Контрольные вопросы

1. Что понимают под окислительными и восстановительными процессами?

2. Что понимают под окислительно–восстановительным потенциалом почв?

3. Что понимают под стандартным и формальным потенциалами окислительно–восстановительной системы?

4. Какие соединения являются основными потенциалопределяющими системами в почвах?

5. Какие типы окислительно–восстановительных режимов почв существуют?

6. Охарактеризовать зоны окислительных и восстановительных потенциалов.

7. Описать влияние окислительно–восстановительных процессов на трансформацию соединений серы.

8. Описать влияние окислительно–восстановительных процессов на трансформацию соединений фосфора.

9. Описать влияние окислительно–восстановительных процессов на трансформацию соединений азота.

10. Перечислить и охарактеризовать основные методы изучения окислительно-восстановительных потенциалов и режимов почв.

Раздел II. Физика почв

1. Подготовка почвы к определению показателей физических свойств

Изучение показателей физических свойств почвы производится большей частью в условиях лаборатории по специально отобранным её образцам в поле. Некоторые показатели физических свойств изучаются непосредственно в полевых условиях.

1.1. Заложение и описание почвенного разреза

Для отбора образцов на запланированном к изучению участке территории в характерном его месте закладывают почвенный разрез, представляющий собой выработку в виде ямы определённых размеров и формы. По своей глубине разрез должен вскрыть все, характерные для данной почвы природные слои (горизонты), в целом глубина разреза, как правило, должна быть не менее 2-х м.

Перед закладкой разреза на поверхности земли лопатой намечают прямоугольник примерно 200 см в длину и 60–80 см в ширину (длина и ширина будущего разреза). Длина разреза должна быть примерно такой, какой планируется его глубина. Прямоугольник ориентируют таким образом, чтобы одна из его коротких сторон к моменту описания готового разреза должна быть обращена к солнцу. Стенка разреза на этой стороне является лицевой (рабочей), предназначенной для описания и изучения почвы. Она не должна утрамбовываться и засоряться почвогрунтом, над ней сохраняется (до момента исследования) естественная растительность.

При копке разреза почвогрунт выбрасывают на длинные стороны прямоугольника, верхние гумусированные слои на одну сторону, нижние – на другую. Сначала вскапывают и выбрасывают наружу слой почвы «в один штык», т.е. на глубину рабочей части лопаты по всей площади ямы. Затем переходят к выемке следующего слоя в один штык, опять выбрасывая накопанную массу начисто. Последовательно углубляя яму, первый раз через 3, затем через 2 штыка лопаты оставляют ступеньки, длиной 20–30 см у противоположной к лицевой стенке разреза. Лицевая и боковые стенки должны быть отвесными. Когда разрез выкопан до нужной глубины, делают зачистку лицевой стенки путём остругивания тонкого слоя почвогрунта сверху донизу.

1.2. Морфологическое описание почвенного разреза

Перед описанием разреза вначале препарируют часть передней стенки разреза кончиком ножа, для того чтобы можно было наблюдать естественное сложение почвы. Затем изучают общее строение профиля. Прослеживают характер изменения по профилю основных морфологических признаков: цвет, однородность окраски, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение, новообразования. По этим признакам выделяют генетические горизонты, характер перехода от одного горизонта к другому. Границы между горизонтами прочерчивают ножом.

Горизонты обозначаются начальными буквами латинского алфавита (А, Б, С, Д) и дополнительными цифровыми или буквенными индексами. Верхний горизонт профиля, обычно окрашенный в тёмный цвет, так как в нём накапливаются различные формы органических веществ, в том числе гумус, обозначается символом А.

В зависимости от количества гумуса и проявления других процессов этот горизонт имеет следующие дополнительные индексы:

– гор. А – гумусово-аккумулятивный тёмноокрашенный за счёт повышенного содержания гумуса и других органических соединений;

– гор. А₁ – гумусово-элювиальный, в нём наряду с накоплением гумуса происходит разрушение и частичное вымывание минеральных и органических веществ;

– гор. А_пах – пахотная часть горизонта А или горизонта А₁;

– гор. А₂ – элювиальный, горизонт интенсивного разрушения минеральной основы почвы и вымывания продуктов разрушения, окрашен в светлые тона (белёсый, светло-серый, палевый), характерный для подзолистых почв, солодей;

– гор. А₀ – органогенный, состоящий из плохо разложившегося лесного опада;

– гор. А_Τ – торфяной, характерный для заболоченных почв.

Горизонты, формирующие среднюю часть почвенного профиля обозначаются индексом В. В зависимости от особенностей процессов, протекающих в почве, он подразделяется на гор. В₁, В₂, В₃ и т. д.

В почвах, у которых не наблюдаются процессы разрушения в верхних горизонтах и нет перемещения продуктов разрушения в нижележащие слои (например, в чернозёмах, луговых почвах), верхняя часть горизонта В, с преобладанием гумусовой окраски, является гор. В₁, средняя часть, с более слабой и неравномерной гумусовой окраской – В₂ и окончание гумусовых затёков на фоне минеральной окраски – В₃.

Горизонт В у почв, у которых имеет место разрушение и перемещение веществ из верхних горизонтов, является иллювиальным (горизонтом вмывания), в нём происходит накопление окислов железа, алюминия и различных коллоидных продуктов. В связи с этим он характеризуется большой плотностью, тяжёлым гранулометрическим составом, обычно крупной, слабо водопрочной структурой. С учётом выраженности этих свойств горизонт В, как и в предыдущем случае, подразделяется на гор. В₁, В₂, В₃ и т.д.

Завершается профиль почвы горизонтом материнской породы, обозначаемым индексом С. Подстилающая порода обозначается индексом Д.

В случае, если в отдельных горизонтах обнаруживаются новообразования карбонатов, гипса, либо появляются легко растворимые соли, то в этом случае к основному индексу горизонта добавляется соответствующий дополнительный символ: к – карбонаты, г – гипс, сол – соли (например, В_2к , С_г , В_3сол).

В заболоченных почвах по всему профилю, а также в переувлажнённых горизонтах некоторых других почв обнаруживается глееватость в виде либо сплошной пропитки голубовато-сизоватого тона, либо в виде отдельных пятен сизого или охристого (ржавого) цвета, обозначаемая символом g. Индекс горизонта, в таком случае, будет обозначаться, например как В_2g.

Переход одного горизонта в другой в различных почвах может быть различным. Горизонты могут резко сменяться в пределах профиля или очень постепенно сменять друг друга, в последнем случае выделяют переходные горизонты, например АВ, А₁А₂, А₂В, ВС и т.д.

После определения и выделения генетических горизонтов на не препарированной части стенки разреза закрепляют измерительную ленту таким образом, чтобы нулевое значение ленты совпадало с поверхностью почвы и измеряют мощность выделенных горизонтов.

Мощность отдельных горизонтов указывают в виде их протяжённости от верхней границы до нижней, например, А₁ 0–27 см, А₁А₂ 27–39 см, В₁ 39–55 см и т.д.

Определяют глубину вскипания почвы от соляной кислоты (наличие карбонатов). Для этого на зачищенную стенку разреза, последовательно сверху вниз, через небольшие промежутки капают 10%-ную соляную кислоту, которая при наличии карбонатов кальция даёт «вскипание».

Изучение морфологических признаков заканчивается составлением полного морфологического описания почвы по горизонтам. При описании почвенного горизонта указывают его цвет, структуру, гранулометрический состав, плотность сложения, новообразования и включения, характер перехода от одного горизонта к другому. Определяется тип, подтип, род, вид и разновидность почвы. Даётся её полное классификационное название.