
I тип: 1 — крупнокомковатая; 2 — среднекомковатая; 3 — мелкокомковатая;
4 — пылеватая; 5— крупноореховатая; 6 — ореховатая;
7 — мелкоореховатая; 8 — крупнозернистая; 9 — зернистая;
10 — порошистая; 11 — «бусы» из зерен почвы
II тип: 12 — столбчатая; 13 — столбовидная;14 — крупнопризматическая;
15 — призматическая; 16 — мелкопризматическая; 17 — тонкопризматическая
III тип: 18 — сланцеватая; 19 — пластинчатая; 20 — листовая;
21 — грубочешуйчатая; 22 — мелкочешуйчатая. •
В бесструктурной почве крупные некапиллярные поры отсутствуют, почва уплотняется, в ней господствуют капиллярные поры. В период увлажнения капиллярные поры заполняются водой, нарушается воздухообмен, растения страдают от недостатка воздуха. При подсыхании условия обеспечения корней кислородом улучшаются, но растения страдают от недостатка влаги. Тяжелосуглинистые почвы приобретают глыбистое монолитное сложение. В бесструктурных почвах возникает антогонизм между водой и воздухом.
Сложение почвы – это физическое состояние почвенного материала, обусловленное взаимным расположением и соотношением в пространстве структурных агрегатов и пустот между ними. Сложение – это внешне выражение плотности и пористости почвы, и от него зависят водные, воздушные, общие физические и физико-механические свойства.
Сложение почвы характеризует степень плотности, порозности и связности почвы, определяет характер соприкосновения почвенных частиц, наличие пустот, капиллярных промежутков, канальцев, ячеек, пор.
Таблица 1 - Классификация структур (по С.А. Захарову и Б.Г. Розанову)
Роды структуры |
Виды структуры |
Размер поперечника в мм (для I и II типа) и толщина отдельностей (для III типа) |
I тип –кубовидная структура Грани и рёбра выражены плохо |
||
Глыбистая – неправильная форма и неровная поверхность
Комковатая – неправильная форма, округлая и шероховатая поверхность
|
1. Крупноглыбистая 2. Глыбистая 3. Мелкоглыбистая 4. Крупнокомковатая 5. Комковатая 6. Мелкокомковатая 7. Пылеватая |
>20 см 20-10 см 10-1 см 10-3 мм 3-1 мм 1-0,25мм <0,25 мм |
Грани и рёбра выражены хорошо |
||
Ореховатая – более или менее правильная форма, поверхность граней сравнительно ровная, рёбра острые Зернистая - более или менее пра-вильная форма, иногда округлая, с гранями, то шероховатыми и матовыми, то гладкими и блестящими |
8. Крупноореховатая 9. Ореховатая 10. Мелкоореховатая 11. Крупнозернистая 12. Зернистая (крупчатая) 13. Мелкозернистая (порошистая) |
>10 мм 10-7 мм 7-5 мм 5-3 мм 3-1 мм 1-0,25 мм |
тип II – призмовидная структура Грани и рёбра выражены хорошо |
||
Столбчатая – правильная форма с довольно хорошо выраженны-ми гладкими боковыми гранями, округлой головкой и плоским основанием Призматическая – с плоскими поверхностями и острыми рёбрами |
14. Крупностолбчатая (тумбовидная) 15. Столбчатая 16. Мелкостолбчатая 17. Крупнопризматическая 18. Призматическая 19. Мелкопризматическая 20. Тонкопризматическая |
>10 см
10-3 см <3 см >5 см 5-1 см 1-0,5 см <0,5 см |
III тип – плитовидная структура |
||
Плитчатая – слоеватая с более или менее развитыми горизон-тальными плоскостями спайности
Чешуйчатая со сравнительно небольшими, отчасти изогнуты-ми плоскостями и часто острыми рёбрами (некоторое сходство с чешуёй рыбы) |
21. Крупноплитчатая 22. Плитчатая 22. Пластинчатая 23. Листовая 24. Скорлуповатая 25. Грубочешуйчатая 26. Мелкочешуйчатая |
>5 мм 5-3 мм 3-1 мм <1 мм >3 мм 3-1 мм <1 мм |
В зависимости от типа почвообразования, характера почвообразующей породы, возраста почвообразования и степени вмешательства антропогенного фактора выделяют следующие типы сложения почв.
Рыхлое сложение - частицы или агрегаты в почвенной массе довольно прочно связаны между собой или связаны непрочно и при механическом воздействии легко рассыпаются (песок, псевдопесок, пыль, зернистый гумусовый горизонт чернозёмов, карбонатные горизонты серозёмов, примитивно-щебнистые почвы и др.).
Плотное сложение - частицы или агрегаты в почвенной массе довольно прочно связаны между собой, образуя сплошное тело устойчивой формы, разрушающееся при некотором усилии (горизонты В/С почв на суглинистых породах, выпаханные горизонты дерново-подзолистых почв, ортзандовые горизонты песчаных подзолов, молодые почвы на глинистом и суглинистом аллювии, лёссовидный суглинок и лёсс, глеевый горизонт, криотурбационные горизонты мерзлотных почв и др.).
Слитное сложение - частицы или микроагрегаты в бесструктурной почвенной массе очень прочно связаны между собой, образуя сплошную вязкую набухающую при увлажнении массу, которая сильно растрескивается на крупные глыбы или столбовидные отдельности при высыхании (почвы рисовых полей и вертисоли).
Каменное сложение - частицы, микроагрегаты или конкреции сцементированы в сплошную каменную массу, разрушающуюся под воздействием специальных инструментов (карбонатные, солевые и гипсовые коры пустынь, ячеистый и гороховый латерит).
В полевых условиях по плотности выделяют следующие виды сложения почвы.
