Тема 1

Морфологические признаки почвенного профиля

Почвенный генетический профиль представлен в виде последовательно сменяющих друг друга почвенных генетических горизонтов (рис. 1). Эти горизонты отличаются друг от друга по цвету, структуре, сложению и ряду других признаков.

Выделение генетических горизонтов почвы требует некоторого навыка, но главным критерием этого выделения является видимое изменение свойств почвы (относительно резкое или постепенное) на границе горизонтов и относительная однородность почвы в пределах одного горизонта.

Следуя традиции, заложенной в трудах В.В. Докучаева, почвенные горизонты обозначают индексами – буквами латинского алфавита – А, B, C, D. Внутри каждого горизонта выделяют подгоризонты, которые обозначают арабскими цифрами (А1, А2; В1, В2). Кроме того, выделяют горизонты, совмещающие признаки соседних горизонтов (А1В; А1А2 и т.п.). Ниже приведена краткая характеристика основных почвенных горизонтов.

Рис. 1. Основные генетические горизонты

9

Горизонт А – гумусово-аккумулятивный. В этом горизонте происходит разложение отмершего органического вещества: его минерализация (до простых неорганических соединений) и гумификация – превращение в гумус, специфическое почвенное органическое вещество. Верхняя часть данного горизонта содержит большое количество отмершей органики, смешанной с минеральной частью почвы – это горизонт А0 (лесная подстилка, степной войлок). Гумусо- во-аккумулятивный горизонт А1 выделяется темным (от черного до бурого) цветом. Интенсивность цвета зависит от содержания гумуса, а оттенок – от состава гумусовых веществ. Часть гумусово-аккуму- лятивного горизонта, подвергающегося вспашке, обозначают как па-

хотный горизонт Апах (или Ап).

В процессе почвообразования гумусовые вещества из горизонта А вымываются в нижележащие горизонты. Вымыванию подвергаются и другие вещества: соли (хлориды, сульфаты, карбонаты), соединения железа, алюминия, марганца, коллоидные и тонкодисперсные илистые частицы. В нижней части горизонта А эти процессы наиболее очевидны. В лесных почвах эту часть гумусового горизонта обозначают А2 – элювиальный горизонт.

Горизонт В – иллювиальный, горизонт вмывания. Этот горизонт отличается от горизонта А изменением цвета и структуры. Цвет может быть бурым, серовато-бурым, красновато-бурым, охристо-бу- рым. Горизонт В хорошо оструктурен, более уплотнен и утяжелен благодаря накоплению глины, оксидов железа и алюминия, других коллоидов, в нем постепенно ослабевают почвообразовательные процессы.

Горизонт С – почвообразующая (материнская) горная порода, из которой сформировалась данная почва, существенно не измененная специфическими процессами почвообразования.

Горизонт D – подстилающая горная порода, которая была вскрыта в почвенном разрезе, и отличающаяся по свойствам (главным образом, по литологии) от материнской породы.

Последовательность почвенных генетических горизонтов – главный классификационный признак почв.

После выделения почвенных горизонтов и подгоризонтов проводят описание их морфологических признаков: мощности, цвета, структуры, сложения, распределения корней и следов деятельности

10

землероев, новообразований, включений, а также характера перехода одного горизонта в другой. Кроме того, используя полевые методы, определяют некоторые физические свойства почвы: влажность, гранулометрический состав. По качественной реакции на наличие карбонатов (реакция с 10 %-м раствором соляной кислоты) определяют глубину «вскипания» почвы – степень выщелоченности профиля от карбонатов.

Мощность каждого горизонта обозначают в таком виде: А1 315−18 , где цифры над чертой свидетельствуют о верхней и ниж-

ней границе горизонта, а под чертой – мощность его.

Цвет (окраска) почвы – важнейший морфологический признак, характеризующий многие ее свойства.

Для унифицирования определений окраски почвы С.А. Захаровым (1931) предложен треугольник цветов, в вершинах которого расположен белый, черный и красный цвета, а по сторонам и медианам нанесены названия возможных цветов, производных от смешивания трех основных (рис. 2).

