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
Морфологические признаки почв (лабораторная работа)
Определенные типы, виды и разновидности почв обладают устойчивыми характерными внешними признаками: окраской, структурой, сложением, закономерным сочетанием горизонтов и т.д. Внешние особенности почвы и ее отдельных горизонтов, вскрытых почвенным разрезом, являются так называемыми морфологическими признаками почвы.
Детальное исследование морфологии почв дает ключ к познанию истории их формирования и эволюции, служит основой научных концепций генезиса почв. На основании исследования морфологических признаков почв можно получить обоснованные представления об их составе, о физических и химических свойствах, протекающих в почве процессах, об их хозяйственной ценности и плодородии. Морфология лежит в основе диагностики и классификации почв.
К морфологическим признакам относятся:
Мощность почвы и горизонта.
Сложение (плотность, пористость, трещиноватость).
Новообразования (химические, биологические).
Вскипание от 10 % НСl.
Характер перехода горизонта.
Характер увлажнения. Морфологический анализ почвенного разреза может дать много сведений для оценки водных свойств почвы. Следует различать по влажности сухую (почва пылит), свежую (холодит руку), сырую (мажет руку) и мокрую (при сжимании почвы появляются капли воды) на ощупь почву. По этим признакам определяется глубина промачивания почвы после дождей или поливов. Отметив глубину залегания уровня грунтовых вод в разрезе, по степени влажности почвы легко устанавливается высота капиллярного поднятия влаги от грунтовых вод.
Окраска горизонтов почвы является весьма важным морфологическим признаком, тесно связанным с её физическими и химическими свойствами. Недаром почвам часто даются цветовые названия.
В верхних горизонтах окраска почв зависит преимущественно от гумусовых веществ. При небольшом количестве гумуса окраска бывает серой. В переходных горизонтах на цвет влияют минеральные составляющие почвы. В самых глубоких слоях в качестве основного фона выступает окраска материнской горной породы.
Носителями основных цветов являются определенные соединения, находящиеся в почвах. Рассмотрим главнейшие химические соединения почв, определяющие черную, цветовую (красную, зеленую) и белую окраски. Черная окраска может быть результатом содержания различных веществ в почвах и, прежде всего, гумуса. Однако гумус почвы может быть и светлоокрашенным. Черная окраска формируется при гуматном типе гумуса. Кроме гумуса, черную окраску в почвах могут давать некоторые сульфиды, оксиды марганца, темные первичные минералы (например, роговая обманка), древесный уголь. Белая окраска связана преимущественно с четырьмя наиболее распространенными компонентами почвенного состава: кварцем, каолинитом, карбонатами, гипсом, ангидритом и водорасворимыми солями. Красная окраска – результат накопления в почве мало- или негидратированных свободных оксидов железа, преимущественно в форме гематита. Желтая окраска – результат накопления в почве гидратированных оксидов железа и, прежде всего, лимонита. Бурая окраска характерна для глинистых почв с высоким содержанием иллита, слюдистых минералов и смеси в разной степени гидратированных оксидов железа. Кроме того, она образуется при смешании красной, желтой, белой и черной окрасок в разных соотношениях, а поэтому является наиболее распространенной в разных типах почв. Пурпурная окраска – свидетельство высокого содержания оксидов марганца. Синяя окраска в чистом виде встречается в почвах редко. Зато производная от синей – сизая окраска – широко распространенное явление во всех болотных почвах, связанное со специфическими минералами, содержащими закись железа. Зеленая (оливковая) окраска формируется в почвах избыточного увлажнения, содержащих особые зеленоватые глинистые минералы с высокой насыщенностью железом.
Указанные окраски существуют в почвах редко в чистом виде, чаще как переходные или смешанные. Обычно трудно охарактеризовать почву каким-нибудь одним цветом, поэтому приходится указывать степень её интенсивности (например, светло-бурая, темно-бурая), отмечать оттенки (например, белесая с желтоватым оттенком) или же называть промежуточные тона (коричнево-бурая).
Окраска почвенных горизонтов может быть однородной или неоднородной. Различают равномерную однородную окраску (тон и интенсивность сохраняется в пределах всего горизонта) и неравномерную однородную окраску (постепенное изменение её тона и интенсивности от верхней части к нижней). Неоднородная окраска характеризуется наличием различно окрашенных участков в пределах одного горизонта. Она бывает: пятнистая (на фоне основной окраски выделяются пятна другого цвета); полосчатая (чередование полос разного цвета); мраморовидная (пестрая окраска с наличием узоров и пятен разного цвета); крапчатая (наличие мелких пятнышек различного цвета по однородному фону горизонта).