Рассыпчатое сложение - почва сыплется с лопаты, отдельные частицы практически не скреплены друг с другом, характерно для песчаных, лишённых гумуса и полуторных окислов горизонтов, дерново-подзолистых и других почв, в сухом состоянии почвы представляют сыпучую массу; рыхлое- почва легко копается лопатой, рассыпается на мелкие комочки, почвенный нож входит в горизонт без усилий, характерно для суглинистых и глинистых почв с комковато-зернистой структурой, для гумусовых горизонтов песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв, для пахотных в спелом состоянии; плотноватое (твердоватое) - почва легко копается лопатой и легко разламывается на крупные комки, пластинки, нож входит с некоторым усилием, черта от острия ножа широкая с рваными краями, характерно для верхних горизонтов суглинистых и супесчаных почв, скреплённых корнями древесных и кустарниковых растений, для иллювиальных горизонтов дерново-подзолистых почв с ортзандовыми прослойками, для подпахотных уплотнённых горизонтов; плотное (твёрдое) – почва копается с трудом, комки почвы разламываются с усилием, почва с лопаты падает глыбкой и распадается на очень большие комья, нож входит с большим трудом на глубину 5-6 см, характерно для иллювиальных горизонтов глинистых и суглинистых почв и иллювиальных горизонтов сильноподзолистых песчаных почв с мощными прослойками ортзандов и ортштейнов; весьма плотное или слитое (весьма твёрдое) - копать почву лопатой почти невозможно, только ломом, почва не разламывается руками, лопата с большим усилием входит на глубину 1-2 см, а нож - на 2-3 см, черта от острия ножа тонкая и блестящая, характерно сложение для сильноскелетных почв, для уплотнённых столбчатых горизонтов солонцов и слитых горизонтов чернозёмов и др.
Сложение почвы различают по связности: очень связная - прилипает к лопате и с трудом отстает от нее; среднесвязная - легко стряхивается с лопаты; малосвязная - к лопате не пристает.
По порозности различают следующие типы сложения почвы: тонкопористое (округлые поры, почва пронизана порами диаметром менее 1 мм); пористое (например, сложение лёсса, диаметр пор от 1 до 3мм); губчатое (густое расположение пустот в почве, пустоты от 3 до 5 мм); ноздреватое или дырчатое (в почве пустоты от 5 до 10 мм, обусловлено деятельностью землероев, характерно для серозёмных почв и известковых туфов); ячеистое (часты ходы червей, корней, пустоты превышают 10 мм, характерно для субтропических и тропических почв); канальчатое (часты ходы червей, корней, пустоты от 10 до 30 мм); трубчатое (пустоты в виде каналов, прорытых землероями диаметром более 30 мм).
Сложение почвы по размерам полости между структурными агрегатами следующее: тонкотрещиноватое – ширина полостей менее 3 мм; трещиноватое - от 3 до 10 мм; щелеватое (щелевое) - более 10 мм.
Влажность почв влияет на окраску, степень прочности структурных агрегатов, хотя сама по себе не является морфологическим признаком. В полевых условиях по степени увлажнения почвы горизонты делятся:
Почвенный горизонт сухой – образец почвы из горизонта, помещённый на ладонь, не холодит руку, при сжатии в руке он рассыпается.
Почвенный горизонт свежий – образец почвы холодит руку, после его сжатия в комок почти не рассыпается.
Почвенный горизонт влажный – образец почвы при сжатии в руке хорошо держит форму, но раскатать его в шнур не удаётся; лист фильтровальной бумаги, приложенный к почве сыреет.
Почвенный горизонт сырой – образец почвы легко формуется, из него можно легко скатать шарик и раскатать его в шнур.
Почвенный горизонт мокрый – из горизонта сочится вода.
Определение влажности в полевых условиях позволяет предположить о наличии капиллярного подъёма воды в почвенный слой из грунтовых вод; выявить присутствие свободной воды в профиле, влияющей на развитие восстановительных процессов; определить глубину промачивания почв после дождя или глубину иссушения почвы в летний период.
Новообразования – это морфологически оформленные выделения и скопления вещества различной формы и химического состава, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы в процессе почвообразования. По происхождению С.А. Захаров выделил новообразования химические и биологические.
Химические новообразования в почве результат химических процессов, которые приводят к возникновению различного рода соединений. Эти соединения могут осаждаться на месте образования, или перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном и вертикальном направлениях, осаждаться на некотором расстоянии от места своего возникновения.
По форме химические новообразования разделяют на выцветы и налёты, корочки, примазки и потёки, прожилки и трубочки, конкреции и прослойки и т.п. Химические новообразования представлены легкорастворимыми солями, гипсом, углекислой известью, оксидами железа, алюминия, марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой и другими соединениями.
Новообразования кремнезема чаще всего белесоватого или белесого цветов с ясно видимыми мелкими частицами кварца или кварцевой пыли. Они образуют пятна, языки, затеки, карманы.
Новообразования железа наиболее распространены в лесных почвах в форме желтых, бурых пятен, потеков, корочек, полуторных соединений железа, которые нередко покрывают глянцевыми корочками коллоидных соединений железа призматические отдельности почвенной структуры. В песчаных почвах встречаются новообразования железа в виде псевдофибр и ортзандовых прослоек, а в заболоченных почвах формируются сначала рудяковые зернышки, сливающиеся постепенно в рудяковый горизонт, который может образоваться и в иллювиальных горизонтах подзолов.
Новообразования двухвалентного железа приводят к формированию глеевых потеков, глеевых пятен, характерных для горизонтов и почв временного избыточного увлажнения. Передвигаясь по капиллярам, они могут достигать пор и пустот, где окисляются с образованием рудяковых зерен и бобовин темно-бурого цвета, которые свидетельствуют о процессах временного избыточного увлажнения. Соединения железа с фосфором образуют бесцветный в условиях переувлажнения минерал - вивианит, который при доступе кислорода воздуха синеет и придает глеевым пятнам голубоватую, сизую и зеленоватую окраски.
