Изучение морфологических признаков и описание профиля почв
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Департамент научно-технологической политики и образования
ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ
Кафедра «Почвоведение и общая биология»
Методические указания
к лабораторным работам
по дисциплине «Почвоведение»
для студентов бакалавров эколого-мелиоративного факультета направления 250100 «Лесное дело»
Волгоград, 2013 г.
УДК 631. 4
ББК 40.3.
У-91
д.с.-х.н., профессор кафедры агроэкологии и защиты растений Литвинов Е.А.
В методическом указании изложены теоретические и практические основы полевых и лабораторных методов определения основных почвенных показателей. Приведены визуальный и органолептический методы определения основных морфологических признаков почвенного профиля; лабораторные методики определения общих физических, водных и химических свойств почв.
(Составитель: к. с.-х.н., доцент Кузин А.Г. Волгоградский государственный аграрный университет, Волгоград, 2013)
Методическое указание предназначено для студентов бакалавров эколого-мелиоративного факультета направления 250100 «Лесное дело».
Лабораторная работа № 1
Изучение морфологических признаков и описание профиля почв.
Образующиеся в процессе почвообразования минеральные, органические и органо-минеральные вещества обладают различной степенью растворимости и передвигаются с током влаги с различной скоростью, что приводит к разделению почвенной толщи на отдельные, генетически связанные между собой слои — горизонты. Почва приобретает характерные внешние, или морфологические, признаки, по которым можно отличить одну почву от другой. К главным морфологическим признакам почв относятся: строение профиля, мощность горизонтов, их окраска, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение, новообразования и включения.
Мощность почв – ее вертикальная протяженность, толщина от поверхности до глубины залегания материнских пород.
У различных типов почв она колеблется в среднем от 50 до 150 см. Для черноземов, каштановых и луговых солонцов при мощности горизонта АВ менее 30 см — почвы маломощные, более 30 — мощные.
Строение профиля. Почвенный профиль состоит из сменяющих друг друга горизонтов, при описании которых каждый характеризуют в отдельности. Горизонты обозначаются буквенными и цифровыми индексами: А0 — органогенный горизонт, состоящий из органических остатков опада растений; А или A1 — гумусово-аккумулятивный; А2 — элювиальный (вымывной); В — иллювиальный (вмывной) или переходный; С — материнская порода; Д — подстилающая порода; Апах — пахотный горизонт, А+В1 — гумусовый слой.
Мощностью горизонтов почвы называется их вертикальная протяженность. При описании указывают верхнюю и нижнюю границу горизонта, а также его мощность (под чертой). Например:
| А0 | О – 15 см | ; | В1 | 15 – 27 см | и т.д. |
| 15 см | 12 см |
Окраска горизонтов нередко бывает разнообразной в пределах одного профиля. Она определяется наличием органических и минеральных веществ, находящихся в горизонтах. Например, гумус окрашивает горизонты в темно-серые тона, оксид железа — в ржаво-охристые, карбонаты кальция придают белесую окраску и т. д. Зачастую название почвы соответствует ее окраске (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и т. п.). На окраску также влияет влажность почв (сухие почвы более светлые) и структурное состояние (распыленные, бесструктурные почвы кажутся светлее структурных).
Влажность почвы. При полевых описаниях обычно различают следующие степени увлажнения почвы: мокрая — из зажатого в руке комка почвы выделяется вода; сырая — липнет к ладони, оставляя грязный след; влажная — деформируется при сжатии в ладони, оставляя следы пальцев; свежая — не пылит, оставляя ощущение прохлады; сухая — при раздавливании комков пылит.
Гранулометрический состав – это сочетание в почве частичек разного диаметра: песка, пыли, глины и ила. В полевых условиях он определяется визуально и органолептически. Если увлажненный кусочек почвы не склеивается при разминании его между пальцами — это песок; почва слегка слипается — супесь; скатывается в шарик — легкий суглинок; раскатывается в шнур диаметром 3 мм — средний суглинок; шнур сворачивается в колечко, образуя трещины — тяжелый суглинок; шнур образует кольцо без трещин – глина (Таблица 1).
