Почвенные горизонты
Генетический почвенный горизонт — это слой почвы, обособившийся в процессе почвообразования, относительно однородный и обычно параллельный земной поверхности, отличающийся от других горизонтов по морфологическим признакам, составу и свойствам.
Основоположник почвоведения В.В. Докучаев выделял в почве всего три генетических горизонта: А — поверхностный гумусовоаккумулятивный, В — переходный к материнской породе; С — материнская горная порода.
В дальнейшем, по мере накопления знаний о почвах и установления факта их большого разнообразия, система почвенных горизонтов получила более расширенную индексацию. В ней используют большие и малые буквы латинского алфавита, цифры и символы. Следует отметить, что до настоящего времени у почвоведов разных научных школ нет единого взгляда на диагностику и символику различных почвенных горизонтов, в результате чего возникают определенные трудности при работе с литературными источниками.
Обычно выделяют следующие генетические горизонты:
А0 — лесная подстилка или степной войлок;
Т — торфяный горизонт;
А — гумусовый горизонт;
А2 — элювиальный горизонт;
В — иллювиальный или переходный горизонт;
G — глеевый горизонт;
С — почвообразующая порола;
D — подстилающая порола;
Е — пахотный горизонт.
Горизонты аккумуляции органических веществ — А и Т. Они формируются в верхней части почвенного профиля за счет отмирающей биомассы зеленых растений.
А0 — органогенный поверхностный горизонт. Выделяется в целинных лесных (лесная подстилка) и степных почвах (степной войлок). Мощность варьирует от 1-2 до 15 см. Состоит из наземного опада древесной или степной растительности, находящегося на разных стадиях разложения.
Ад – органо-минеральный поверхностный горизонт почв, формирующихся под луговой травянистой растительностью (дернина). Имеет мощностъ до 10-15 см. По объему не менее чем наполовину представлен корнями растений.
А — гумусово-аккумулятивный горизонт. Формируется в почвах с изогумусовым типом профиля. Располагается непосредственно под горизонтами Ад или А0 имеет различную мощность (у черноземов до 50-60 см), содержит до 15% гумуса. В профиле почв выделяется наиболее темной окраской от почти черной до каштановой.
А1 — гумусовоэлювиальный горизонт. формируется в почвах с элювиальным типом профиля. Залегает под горизонтами А0 или Ад. Мощность варьирует от 1-2 до 20-30 см. В зависимости от содержания гумуса его окраска изменяется от белесовато-серой до серой. Наряду с накоплением гумуса из него выносятся миграционноспособные органические, минеральные и органо-минеральные соединения.
Апах — пахотный горизонт. Представляет собой поверхностный слой почвы, подвергнутый механической обработке. Может состоять не только из гумусового, но ииз нижележащих горизонтов. Его мощность зависит от глубины вспашки.
Т — органогенный торфяной горизонт. Формируется на поверхности почвы при постоянном избыточном увлажнении и на 50-90% состоит из растительных остатков, находящихся на разных стадиях разложения. Мощность торфяного горизонта варьирует от 20-30 см до 10-15 м.
А2 — элювиальньий горизонт. Этот горизонт образуется в результате активной трансформации минеральной части почвы и выноса некоторых продуктов почвообразования в нижележащие горизонты. Элювиальный горизонт — один из главных диагностических признаков в почвах с элювиально-иллювиально-длфференцированным профилем. Располагается под каким-либо из органогенных горизонтов, природа его различна. По происхождению он бывает: подзолистый (кислотный гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), осолоделый (щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), лессивированный или псевдоподзолистый (пептизация и вынос тонкодисперсных частиц без их разрушения), элювиально-глеевый или псевдоглеевый (разрушение минералов в переменно-восстановительной среде и медленный вынос продуктов разрушения), сегрегированный (снятие и сегрегация полутораоксидных пленок с минеральных зерен).
Светлая белесая окраска элювиальных горизонтов обусловлена выносом соединений железа, марганца, гумуса и остаточным накоплением кварца и аморфного кремнезема. Их генетическую природу можно идентифицировать только на основании детального анализа всего профиля как при морфологическом изучении, таки после лабораторных анализов.
