Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Морфологические признаки почв. Учебно-методическое пособие
.pdf
. . .
. . , . .
-
-
. . .
2021
УДК 631.47
ББК 40.33/40.38
Р 34
Окунева Е. Ю., Кобелева Н. В.
М 79
Морфологические признаки почв : учебно-методическое пособие /
Е. Ю. Окунева, Н. В. Кобелева ; Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена. — Санкт-Петербург : Изд-во
РГПУ им. А. И. Герцена, 2021. — 36 с., ил.
ISBN 978-5-8064-2996-5
Учебно-методическое пособие предназначено для проведения практических занятий по изучению почв по материалам коллекции почвенных монолитов и образцов
почв в рамках курсов «Почвоведение», «Почвоведение и экология почв», а также для
проведения летней учебной практики по почвоведению и экологии.
ББК 40.33/40.38
УДК 631.47
© Е. Ю. Окунева, Н. В. Кобелева, 2021
© Издательство РГПУ им. А. И. Герцена, 2021
© О. В. Гирдова, оформление обложки, 2021ISBN 978-5-8064-2996-5
ВВедение
Почва — важнейший компонент природной среды, особое био-
косное тело, формирующееся в поверхностном слое литосферы
Земли и представляющее собой сложную многофункциональную,
многофазовую, полидисперсную, динамичную открытую систему.
Формирование почвы как естественно-исторического тела обуслов-
лено влиянием факторов среды, которые определяют специфику
процессов почвообразования и, как следствие, различное строение
почвенного профиля с соответствующими морфологическими признаками и физико-химическими свойствами. К основным факторам
среды относят: климат, рельеф, почвообразующие породы, биотический
(растения, микроорганизмы и животные), время, антропогенный.
Вкратце рассмотрим влияние каждого из перечисленных факторов.
● Основными параметрами климата, определяющими почвообра-
зовательные процессы, являются количество солнечной радиации, осадков, температурный режим в годовом ходе.
● Рельеф выполняет роль перераспределителя влаги, тепла, ве-
щества и энергии.
● От почвообразующих пород зависит гранулометрический, мине-
ралогический и химический состав почв.
● Растения — основной источник органического вещества почвы.
Живые организмы, в первую очередь микроорганизмы, участвуют в разложении растительного опада, в процессах гумификации и минерализации с образованием органо-минеральных
производных гумусовых кислот.
● Время. Формирование почвенного профиля с комплексом ге-
нетических горизонтов, характеризующихся разнообразными
внешними признаками, есть результат исторического процесса,
различающегося по продолжительности почвообразования.
Известно, что почва — динамичная, развивающаяся и меняющаяся со временем система, следовательно, мы изучаем ее
свойства и признаки лишь на данный момент времени. В этой
связи И. А. Соколов и В. О. Таргульян (1978) ввели понятия
почва-память (совокупность устойчивых и консервативных
свойств почвенного профиля) и почва-момент (совокупность
динамических свойств на момент наблюдения).
● Антропогенный фактор — влияние человека на все свойства
почвы.
3
Морфология — раздел почвоведения, посвященный изучению
внешних признаков почв. В современном генетическом почвоведении
детальное изучение морфологических признаков является одним из
первых этапов исследования почв и почвенного покрова. На этом
этапе проводится детальное описание почвенного профиля непосредственно в полевых условиях с определением классификационной
принадлежности, генезиса некоторых визуально определяемых признаков и свойств изучаемой почвенной разности.
Основы учения о морфологии почв были заложены В. В. Докуча-
евым. Крупнейший вклад в его дальнейшее развитие внесли С. А. Захаров (1931) и Б. Г. Розанов (2004). Под морфологией почв мы понимаем учение о морфологических свойствах и признаках почв, т. е.
их внешних признаках, воспринимаемых при помощи зрения и осязания. Морфология отражает историю происхождения и развития
почв, является основой для их диагностики и классификации. Н. М. Сибирцев — один из основоположников науки о почве — указывал, что
морфологические признаки почв часто бывают настолько характерны,
что по ним можно узнать и определить почвы, подобно тому, как мы
определяем растение или животное (Гаврилюк, 1963). Каждая почвенная разность имеет свои особенные морфологические признаки,
формирующиеся в процессе почвообразования, по результатам изучения этих признаков можно судить о физических, химических свойствах
почв, давать оценку ее плодородия, прогнозировать влияние на нее
методов и способов использования.
