Схему показывающую связь окраски почвы с ее химическим составом составил

Окраска почвы

Цвет почвы — наиболее доступный для наблюдения физический признак, используемый в морфологии почв. Он широко используется для присвоения названий почвам в почвенной классификации (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и др.). Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования и влажности.

Наиболее важны для окраски почв три группы веществ. Гумусовые вещества придают почве черную, темно-серую и серую окраску; соединения окисленного железа — красную, оранжевую и желтую, а восстановленного соединения железа — сизую и голубоватую окраску; кремнезем, карбонат кальция, каолинит, а также гипс и легкорастворимые соли — белую и белесую окраски. Различное сочетание указанных групп веществ определяет большое разнообразие почвенных цветов и оттенков.

Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета. Чем большее количество гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов разложения минеральной ча­сти почв), осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в почве кремнезема, каолина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей.

Белый, белесый цвет вызывают скопления аморфного кварца SiO2, легкорастворимых солей, карбонатов, мел, скопления белых глин каолинита, оксиды Al – боксит, гипс. Бурая окраска обусловлена железо-органическими соединениями, фульватами гумуса, глинами (иллит, гидрослюды). Бурый цвет глин обусловлен гидратами окиси железа с переменным количеством конституционной влаги и железо-органическими пленками, покрывающие частицы глин. Красная окраска вызвана присутствием гидроокислов железа, минерала гетита, гематита. Чем больше окислена толща, тем ярче окраска. Чаще всего, наблюдаются охристые потеки. Сизая, голубоватая окраска наблюдается в иловато-болотной почве, так как кислород плохо растворяется в воде и железо находится в восстановленной форме. В таких почвах встречаются оливковый, бутылочный, сизо-зеленоватый цвет, что связывают с наличием фосфатов двухвалентного железа.

Почвы редко бывают окрашены в какой-либо один чистый цвет. Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (например, серо бурая, белесовато-сизая, красновато-коричневая и т. д.), причем название преобладающего цвета ставится на последнем месте.

При определении окраски почвы в полевых условиях необходимо учитывать влажность почвы и степень освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более темную окраску, чем воздушно-сухая. В тени почва выглядит темнее, чем на солнце.

Источник

Определение влажности, окраски почвы и почвообразующей породы

Введение

Морфология почв – раздел почвоведения, изучающий внешние признаки почв, т.е. внешнее проявление их вещественного состава, процессов, протекающих в них, характера их сложения и строения. Это даёт возможность по морфологическим признакам даже в полевых условиях получать важнейшую информацию о составе, свойствах и генезисе почв, что, в свою очередь, позволяет оперативно решать вопросы классификации и картографирования почв, их оценки и использования в народном хозяйстве.

Определение влажности, окраски почвы и почвообразующей породы

Влажность почвы характеризует содержание в ней воды и является важнейшим признаком, используемым не только в почвоведении, но и во многих смежных науках. При морфологическом анализе следует иметь в виду, что влажность почвы в значительной степени влияет на проявление других признаков. Так, влажная почва всегда кажется более тёмной, что может ввести в заблуждение относительно содержания в ней перегноя. От влажности почвы значительно зависит степень плотности, пластичности, прочность структуры и т.д. Правильная оценка влажности почвы позволяет установить степень обеспеченности растений водой, а также составить представление о водно-воздушном режиме почвы. Нужно только иметь в виду, что влажность почвы – величина, меняющаяся по сезонам и зависящая от погодных условий. Кроме того, она тесно связана с приёмами орошения.

В настоящее время выделяется следующая градация влажности почв:

1. сухая – образец почвы, помещённый на ладонь, не холодит руку, после его сжатия в руке он рассыпается, влажность почвы близка к гигроскопичной (влажность в воздушно-сухом состоянии);
2. свежая – образец почвы холодит руку, после его сжатия в руке комок почти не рассыпается, граница доступности влаги растениям;
3. влажная – образец почвы холодит руку, после сжатия в руке хорошо держит форму, при раскатывании в шнур ломается;
4. сырая – образец почвы легко формируется, из него можно легко скатать шарик и раскатать его в шнур, который при сгибании не ломается, не липнет к рукам, вода смачивает руку, но не сочится между пальцами;
5. мокрая – из образца почвы сочится вода, липнет к рукам, блестит на солнце.