Рис. 2. Основные цвета почв (по С.А. Захарову)

11

Внекоторых странах Европы, Северной Америки и др. для определения окраски почв широко используются таблицы Манселла – набор стандартных эталонов окрасок, каждый из которых имеет свой индекс.

Окраску почвы устанавливают сравнением с эталонами окрасок. Для определения цвета почвенного горизонта необходимо:

а) установить преобладающий цвет; б) определить насыщенность этого цвета (темно-серый, свет-

ло-серый и т.п.); в) отметить оттенки основного цвета (буровато-светло-серый,

коричневато-бурый, серовато-палевый и т.п.).

Отмечают также степень однородности цвета. Горизонт может быть равномерно однородного цвета или неравномерно однородного цвета (если интенсивность постепенно меняется от верхней части горизонта к нижней). В случае неоднородности цвета возможны такие варианты:

пятнистая окраска – пятна одного цвета нерегулярно располагаются на фоне другого цвета;

крапчатая окраска – мелкие (до 5 мм) пятна одного цвета нерегулярно разбросаны по однородному фону;

полосчатая окраска – регулярное чередование полос разного цвета;

мраморовидная – пестрая окраска из пятен и прожилок разного цвета.

Следует иметь в виду, что цвет почвы зависит от ее влажности. Поэтому окончательное обозначение цвета можно сделать в лабораторных условиях после высушивания отобранных образцов. Унифицировать обозначения цвета почвы можно, используя как в полевых, так и в лабораторных условиях цветовую шкалу.

Впочвенной окраске отражаются особенности почвообразовательного процесса. Поэтому ее изучение, изучение изменения цветовых оттенков в различных почвах, а также в одной и той же почве, но в разных ее горизонтах (подгоризонтах) может дать информацию для понимания сущности происходящих в почве процессов и для раскрытия происхождения почв.

Окраска почвы определяется окраской и концентрацией веществ, которыми она слагается (табл. 1), а также физическим состоянием почвы. Окраска сильно меняется от степени влажности

12

и характера освещения, поэтому окончательное ее определение принято делать при рассеянном дневном свете по образцам, находящим- сяввоздушно-сухомсостоянии(почвенныемонолиты,образцыпочв в ящиках и т.д.), или по мазкам в бланке описания образца почвы (в полевых условиях изучения). Окраска нижних горизонтов почвенного профиля в основном определяется окраской почвообразующих пород, их составом и степенью выветривания.

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) ее 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.

Таблица 1 – Окраска почвы в связи с химическим и минералогическим составом

13

Методика работы

1.Небольшое количество почвенного материала (половину объема одной чайной ложки), взятого из отдельного генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки

ит.д.), аккуратно растирается пестиком в фарфоровой ступке до однородной рассыпчатой массы и смачивается водой из мензурки или колбы до слегка жидко-текучей консистенции.

2.Указательным пальцем руки часть этой консистенции аккуратно наносится (намазывается вращательным движением пальца) на бланк описания образца почвы (в столбец «Мазок») для получения равномерного по густоте окраски пятна диаметром 2–2,5 см. Не рекомендуется наносить на бланковый лист избыточное количество почвенного материала, ибо чем больше толщина нанесенного слоя, тем больше вероятность его осыпания при высыхании. Не рекомендуется наносить и крайне малое количество материала (при этом избыточно жидкого), поскольку в таком случае получается весьма бледный мазок, что затрудняет определение по нему окраски.

3.По высохшему мазку определяется окраска образца почвенноймассы.Названиеокраски,котораяпредставляетсобойсмесьразличных цветов и их оттенков, должно включать как основной (доминирующий) цвет (оттенок), так и дополнительный цвет (в качестве дополнительного обычно указывают только цвет, т.к. выделить оттенок дополнительного цвета затруднительно). Например, окраска коричнево-темно-серая (основной оттенок – темно-серый, дополнительный цвет – коричневый). Доминирующий цвет (оттенок) ставится в названии на последнее место. Другие примеры названия окраски: серо-коричневая, коричнево-бурая, палево-светло-коричне- вая и т.д. Если и дополнительные цвета выделить проблематично, то останавливаются только на указании основного цвета (оттенка): окраска темно-коричневая, светло-серая и т.д.