Новообразования марганца встречаются в форме черных мелких зерен, которые при растирании на ладони окрашивают ее в малиновый цвет.
Новообразования карбонатов (углекислого кальция и магния), вскипают от соляной кислоты, встречаются в виде карбонатной плесени – белый мучнистый налёт на поверхности структурных отдельностей; карбонатных трубочек – выделения в виде белых нитей или точек по почвенным порам; карбонатного псевдомицелия – масса карбонатных трубочек, образующих сложную причудливую сетку; карбонатной белоглазки – мучнистые стяжения карбонатов в виде белых пятен, неотделимых от почвенной массы; карбонатные журавчики – плотные стяжения причудливой формы размером 3-5 мм и более, свободно отделяющиеся от почвенной массы.
Новообразования легкорастворимых солей включают солевые выцветы - белый или желтовато-белый мелкокристаллический налёт на поверхности структурных агрегатов или на поверхности почвы; солевая корочка – белая тонкая (1-2 мм) сплошная или прерывистая корочка на поверхности почвы;
Новообразования гипса – кристаллы обычно жёлтого или чисто белого цвета; друзы – скопления кристаллов гипса, имеющих причудливую форму и свободно отделяющиеся от почвенной массы.
Новообразования биологического происхождения встречаются в следующих формах: червоточины (червороины) – извилистые ходы – канальцы червей, заполненные комочками почвы и пропитанные органическим веществом; копролиты – экскременты червей в виде клубочков; пятна, затеки, корочки и карманы гумуса; корневины- сгнившие крупные корни растений; дендриты – узоры (отпечатки) мелких корешков на поверхности агрегатов; кротовины – пустые или заполненные почвой ходы роющих животных.
Включения – случайные органические и минеральные тела или предметы, механически вовлеченные в толщу почвы, не связанные с почвообразовательными процессами.
К ним относятся: литоморфы - камни, валуны, галька, хрящ, уголь (в лесных почвах); криоморфы – различные формы льда, связанные с сезонным или многолетним промерзанием почвы (конкреции, линзы, прожилки, прослои); антропоморфы – обломки кирпича, осколки стекла, фарфора, черепки, металлические предметы, связанные с деятельностью человека; биоморфы (фитолиты и зоолиты) - правильные кристаллы либо их обломки или сростки, представленные кварцем, оксалатом или карбонатом кальция, аморфными опаловыми образованиями, сформированными в тканях растений и животных и после их отмирания; кости животных; раковины моллюсков; захороненные остатки корней, стеблей, стволов растений; окремнелые, обызвесткованные, загипсованные или ожелезнённые остатки растений – окаменелости.
Таблица 2 - Классификация почвенных новообразований химического происхождения (по С. А. Захарову)
Форма, состав |
Налеты и выпоты солей |
Примазки, потеки и корочки |
Прожилки, трубочки |
Конкреции или стяжения |
Прослойки |
Легкораствори-мые соли — NaCl, СаС12, MgCl2, Na2S04 |
Светлые и беле-соваые налеты, выцветы легко-растворимых солей |
Светлые при-мазки легко-растворимых со лей, тонкие корочки глаубе-ровой соли |
Белые прожил-ки легкораство-римых солей и псевдомицелий глауберовой соли |
Белые крапин-ки легкораство- римых солей |
- |
Гипс — CaSO4•2Н20 |
Светлые нале-ты и выцветы гипса (гипсо-вые полотенца) |
Белые примаз-ки и корочки гипса |
Белые прожил-ки кристалли-ческого гипса и псевдомицелий гипса |
Земляные серд-ца и ласточки-ны хвосты, двойники гипса |
Гажи |
Углекислая известь — СаСО3 |
Карбонатные налеты (седин-ки) и выцветы (плесень) |
Карбонатные примазки, пят-на, корочки и бородки извести |
Карбонатный псевдомицелий трубочки и прожилки кристалличес-кой или мучни-стой извести |
Белоглазка, журавчики, погремки, желваки |
Прослои луговой извести |
Полуторные окислы, соеди- нения марган-ца и фосфор-ной кислоты - Fe203, А1203, Mn3O4, FeP04. А1Р04 |
Охристые налеты и выцветы |
Ржавые, охрис-тые пятна, при- мазки, потеки, языки и разво-ды, бурые точечные пятна |
Ржавая лже- грибница, бурые трубоч-ки, бурые и желто-красные прожилки |
Темно-бурые рудяковые зер- на, бобовинки, глазки |
Ортштейны и прослои бобовой руды |
Соединения закиси железа - FeO, FeCO3, Fe3(P04)2•8Н2О |
|
Голубоватые пятна, языки и разводы |
Сизоватые прожилки |
Белые синею-щие и бурею-щие на воздухе скопления |
- |
Кремнекислота - SiO2 |
Кремнеземис-тая присыпка |
Белые и беле-сые пятна и языки |
Белесоватые прожилочки |
|
|
Перегнойные вещества |
Темные налеты на поверхности структурных элементов |
Бурые глянце-витые пятна; темно-бурые потеки, языки и тонкие корочки |
Буро-черная инкрустация на поверхности структурных отдельностей |
Частично рудяковые зерна |
Прослои ортзанда и слои ортштейна |
Р. Брюэром наряду с классификацией новообразований по способу образования была предложена их систематизация по форме и составу. К ним относятся следующие виды: кутаны, педотубулы, глобулы, кристаллярии, субкутанные новообразования, фекальные таблетки, элювиальные, иллювиальные, гидрогенные, диффузные, стрессовые, метаморфические, прикорневые, биогенные, унаследованные и реликтовые новообразования.