Степень влажности влияет на выраженность других морфологических признаков почвы, что необходимо учитывать при описании почвенного разреза. Например, влажная почва имеет более тёмный цвет, чем сухая. Кроме того, степень влажности оказывает влияние на сложение, структуру почвы и т.д.

Окраска почвы является очень важным информативным признаком, так как связана с содержанием и состоянием вещественного состава почвы. Поэтому оценку окраски нужно рассматривать не как самоцель, а как способ исследования органических и минеральных соединений, составляющих почву. На связь окраски со свойствами почв давно обратили внимание земледельцы. Поэтому народные названия почв отражают представления не только об окраске, но и о плодородии: слово «чернозём» означает не только чёрная, но и высокоплодородная земля, а название «подзол» ассоциируется не только со светлой, как зола, но и с бедной, малоурожайной землёй.

Опыт показывает, что при морфологическом анализе исследователи часто не в полной мере используют возможности этого признака. Причины этого: неправильное определение окраски из-за неясного представления законов её формирования, отсутствие чёткой схемы причинно-следственных связей между проявляющимися в почве цветами и определяющими их органическими и минеральными веществами.

В большинстве специальных работ по морфологии почв используется понятие «окраска», так как «цвет» – понятие более узкое, означающее лишь какую-то часть спектра. В почвах цвет в чистом виде встречается редко, здесь чаще наблюдается смешение, сочетание цветов, что соответствует более широкому понятию «окраска» (например, смешение чёрного и белого цветов образует серую окраску). Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (например, серо-бурая, белесовато-сизая, красновато-коричневая и т.д.), причём название преобладающего цвета ставится на последнем месте.

Окраска почвы в первую очередь зависит от химического и минералогического состава, а всё разнообразие окрасок создаётся несколькими основными цветами – чёрным, красным, белым, жёлтым, реже – голубым или синим. Их смешивание в той или иной пропорции даёт многообразную цветовую гамму оттенков и промежуточных тонов – бурого, коричневого, каштанового и др.

Чёрный цвет принимается за цвет условно, так как в спектре его нет. В большинстве случаев он связан с присутствием в почве гумусовых веществ. Существует общая закономерность – чем больше в почве гумуса, тем она темнее окрашена, тем выше уровень её плодородия. Например, при содержании в почве гумуса не менее 4–5% для неё характерны серый или тёмно-серый цвета, при содержании 8–10% и выше – окраска почти не меняется. Однако при этом большую роль играет качественный состав гумуса. Наиболее тёмная окраска у группы гуминовых кислот, а среди них – у фракции чёрных гуминовых кислот; наиболее светлая – у группы фульвокислот. Поэтому при близком содержании гумуса, но разном его качественном составе почвы заметно различаются окраской.

Красный цвет свидетельствует о присутствии в почве безводных или слабогидратированных свободных окислов железа (например, гематита или турьита). Лучше проявляется на хорошо дренированных почвах.

Белый цвет (как и чёрный, принят условно) связан с присутствием в почве первичных и вторичных минералов. 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.

Жёлтый цвет отражает присутствие в почве гидратирован-ных окислов железа, в первую очередь лимонита. Соломенно-жёлтый цвет имеет сульфат железа – ярозит.

Синий и голубой цвета почва приобретает при избыточном увлажнении. В анаэробной среде оксид железа Fe(III) переходит в оксид железа Fe(II), соединения которого окрашивают почву или отдельные её горизонты в сизые, голубоватые или зеленоватые тона. Например, минерал вивианит [Fe3(PO4)2 · 8H2O], встречающийся в болотных почвах, придаёт их глеевым горизонтам зеленовато-голубой оттенок, хотя в целом сизая окраска для глеевых горизонтов наиболее типична.

Значительно реже могут встречаться розовый, зелёный и другие цвета.

Описанные соединения или некоторые из них, находясь в почве, проявляют свои цвета, а все вместе образуют окраску почвы. Если расчленить окраску на составляющие цвета, то на их основе можно с определённой долей вероятности установить, какие вещества входят в состав почвы. Определение цвета носит несколько субъективный характер. Чтобы избавиться от субъективизма в описании цвета почв, на протяжении всей истории почвоведения различные авторы пытались унифицировать почвенные цвета. В нашей стране наиболее широкое применение получил треугольник цветов С.А. Захарова (1931).

В вершинах этого треугольника – белый, черный и красный цвета, а по сторонам и медианам нанесены названия различных цветов, производных от смешения трех основных. За рубежом широко используются цветные таблицы Манселла, где каждый цвет характеризуется тоном (оттенком), интенсивностью (степенью осветлённости) и насыщенностью тона (чистотой спектрального цвета) и может быть обозначен буквенно-цифровыми индексами, удобными для создания базы данных с целью компьютерной обработки информации.