4.По результатам определения окраски устанавливаются для каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, опираясь на таблицу 1, особенности их химического и минералогического состава.

5.В образце почвы, помещенной в ящик, необходимо проанализировать характер пятнистости окраски почвенной массы – ее контрастность, количество и окраску пятен.

14

Выделяют следующие градации (степени) контрастности пятен:

–слабая (основная окраска и окраска пятен имеют близкий цветовой тон и насыщенность, пятна обнаруживаются лишь при внимательном рассмотрении);

–отчетливая – пятна хорошо заметны (основная окраска

иокраска пятен отличаются заметно);

–сильная – пятна бросаются в глаза (пятнистость является характерной чертой горизонта (подгоризонта)).

Для описания количества пятен используются следующие градации частоты их встречаемости: пятна единичные, очень редкие,

редкие, частые, очень частые, господствующие.

6. Отработанный почвенный материал не возвращается в почвенный ящик, а удаляется в мусорное ведро или пакет.

Влажность почвы оценивают, используя пять степеней влажности:

сухая почва – пылит, присутствие влаги в ней на ощупь не ощущается, не холодит руку;

влажноватая почва – холодит руку, не пылит, при подсыхании немного светлеет;

влажная почва – на ощупь явно ощущается влага, почва увлажняет фильтровальную бумагу, при подсыхании значительно светлеет

исохраняет форму, приданную почве при сжатии рукой; сырая почва – при сжимании в руке превращается в тестообразную массу, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцами;

мокраяпочва– при сжимании в руке из почвы выделяется вода, которая сочится между пальцами, почвенная масса обнаруживает текучесть.

Гранулометрический состав почвы – относительное содер-

жание в почве частиц разного размера.

Структура почвы – важный диагностический показатель почвы – совокупность агрегатов (структурных отдельностей) различной величины, формы и качественного состава и их взаимное расположение в почвенном профиле. В полевых условиях структура почвы определяется следующим образом. Небольшой образец почвы вырезают из соответствующего горизонта в передней стенке разреза

иподбрасывают на ладони или лопате до тех пор, пока образец не распадется на структурные отдельности. Эти структурные элементы

15

рассматривают, определяют степень их однородности, размер, форму, характер поверхности.

Сложение почвы – внешнее выражение пористости и плотности почвы. Характер плотности почвы может быть определен в поле по сопротивлению, которое оказывает почва при вдавливании в нее ножа. Выделяют сложение почвы:

рыхлое – нож входит легко; уплотненное – нож входит с некоторым усилием; плотное – нож входит с трудом.

Характер пористости почвы определяют по величине пор внутри агрегатов и ширине трещин между структурными отдельностями. Обычно встречается сложение следующих видов:

мелкопористое – диаметр пор менее 1 мм; пористое – с более крупными порами;

тонкотрещиноватое – с шириной трещин менее 3 мм; трещиноватое – с шириной трещин более 3 мм.

Корневые системы растений и ходы землероев. При опи-

сании почвенных горизонтов необходимо отмечать распределение (количество) корней травянистых растений и деревьев, кустарников, т.к. они играют большую роль в гумусообразовании, формировании структуры и сложения почвы. Для определения обилия корней пользуются такими градациями:

корни отсутствуют; корни редкие (2–5 шт. на 1 дм2);

корни частые (5–50 шт. на 1 дм2); корни обильные (более 50 шт. на 1 дм2).

Корневые системы травянистых растений в верхней части горизонта А могут формировать дернину – слой с высокой концентрацией корней. Этот слой выделяется как горизонт Аd (или Аv), фиксируется его мощность.

Животные-землерои (грызуны, насекомоядные, насекомые), перемешивая почвенную массу, принимают активное участие в формировании профиля почвы. Выделяют разные типы ходов землероев: червороины, кротовины (ходы крота и слепыша), сусликовины, сурчины. Если горизонт сильно перерыт землероями, его обозначают индексом z (А1z).

16

Новообразования – морфологически оформленные химические соединения, четко обособленные от вмещающей почвенной массы, являющиеся следствием почвообразовательного процесса. Наличие новообразований – существенный диагностический признак почв, имеющий классификационное значение.