Структура. В морфолого-генетическом плане понятие почвенной структуры включает размеры, форму и организацию твердых компонентов почвы и пор между ними. Соответственно под структурностью почвы понимают ее способность распадаться в естественном состоянии на агрегаты того или иного размера и разной формы. Такие агрегаты называются структурными элементами, структурными агрегатами, структурными отдельностями, педами. Взаимное расположение в почвенном теле отдельностей определенной формы и размеров называется почвенной структурой. Если же почва не распадается на естественные структурные отдельности, а имеет сыпучее состояние как песок или пыль, то она называется бесструктурной раздельно частичной; если же почва выламывается большими глыбами произвольной формы, то является бесструктурной массивной.
Поскольку структура почвы – это результат почвообразования, то соответственно разные типы почв и разные типы генетических горизонтов имеют различный тип структуры. Однако в типах структуры обнаруживается меньшее разнообразие, чем в типах почвообразования, поскольку участвующие в образовании почвенной структуры силы менее специфичны и широко представлены во всех почвах.
Размеры и форма структурных отдельностей в разных почвах и генетических горизонтах варьируют в широких пределах. Если сказано, что в таком-то горизонте почвы структура мелкокомковатая, то это значит лишь то, что агрегаты такой формы и такого размера здесь преобладают, но одновременно могут присутствовать и агрегаты другой формы и иных размеров. Распределение структурных агрегатов в массе почвы в соответствии с их размерами (диаметрами) называется структурным составом почвы.
В соответствии с размерами выделяют:
микроагрегаты — 7(10) мм
Для морфологии почв первостепенное значение имеет типология структуры почв с тем, чтобы определить её генетическое и диагностическое значение. Особенно большое внимание этому уделил С.А.Захаров, разработавший принятую сейчас схему главных генетических типов почвенной структуры, связанных с определенными типами генетических горизонтов почв:
- Округло-кубовидная структура при более или менее равномерном развитии по трем осям, характерная для гумусовых, пахотных, верхней части иллювиальных, аккумулятивных и глеевых горизонтов почв. В пределах этого типа называют 7 родов структуры:
глыбистая (неправильная форма и неровная поверхность агрегатов, характерная для глеевых, слитых, выпаханных горизонтов);
комковатая (округлая форма с шероховатой поверхностью без выраженных ребер и граней, характерная для гумусовых горизонтов почв);
пылеватая (мельчайшие, не различимые невооруженным глазом микроагрегаты, характерная для выпаханных аккумулятивных или элювиальных горизонтов);
ореховатая (более или менее правильные острореберные агрегаты, напоминающие буковые орешки, характерная для иллювиальных горизонтов);
зернистая (более или менее правильная форма с выраженными гранями, напоминающая гречневую крупу, характерная для гумусовых горизонтов);
конкреционная (сплошное скопление округлых конкреций) и икряная (мелкие разной формы, но хорошо оформленные агрегаты соединяются в сплошную массу).
- Призмовидная структура при выраженном развитии по вертикальной оси, характерная для иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород. Выделяют 3 рода этой структуры: столбовидная (правильной формы отдельности с хорошо выраженными вертикальными гранями, округлой «головкой» и неровным основанием, характерная для солонцовых и слитых горизонтов); призмовидная (отдельности слабо оформлены, с неровными скорлуповатыми гранями с острыми вершинами, округленными ребрами, характерная для нижней части иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород); призматическая (грани и ребра призм четко выражены, характерна для иллювиальных горизонтов).
- Плитовидная структура развивается по горизонтальным осям, характерна для элювиальных горизонтов почв. Выделяют 2 рода этой структуры: плитчатая при более или менее развитых плоских горизонтальных поверхностях спайности; чешуйчатая при небольших, несколько изогнутых поверхностях спайности.
Размеры структурных отдельностей приводятся в табл. 14.
Описанные выше типы почвенной структуры редко встречаются в почвах в чистом виде. В большинстве случаев почвы имеют смешанную структуру: комковато-зернистую, комковато-призмовидную и т.д., что означает присутствие в том или ином горизонте агрегатов разной формы; мало того, обычно они варьируют и по размеру.
Сложение — внешнее выражение плотности и пористости почвы. Оно зависит от гранулометрического состава, структуры, деятельности почвенной фауны и развития корневых систем растений. Почвы по степени плотности подразделяют на очень плотные (слитые), плотные, рыхлые и пассыпчатые.
Очень плотное (слитое) сложение характеризуется плотным прилеганием частиц, образующих нередко сцементированную, с большим трудом разламывающуюся массу; нож в неё не входит, можно его лишь вбить. Такое сложении наблюдается в иллювиальных горизонтах солонцов и сцементированных, оруденелых горизонтах подзолистых почв.
Источник