Таблица 3 - Систематика почвенных новообразований (Б.Г. Розанов, 2004)
Захаров С. А., 1930 |
Налеты и выцветы |
Примазки, потеки и корочки |
Прожилки, трубочки и т. п. |
Конкреции или стяжения |
Прослойки |
|
|
Р. Брюэр, I964 |
Кутаны и субкутаны, кристаллярии |
Педотубулы, кристалля-рии |
Глобулы, кристаллярии |
Кристаллярии |
Фекальные таблетки |
||
Македонов А. В., 1966 |
|
конкреции |
|||||
Ковда В. А., 1973 |
Присыпки, налеты, корочки, выцветы, псевдомицелий |
Пятна, прожилки, трубки |
Конкреции и стяжения |
Пласты, плиты, горизонты цементации |
Включения следов жизнедеяте-льности животных |
||
Легкорастворимые соли — NaCI, СаС12, MgC12, Na2SO4 и др. |
Светлые и белесова-тые налеты и выцветы солей, солевой псевдоми-целий, солевые пропитки |
Светлые примазки солей, тон-кие корочки, бородки на включениях, поверхност-ные солевые корочки, со-люаны, нео-солюаны, квазисолю-аны |
Белые солевые прожилки, гранотубу-лы, крис-таллличес-кие трубки |
Белые солевые крапинки, кри-сталлические камеры, включённые кристаллы |
Кристалличес-кие прослои |
|
|
Ангидрит - CaS04 |
|
|
|
Конкреции |
Прослои |
|
|
Гипс - CaSO4*2H2O |
Светлые налеты и выцветы (гипсовое полотенце. псевмице-лий |
Белые примазки и корочки, бородки на включениях гипсаны неогипсаны, квазигип-саны |
Белые гипсовые прожилки, гранотубу-лы, кристал-лические трубки, аккырши |
Земляные сердца, ласточкины хвосты, двойники слю-зьба, гипсовые розы, белые крапинки, кристалличес-кие камеры, включенные кристаллы |
Кристалличе-ские прослои, гажи, шестоватый гипс, гипсовые коры, бозынгены |
|
|
Гипс и известь — CaSO∙2H2O+ +СаСО3 |
Белый гипсово-из вестковый псевдоми-целий, бе-лые налеты |
Гипсокальцитаны |
|
Гипсо-извсстко-вистые и известковисто-гипсовые конкреции |
Гипсоизве-стковые коры и прослойки |
|
|
Известь — СаСОз |
Налеты (сединка) и выцветы, псевдо-мицелий, пропитки, дендриты, мучнистая присыпка |
Карбонат-ные светлые примазки, пятна, корочки и бородки на включениях, кальцитаны, неокальцитаны, квази-кальцитаны |
Белые кри-сталличес-кие или муч-нистые про-жилки, гра-нотубулы, изотубулы, кристаллические трубки, «роренштейны», аккыр-ши», извест-ково-глини-стые чехлы |
Белоглазка, журавчики, желваки, дутики (педо-ды), погремки (педоды), глю-ота, септарии, глобулярные облака, крис-таллические камеры, «лес-совые куколки» |
Прослои луговой извести, панцири, коры, плиты, канкар, шох, калише, ключевой мергель |
|
|
Окислы марганца – Мn3О4 |
Черные налеты и выцветы |
Черные примазки и точки, манганы |
|
Марганцовис-то-железистые конкреции, ортштейны |
|
|
|
Полуторные окислы – Fe2O3, Al2O3. Mn3O4 (особенно Fe2O3) |
Охристые налеты и выцветы, дендриты, скелетаны |
Ржавые, ох-ристые пят-на, примаз-ки, потеки, языки, раз-воды, плен-ки, корочки пустынный загар, сес-кваны, ске-летаны, сложные кутаны |
Бурые и желтовато-красные прожилки, бурые тру-бочки, агро-тубулы, изо-тубулы, стриотубулы,сложные педотубулы |
Темно-бурые рудяковые зерна, бобови-ны, дробови-ны, глазки, ортштейновые конкреции, желваки, септарии, глобулярные облака |
Железняк, жерства, ортштейн, ортзанд, бобовая руда, псевдофибры, латерит, панцири, коры, айронпэн |
|
|
Вивианит – Fe3(PO4)∙8Н2О |
|
Голубоватые и сизые пят-на, языки, разводы, глейяны |
Сизоватые прожилки, плохо офор-мленные трубки |
Мелкие био-морфные конкреции |
Линзы торфовивианита, прослои белого синею-щего на возду-хе вивианита |
|
|
Сидерит - FeCO3 |
|
|
Гранотубу-лы |
Мелкие конкреции |
Линзы белой железной руды |
|
|
Ярозит - FeSО4 |
|
|
|
Соломенно-желтые «глаз-ки», глобуляр-ные облака |
|
|
|
Пирит - FeS |
|
Черные точки |
|
Мелкие черные конкреции |
|
|
|
Окислы железа и известь – Fe2О3 + CaCO3 |
Желтые налеты и выцветы, псевдоми-целий |
Сескво-кальцитаны |
Трубочки, изотубулы |
Конкреции, желваки |
Конкреции-онные прослои, «канкар» |
|
|
Кремнезем – SiO2 |
Седая «при- сыпка», скелетаны |
Белые и беле-сые пятна, натеки, языки, силаны, нео-силаны, ква-зисиланы, опаловые пленки, корочки |
Белесоватые прожилки, трубки: гранотубулы, сложные педотубулы |
Желваки, кон-креции, септа-рии, педоды, глобулярные облака, псевдо-морфозы по известковистым и гипсовым конкрециям, дуриноды |
Опаловые и халцедоновые прослои, крем-невые коры, дурипэн, силкрит |
|
|
Кремнезем и известь - SiO2+ +СаСОз |
|
|
Прикорневые трубки, гранотубулы |
Конкреции и желваки |
Плиты, коры |
|
|
Глинистые минералы |
|
Примазки, пленки, поте-ки, корочки, аргилланы, неоаргилланы квазиаргилла-ны, сложные кутаны, стрианы |
«Глинистые корни», «гу-мусово-гли-нистые корни», стриотубулы |
Глинистые жел- ваки, папулы |
Фраджипэн, клэйпэн |
|
|
Перегнойные вещества |
Темные налеты на гранях, псе-вдомицелий и буро-чер-ная инкру-стация, «дендриты» |
Бурые глян-цевитые пятна, темно-бурые потеки, языки, пленки и тонкие ко-рочки, орга-наны, неоор- гананы, квази-органаны |
Корневины |
Частично рудя- ковые зерна и гумусово-окис-ножелезистые конкреции |
Прослои в ортштейнахи ортзандах |
Сгустки в копролитах и фекальных таблетках |
|
Смешанный почвенный материал, обогащенный органическим веществом |
|
Сложные кутаны |
Червороины, кротовины, корневины, педотубулы: агротубулы изотубулы, сложные педотубулы |
Термитные гнезда, папулы |
|
Копролиты, фекальные таблетки |
|
Вода |
|
|
Льдистые прожилки |
Льдистые конкреции |
Линзы и прослои льда |
|
Гранулометрический состав - важнейшая характеристика почвы, влияющая на все свойства почвы и её плодородие, в том числе и на морфологические. Изучение гранулометрического состава в полевых и лабораторных условиях является необходимым этапом исследования почвы как природного тела.