Почва — образование динамическое, но изменения в ней проис-
ходят относительно медленно, поэтому в генетическом почвоведении
морфология играет особую роль. Этот метод позволяет изучить не
только современные, но и реликтовые процессы почвообразования.
Как уже говорилось выше, почва является «памятью» и хранит информацию о природных условиях времени своего формирования,
проявляющуюся в различных признаках, например, в характере соотношения генетических горизонтов, строении отдельных горизонтов,
наличии различных новообразований и других признаках.
Целью практических занятий является знакомство с морфологи-
ческими признаками почв.
К числу основных задач практических занятий по теме морфо -
логии почв относятся следующие:
● изучение морфологических признаков;
● описание коллекции почвенных образцов;
4
● изучение свойств основных почвенных горизонтов с использо-
ванием системы обозначения (индексов) по классификации почв
России 2004 г.
Учебно-методическое пособие предназначено для проведения
практических занятий по изучению почв по материалам коллекции
почвенных монолитов и образцов почв в рамках курсов «Почвоведение», «Почвоведение и экология почв», а также для проведения летней
учебной практики по почвоведению и экологии.
1. Методы
полеВого исследоВания почВ
Формирование почвенного профиля — процесс сложный и дли-
тельный. В результате почвообразования верхние слои материнской
(почвообразующей) породы преобразуются под воздействием вначале процессов выветривания, затем в зависимости от факторов среды
развиваются процессы аккумуляции, элювиирования, иллювиирования
и др. В результате обособляются генетические горизонты — главные
морфологические элементы почвы, в совокупности составляющие
ее профиль. Таким образом, профиль почвы представляет собой
определенное сочетание генетических горизонтов, специфическое для
каждого типа почвообразования во всех особенностях его проявления
(Розанов, 2004). В свою очередь, каждый тип почвообразования определяется комплексом природных условий. Горизонты в результате
действия различных условий и процессов приобретают характерные
морфологические признаки и физико-химические свойства.
Исследование почв и почвенного покрова всегда состоит из трех
этапов работы.
Первый этап — камерально-подготовительный — заключается
в подборке и изучении литературных источников по характеристике
природных условий: климата, геологического строения, четвертичных
отложений, рельефа, растительности. Особое внимание уделяется
характеристике почв.
Второй этап — полевой — осуществляется непосредственно
на территории исследования. На этом этапе изучают морфологические,
физические, некоторые химические свойства при наличии оборудованных стационарных лабораторий. Производится отбор почвенных
образцов.
5
Третий этап — камеральный — заключается в уточнении полевой
диагностики почв, обработке образцов почв в химической лаборатории. Набор основных аналитических работ и их методика определяются целями и задачами почвенных исследований, а также природными условиями и процессами почвообразования.
Рассмотрим подробнее этап проведения полевых работ. На на-
чальной стадии проводят рекогносцировку — предварительное обследование территории по наиболее характерному маршруту, пересекающему основные формы рельефа (речные долины, междуречья,
равнинные участки, холмы от понижений до возвышенностей),
с различными растительными сообществами.
По результатам первичного обследования планируют рабочие
маршруты в зависимости от сложности рельефа и пестроты почвенного покрова, намечают места заложения почвенных разрезов в соответствии со сменой рельефа и растительности. Глубина разрезов
в зависимости от типа почвы и факторов почвообразования в среднем
может колебаться в пределах от 60 см до 250 см. Ширина и длина
разреза определяются его глубиной, например, при глубине 125–150 см
ширина должна быть 70–80 см, длина около 150 см.
При заложении разреза требуется соблюдать особые правила. Выбор
места должен быть определен отсутствием нарушений (вытаптывание,
вырубка, ветровал и др.). Разрез копают до вскрытия материнской породы (горизонт, обозначаемый индексом С). Передняя (лицевая) стенка выбирается таким образом, чтобы к моменту описания она была
максимально освещена, противоположная сторона должна быть снабжена ступеньками для удобства проведения работ (рис. 1).