Таблица 1-Определение гранулометрического состава пробой на скатывание шнура (метод Н. А. Качинского)
| Гранулометрический состав | Морфология при испытании |
| Шнур не образуется. Песок |  |
| Слипается, но шнур не скатывается. Супесь |  |
| Шнур, разрушается при раскалывании. Легкий суглинок |  |
| Шнур сплошной, распадается при свертывании в кольцо. Средний суглинок |  |
| Шнур сплошной, кольцо с трещинами. Тяжелый суглинок |   |
| Шнур сплошной, кольцо без трещин. Глина |  |
Структура почвы – это агрегаты (комки), на которые распадается почвенная масса. Она может быть неодинаковой в пределах профиля. Агрегаты различаются по форме и размерам. Выделяют три основных типа структуры: глыбистая, призмовидная и плитовидная. Выделяются следующие виды почвенной структуры: зернистая, комковатая, ореховатая, столбчатая, призматическая, глыбистая, плитчатая, пластинчатая, листовая. Для дерновых горизонтов характерны комковатая и зернистая структура, элювиальных — пластинчато-листовая, иллювиальных — ореховатая и призматическая (Рисунок 1).
1. 
Кубовидный тип.
Глыбистая Крупнокомковатая Комковатая Мелкокомковатая
Крупнозернистая Зернистая Мелкозернистая Пылеватая
Крупноореховатая Ореховатая Мелкоореховатая
2. 
Призмовидный тип
Источник
Морфология почв
Морфологические признаки отражают состав, химические и физические свойства почвы. Позволяют отличить почву от породы, определить тип почвы, направленность и степень выраженности почвообразовательного процесса. Морфологические признаки почв можно квалифицировать как природные индикаторы экологического состояния почвы. Основными морфологическими признаками являются строение почвенного профиля, мощность почвы и ее горизонтов, окраска, механический состав, новообразования и включения.
При определении почвы проводится описание морфологии каждого генетического горизонта с указанием следующих особенностей: индекс и название генетического горизонта, его цвет, механический состав, влажность, структура, плотность, новообразования, включения, особенности смены границ между горизонтами. На основе морфологии каждого горизонта дается полное название почвы.
Строение почвенного профиля
Строение почвенного профиля. Процессы почвообразования и перемещения веществ, происходящие в почвообразующей породе, вызывают расчленение ее верхней части на отдельные, генетически связанные между собой горизонты, которые называют почвенными. Их совокупность называется профилем. Таким образом, почвенный профиль – это вертикальный разрез почвы от ее поверхности до материнской породы. Он состоит из генетически связанных и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов. Каждый почвенный тип характеризуется определенным строением почвенного профиля.
Почвенный[/url] горизонт имеет более или менее одинаковый гранулометрический, минералогический и химический состав, физические свойства, структуру, окраску и др.; в нем могут выделяться подгоризонты.
Почвенный профиль состоит из генетических горизонтов, которые отличаются между собой по внешнему рисунку. В зависимости от генезиса почвенные горизонты имеют соответствующие названия и буквенные обозначения (индексы).
АО – лесная подстилка, состоит из полуразложившихся и неразложившихся продуктов лесного опада и остатков травянистой растительности, располагается на самой поверхности почвы.
Ad – дерн, поверхностный горизонт, образующийся под травянистой растительностью (луговой), густо пронизан корнями растений.
Anах – пахотный горизонт, образован из гумусового или других горизонтов на глубине постоянной обработки почвы.
А – гумусовый или гумусово-аккумулятивный горизонт, образуется в верхней части профиля, выделяется высоким содержанием гумуса и элементов питания, характерен для степных почв.
А1 – гумусовый или гумусово-элювиальный горизонт. В нем происходит не только накопление гумуса, но и разрушение, вымывание органических и минеральных соединений.