В — иллювиальные и переходные горизонты. Горизонт В обычно расположен в средней части почвенного профиля и в зависимости от его типа имеет различное происхождение.
В почвах с элювиальным горизонтом он формируется как иллювиальный горизонт, куда мигрируют и в той или иной степени аккумулируются различные продукты почвообразования, перемещающиеся из верхней части почвенного профиля. В зависимости от характера накапливающихся веществ различают следующие виды иллювиальных горизонтов: Вt иллювиально-глинистый, Вf — иллювиально-железистьгй, Вh — иллювиально-гумусовый, Вhf — иллювиально-гумусово-желсзистьтй, Вk — карбонатный, ВNa — солонцовый.
В почвах с изогумусовым профилем, в которых не происходит разрушения минеральной части под влиянием процесса почвообразования (черноземы, каштановые почвы), горизонт В не иллювиальный, а переходный от гумусово-аккумулятивного горизонта к почвообразующей породе. При этом по ряду морфологических признаков он часто разделяется на подгоризонты В1, В2 и т. д.
G — глеевый горизонт и глееватые горизонты. Образуются в гидроморфных почвах в результате длительного или постоянного избыточного увлажнения и развития восстановительных процессов В естественном состоянии имеет голубовато-сизую или зеленоватую окраску, обусловленную соединениями двухвалентного железа и отличается отсутствием структуры.
С — почвообразующая, или материнская, порода.Это порода, на которой образовалась почва, слабозатронутая или вообще незатронутая почвообразовательным процессом.
D — подстилающая порода. Если почвообразующая порода имеет небольшую мощность и с глубиной быстро сменяется другой породой с иными свойствами, то последняя выделяется как подстилающая порода.
В почвах часто встречаются разнообразные переходные горизонты, состоящие из морфологически оформленных участков выше- и нижележащего горизонтов В этом случае их обозначают следующим образом: АВ, А2В, ВС и т. д.
ОКРАСКА ПОЧВЫ
Окраска — очень важный и наиболее доступный для изучения морфологический признак любой почвы. Цветовые особенности отдельных генетических горизонтов и почвы в целом — первое, что бросается в глаза при характеристике почвенного профиля. Окраска служит интегральным показателем состава, свойств почвы и происходящих в ней процессов. Не случайно многие типы почв получили название в соответствии со своей окраской — чернозем, краснозем желтозем и т. д.
Окраска различных почв и генетических горизонтов весьма разнообразна. Частично почвы наследуют окраску от почвообразующей породы, особенно в нижних горизонтах, но в большей степени приобретают ее в процессе почвообразования.
Окраска почвы в первую очередь зависит от химического и минералогического состава, а все разнообразие окрасок создается тремя основными цветами — черным, красным и белым. Их смешение в той или иной пропорции дает многообразную цветовую гамму оттенков и промежуточных тонов — бурого, коричневого, каштанового в др.
Черный цвет обычно связан с накоплением в почве гумусовых веществ. Существует общая закономерность — чем больше в почве гумуса, тем она темнее окрашена. Например, при содержании в почве гумуса не менее 4.5 % для нее характерны серый и темно-серый цвета, а при содержании 8-10% — интенсивно-черный. Однако при этом большую роль играет качественный состав гумуса. Наиболее темная окраска у группы гуминовых кислот, а среди них — у фракции черных гуминовых кислот; наиболее светлая у группы фульвокислот. Поэтому при близком содержании гумуса, но разном его качественном составе почвы заметно различаются окраской.
В некоторых случаях черный цвет почвы обусловлен высоким содержанием темноокрашенных первичных минералов, оксидов марганца, некоторых сульфидов, например гидрата сернистого железа (FеS×Н2О), а также спецификой почвообразующей породы. Поэтому необходимо учитывать, что не всегда черный цвет почвы коррелирует с уровнем ее плодородия.
Белый цвет придают почве первичные и вторичные минералы.