Всю извлекаемую массу почвы отбрасывают по боковым сторонам
от разреза, не нарушая естественное расположение горизонтов,
в особенности верхних плодородных. Для этого верхний слой (подстилочно-торфяный, дерновый, гумусовый) делят на небольшие
фрагменты и выкладывают отдельно по одну из сторон разреза. После
завершения описания почвенного профиля, отбора образцов и монолитов его необходимо засыпать, по возможности не смешивая горизонты, периодически утаптывая почву. В последнюю очередь укладывают фрагменты верхней части почвенного профиля. Соблюдение
этих правил позволяет уменьшить степень нарушения почвы.
Далее проводят описание морфологических признаков каждого
из выделенных генетических горизонтов в пределах почвенного профиля с использованием бланков описания (см. Приложение) или
в полевых дневниках (тетрадях, блокнотах).
6
Рис. 1. Схема заложения почвенного разреза (по: Почвы СССР, 1979)
Почвенный профиль — это закономерное сочетание отдельных
почвенных горизонтов, свойства и признаки которых зависят от условий природной среды. По характеру соотношения генетических горизонтов все почвенные профили делят на две большие группы
(Розанов, 2004): 1) простые (примитивный, неполноразвитый, нормальный, слабодифференцированный, нарушенный) и 2) сложные
(реликтовый, многочленный и полициклический).
Примитивный профиль. Такой тип профиля характерен для почв
начальной стадии образования, к ним можно отнести почвы, в которых выделяется верхний маломощный, в пределах нескольких сантиметров, горизонт биогенной аккумуляции (подстилочно-торфяный, слаборазви тый
гумусовый), залегающий непосредственно на почвообразующей породе.
Неполноразвитый профиль. Формирование этих почв приурочено
к плотным массивно-кристаллическим породам либо к крутым склонам, поэтому профиль зачастую содержит большое количество каменистых включений. Общая мощность почвы в пределах всего лишь
нескольких десятков сантиметров, но в отличие от примитивной
в ней формируются все диагностические горизонты соответствующего типа. Неполноразвитый профиль характерен для горных почв,
для подбуров (O-BHF-C), формирующихся на выходах кристаллических пород в таежной зоне.
7
Нормальным профилем обладают большинство зональных почв
(подзолы, дерново-подзолы, серые, черноземы и др.). В профиле такого типа имеется полный набор генетических горизонтов, обладающих нормальной мощностью.
Слабодифференцированный профиль. Формируется на породах,
в составе которых содержатся минералы, затрудняющие процессы
выветривания. К таким породам относятся пески с большим содержанием кварца, древние ферралитные коры выветривания. Почвенный
профиль в этом случае характеризуется слабой дифференциацией,
монотонностью и постепенным переходом от маломощного и слаборазвитого гумусово-аккумулятивного горизонта к породе.
Нарушенный (эродированный) профиль. Таким типом профиля
обладают почвы, подвергающиеся различным видам эрозионных
процессов (водная, ветровая) и в зависимости от степени эрозии лишенные верхних или более глубоких слоев профиля.
Реликтовый профиль (от лат. Relictum — остаток). Характеризу-
ется наличием погребенных горизонтов, или полноразвитых профилей,
сохранившихся из прошлых эпох почвообразования, природные
условия которых отличались от современных. Например, в серых
почвах может выделяться второй гумусовый горизонт, который
и является погребенным или реликтовым.
Многочленный профиль. Выделяется в случаях, когда в пределах
почвенного профиля происходит контрастная смена почвообразующих
пород: например, песчаные отложения подстилаются глинами. Подобные породы ледникового и водно-ледникового генезиса называются двучленными и широко распространены на Севере и СевероЗападе России.
Полициклический профиль. Характерен для почв Синлитогенного
ствола, когда циклы почвообразования чередуются с циклами отложения почвообразующего материала и встречаются, например, в поймах рек (аллювиальные почвы), в районах современного вулканизма
с интенсивными пеплопадами (вулканические почвы).
2. Морфологические признаки почВ
К морфологическим признакам относятся: окраска, структура,
сложение, гранулометрический состав, влажность, новообразования
и включения, наличие и распространенность корней растений, следов
жизнедеятельности почвенной фауны, общее строение почвенного
8
профиля и мощность генетических горизонтов, характер перехода
одного горизонта в другой.
Подробное описание основных морфологических показателей
содержится в монографии Б. Г. Розанова (2004).
