Морфологические свойства почв
Почва обладает суммой внешних признаков, определенной морфологией. Морфологические признаки почв являются результатом процессов ее формирования и отражают ее химические и физические свойства
Особенности состава почвы отражаются на ее внешнем облике. Например, цвет почвы в зависимости от количества и состава почвенного гумуса может меняться от интенсивно-черного (при содержании гумуса более 6%, если в его составе преобладают соли гуминовых кислот и гумин) до светло-серого (при содержании гумуса 1,5 – 2% в случае преобладания солей фульвокислот). Гранулометрический состав, соотношение поглощенных катионов, наличие тех или иных химических соединений – все это отражается на морфологии почв. Мы знаем, что особенности состава и обусловленные химические и физические свойства почвы унаследованы от почвообразующей породы или приобретены в процессе почвообразования.
Изучение характерных внешних (морфологических) признаков различных почв в связи с их генезисом (происхождением) является одним из важных методов познания почв.
Знакомятся с отдельными морфологическими признаками почвы по коробочным образцам. Строение почвенного профиля изучается на монолитах. Монолит представляет собой образец почвы, вырезанный в виде параллелепипеда из стенки почвенного шурфа на всю мощность почвы без нарушения ее естественного сложения.
Цвет (окраска)
Окраска – один из важных морфологических признаков почвы. Она зависит от состава почвообразующих пород и типа почвообразования и довольно разнообразна. А.Н. Сабанин указывал (Ссылка на лит. источник!), что в почвах можно встретить все цвета и оттенки, от черного до белого, за исключением ярких зеленых и синих. Следует заметить, что и эти цвета иногда можно наблюдать в свежих разрезах болотных почв. По своей окраске многие почвенные типы получили названия «черноземы», «красноземы», «сероземы» и т.д.
Окраска верхнего горизонта почвы обусловлена преимущественно гумусовыми веществами. Интенсивность окраски, как правило, зависит от содержания почвенного перегноя. Красновато-ржавый цвет указывает на присутствие значительного количества различных форм окиси железа, образующей самостоятельные минералы или находящейся в своеобразном хемосорбированном состоянии на поверхности тонкодисперсных глинистых минералов. Сизые тона свидетельствуют о наличии закисных соединений железа. Черные пятна и прослойки на красновато-буром фоне связаны с гидроксидами марганца. Белесая окраска обычно зависит от относительного накопления тонкозернистых зерен, освобожденных от тонких глинистых пленок. Белый цвет обуславливается скоплением карбонатов и сульфатов. В нижних горизонтах почвенного профиля цвет в основном определяется окраской почвообразующих пород, их составом и степенью выветривания. Для внетропической территории особенно характерны различные оттенки коричнево-бурого цвета, благодаря окраске четвертичных отложений – наиболее распространенной группы почвообразующих пород в северном полушарии.
Окраска почвы сильно изменяется от степени влажности и источника освещения, поэтому определение цвета производят по образцам, находящимся в воздушно-сухом состоянии, при рассеянном дневном освещении.
Для унифицирования определений цвета почвы С.А. Захаровым предложен треугольник цветов, в вершинах которого расположен белый, черный и красный цвет, а по сторонам и медианам нанесены названия возможных цветов, производных от смешивания трех основных. За границей для определения цвета почв широко используются таблицы Манселла – набор стандартных эталонов цветов, каждый из которых имеет свой индекс.
Определение цвета на глаз всегда более или менее субъективно. Точная количественная оценка почвы в лабораторных условиях может быть легко получена при помощи фотометра. Фотометр – прибор, позволяющий определять степень отражения или поглощения световых волн разной длины от изучаемого объекта.
Цвет – один из важнейших диагностических признаков почвы, наиболее доступный наблюдению. Этот признак положен в основу названий многих почв.
Цвет принадлежит всему почвенному агрегату, а окраска – только поверхности. Окраска образует массу тональностей и оттенков. Для выражения соотношения преобладающего и дополнительного цветов пользуются словесными определениями из двух-трех слов, из которых последнее отражает основной цвет горизонта.
Окраска генетических горизонтов почв обусловлена наличием в них различных красящих веществ:
Источник
Научная электронная библиотека
5. Морфологические характеристики почв
Морфологические признаки – внешние признаки почвы, по которым ее можно отличить от породы, друг от друга, судить о направлении и степени выраженности почвообразовательного процесса.
Внешние признаки почв отражают внутренние процессы, происходящие в них, их происхождение (генезис), историю развития.
Строение почвенного профиля – общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами.
Генетические почвенные горизонты – однородные, обычно параллельные поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль, различаются между собой по морфологическим признакам.
Гумусовый (А1) – гумусово-аккумулятивный самый темный горизонт с максимальным содержанием органических соединений (рис. 28).