В первую очередь это кварц, светлоокрашенные полевые шпаты и аморфная кремнекислота. Заметную роль играют также каолинит и гидроксид алюминия, а в почвах, формирующихся в условиях дефицита влаги, — карбонаты, гипс и легкорастворимые соли.
Красный цвет обусловлен накоплением в почве безводных или слабогидратированных свободных оксидов железа.
Черный, белый и красный цвета редко встречаются в почве в чистом виде. Значительно чаще наблюдаются переходные или смешанные цветовые гаммы, что отражает соответствующие соотношения красящих компонентов в составе почвенной массы и условия почвообразования. Например, по мере гидратации оксидов железа окраска меняется на красновато-бурую, оранжевую и желтую.
В анаэробной среде оксид Fе (3+) переходит в оксид Fе (2+), соединения которого окрашивают почву или отдельные ее горизонты и участки в сизые, голубоватые и зеленоватые тона. Например, минерал вивианит [Ее3(РО4)2 8Н2О], встречающийся в болотных почвах, придает их глеевым горизонтам зеленовато-голубой оттенок. Хотя в целом сизая окраска для глеевых горизонтов наиболее типичной.
В почвах наиболее распространена бурая окраска. Она характерна для почв с высоким содержанием слюдистых и гидрослюдистых минералов и смеси в разной степени гидратированных оксидов железа. В почвах часто встречается неоднородная пятнистая окраска, что имеет определенное диагностическое значение. В большинстве случаев она образуется при закономерном чередовании почвенных процессов, например окисления и восстановления, или при разной интенсивности проявления этих процессов как во времени, так и в объеме почвенной массы.
На интенсивность окраски сильно влияет влажность почвы. Влажная почва всегда более темная, чем сухая, в ней могут не проявляться важные диагностические признаки.
Окраска поверхности структурных отдельностей может существенно отличаться от окраски их внутренней части за счет образования поверхностной корочки и натечных пленок, что отражает соответствующие различия в строении и составе почвенной массы.
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ
Гранулометрический состав — один из важнейших показателей агрономических свойств почв. При морфологической характеристике почвенного профиля обязательно проводят оценку гранулометрического состава почвы. При этом почвы разделяют на разновидности, устанавливают различия между генетическими горизонтами.
Вполевых условиях гранулометрический состав обычно определяют визуально и на ощупь, используя так называемые «сухой» и «мокрый» методы. Точный гранулометрический состав определяют на основании лабораторного анализа.
СТРУКТУРА ПОЧВЫ
Под структурой понимают совокупность отдельностей или агрегатов, на которые способна распадаться почва. Почвенные агрегаты состоят из механических элементов и микроагрегатов, соединенных между собой.
Необходимо различать два понятия структуры почвы: морфолого-генетическое и агрономическое.
В морфолого-генетическом отношении понятие почвенной структуры включает размеры, форму и взаимное расположение структурных отдельностей в почвенной массе. В этом отношении любая четко выраженная структура (ореховатая, столбчатая, плитчатая и т. п.) считается хорошей, а почва, имеющая такую структуру, называется структурной. Если почва не распадается на естественные структурные отдельности, а имеет сыпучее состояние, как песок или пыль, то она называется бесструктурной раздельночастичной; когда почвенная масса выламывается большими бесформенными глыбами, то почва характеризуется как бесструктурная массивная.
С.А. Захаров выделил три основных типа структуры:
— кубовидная — структурные отдельности более или менее равномерно развиты то трем взаимно перпендикулярным осям;
— призмовидная — структурные отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси;
— плитовидная — структурные отдельности развиты по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении.
Каждый из этих типов в зависимости от характера выраженности ребер, граней, а также размера агрегатов подразделяют на более мелкие единицы.
Источник
Вопрос 7. Строение почвенного профиля.
Почвенным профилем называется определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов в пределах почвенного индивидуума, специфическая для каждого типа почвообразования.
Главным фактором образования почвенного профиля, т. е. дифференциации исходной почвообразующее породы на генетические горизонты, — это вертикальные потоки веществ и энергии (исходящие или восходящие в зависимости от типа почвообразования и его годовой, сезонной или многолетней цикличности) и вертикальное распределение веществ (корневые системы растений, микроорганизмы, почвообитающие животные).