Одним из важных морфологических признаков почв, который
указывается одним из первых при описании почвенных горизонтов,
является окраска или цвет. В почвах можно встретить все цвета и оттенки, от черного до белого.
Многие почвенные типы названы в соответствии с преобладающей
окраской диагностических горизонтов: подзол, серозем, чернозем,
краснозем, желтозем и др.
Характеристика окраски дается в основном путем визуального
описания, иногда пользуются измерительной техникой — спектрофотометром. На практических занятиях и во время полевой практики
описание окраски почв производится первым способом.
Причины различной окраски почв: 1) химический и минералоги-
ческий состав, 2) влияние породы, 3) факторы почвообразования
и процессы.
Так, например, наличие гумуса обусловливает появление темных
тонов от светло-серого (1,5–2% гумуса в случае преобладания солей
фульвокислот), серого (3–5% гумуса, при практически равном содержании солей фульво- и гуминовых кислот) до интенсивно-черного (от 8% гумуса и более с преобладанием солей гуминовых кислот),
серовато-коричневого. Как правило, чем выше содержание в горизонте гумуса, тем темнее его окраска. Черную окраску могут придавать
почве и другие соединения, например, оксиды марганца, сульфиды,
сернистое железо, темные первичные минералы (роговая обманка,
биотит), древесный уголь, магнетит и др.
Цвет органогенных горизонтов, состоящих из остатков растений
различной степени разложения, зависит от ботанического состава растительного опада. Например, осоковые торфа характеризуются буровато-серым цветом, березовые торфа — черным, сосново-кустарничковые торфа — темно-коричневым. Окраска слаборазложившихся
сфагновых торфов, приуроченных к верховым болотам, по мере возрастания степени разложения меняется от светло-желтой до коричневой.
Белая окраска определяется наличием в почве каолинита, кальци-
та, кварца, гипса, легкорастворимых солей. Осветление горизонтов
9
в профиле обусловлено также элювиальными процессами, ярко выраженными в почвах таежной зоны, ведущими к относительному
накоплению кварцевых зерен, отмытых от глинистых пленок (кремнеземистая присыпка). Кроме того, светлая окраска обусловлена аккумулятивными процессами, такими как засоление, загипсовывание,
окарбоначивание (в почвах лесостепной, степной, сухостепной зон).
В белый цвет могут быть окрашены и литогенные (унаследованные
от породы) обломки карбоната кальция и гипса, присутствующие
в почве.
Красные, желтые, бурые тона связаны с присутствием в почве
окисленных форм железа (трехвалентного). Красный цвет придают
почве мало- или негидратированные окислы железа (гематит — Fe2O3),
желтый цвет — гидратированные (лимонит — Fe2O3 . nH2O) и сульфат
железа. Такую окраску имеют почвы влажных субтропиков: красноземы, желтоземы. Бурая окраска характерна для глинистых почв
с высоким содержанием вторичного минерала иллита, слюдистых
минералов и смеси гидратированных в разной степени окислов железа. Бурый цвет возникает и при смешении в разных пропорциях —
черной, белой, красной и желтой окрасок, в связи с чем этот цвет
широко представлен во многих типах почв и свидетельствует о преобладании в почве окислительных условий.
Холодные тона — сизый, голубой, зеленоватый, редко синий —
свидетельствуют о наличии двухвалентного железа в результате процессов восстановления в условиях застойного водного режима в минеральных горизонтах болотных и заболоченных почв.
В нижних горизонтах почвенного профиля цвет в основном опре-
деляется окраской почвообразующих пород, их составом и степенью
выветривания.
Окраска почв зависит также от влажности (чем почва влажнее, тем
окраска темнее), от степени агрегированности, от характера освещения. Поэтому сравнение нескольких почвенных горизонтов по этому
признаку необходимо проводить в одинаковых условиях.
Характеризуя окраску горизонта, сначала необходимо установить
основной цвет (черный, коричневый, палевый и др.), его насыщенность (темно-коричневый, светло-палевый и др.), степень однородности (красно-бурый, серовато-коричневый и др.), при этом на последнее место ставят преобладающий цвет. Если окраска не меняется
в пределах горизонта, ее называют однородной и равномерной (горизонт серый), если интенсивность окраски меняется от верхней части
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]