В почвах наиболее распространена бурая окраска. Она характерна для почв с высоким содержанием слюдистых и гидрослюдистых минералов и смеси гидратированных оксидов железа. Кроме того, она образуется при смешивании красного, чёрного, белого и жёлтого тонов в разных соотношениях.

В почвах часто встречается неоднородная пятнистая окраска, что имеет определённое 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 объёме почвенной массы.

Определение почвенной окраски на глаз всегда в той или иной степени субъективно, зависит как от психофизиологических особенностей наблюдателя, так и от элементарного его умения правильно дать название окраске. Поэтому точная количественная (объективная) её оценка в лабораторных условиях может быть получена с использованием специального оборудования, например, фотометра – прибора, позволяющего определить степень отражения или поглощения световых волн разной длины от образца почвенной массы.

Заключение

Детальное исследование морфологических свойств почв даёт ключ к познанию многообразия почвенных характеристик, представляя собой важнейший этап изучения генезиса почв. Разработка критериев морфологической диагностики позволяет на основании морфологических описаний почв получать первичную информацию о строении и свойствах почвенных профилей, на базе которой разрабатываются различные аспекты классификации и систематики почв.

Список использованной литературы

1. Алексеев В.П. Очерки экологии человека. — М., 2003. — 191с.
2. Вронский В.А. Прикладная экология. — Ростов-на-Дону, 2006.
3. В.И. Кормилицын, М.С. Цицкишвили, Ю.И. Яламов «Основы экологии» — М.:МПУ, 2007.
4. А.Д. Потапов «Экология» — М.:ВШ, 2002.
5. А.С. Степановских «Экология» — Курган: ГИПП «Зауралье», 2000.

Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где указан автор или источник. При полном или частичном цитировании всех материалов активная гиперссылка на Всероссийский Экологический портал (ecoportal.su) обязательна.

Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов новостных и других материалов, публикуемых на сайте. Сайт, для обеспечения работоспособности, использует файлы cookie. Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с их использованием.

Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик, опубликованный в разделе контакты.

Источник

СВЯЗЬ ОКРАСКИ С СОСТАВОМ ПОЧВ И ПОЧВООБРАЗОВАНИЕМ

Окраска почвы, в первую очередь, определяется ее химиче­ским и минералогическим составом. Эта связь отмечена почвове­дами уже давно, на первых этапах развития почвоведения. Несмотря на элементарность этого положения, важность его для почвоведения первостепенная, ибо оно позволяет почвоведу даже при простом полевом обследовании сформулировать вполне опре­деленные суждения о вещественном составе, качестве почвы и ее главных характеристиках (Тумин, 1912; Захаров, 1924, 1927).

С одной стороны, имеется непосредственная связь окраски почвы с ее составом, а с другой — с определенными элементарны­ми или сложными процессами почвообразования. И то и другое может быть подвергнуто научному анализу.

Окраска почвы частично унаследуется от почвообразующей породы, частично же, причем часто в значительно большей степе­ни, приобретается в процессе почвообразования (например, пур­пурный цвет буроземов Китая на фиолетовых сланцах или красно­ватый цвет буроземов Венгрии на изверженных породах и, наобо­рот, черный цвет рендзин Европы или красный цвет красноземов Бирмы — на белых известняках).

Рассмотрим вначале связь окраски почв с их составом.

Черная окраска может быть результатом содержания различ­ных веществ в почвах и прежде всего гумуса. Однако гумус почвы может быть и светлоокрашенным, как в некоторых тундровых, лес­ных или пустынных почвах. Наиболее темную окраску имеет фракция серых гуминовых кислот в составе гумуса, а наиболее светлую — фракция фульвокислот. Соответственно не всякий гу­мус придаст почве черную окраску даже при высоком его содер­жании. Черная окраска формируется в том случае, если в почве накапливается высокополимеризованный гуматный гумус. Особен­но интенсивным черным цветом характеризуются почвы с монтмо- риллонитовым характером глинистой фракции. Если в почве много монтмориллонитовых глин, то черная окраска может появляться и при малом содержании гумуса вследствие образования особых гумусо-глинистых комплексов, как это имеет место в некоторых тропических вертисолях (Singh, 1951).