Твёрдая фаза почвы состоит из частиц различной величины, которые называются механическими элементами. Механический элемент – это обособленные первичные частицы пород и минералов, а также аморфных соединений в почве (ГОСТ 27593-88). Они находятся в почве в свободном (песок) и агрегатном состоянии (когда отдельные частицы соединены в структурные отдельности разной формы, размера и прочности) и в различном соотношении. Свойства механических элементов изменяются в зависимости от их размеров. Близкие по свойствам и размеру частицы группируются во фракции.
Группировка частиц по размерам во фракции называется классификацией механических элементов. Относительное содержание в почве фракций механических элементов, выраженное в %, называется механическим или гранулометрическим составом.
Частицы более 1 мм называются скелетом почвы, менее 1 мм – мелкозёмом.
В полевых условиях гранулометрический состав определяют визуально, смачивая и замешивая на ладони измельчённую почвенную массу до состояния крутого теста, и раскатывая её между ладонями.
По степени и характеру скатывания влажной почвенной массы определяют гранулометрический состав. Если из почвенной массы скатать шарик или шнур не удается - песок; скатывается в непрочный шарик, не скатывается в шнур - супесь; скатывается в шнур диаметром 2—3 мм, который ломается при дальнейшем раскатывании или трескается при сгибании в кольцо - суглинок; скатывается в длинный тонкий (менее 2 мм) шнур, который сгибается в кольцо диаметром в 2-3 см без нарушения его сплошности - глина.
Гранулометрический состав почв определяется для каждого генетического горизонта в отдельности, т. к. горизонты могут значительно отличаться друг от друга по гранулометрическому составу. Это связано как с накоплением органических веществ в верхних горизонтах, так и с выносом коллоидных частиц из элювиальных горизонтов и накоплением их в иллювиальных горизонтах. Различие гранулометрического состава генетических горизонтов может быть обусловлено также двучленностью или многочленностыо почвообразующих горных пород, состоящих из отложений различного гранулометрического состава.
При описании гранулометрического состава почв необходимо указывать наличие в почвенных генетических горизонтах скелета - обломков горных пород и минералов крупнее 1 мм в диаметре. В зависимости от размера обломков и их формы почвы могут быть дресвяными, щебенчатыми, каменистыми, гравийными, галечными, валунными или смешанного характера, например, галечно-валунные, щебенчато-каменистые и др. В зависимости от количественного содержания скелета почвы подразделяются на бесскелетные (скелет отсутствует), слабоскелетные (скелета до 10%), скелетные (скелета 10-30%), сильноскелетные (скелета более 30%). По минералогическому составу скелет состоит в основном из кварца, полевых шпатов, слюд и др. Лесные почвы в зависимости от условий формирования могут быть бесскелетными и сильноскелетными (почвы под горными лесами, на морских побережьях и на моренных отложениях).
Отдельные фракции имеют различный минералогический, химический состав, различные физические и химические свойства, поэтому они по-разному влияют на свойства почв.
Камни (>3) образуются из крупных обломков первичных минералов и горных пород, обладают «провальной» водопроницаемостью. В зависимости от содержания частиц более 3 мм (% от массы почвы) почвы разделяются по степени каменистости: некаменистые – 0,5%, слабокаменистые – 0,5…5%, среднекаменистые – 5…10%, сильнокаменистые - >10%. По типу каменистости почвы могут быть валунные, щебенчатые, гравийные галечниковые.
Гравий (3…1) состоит из обломков первичных минералов и придаёт почвам неблагоприятные свойства: «провальную» водопроницаемость, отсутствие водоподъёмной способности, низкую влагоёмкость, что неблагоприятно для произрастания растений.
Песчаная фракция состоит из обломков первичных минералов, преимущественно кварца и полевых шпатов, обладает высокой водопроницаемостью, плохо удерживает воду, не набухает, не пластична, но в отличие от гравия обладает некоторой капиллярностью и влагоёмкостью. Поэтому природные пески, особенно мелкозернистые, пригодны для выращивания культур. Для лесных культур пригодны пески с полевой влагоёмкостью не менее 3…5%, для сельхозкультур – не менее 10%.
Пыль крупная и средняя (0,05…0,005). По минералогическому составу фракция крупной пыли (0,05…0,01 мм) мало отличается от песчаной, поэтому обладает некоторыми физическими свойствами песка: не пластична, слабо набухает, обладает невысокой влагоемкостью. Фракция средней пыли (0,01…0,005 мм) имеет повышенное содержание слюд, придающих ей повышенную пластичность, связность, что определяет её лучшую водоудерживающую способность. Она обладает слабой водопроницаемостью, не способна к коагуляции, не участвует в структурообразовании и физико-химических процессах, протекающих в почве. Почвы, обогащенные фракцией крупной и средней пыли, легко распыляются, заплывают и уплотняются, отличаются слабой водопроницаемостью.