А2 – элювиальный или подзолистый горизонт. Это горизонт кислого разложения минеральной части почвы и вымывания продуктов разложения и иловатых частичек в нижерасположенные горизонты. Обычно имеет беловатую окраску.
В – иллювиальный или горизонт накопления значительной части соединений, вымывающихся из вышерасположенных горизонтов. Особенно много в нем накапливается железа и алюминия. Обычно буро-окрашенный. В некоторых почвах (дерновые, черноземы и др.) горизонт является не иллювиальным, а переходным от гумусового к материнской породе.
С – материнская порода, почти не затронутая, или в слабой степени изменена почвообразовательным процессом.
Т – торфяной горизонт, черно-коричневой окраски, различной мощности, встречается в профиле болотных почв.
G – глеевый горизонт, образуется в гидроморфных почвах. В нем при недостатке кислорода развиваются восстановительные процессы, приводящие к образованию закисных соединений железа, марганца и др. Окраска этого горизонта обычно серо-сизая, голубая. Когда признаки глеевого процесса проявляются и в других горизонтах, тогда к их буквенному обозначения добавляют «q» – A2q, Bq. Дополнительными индексами можно указать на карбонатность горизонта (Вк), засоленность (Вс) и т.д.
Мощность почвы и ее горизонтов. Под мощностью почвы понимают толщину ее от поверхности до слабо затронутой почвообразованием материнской породы. В различных почвах она разная. Мощность почвенного профиля колеблется от нескольких сантиметров в горах до двух метров на равнине. Средние размеры мощности почвы колеблются от 40–50 до 250 см. Малую мощность почвенного филя имеют почвы тундры – около 40 см, и связано это с влиянием на почвообразование вечной мерзлоты. Мощность почв территории Беларуси колеблется от 120 см на глинистой породе до 250 на песках.
Генетические горизонты, составляющие почвенный профиль, неодинаковые по мощности – от нескольких сантиметров до 100 и более. При изучении морфологии почвы обычно отмечают верхнюю и границу горизонта. Например: Апах 0–20 см; А2 – 20–30 см и т.д.
По информации о мощности горизонтов можно сделать вывод о степени выраженности почвообразовательного процесса и даже об уровне плодородия почвы. Так, например, небольшой гумусовый горизонт (-10 см) и хорошо развитый (10–15 см) подзолистый горизонт свидетельствуют об относительно низком плодородии такой дерново-подзолистой почвы и ее повышенной кислотности.
Окраска почвы
Окраска почвы – один из наиболее важных и легкодоступных для наблюдения морфологических признаков. Она довольно разнообразная, зависит от состава почвообразующих пород и типа почвообразования, зависимости от цвета некоторые почвенные типы получили даже название – чернозем, серозем, краснозем.
Окраска почвы сводится к сочетанию черного, белого и красного цветов. Основными веществами, обусловливающими цвет почвы, являются: а) темноцветные органические и органо-минеральные вещества; б) оксидные соединения железа и марганца обусловливают бурый, оранжевый, желтый, красный цвет; в) кремнезем, углекислые труднорастворимые соли, гидрат оксида алюминия вызывают белую окраску; г) закисные соединения железа придают почве серый, зеленоватый, а также цвет первичных минералов. Окраска почвы может существенно изменяться от степени ее увлажнения. Так, например, серая окраска влажной почвы может смениться на светлосерую при подсушивании ее.
Структура почвы – совокупность отдельностей (агрегатов, комочков) разной формы и величины, на которые она распадается при рыхлении, – глыбистая, комковатая ореховатая, зернистая, призматическая, столбчатая и др.
Слеживание почвы – это внешнее выражение плотности и пористости почвы. Механические элементы почвы и структурные отдельности могут с разной степенью плотности прилегать один к одному, образуя слитную массу или массу с порами. Слеживание почвы зависит в основном от гранулометрического состава и структуры. Существенное влияние на слеживание оказывает деятельность почвенной фауны и корневых систем растений.