Так что полной корреляции между содержанием гумуса и ин­тенсивностью черной окраски в почвах нет, хотя в широком смысле и можно сказать, что чем чернее почва, тем больше в ней гумуса. Это утверждение становится справедливым, лишь будучи прила­гаемым к определенным типам почв и лишь в пределах данных типов.

Кроме гумуса, черную окраску в почвах могут давать некото­рые сульфиды (гидротроилит — FeS-H₂0), окислы марганца, тем­ные первичные минералы (например, роговая обманка), древес­ный уголь, магнетит — Fe₃04, железистый монтмориллонит.

О природе черной окраски почвы в некоторых случаях может дать представление простое прокаливание: если после прокалива­ния черная окраска почвы исчезнет, а почва краснеет, то значит преимущественно она обусловлена гумусом; если черная окраска не исчезает после прокаливания либо лишь светлеет, то причиной ее является не гумус, а другие компоненты почвы.

Белая окраска в почвах связана преимущественно с четырьмя наиболее распространенными компонентами состава: кварцем,

каолинитом, известью и водно-растворимыми солями. Кроме того, светлую окраску могут придавать почве некоторые первичные ми­нералы (например, полевые шпаты). Специфическую снежно-бе­лую окраску имеет во влажном состоянии вивианит, характерный для болотных почв. Белую окраску почве придают и мелкокристал­лический гипс или ангидрит.

Красная окраска — результат накопления в почве мало- или негидратированных свободных окислов железа, преимущественно в форме гематита или турьита. Чем более дренирована богатая окислами железа почва, тем более интенсивная ее красная ок­раска.

Желтая окраска — результат накопления в почве гидратиро­ванных окислов железа, и прежде всего лимонита. Яркую соло­менно-желтую окраску в почвах имеет ярозит (сульфат железа, образующийся при окислении сульфидов в мелиорированных мар­шевых почвах).

Бурая окраска характерна для глинистых почв с высоким со­держанием иллита, слюдистых минералов и смеси в разной степени гидратированных окислов железа.

Пурпурная окраска — свидетельство высокого содержания сво­бодных окислов марганца. Это довольно редкое явление, связан­ное со спецификой определенных почвообразующих пород.

Синяя окраска в чистом виде в почвах встречается редко. Это обычная окраска глея некоторых типов северных болот, связанная с вивианитом в сухом состоянии. Зато производная от синей — сизая окраска — исключительно широко распространенное явление во всех болотных или полуболотных 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, такие, как нонтронит, например.

Указанные окраски существуют в почвах редко в чистом виде, а чаще в виде переходных или смешанных окрасок, что отражает и переходный или смешанный состав почвенной массы (рис. 45). Специально исследовавшие окраску почв С. И. Тюремнов (1927, 1927а) и С. А. Захаров (1927) полагали, что все разнообразие окрасок в почвах создается тре­мя основными цветами — крас­ным, белым и черным цветом, их смешением в разных пропорци­ях, т. е. смешением в почвенной массе следующих основных ком­понентов: Fe₂0₃-nH₂0 (красный цвет), Si0₂, А1₂0₃, СаС0₃ (бе­лый цвет) и гумуса (черный цвет).

Современные методы спект­рального исследования отража­тельной способности почв под­тверждают непосредственную связь спектров отражения, то есть окраски почв, с их химическим составом (Обухов, Орлов, 1964; Орлов, Глебова, Мидакова, 1966; Сорокина, 1967; Карма­нов, Рожков, 1972).

Однако необходимо твердо понимать, что прямой зависимости между окраской почвы и ее составом нет; эта зависимость всегда опосредствованная. Как показала Н. П. Сорокина (1967), линей­ная зависимость между содержанием гумуса в черноземе и его интегральным отражением сохраняется лишь в пределах содер­жания гумуса от 1 до 5%, а дальнейшее увеличение гумуса не меняет окраску чернозема, поскольку его становится столь много, что он уже полностью маскирует все другие компоненты, и сколько его не увеличивай, гумус все остается одного и того же цвета.

Окраска почвы, характеризуемая, например, ее интегральной отражательной способностью, зависит от многих компонентов почвы по сложному закону и не может быть прямо интерпретиро­вана. Так, для типичного чернозема И. П. Сорокина нашла сле­дующее уравнение множественной регрессии, связывающее вели­чину интегрального отражения (#₀бщ) с содержанием гумуса (я), карбонатов (г) и глубиной почвы (и) (неизвестный красящий ком­понент, функционально связанный с глубиной):

Таким образом, суждение о составе почвы на основании ее окраски должно делаться лишь в самых общих чертах и с боль­шой осторожностью: черная почва — много гумуса; красная поч­ва — много маловодных Ре₂0з; белая почва — много извести либо кремнезема, либо каолинита; желтая почва — обилие многоводных Ре₂0з. Более точные характеристики могут быть даны лишь после тщательного лабораторного анализа.