Строение почвенного профиля, т.е. характер и последовательность составляющих его генетических горизонтов, специфично для каждого типа почвы и служит его основной диагностической характеристикой. Все его горизонты в профиле взаимно связанны и обусловлены. Для каждой конкретной почвы всегда имеется комплекс взаимосвязанных горизонтов, составляющих ее характерный профиль, а не их простая сумма.
Генетическая целостность, единство почвенного профиля — основное свойство почвенного тела, почвы как таковой, формирующиеся в процессе почвообразования из исходной материнской породы как единое целое и развивающейся во времени в единстве составляющих ее генетических горизонтов.
Генетические почвенные горизонты (образуются в процессе генезиса почв) — это формирующиеся в процессе почвообразования однородные, обычно параллельные земной поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам.
Строение почвенного профиля в зависимости от наличия и характера соотношения генетических горизонтов может быть простым и сложным. Почвенные профили, имеющие наиболее распространенное простое строение, представлены пятью типами:
1) примитивный профиль, имеет небольшое по мощности гумусовый горизонт (А), расположенный непосредственно на почвообразующей породе (С);
2) не полно развитый профиль, имеет все генетические горизонты, но они не развиты и маломощны, сам профиль укорочен;
3) нормальный профиль, имеет все генетические горизонты, характерные для данного типа почв с нормальной для неэродированных территорий мощностью;
4) слабо дифференцированный профиль, имеет достаточно мощные, но однородные, слабо различимые генетические горизонты;
5) эродированные (нарушенный) профиль, имеет не все (или маломощный верхний) генетические горизонты из-за смыва верхней части профиля.
Сложное строение почвенного профиля так же характеризуется пятью типами:
1) реликтовый профиль, в котором присутствуют погребенные горизонты или погребенные профили палеопочв; с другой стороны, в профиле могут присутствовать не погребенные, а реликтовые горизонты, являющиеся следами древнего почвообразования, идущего сейчас по иному типу;
2) многочисленный профиль формируется в случае литологических смен в пределах почвенной толщи;
3) полициклический профиль образуется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речной элювий, вулканический пепел, эоловый нанос);
4) нарушенный (перевернутый)профиль с искусственно или природно перемещенными на поверхность нижележащими горизонтами;
5) мозаичный профиль, в котором генетические горизонты образуют не последовательную по глубине серию горизонтальных слоев, а прихотливо мозаику, сменяя друг друга пятнами на небольшом протяжении.
Генетические горизонты впервые выделил и описал В.В. Докучаев. Им установлены следующие основные, составляющие почвенный профиль горизонты:
А — горизонт аккомуляции почвенного органического вещества — гумусовый горизонт;
В — переход от верхнего горизонта (А) к материнской горной породе — переходный горизонт;
С — материнская порода — горизонт горной породы, из которой сформировалась почва;
D — коренная горная порода.
Определенное сочетание горизонтов составляет профиль почвы. Например, в целинной дерново-подзолистой почве сверху выделяется горизонт лесной подстилки, под ним гумусовый горизонт, ниже — подзолистый, иллювиальный, далее горизонт, переходный к материнской породе, и материнская порода; для болотной почвы обязательными будут торфяной слой и под ним — минеральный глеевый горизонт. Почвы получили название по наличию тех или иных горизонтов с соответствующими морфологическими признаками.
Названия почв на почвенных картах обозначают индексами (Пд — дерново-подзолистые, Л — лесные почвы, Ч — черноземы и т.д.)
Каждый горизонт так же имеет название и индекс:
А0 – горизонт лесной подстилки или степной войлок, самая верхняя часть почвенного профиля.
А – гумусово-аккумулятивный горизонт, его мощность может достигать от нескольких сантиметров до 1,5 м и более.
А1 – минеральный гумусово-аккумулятивный горизонт, верхний, темно-окрашенный.
А2 – элювиальный (подзолистый, осолоделый), осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт, обедненный гумусом.
Ап – пахотный слой, Ад – дерновый.