Пахотный горизонт (Апах) – измененный продолжительной обработкой поверхностный горизонт, сформирован из различных почвенных горизонтов на глубину постоянной обработки. От нижних слоев отделяется ясной ровной границей.
Рис. 28. Гумусовые горизонты почв
Элювиальный, вымывной (А2) – горизонт, из которого органические и минеральные вещества выносятся в нижние слои.
Иллювиальный, вмывной (В) – горизонт, в котором аккумулируются соединения и коллоиды, вмываемые из верхних слоев. По характеру и сложению может расчленяться на В1 и В2. По преобладающему виду накопленных соединений различают: Вh, Вk, Вs – соответственно горизонты накопления гумуса, карбонатов, солей.
Иллювиирование – процесс накопления различных веществ в профиле, мигрирующих с нисходящими токами почвенной влаги, чаще в гравитационной форме, как результат элювиирования, включая элементарный процесс выщелачивания. В результате формируется один или несколько иллювиальных горизонтов.
– глинистые частицы, образованные в процессе лессиважа;
– аморфные полуторные окислы и ил, как следствие подзолистого процесса (кислотный гидролиз);
– оксиды железа и алюминия в свободной форме или связанные с гумусом в песчаных почвах бореального пояса;
– набухающие глины с обратимой коагуляцией в результате солонцового процесса;
– кальцит, гипс, соли, залегающие отдельными горизонтами или совместно.
Лессиваж (иллимеризация) – процесс перемещения в профиле почв илистой фракции без ее химического разрушения.
Материнская (почвообразующая) порода (С) – слабо затронутая почвообразованием.
Подстилающая порода (D), не затронутая почвообразованием.
Основные формы переходов горизонтов в почвенном профиле
Это один из критериев интенсивности почвообразования, диагностический признак. Различают следующие виды.
1. Ровная граница. Выражена у большинства почв при постепенном переходе между слоями. Есть и в пахотных горизонтах.
2. Волнистая граница. Мелковолнистая с разницей высот менее 5 см, средневолнистая – 5–10 см, сильноволнистая – более 10 см.
3. Языковатая граница. Мелкоязыковатая – глубина затеков до 5 см, глубокоязыковатая – более 10 см. Отношение глубины языка к их ширине 2–5 см. При большей ширине граница будет затечной.
4. Затечная граница – у почв с потечным характером гумуса (криогенные) или подвергшихся очень глубокому периодическому растрескиванию. Глубина затеков к их ширине превышает 5 см.
Характер перехода между горизонтами
1. Резкий. Граница может быть выделена на стенке разреза ножом с неопределенностью 1–2 или 3 см при любой форме границы.
2. Ясный – граница прослеживается четко и может быть выделена на стенке с неопределенностью 1–3, 2–5, 3–6 см. Характерен для нижней части горизонта А2 подзолистых почв и гумусовых слоев черноземов, сильно оглеенных горизонтов.
3. Заметный – граница шириной 3–5 см. Встречается в нижней части профиля элювиально-иллювиальных почв.
4. Постепенный – более 5, иногда 6–10 см. Характерен между горизонтами красноземов или ферраллитных почв, подгоризонтами гумусового горизонта черноземов.
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.
Окраска почвы – наиболее доступный и заметный морфологический признак. Гумус окрашивает горизонты в черные, темно-серые тона, оксид железа – в ржаво-охристый цвет, кремнезем и карбонат кальция придают почве белесую окраску. На окраску также влияют влажность почв (сухие почвы более светлые) и структурное состояние (распыленные, бесструктурные почвы кажутся светлее структурных).
Влажность почвы. В полевых условиях по степени увлажнения почвы различают следующие категории:
• сухая – при раздавливании комков пыли, наличие влаги не ощущается; свежая – не пылит, при сжатии не крошится, прохладная;
• слегка увлажненная – холодит руку, при подсыхании светлеет;
• влажная – при сжатии слипается, деформируется, оставляя следы пальцев, при подсыхании заметно светлеет;
• сырая – при сжатии вода не просачивается, почва липнет к ладони, оставляя след;
• мокрая – из зажатого в руке комка почвы выделяется влага.
Структура почвы – взаимное расположение структурных отдельностей (агрегатов), на которые способна распадаться почвы. Обязательным условием формирования структуры является наличие мелких механических элементов и клеющего материала в виде гумуса и глины, которые находятся в коллоидном состоянии. В результате их взаимодействия, адсорбции и коагуляции под влиянием растительных сообществ и микроорганизмов образуются органо-минеральные агрегаты разной величины и формы (рис. 16, 17).
Структурные агрегаты (отдельности, педы) представляют собой почвенную отдельность определенной формы с ясно очерченными поверхностями граней (Шоба и др., 2012).
Сложение почв – расположение почвенных частиц и структурных агрегатов относительно друг друга, внешнее выражение плотности и пористости почв.