Пыль мелкая (0,005…0,001 мм) характеризуется относительно высокой дисперсностью, содержит значительное количество вторичных минералов, что определяет такие её свойства как пластичность и липкость. Она способна к коагуляции и структурообразованию, обладает поглотительной способностью, содержит повышенное количество гумусовых веществ. Однако обилие тонкой пыли в почвах в свободном, неагрегированном состоянии придает почвам такие неблагоприятные свойства, как низкая водопроницаемость, большое количество недоступной воды, высокая способность к набуханию и усадке, липкость, трещиноватость, плотное сложение.
Ил (<0,001 мм) состоит преимущественно из высокодисперсных вторичных минералов, очень сильно разбухающих в воде и почти не пропускающих воду и воздух. Из первичных минералов встречаются кварц, ортоклаз, мусковит.
Илистая фракция обладает высокой поглотительной способностью, содержит много гумуса и элементов зольного и азотного питания растений и имеет большое значение в создании почвенного плодородия. Она определяет направленность физико-химических процессов, протекающих в почве, играет особо важную роль в структурообразовании и формировании водно-физических и физико-механических свойства почвы. Илистые частицы обладают коллоидными свойствами и в основном удерживают в поглощённом состоянии элементы питания. Структурная почва даже при высоком содержании ила характеризуется благоприятными физическими свойствами.
Таким образом, с уменьшением размера механических элементов значительно изменяются их свойства, которые претерпевают довольно резкие изменения на рубеже 0,01 мм, затем 0,005 и 0,001 мм. Это позволило разделить все механические фракции на две большие группы: физический песок (>0,01 мм) и физическая глина (<0,01 мм).
Различные фракции механических элементов имеют неодинаковые свойства, поэтому и почвы и породы в зависимости от их содержания также будут обладать неодинаковыми свойствами.
Все многообразие почв и пород по гранулометрическому составу объединяют в несколько групп с характерными для них физическими, физико-химическими и химическими свойствами.
Для характеристики гранулометрического состава используют двух- и трёхчленные классификации. В настоящее время для классификации почв и грунтов используют трёхчленную классификацию Н.А. Качинского, в которой выделяют три группы частиц: песок – 1,0…0,05 мм, пыль – 0,05…0,001 мм и ил – менее 0,001 мм. По этой классификации основное наименование по механическому составу производится по содержанию физического песка и физической глины и дополнительное — с учетом других преобладающих фракций; гравелистой (3…1 мм), песчаной (1…0,05 мм), крупнопылеватой (0,05…0,01 мм), пылеватой (0,01…0,001 мм) и иловатой (<0,001 мм).
Однако самое широкое распространение имеет двучленная классификация почв Н.М. Сибирцева и Н.А. Качинского. В основу этой классификации почв и пород положено соотношение физического песка и физической глины.
Классификация составлена с учетом генетической природы почв, способности их глинистой фракции к агрегированию, что зависит от содержания гумуса, состава обменных катионов, минералогического состава. Чем выше эта способность, тем слабее проявляются глинистые свойства при равном содержании физической глины. Поэтому степные почвы, красноземы и желтоземы, как более структурные, переходят в категорию более тяжелых почв при большем содержании физической глины, чем солонцы и почвы подзолистого типа. Так степные почвы (например, черноземы) относят к категории глинистых при 60-75 % содержании физической глины, подзолистые почвы - при 50-65 %, а солонцы - при 40-50 %.
Гранулометрический состав почв и почвообразующих пород влияет на интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органических и минеральных соединений в почве, и определяет продуктивность и состав насаждений, а также сельскохозяйственное использование почв. В одних и тех же природных условиях на породах разного механического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами.
Гранулометрический состав оказывает существенное влияние на водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность, накопление в почве гумуса, зольных элементов и азота.
Почвы песчаные и супесчаные легко поддаются обработке, обладают хорошей водопроницаемостью и благоприятным воздушным режимом, быстро прогреваются и носят название лёгких Отрицательные свойства - низкая влагоемкость, бедны гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной поглотительной способностью, наиболее подвержены ветровой эрозии.
Таблица 4 - Классификация механических элементов по фракциям
По В.Р. Вильямсу и размер |
По Н.А. Качинскому и размер |
По В.В. Охотину и размер |
Камни, см более 10 Щебень, см крупный 10-7 средний 7-5 мелкий 5-3 Хрящ, мм крупный 30-5 мелкий 5-3 Песок, мм крупный 2,0-1,0 средний 1,0-0,5 мелкий 0,5-0,25 пылеватый 0,25-0,05 тонкий 0,05-0,01 Пыль, мм средняя 0,01-0,005 мелкая 0,005-0,001 Ил, мм меньше 0,001 |
Камни, мм более 3 Гравий, мм 3-1 Песок, мм крупный 1,0-0,5 средний 0,5-0,25 мелкий 0,25-0,05 Пыль, мм крупная 0,05-0,01 средняя 0,01-0,005 мелкая 0,005-0,001 Ил, мм грубый 0,001-0,0005 тонкий 0,0005-0,0001 Коллоиды < 0,0001 Физический песок, мм больше 0,01 Физическая глина, мм меньше 0,01 |
Хрящ и гравий, мм крупный >20 средний 20-10 мелкий 10-7 очень мелкий 7-3 Песок, мм крупный 3-1 средний 1-0,5 мелкий 0,5-0,25 пылеватый 0,25-0,05 Пыль, мм 0,05-0,01 Ил, мм 0,01-0,002 Глина, мм грубая 0,002-0,0005 тонкая 0,0005-0,0001 и менее |
Тяжелосуглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой связностью и влагоемкостью, лучше обеспечены питательными веществами, богаче гумусом. Обработка их требует больших энергетических затрат, поэтому их называют тяжелыми. Тяжелые бесструктурные почвы обладают неблагоприятными физическими и физико-механическими свойствами, имеют слабую водопроницаемость, легко заплывают, образуют корку, отличаются большой плотностью, липкостью, часто неблагоприятным воздушным и тепловым режимами.