Новообразования подразделяются на 2 группы:

Химические новообразования:

1.Гумусовые вещества – диагностируется по темной (черной, темно-серой окраске).

2.Легкорастворимые соли – хлориды, сульфаты и др., образуются и накапливаются в почвах засушливых областей как в результате химического осаждения.

3.Кремнеземистая присыпка – результат подзолистого процесса, окраска светло-серая, белесая, цвета печной золы.

4.Карбонаты – обнаруживаются при реакции (вскипание) с соляной кислотой.

5.Гипс – белые пятна, обычно на глубине 1,0–1,5 м (в черноземе южном, каштановой почве).

6.Глей – образуется в условиях повышенного увлажнения, диагностируется по окраске: ржавая, охристая, сизая, зеленовато-го- лубоватая.

Биологические новообразования:

1.Червоточины – каналы, прорытые дождевыми червями.

2.Капролиты – экскременты дождевых червей, биогумус.

3.Кротовины – пустоты или ходы почвенных животных.

4.Корневины – сгнившие крупные корни растений.

5.Дендриты – узоры мелкие корешков на поверхности агрегатов. Морфологически новообразования разнообразны. Различают следующие наиболее распространенные формы новообразований

углекислого кальция:

1) пятна и выцветы неопределенных, расплывчатых очертаний;

2) плесень из скоплений очень тонких игольчатых кристаллов; 3) белоглазка – яркие, компактные, резко очерченные пятна; 4) прожилки и псевдомицелий по тонким порам почвы; 5) трубочки из массы кристаллической или мучнистой извести

по ходам корней;

17

6) конкреции из плотных стяжений СаСО3 различной величины и формы, заполняющие пустоты между твердой массой почвы (размеры конкреций колеблются от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, форма очень разнообразна, а иногда причудлива, вследствие чего их называют куколками, дутиками, погремками и т.д.).

Характерные новообразования различных типов естественного профиля представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Наиболее характерные новообразования различных типов естественного профиля

18

Окончание таблицы 2

Примечание. Новообразованиями, характерными для болотного типа профиля фактически являются: лимонит – Fе2О3×nН2О, который еще носит название бурый железняк или болотная руда; боксит – Al2О3 алюминиевая руда; пиролюзит – MnО2 марганцевая руда.

Гидрооксиды железа Fe3+, алюминия, марганца в комплексе с органическими веществами и соединениями фосфора – ржаво-бу- рого, охристого, кофейного или черного цвета. Они образуют:

1)натеки (пленки, примазки) – тонкие глянцевитые пленки по трещинам и ходам корней на поверхности структурных отдельностей;

2)пятна расплывчатой формы, неравномерно пропитывающие

почву;

3)конкреции (бобовины, рудяковые зерна) – округлые твердые стяжения от нескольких миллиметров до 1–2 см;

4)трубочки (рыхлые или твердые) ржавого цвета по ходам

корней;

5)ортзанды – тонкие нитевидные или более мощные прослойки, пропитывающие массу горизонта в песчаных почвах;

6)ортштейны – прослойки или участки горизонта, цементирующие массу почвы. Все эти новообразования встречаются в подзолистых, дерново-подзолистых, заболоченных и болотных почвах.

Соединения двухвалентного железа FeCO3[Fe3(PO4)2×8H2O] – голубоватого, сизоватого или зеленоватого цвета, образуют расплывчатые пятна и выцветы в профиле болотных и заболоченных почв. На свежих образцах распознаются легко. В сухих образцах исчезают, так как соединения двухвалентного железа на воздухе окисляются и приобретают бурую окраску.

19

При изучении новообразований необходимо определить их состав и форму, для чего нужно тщательно рассмотреть исследуемый образец невооруженным глазом и через лупу, осторожно разламывая структурные отдельности и растирая между пальцами рыхлую массу. Для определения химического состава новообразований белого цвета делают ряд качественных реакций (растворение в воде, обработка 10 %-м раствором НСl). Состав новообразований обусловлен характером почвообразовательного процесса и является одним их характерных признаков при определении типа почвы и ее агрономических свойств.

