Строение и состав почвы
Почвенный профиль. Морфологические признаки почв.
В результате длительного почвообразовательного процесса изменяются внешний вид и свойства материнской породы. Уже по внешним признакам можно говорить о происхождении почвы, о ее химическом составе и плодородии. Внешние признаки почвы обычно изучаются по почвенному профилю, на котором видны горизонты почвы, образовавшиеся в процессе почвообразования. Почти во всех почвах наблюдают аккумулятивный горизонт, в котором накопилось определенное количество гумуса и биологически важных минеральных веществ. Во многих почвах наблюдают элювиальный горизонт, явившийся результатом выноса - выщелачивания минеральных веществ, и иллювиальный горизонт, или горизонт вмывания.
В зависимости от условий почвообразования меняется мощность различных горизонтов, а иногда наблюдается очень сложный профиль, в котором можно видеть, например, несколько аккумулятивных горизонтов. Для морфологической характеристики почвенного профиля делают разрез от поверхности почвы до не измененной почвообразовательным процессом породы, обычно на 1,5 м. На вертикальной стенке разреза видны мощность почвенного слоя, окраска и сложение отдельных генетических (гумусового, элювиального и иллювиального) горизонтов почвы, различные включения и новообразования. Определенные генетические горизонты имеют присвоенное им буквенное обозначение. Для большинства почв характерно следующее расположение горизонтов.
Горизонт А - гумусовый горизонт, отличающейся от нижних слоев почвы более высоким содержанием органических веществ, более темной окраской. В этом горизонте происходит накопление гумуса и зольных элементов, их аккумуляция. У черноземов гумусовый горизонт имеет почти черную окраску, у серых лесных почв - от светло-серой до темно-серой, у каштановых - серо-коричневую.
У дерново-подзолистых почв горизонт А сероватый с белесым оттенком У всех оподзоленных почв он делится на два подгоризонта:
А1 - темноокрашенный (аккумулятивный)
А2 - светлоокрашенный (подзолистый).
Подгоризонт А2 образуется в результате разрушения силикатов, алюмосиликатов, органических веществ и выноса их в нижележащие горизонты. При сильной выраженности подзолообразовательного процесса подгоризонт А2 становится белесым. А2 - это та часть гумусового горизонта из которого произошло вымывание в нижние горизонты растворимых веществ.
Неразложившаяся лесная подстилка или плотная дернина, покрывающая поверхность почвы, обозначается А0. В подзолистых почвах горизонт А2 может следовать непосредственно за лесной подстилкой (А0). Если верхний горизонт состоит из торфа, он обозначается буквой Т.
На распаханных полях подгоризонты А0, А1 и частично А2 вовлекаются в обработку и обозначаются Ап (пахотный слой), мощность которого зависит от глубины вспашки.
Горизонт В - горизонт вмывания (иллювиальный), переходный к материнской породе. Он отличается от верхнего горизонта меньшим количеством гумуса, а также тем, что накапливаются полуторные окислы и минеральные соли, вымываемые из верхних горизонтов; в нем идет также новообразование минеральных соединений путем изменения самой материнской породы. Обычно горизонт В красно-бурой окраски и имеет различную структуру - ореховатую (в подзолистых и сырых лесных почвах), комковатую ( в черноземах), столбчатую (в солонцах) и т.д. В зависимости от внешних признаков (цвета, структуры) может быть выделено несколько подгоризонтов (В1, В2 и т.д.).
На заболоченных почвах на разной глубине иногда с поверхности выделяют глеевый горизонт G, где под влиянием переувлажнения и недостатка воздуха образуются закисные соединения железа и алюминия голубоватого цвета.
Горизонт С - материнская порода, которая участвовала в образовании почвы. В нем часто встречаются включения в виде галек, валунов, известковых отложений и т.д.
Выделяют еще горизонт D, означающий в отличие от материнской подстилающую породу, не затрагиваемую почвообразовательным процессом.
При отсутствии резкого перехода от одного горизонта к другому выделяют переходные горизонты, например А2В, ВС.
Общая мощность почвенного слоя бывает различна: от нескольких сантиметров до 250 см (у черноземов). При рассмотрении профиля почв обращает на себя внимание прежде всего окраска почвы. Она изменяется от белой до красной и черной. Та или иная окраска почвы связана с ее химическим составом: темная (черная) окраска зависит от гумуса, красноватая от окиси железа, белесая характеризует высокое содержание кремнезема, белая окраска почвенных слоев и отдельных включений говорит о наличии извести, сизоватая окраска свойственна почве с высоким содержанием закиси железа (глееватый горизонт). В пределах почвенного профиля меняется и механический состав почвы, что также отмечается при описании разреза.
При морфологическом исследовании почвы отмечается ее сложение: рассыпчатое, рыхлое, плотное, слитое. Рассыпчатое сложение характерно для песчаных почв; рыхлое свойственно суглинистым и глинистым почвам, богатым органическим веществом и коллоидами; плотное - большинству подстилающих (иллювиальных) горизонтов; слитное - солонцовым почвам.
В почвах различают морфологические разновидности структурных отдельностей. Например, в черноземах можно видеть зернистую структуру, в солонцах - столбчатую, в иллювиальных горизонтах серых лесных почв - ореховатую, в горизонтах вымывания - плитовидную (плитчатую, пластинчатую и листовидную) и др.
Для характеристики почв и суждения об их происхождении имеют важное значение новообразования и включения.
Новообразования - заметные на глаз выделения и скопления различных веществ химического и биологического происхождения, появившиеся в почве в течение почвообразовательного процесса: кротовины, сусликовины, экскременты насекомых, конкреции извести, закисного железа и марганца, прожилки, выцветы, налеты солей и т.д.
Новообразования химического происхождения возникают главным образом в иллювиальном горизонте благодаря соединениям, вымываемым из верхнего слоя.
К включениям относятся различные растительные и животные остатки, ракушки, обломки горных пород, валуны, галька, уголь и др.
Почва как многофазная среда. В почве различают три фазы: твердую, жидкую и газообразную. Твердая фаза почвы полидисперсна и состоит из органической и минеральной частей, т.е. продуктов выветривания и разложения живых организмов, дающих сложный комплекс почвенных соединений. Жидкая фаза представляет собой воду с растворенными в ней веществами, а газообразная - почвенный воздух. Все три фазы взаимодействуют между собой и влияют на состав и свойства почвы.
Механический состав. Свойства почвы и характер почвообразования в значительной мере зависят от механического состава почвы и материнской породы. Под механическим составом почвы подразумевается содержание и соотношение в ней частиц различного размера. Для определения механического состава пользуются методом разделения частиц на фракции просеиванием через сито и отмучиванием тонких частиц в воде.
Различные фракции механических частиц почвы носят определенное название (табл. 1).
Таблица 1