Лучшим комплексом свойств из бесструктурных и слабо-оструктуренных почв обладают легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы. Правильное использование почвы улучшает ее свойства. Коренное улучшение свойств бесструктурных песчаных почв возможно путем глинования, а глинистых — пескования на фоне применения высоких норм органических удобрений.
Механический состав почвы довольно устойчивый признак, унаследованный от почвообразующей породы. Он оказывает влияние на все свойства почвы, в том числе и лесорастительные.
На рыхлых и связных песках в борах растут сосновые насаждения, на супесчаных почвах в суборях – сосновые насаждения с примесью ели, дуба, липы, берёзы и осины, на легкосуглинистых почвах в сураменях и судубравах прекрасно растут сосново-еловые или сосново-дубовые насаждения, на средне- и тяжелосуглинистых почвах в раменях – ельники. Наилучшие условия для роста сосны складываются на супесчаных почвах, для ельников на легко- и среднесуглинистых, для дубрав на средне- и тяжелосуглинистых.
Таблица 5 - Классификация почв и пород по механическому составу
(по Н.А Качинскому)
Краткое название по механическому составу |
Содержание физической глины (<0,01 мм), % |
Содержание физического песка (>0,001 мм), % |
|||||
Почвы |
|||||||
подзо-листо-го типа почво-обра-зова-ния |
степного типа почвооб-разова-ния и красно-зёмы и желто-зёмы |
солонцы и сильно-солонцо-вые |
подзоли-стого типа почвооб-разова-ния |
степного типа почвооб разования и красно-зёмы и желто-зёмы |
солонцы и сильно-солонцо вые |
||
Песчаная: рыхлопесчаная связнопесчаная Супесчаная |
0-5 5-10 10-20 |
0-5 5-10 10-20 |
0-5 5-10 10-15 |
100-95 95-90 90-80 |
100-95 95-90 90-80 |
100-95 95-90 90-85 |
|
Суглинистая: легкосуглинистая среднесуглинистая тяжелосуглинистая |
20-30 30-40 40-50 |
20-30 30-45 45-60 |
15-20 20-30 30-40 |
80-70 70-60 60-50 |
80-70 70-55 55-40 |
85-80 80-70 70-60 |
|
Глинистая: легкоглинистая среднеглинистая тяжелоглинистая |
50-60 65-80 >80 |
60-75 75-85 >85 |
40-50 50-65 >65 |
50-35 30-20 <20 |
40-25 25-15 <15 |
60-50 50-35 <35 |
В зависимости от гранулометрического состава меняются условия и способы обработки почв, сроки полевых работ, нормы внесения удобрений и приёмы ведения сельского и лесного хозяйства.
Характер перехода одного горизонта в другой, форма границ горизонтов и степень их отчётливости являются существенным морфологическим признаком почвы, определяющим интенсивность и общую направленность почвообразования, и имеют важное генетическое и диагностическое значение.
В зависимости от типа, возраста почв, интенсивности почвообразования выделяют восемь основных типов границ между почвенными горизонтами (рис. 3, Розанов Б.Г., 2004).
Ровная граница характерна для нижних наименее дифференцированных частей профиля большинства почв и встречается обычно при постепенном переходе между горизонтами. Однако в некоторых случаях может характеризовать резкий переход, а именно: в пахотном горизонте обрабатываемых почв, при образовании горизонта под влиянием грунтовых вод или их капиллярной каймы, при горизонтальной слоистости почвообразующей породы.
Волнистая граница характерна для низа гумусового горизонта в лесных почвах, для пахотного горизонта вновь осваиваемых целинных или залежных землях, а также для перехода между подгоризонтами одного и того же горизонта. Для волнистой границы характерно отношение амплитуды к длине волны менее 0,5. При длине волны < 5 см граница мелковолнистая, при длине волны 5-10 см – средневолнистая, при длине волны > 10 см - крупноволнистая
Карманная граница характерна для нижней границы горизонтов со слабым развитием элювиальных явлений при наличии минимум два кармана на 1 м длины, т.е. преимущественно для аккумулятивных горизонтов. Она характеризует низ гумусового горизонта степных почв. Карманная форма границы выделяется при отношении глубины к ширине затеков (карманов) от 0,5 до 2. При отношение менее 0,5 - граница волнистая; больше 2 - граница языковатая. В зависимости от ширины карманов граница может быть мелкокарманная (ширина карманов менее 5 см) и крупнокарманная (ширина более 10 см).
Языковатая граница характерна для низа элювиальных горизонтов дерново-подзолистых почв, но может быть и в нижней части гумусовых горизонтов большинства черноземов Сибири. Образование языковатой границы связано с горизонтальной анизотропностью лежащего под соответствующим горизонтом материала, унаследованной от почвообразующей породы либо приобретенной в процессе почвообразования. Вертикальная трещиноватость, призмовидная структура способствуют появлению языковатости в профиле. Однако в каждом типе почвообразования могут быть свои конкретные факторы появления языковатости.
Рис. 3. Форма границ между горизонтами в профиле почв:
1 – ровная; 2 – волнистая; 3 – карманная; - 4 – языковатая; 5 – затёчная; 6 – размытая;
7 – пильчатая; 8 – полисадная
Граница может быть мелкоязыковатой (глубина языков до 5 см) и глубокоязыковатой (глубина языков более 10 см). Отношение глубины языков к их ширине колеблется в пределах от 2 до 5. При большем отношении граница будет затечной.