Существенный интерес для морфологии почв имеет анализ кор­реляции окраски почвы с тем или иным типом почвообразования, элементарным или сложным почвообразовательным процессом.

Прежде всего необходимо сразу же оговориться, что нет пря­мой зависимости между окраской и элементарным почвообразова­тельным процессом или типом почвообразования.

Черная или серая окраска может быть результатом следую­щих элементарных процессов почвообразования: [19] гумусообразова- ния in situ, гумусонакопления, торфообразования, дернового про­цесса, реградации (проградации), гумусо-иллювиального процесса, глиноземно-гумусово-иллювиального процесса, солонцово-иллю­виального процесса, олуговения, тирсификации, гумуссиаллитиза- ции, выветривания черных углистых горных пород. Во всех случаях, кроме последнего, это аккумуляция тех или иных коли­честв гумуса в почве, причем на первое место среди процессов создания черной окраски почв по своему значению выходит процесс гумусонакопления как наиболее универсальный в почвах.

Белая или белесая окраска образуется в почвах также при действии различных процессов, среди которых могут быть названы: карбонатно-иллювиальный процесс, засоление, загипсовывание, окарбоначивание, окремнение, кислотный гидролиз глинистых си­ликатов, оподзоливание, псевдооподзоливание, лессивирование, осо- лодение, псевдооглеение, сегрегация, элювиально-гумусовый про­цесс, АЬБе-гумусовый процесс, деградация, криогенное засоление, криогенное окарбоначивание, АЬБе-гумусово-криогенный процесс, вторичное засоление, деградационное оглеение, ферролиз. Как ви­дим, при таком большом перечне процессов интерпретация гене­зиса окраски становится довольно сложной.

Красная или желтая окраска может быть связана в почвах с воздействием следующих процессов: железисто-иллювиального процесса, латеризации, ферраллитизации, ферсиаллитизации, рубе- фикации, криогенного ожелезнения. В этом случае набор процес­сов, ответственных за появление красной или желтой окраски почв, значительно меньше, но все они связаны с одним и тем же конеч­ным результатом — накоплением свободных окислов железа в тех или иных формах, хотя и разными путями. Будет окраска красной, оранжевой или желтой — зависит от степени дренированности поч­вы и соответственно от степени гидратации окислов железа.

Бурая окраска — одна из наиболее распространенных в сред­ней части почв, но часто встречается и в верхних горизонтах. Осо­бенно часты желто-бурая либо красно-бурая окраска в почвах, что связано с различным сочетанием процессов. Наиболее часто бурая окраска является результатом: торфообразования, биоген­ного синтеза глинных минералов, глинисто-иллювиального процес­са, глиноземно-гумусово-иллювиального процесса, железисто-гу­мусово-иллювиального процесса, подзолисто-иллювиального процесса, оруденения, рассоления, сиаллитизации, монтмориллони- тизации, ретинизации гумуса. Очень оригинальную и заслуживаю­щую серьезного внимания точку зрения на происхождение бурой окраски почв высказал С. И. Соколов (1961), предположивший, что в бурых полупустынных, серо-бурых пустынных, такыровидных и других почвах бурая окраска является реликтовой и связана с новообразованием некоторых минеральных или органо-минераль­ных соединений на месте бывших темноокрашенных гумусовых горизонтов палеопочв.

Синяя, сизая, зеленоватая, оливковая окраска в почвах всегда связана с переувлажнением почвенной массы. Она является ре­зультатом процесса оглеения во всех его вариантах либо оливи- зации.

Пестрая, мраморовидная окраска в почвах — это результат плинтификации, псевдооглеения, сегрегации, фраджипэнообразова- ния, мраморизации, тиксотропизации, деградационного оглеения.

Таким образом, имеется определенная связь окраски почв с их составом и протекающими в них процессами. Однако эта связь всегда опосредствованная, проявляющаяся через множество ком­понентов и процессов, и никогда в почвах не являющаяся одно­значной, что создает известные трудности при генетической интерпретации окраски почв.

Источник