сибирской равнины.[ . ]
Солоди имеют низкое естественное плодородие. В осолоделых горизонтах содержится мало органического вещества и питательных элементов. Поэтому для повышения плодородия солодей необходимо вносить органические и минеральные удобрения. Многие солоди имеют в верхних горизонтах кислую реакцию. Для улучшения их свойств следует проводить известкование. Солоди отличаются неблагоприятными водно-физическими свойствами: слабой водопроницаемостью в связи с бесструктурностью осолоделого и большой плотностью иллювиального горизонта. Пылеватость и бесструктурность осолоделого горизонта служат причиной образования корки, которая затрудняет аэрацию, и тем самым усугубляется избыточное увлажнение солодей. Важнейшим агротехническим приемом, улучшающим водно-физические свойства солодей, является глубокое рыхление и обогащение их органическим веществом.[ . ]
В большинстве случаев сходство почв отдела проявляется в специфике средней части профиля (срединные горизонты).[ . ]
Светлые серо-коричневые почвы имеют укороченный гумусовый профиль и содержат 1,5—2 % гумуса. Профиль слабо дифференцирован на генетические горизонты. Иллювиальный карбонатный горизонт также менее отчетливо выражен. В отличие от темных и обыкновенных серокоричневых почв у них более высокий плотный остаток водной вытяжки, указывающий на повышенное содержание водорастворимых солей. Емкость поглощения около 20— 25 м-экв. на 100 г почвы. В составе обменных оснований преобладают кальций и магний, от 5 до 10 %, а иногда и больше приходится на натрий. Однако солонцеватость — нехарактерный признак серо-коричневых почв. Часто признаки солонцеватости в Э1их почвах отсутствуют.[ . ]
Распределение микроэлементов и их содержание по профилю светло-серых и серых почв такие же, как и в дерново-подзолистых почвах: в гумусовом и иллювиальном горизонтах наблюдается увеличение валового содержания 2п, Си и Со, а оподзоленные горизонты обеднены ими. У темносерых почв такой четкой закономерности нет.[ . ]
Подщелачивание раствора способствует дальнейшему диспергированию почвенных коллоидов. Они из-за большой подвижности выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине под действием солей электролитов из золеобразного состояния превращаются в гели, накапливаются, что и приводит к образованию иллювиального (солонцового) горизонта.[ . ]
Механический и минералогический состав. Профиль подзолистых, супесчаных и суглинистых почв отчетливо дифференцирован по содержанию ила: подзолистый горизонт обеднен, а иллювиальный по сравнению с ним заметно обогащен илистой фракцией (табл. 46). По отношению к породе вся толща верхних горизонтов часто имеет элювиальный характер. В почвах, развитых на песках, такой закономерности обычно нет.[ . ]
В пределах почвенного профиля техногенный поток веществ встречает ряд почвенно-геохимических барьеров. К ним относятся карбонатные, гипсовые, солонцовые, глеевые, иллювиальные горизонты (иллювиально-железисто-гумусовые, иллювиальные кольматирован-ные). Так, для иллювиальных горизонтов характерно накопление Си, N1, В, а для глеевых — также Сг и V.[ . ]
Таким образом, в этом секторе углубление и расширение (в сторону суходола) элювиальной зоны и одновременно влияние почвенно-грунтовых вод вызывает общее уменьшение иллювиальной аккумуляции, сдвигание ее в более глубокие горизонты. Вместе с тем горизонты иллювиальной и иллювиально-гид-рогенной аккумуляции еще разобщены, их разделяет горизонт элювиально-глеевого выноса веществ.[ . ]
Сероземы имеют следующие общие черты строения. Верхняя часть профиля обычно слабо прокрашена гумусом, и ее окраска не отличается резко от окраски породы. Гумусовый слой подразделяется на 2 горизонта: А — гумусовый и В, — переходный. Ниже залегает иллювиальный карбонатный горизонт Вк, постепенно переходящий в породу. В темных сероземах хорошо выражен гумусовый «профиль.[ . ]
Физико-химические свойства серых лесных почв хорошо отражают особенности их генезиса (см. табл. 66). Светлосерые почвы кислые, не насыщены основаниями (1/=70— —80%). Емкость поглощения в гумусовом горизонте суглинистых разновидностей составляет 14—18 м-экв. и возрастает в иллювиальном горизонте в связи с обогащением его илистой фракцией.[ . ]
Физические и водно-физические свойства подзолистых почв определяются механическим составом исходных пород, их сложением, выраженностью подзолистого процесса Подзолистые почвы бесструктурные; их плотность заметно увеличивается при переходе от верхних горизонтов к нижним. Иллювиальный горизонт отличается повышенной плотностью и наименьшей пористостью. В суглинистых почвах из-за его слабой водопроницаемости в подзолистом горизонте может создаваться временная верховодка.[ . ]
Физические и водно-физические свойства. Плотность твердой фазы серых лесных почв увеличивается вниз по профилю, что связано с уменьшением содержания гумуса. Темно-серые почвы, отличаясь большей гумусированностью, имеют и меньшую плотность твердой фазы. Все серые лесные почвы характеризуются высокой плотностью уплотненных иллювиальных горизонтов (1,5—1,65 г/см3). Общая пористость изменяется от 50—60 % в верхних горизонтах до 40— 45 % в иллювиальных и породе. В светло-серых почвах капиллярная пористость резко преобладает над некапиллярной.[ . ]
Источник