Характеристика почв и горизонтов по сложению
Слитые. Очень плотное прилегание частиц, почти без скважин и пор. Характерен для иллювиальных горизонтов солонцов и бесструктурных глинистых почв. Лопатой вскопать не возможно, только ломом разбить. От ножа остается черта на стенке почвенного разреза. При нажиме нож входит в почву на 2–3 мм.
Плотные. Почвы с трудом поддаются копке. Характерна для суглинистых и глинистых почв, обогащенных коллоидами. Нож входит на 1–2 см.
Рыхлые. Слабо уплотненные почвы. Наблюдаются в суглинистых и глинистых хорошо оструктуренных гумусовых горизонтах, в пахотном слое почв после их обработки. Нож входит в почвенный горизонт на 2–5 см.
Рассыпчатые. Сыпучая масса в сухом состоянии. Такое сложение характерно для песчаных и супесчаных малогумусных почв.
Пористость зависит от размера и формы пор и трещин внутри структурных отдельностей или между ними.
Тонкопористые почвы хорошо пронизаны порами диаметром менее 1 мм; пористые – размер пор 1–3 мм, губчатые имеют пустоты в почве размером 3–5 мм; у ноздреватых (дырчатых) размер пустот составляет 5–10 мм; ячеистые, диаметр пор превышает 10 мм; трубчатые – пустоты в форме каналов, прорытых землеройкой, биотой.
Гранулометрический состав почвы – сочетание в почве частичек разного диаметра: песка, пыли, глины, ила. В полевых условиях его определяют визуально, органолептически (табл.2, рис. 26, 27. табл. 2).
Рис. 27. Схема агрегатного строения почвы по Е. В. Шеину, 2005
1. Кубовидный тип
Глыбистая Крупнокомковатая Комковатая Мелкокомковатая
Крупнозернистая Зернистая Мелкозернистая Пылеватая
Крупноореховатая Ореховатая Мелкоореховатая
2. Призмовидный тип
 |  |
3. Плитовидный тип
Пластинчатая Листовая Скорлуповидная Чешуйчатая
Рис. 30. Формы структурных отдельностей (по С. А. Захарову)
Таблица 2. Показатели «мокрого» способа определения
гранулометрического состава почв в поле (по Н. А. Качинскому)
Гранулометрический состав
Морфология при испытании
Шнур не образуется.
Слипается, но шнур не скатывается.
Шнур, разрушается при раскалывании.
Шнур сплошной, распадается
при свертывании в кольцо.
Шнур сплошной, кольцо с трещинами.
Шнур сплошной, кольцо без трещин.
Новообразования – скопление в генетических горизонтах почв веществ, морфологически отличных от основной массы, но являющихся продуктами почвообразования.
Новообразования химического происхождения – результат химических процессов, осаждение на месте образования, перемещение (оксиды железа, карбонаты кальция, гипс, легкорастворимые соли, и др.
Морфология карбонатных новообразований по В. А. Ковде (1985):
Присыпки, налеты, корочки, выцветы, псевдомицелий чаще всего образованы тонкими кристаллами.
Пятна, прожилки, трубки выпадают из раствора в осадок вокруг корешков в полостях, оставленных насекомыми и корнями. Обычно они свидетельствуют о влиянии грунтовых вод или болотном режиме в прошлом или настоящем.
Пласты, плиты и горизонты цементации – плотные, почти непроницаемые горизонты, целиком состоят из СаСОз.
Конкреции, стяжения. В зависимости от консистенции и размеров среди них различают «белоглазку» (белые, мучнистые скопления округлой и овальной формы), «журавчики» (твердые, угловатой формы), лёссовые «куклы» (5–10 см диаметром, ветвистые стяжения углекислого кальция и оксидов железа).
Новообразования биологического происхождения (животного и растительного) различаются по видам: червоточины (извилистые ходы червей), капролиты (экскременты дождевых червей в виде клубочков), дендриты (узелки мелких корешков на поверхности структурных отдельностей), корневины (сгнившие крупные корни), кротовины (пустые или заполненные поры роющих животных).
Включения – это вещества органического или минерального происхождения, наличие которых не связано с почвообразованием. Например, обломки горных пород, раковины моллюсков, остатки корней и стволов, следы жизнедеятельности животных, антропогенные включения.
1. Литоморфы – обломки камней, галька, валуны, случайно рассеянные в почве, характеризующие ее состав и строение.
2. Криоморфы – формы льдистых образований, связаны с сезонным или многолетним промерзанием – льдистые прожилки, конкреции, линзы, прослои.
3. Антропоморфы – обломки кирпича, осколки стекла, фарфора, керамика, остатки захоронений, построек, металлические предметы.
4. Биоморфы. а) кости, раковины; б) захороненные остатки корней, стеблей, стволов; в) окремнелые, обызвестковые, загипсованные, ожелезненные остатки растений.
Источник