По степени плотности выделяют рассыпчатое, рыхлое, плотное и очень плотное слеживание. Рассыпчатое слеживание свойственно песчаным и супесчаным почвам, у которых частички не связаны между собой. Рыхлое слеживание характерно для хорошо оструктуренных суглинистых почв, а также для супесчаных со значительным содержанием гумуса. При плотном слеживании лопата с большой трудностью входит в грунт. Оно характерно для иллювиальных горизонтов глинистых и суглинистых почв. Частички этих горизонтов довольно прочно связаны между собой; а при очень плотном (слитном) слеживании используют даже лом или кирку при копке шурфа.
По характеру пористости различают следующие виды слеживания: тонкопористое (поры 1 мм), пористое (1–3 мм), губчатое (3–
5 мм), ноздреватое (5–10 мм), ячеистое (поры 10 мм).
Слеживание почвы является важным показателем при ее агрономической оценке. Наиболее благоприятным можно считать рыхлое сложение – при нем создается наиболее оптимальное сочетание водного, воздушного и пищевого режимов почвы.
Механический (гранулометрический) состав также относят к морфологическим признакам. По нему можно изучать почвенный профиль, более точно определять сущность почвообразовательных процессов конкретной почвы. Выделяют следующие разновидности почв по гранулометрическому составу: песчаные, супесчаные, легкосуглинистые, средне-суглинистые, тяжелосуглинистые, глинистые.
Новообразования в почве – местные скопления различных веществ морфологически и химически отличающихся от основной массы горизонтов. Возникли в результате почвообразовательных процессов. Различают новообразования химического и биологического происхождения.
Химические новообразования возникают в результате чисто химических процессов. Морфологические формы их довольно разнообразны: пленки, корочки, конкреции, друзы, плиты и др. Химический состав их также разнообразен.
Для почв таежно-лесной зоны наиболее характерны новообразования гидроксидов железа и марганца, железистых силикатов. Железисто-марганцевые новообразования в суглинистых и глинистых почвах обычно напоминают разного размера конкреции (ортштейны), а у песчаных – буроокрашенные прослои и плиты (ортзанды) различной мощности. Менее распространены чисто марганцевые новообразования – имеют вид черных пятен, мелких конкреций. Для гидроморфных почв этой зоны также свойственны трубчатые конкреции, образующиеся вокруг отмерших корней (роренштейны), прослои фосфатов железа (вивианит).
Новообразования биологического происхождения (растительного и животного) встречаются в следующих формах: капролиты – экскременты дождевых червей в виде небольших клубочков; кротовины – пустые или заполненные ходы роющих животных; дендриты – узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.
Включения – инородные тела, находящиеся в почве случайно: куски кирпича, угля, валуны, кости и др. Они не являются результатом почвообразовательного процесса, но их внимательное изучение может дать немало полезной информации при исследовании генезиса пород, истории края и др.
На основе изучения морфологии дается название почвы, которая складывается из последовательного указания таксономических (последовательных) единиц: тип – выделяется по одинаковому строению профиля и процессу почвообразования в одинаковых гидротермических условиях (подзол, чернозем и т.д.); подтип – учитывает дополнительные свойства, которые более характерны для других типов (подзолисто-глеевая, чернозем оподзоленный); род – по особенностям почвообразующих пород или степени гидроморфизма, или химизма грунтовых вод (карбонатный, засоленный, слабодифференцированный и т.д.); вид – по степени выраженности почвообразующего процесса (слабо-, средне-, сильнооподзоленная); разновидность – по гранулометрическому составу (песчаная, супесчаная…); разряд – по происхождению пород (моренные и аллювиальные); вариант – по степени окультуренности (слабо-, средне-, высокоокультуренные); форма – по степени развития эрозионных процессов (слабо-, средне- и сильноэродированные). Пример названия: дерново-подзолисто-глееватая слабооподзоленная легкосуглинистая на моренном суглинке среднеокультуренная слабоэродированная.
Источник