Затечная граница характерна для почв с потечным характером гумуса и распространена в криогенных почвах или в почвах, подвергающихся очень глубокому периодическому растрескиванию (темные слитые почвы - вертисоли). Кроме того, такая граница гумусового горизонта может сформироваться и под влиянием биологического фактора: затеки гумуса по ходам корней или ходам землероев. При затечной границе отношение глубины затеков к их ширине превышает 5 и может достигать нескольких десятков.
Размытая граница характерна для почв с сильно выраженным элювиальным процессом, когда нельзя провести четкую границу между горизонтами А2 и В, а выделяется переходный горизонт и приходится А2В (особенно проявляется у сильноподзолистых почв).
Пильчатая граница встречается довольно редко в подзолистых почвах на структурных глинах. В натуре её очень трудно отличить от волнистой границы и обычно описывается как последняя.
Полисадная граница – довольно редкое явление в почвенном покрове. Как правило, это граница между осолоделым и столбчатым горизонтом в солонцах при хорошей выраженности столбчатой структуры солонцового горизонта.
Наиболее существенными признаками для выделения границ между горизонтами в профиле почвы являются гранулометрический состав, окраска, структура, сложение (плотность, порозность), новообразования, включения, степень однородности (пятнистость). Поэтому при выделении границ почвенных горизонтов в профиле всегда обязательно полевое опробывание на все эти признаки.
Характер перехода одного горизонта в другой различают по интенсивности окраски двух смежных горизонтов и мощности переходного слоя почв. По степени выраженности характера перехода между горизонтами на границах выделяют следующие виды:
Резкий переход - граница между соседними горизонтами прослеживается в профиле совершенно четко и может быть выделена с неопределённостью на стенке разреза ножом в пределах 1…2 см («Почвенная съемка», 1959) или 3 см (Захаров, 1930) при любой форме границы. Такой характер перехода обычно прослеживается при скачкообразном изменении степени оглиненности или гумусированности горизонтов, либо при наличии специфических горизонтов скоплений новообразований (псевдофибры, ортзанд, ортштейн, гипсовые, солевые или карбонатные коры), а также на нижней границе пахотного горизонта разных почв.
Ясный переход - граница между соседними горизонтами прослеживается в профиле четко и может быть выделена на стенке разреза с неопределенностью в пределах 1…3 или 2…5 см («Почвенная съемка», 1959), или 3…6 (Захаров, 1930). Такой переход характерен для нижней границы горизонта А2 подзолистых почв, для сильно оглеенных горизонтов, для нижней границы гумусового горизонта черноземов.
Заметный переход - граница прослеживается с неопределенностью в пределах 3…5 см. Это обычно переход между подгоризонтами в нижней части профиля элювиально-иллювиальных почв.
Постепенный переход - граница может быть выделена лишь с неопределенностью более 5 см (в пределах 6…10 см; Захаров, 1930, по Б.Г. Розанову). Характерен для всех горизонтов в красноземах или ферраллитных почвах, для подгоризонтов в гумусовом горизонте чернозема.
Содержание
Введение……………………………………………………………………..3
Морфология и морфометрия почв………………………………………....4
Морфологические признаки почв………………………………………...11
Мощность почвы и её отдельных горизонтов…………………………...11
Окраска……………………………………………………………………..11
Структура…………………………………………………………………..13
Сложение…………………………………………………………………...16
Влажность как морфологический признак………………………………19
Новообразования…………………………………………………………..20
Включения………………………………………………………………....21
Гранулометрический состав……………………………………………...25
Форма границ и характер перехода горизонтов………………………...30
Литература………………………………………………………………....35
Список литературы
1. Белобров, В.П. География почв с основами почвоведения: Учеб. Пособие для вузов /В.П. Белобров, И.В. Замотаев, С.В. Овечкин; Под ред. В.П. Белоброва. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 352с.
2 Газизуллин, А.Х. Общее учение о почве: учебное пособие /А.Х. Газизуллин. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007.- 484 с.
3 Герасимова, М.Г. География почв России: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. /М.Г. Герасимова. – М.: Изд-во МГУ, 2007. – 312 с.
4 Горбылёва, А.И. и др. Почвоведение. Лабораторный практикум. /Под ред. А.И. Горбылёвой – Мн.: Дизайн ПРО, 2000. – 192 с.
5. Добровольский, В.В. География почв с основами почвоведения: Учебник для вузов/В.В. Добровольский. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. – 384с.
6 Зеликов, В.Д. Почвоведение с основами геологии: Учебное пособие [Текст] /В.Д. Зеликов. – МГУЛ. – 3-е изд. - М.: Изд-во МГУЛ, 2008.- 220с.
7. Карпачевский, Л.О. Лес и лесные почвы /Л.О Карпачевский. — Л.: “Лесн. пром-сть.”, 1981.- 264с.
8. Кауричев, И.С., Панов Н.П., Розов Н.Н. и др. Почвоведение /И.С. Кауричев, Н.П.Панов, Н.Н. Розов и др. Под ред. И.С. Кауричева. - М.: Агропромиздат, 1989. - 719с.
9. Роде, А.А. Почвоведение /А.А. Роде, В.Н. Смирнов. — М.: “Высш. школа”, 1972. – 480 с.
10. Розанов, Б.Г. Морфология почв: Учебник для высшей школы /Б.Г. Розанов. – М.: Академический Проект, 2004. – 432с.
Маркина Зоя Николаевна
Почвоведение
Методические указания к практическим занятиям по морфологии почв для студентов II курса лесохозяйственного факультета по направлению подготовки бакалавров 250100 «Лесное дело»
Формат 60х94 1/16. Тираж 15 экз. Печ. л. – 2,3.
Брянская государственная инженерно-технологическая академия.