В – иллювиальный, или горизонт вмывания. Переходный слой к почвообразующей породе. В черноземах этим индексом может обозначаться горизонт без признаков перемещений веществ.
Т – торфяной.
G – глеевый.
С – материнская порода.
Д – подстилающая порода.
Горизонт с морфологическими признаками выше- и нижележащих слоев называют переходными и обозначают двумя буквами, например, А2В, ВС. Первая буква – индекс вышележащего слоя, вторая – нижележащего.
Мощность почвы и отдельных горизонтов: Мощность почвы —толщина ее поверхности до слабодотронутой почвообразовательной поверхности (А0- С). Мощность почвы складывается из мощности отдельных горизонтов. Под почвенным слоем выделяется слабо затронутая почвообразовательным процессом материнская порода. Мощность отдельных горизонтов обозначают в сантиметрах (верхняя и нижняя границы от поверхности), например, Ап 0- 22 см., В1 57-82 см. Эти границы горизонтов определяются при просмотре профиля почвы сверху вниз по изменению одного или нескольких морфологических признаков.
Мощность отдельного горизонта разнообразна так, например, примитивный профиль имеет маломощный горизонт А либо АС; неполно развитый профиль, имеющий полный набор всех генетических горизонтов укороченный, с малой мощностью каждого горизонта; нормальный профиль, имеющий полный набор всех генетических горизонтов, имеет типичную для неэродированных почв мощность; слабо-дифференцированный профиль, в котором генетические горизонты выделятся с трудом и очень постепенно сменяют друг друга.
Кроме представленной индексации генетических горизонтов применяют элементы индексации, предложенной А. Н. Соколовским на основе схемы В. Г. Виленского (1927). В ней также используют буквы латинского алфавита, но в строгом соответствии с названием горизонта или сформировавшего горизонт процесса. Так, гумусово-аккумулятивный горизонт обозначают индексом Н(от лат. humus — гумус), элювиальный горизонт — Е(от лат. eluo — вымывать), иллювиальный — I (от лат. illuo — вмывать), гумусово-элювиальный — НЕ, гумусово-иллювиальный — HI, органогенный горизонт (лесная подстилка, степной войлок) — Но, задернованный гумусовый горизонт, состоящий наполовину и более из живых и отмерших корней травянистых растений, — Hd, горизонт материнской породы обозначают индексом Р (от греч. petra — камень, порода).
Прописные буквы латинского (реже русского) алфавита используют для обозначения основных генетических горизонтов и четко выраженного процесса, строчные буквы — для обозначения дополнительных признаков и слабо выраженного процесса. Например, переходные горизонты чернозема, отражающие уменьшение гумусированности с глубиной, имеют индексы Нр (при относительно хорошей гумусированности) и Ph (при слабой гумусированности). Дополнительные индексы, наиболее часто употребляемые, — это Gl (gl) — глей (оглеение), s — наличие солей, к — карбонатов кальция, al — аллювиальный нанос на поверхности почвы и т.д.
В настоящее время Почвенным институтом им. В.В. Докучаева предложена новая унифицированная система горизонтов, которая содержит ряд существенных дополнений и изменений по сравнению с Классификацией и диагностикой почв СССР (1977 г.). Это связано с включением в классификацию новых объектов — антропогенно-преобразованных почв.
Антропогенно-преобразованные горизонты — это горизонты, сформированные в результате регулярного распахивания и иных механических перемешиваний одного или нескольких естественных горизонтов, внесения органических и минеральных удобрений, мелиорантов и др.
РТ— агроторфяной, темный, преимущественно темно-коричневый, слабосвязный, гомогенизированный. Имеет в основном высокую (но не более 45 %) степень разложения органического материала. Содержание органического вещества > 35 % от массы горизонта. Имеет низкую влагоемкость; подвержен обработке, скорость которой зависит от характера использования. Образован из материала естественных торфяных горизонтов в результате искусственного осушения и освоения соответствующих почв.
PAT— агроторфяно-минеральный, темный, гомогенный с примесью минерального материала, связный, с элементами комковатой структуры. Содержание органического вещества
Источник