Включения – инородные элементы почвенной массы, не связанные с процессом почвообразования. Это различные предметы природного (кости, раковины моллюсков, древесина, обломки горных пород, не связанные с материнской породой) происхождения и остатки материальной культуры человека (строительный и бытовой мусор, археологические остатки и др.). Включения различного характера помогают судить о происхождении почвообразующей породы, нарушениях почвы, ее возрасте.

Каменистые включения – обломки горных пород, находящиеся в почве вследствие особенностей материнской породы. По форме они делятся на угловатые и окатанные. Среди угловатых форм различают дресву, щебень и глыбы. Окатанные обломки делятся на гравий, гальку и валуны. Появляются в почвах, формирующихся на щебнистом элювии горных пород, аллювиальных и моренных отложениях.

Остатки животных и растений в виде раковин, костей, корней, обрывков листьев, хвои, не потерявших еще анатомического строения; могут встречаться в различных почвах.

Включения антропогенного происхождения – обломки кирпича, кусочки угля, черепки посуды и различные археологические находки.

При определении включений необходимо отмечать их количество (много, мало).

Вскипание от соляной кислоты. При описании почвенных го-

ризонтов проверяют наличие в них карбонатов кальция, воздействуя (из пипетки или из специальной бутылочки с соской) на стенку разреза 10 %-м раствором соляной кислоты. Определяют глубину на-

20

чала вскипания (отражает степень выщелачивания почвенного профиля от карбонатов), его характер. По характеру выделения углекислого газа вскипание может быть:

слабым – выделяются отдельные пузырьки углекислого газа, слышится слабое потрескивание;

умеренным – реакция идет спокойно, с большим количеством пузырьков углекислого газа;

бурным – вскипание происходит быстро, с характерным треском, слышатся «микровзрывы».

Кроме того, вскипание может быть равномерным (сплошное вскипание почвенной массы) или фрагментарным (вскипают отдельные участки).

Завершая описание генетического горизонта, отмечают характер его перехода в другой почвенный горизонт и форму границы перехода.

Характер перехода одного почвенного горизонта в другой

определяется по протяженности смены одного горизонта другим в почвенном профиле. Выделяют следующие градации переходов:

резкий переход – смена одного горизонта другим происходит на протяжении 1 см;

ясный переход – смена горизонтов происходит на протяжении

1–3 см;

заметный переход – граница прослеживается в пределах

3–5 см;

постепенныйпереход– очень постепенная смена горизонтов на протяжении более 5 см.

Форма границ между почвенными горизонтами выделяется шести типов:

ровная;

волнистая – отношение амплитуды к длине волны менее 0,5; карманная – отношение глубины к ширине затеков (карманов)

от 0,5 до 2;

языковатая – отношение глубины языков к их ширине от 2 до 5; затечная– отношение глубины затеков к их ширине не более 5; размытая – граница между горизонтами столь извилиста, что вся лежит в пределах какого-то слоя, выделяемого как переходный

горизонт.

21

После описания профиля почвы дают по возможности полное название почвы (тип, подтип, род, вид, разновидность). Название почвы может быть откорректировано после проведения лабораторных анализов отобранных образцов.

Задания

1.Изучить морфологические признаки почв.

2.Рассмотреть строение почвенных профилей, выделить горизонты и подгоризонты. Занести мощность горизонтов в бланк описания образца почвы (приложение 1).

3.Описать методику определения окраски горизонтов почвы.

4.Определить окраску и характер ее пятнистости каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы по мазкам

вбланке описания образца почвы (приложение 1) и связать ее с химическим и минералогическим составом.

5.Определить новообразования, включения по горизонтам профиля, характер, степень и глубину вскипания от соляной кислоты. Результаты занести в бланк описания образца почвы (приложение 1).

Контрольные вопросы

1.Что называется почвенным генетическим профилем?

2.Назовите основные почвенные горизонты и их индексы.

3.Какие почвенные признаки называют морфологическими? Дайте им характеристику.

4.Какова общая схема описания почвенного профиля?

5.Чем определяется окраска почвы и почвообразующей породы?

6.Какие шкалы применяют как эталон для определения окраски?

7.Что называют новообразованиями и включениями?

8.Какими морфологическими признаками завершается описание почвенного профиля?

22