Вальков - Почвоведение
.pdfЧ а сть I. С о с т а в и с в о й с т в а п о ч в |
Я |
Рис. 7. Типичные структурные элементы почв (по С.А. Захарову).
I тип: 1) крупнокомковатая, 2) среднекомковатая 3) мелкокомковатая, 4) пылеватая 5) крупноореховатая б) ореховатая, 7) мелкоореховатая, 8) крупнозернистая, 9) зерни стая, 10) порошистая. П тип: 11) столбчатая, 12) столбовидная, 13) крупнопризматиче ская, 14) призматическая, 15) мелкопризматическая, 16) тонкопризматическая. Ш тип: 17) сланцевая 18) пластинчатая 19) листовая 20) грубочешуичатая 21) мелкочешуичатая.
52 |
П о ч в о в е д е н и е |
Слитое (очень плотное) сложение — лопата или нож при силь ном ударе входят в почву на незначительную глубину, не более 1 см; характерно для слитых черноземов, иллювиальных горизонтов со лонцов.
Платное сложение — лопата или нож при большом усилии вхо дят в почву на глубину 4—5 см и почва с трудом разламывается ру ками; типично для иллювиальных горизонтов суглинистых и глини стых почв.
Рыхлое сложение — лопата или нож легко входят в почву, почва легко разламывается руками, почва хорошо оструктурена, но струк турные агрегаты слабо сцементированы между собой; наблюдается в хорошо оструктуренных гумусовых горизонтах.
Рассыпчатое сложение — почва обладает сыпучестью, отдельные частицы не сцементированы между собой; характерно для пахотных горизонтов супесчаных и песчаных почв.
Пористость почвы характеризуется формой и размерами пор вну три структурных отдельностей или между ними. По пористости раз личают следующие типы сложения почв:
1.По расположению пор внутри структурных отдельностей: тон копористое — почвенная масса пронизана порами диаметром менее
1мм; пористое — почвенная масса пронизана порами в 1—3 мм; губ чатое — в почве много пустот от 3 до 5 мм; ноздреватое (или дыр чатое) — почвенная масса содержит полости от 5 до 10 мм; ячеи стое — пустоты крупнее 10 мм; трубчатое — почва пронизана ка налами, прорытыми крупными землероями.
2.По расположению пор между структурными отдельностями в сухом состоянии: тонкотрещиноватое — полости шириной менее 3 мм; трещиноватое — полости размером 3—10 мм; щелеватое — полости шириной более 10 мм.
Сложение имеет большое практическое значение, так как оно ха рактеризует почву с точки зрения трудности ее обработки. Давно установлено, что глинистые и тяжелосуглинистые (тяжелые) почвы требуют значительно больше усилий при обработке, чем среднесу глинистые и песчаные (легкие). Также от сложения зависят водно физические свойства почвы, легкость проникновения воды и корней растений в почву.
Ч а с т ь I. С о с т а в и с в о й с т в а п о ч в
Новообразования
Н овообразования — скопления веществ различной формы и химического состава, которые образуются и откладываются в гори зонтах почвы в результате почвообразовательных процессов. По про исхождению различают новообразования химического и биологиче ского происхождения.
Новообразования химического происхождения делят по форме и по химическому составу.
По форме химические новообразования разделяют на следующие группы: 1) выцветы и налеты ~ химические вещества, которые вы ступают на поверхности почвы или на стенке разреза в виде тончай шей пленочки (например, растворимые соли); 2) корочки, примазки, потеки — вещества, которые, выступая на поверхности почвы или по стенкам трещин, образуют слой небольшой толщины; 3) прожилки и трубочки — вещества, заполняющие ходы червей или корней, поры и трещины почвы; 4) конкреции и стяжения — скопления различ ных веществ более или менее округлой формы; 5) прослойки — ве щества, накапливающиеся в больших количествах, пропитывая от дельные слои почвы.
По составу химические новообразования подразделяют на следу ющие группы.
1. Скопления легкорастворимых солей (NaCl, СаС12, MgCl2, Na2S 0 4 и т. п.). Белого цвета. Встречаются в засоленных почвах и породах, чаще в условиях сухой полупустынной и пустынной степи. Наиболее характерные формы скопления — налеты и вы цветы, корочки и примазки, крупинки и отдельные кристаллы солей.
2.Скопления гипса (CaS04). Белого цвета. Отмечаются в тех же почвах, что и легкорастворимые соли в форме выцветов, налетов, про жилок. А также в глубоких горизонтах черноземов южных и кашта новых почв в виде особых сростков, называемых -«земляными сердца ми», которые чаще всего располагаются в подпочвенных горизонтах
влессовидных породах.
3.Скопления карбоната кальция (СаСОэ). Белого и грязно-бе лого цвета. Залегают в форме карбонатной плесени, карбонатных трубочек, «белоглазки» и др. Новообразования углекислой извести встречаются в почвах почти всех зон, но наиболее типичные формы
2. Почвоведение
3 4 |
П о ч в о в е д е н и е |
образуются в черноземах и каштановых почвах, где повсеместно мож но встретить в горизонте С «белоглазку» — бесформенные белые плотные пятна извести величиной 1—2 см.
4.Скопления окислов и гидратов окислов железа, марганца и фосфорной кислоты. Красно-бурые, ржаво-охристые, розовые, жел тые и др. Образуют налеты, пленки, выцветы, примазки, пятна, тру бочки, конкреции и т. д. Эти образования наиболее характерны для почв дерново-подзолистой зоны и влажных субтропиков, а в усло виях избыточного увлажнения нередко встречаются и в почвах дру гих зон.
5.Закисные соединения железа. Встречаются в виде сизоватых или сизовато-серых пленок, пятен, корочек Они образуются в усло виях избыточного увлажнения почв при анаэробных процессах, по этому встречаются главным образом в болотных и заболоченных почвах.
6.Скопления кремнекислоты. Встречаются в виде кремнеземи стой присыпки (белесый налет), прожилок и пятен (скопления крем незема округлой формы). Эти образования характерны, главным об разом, для почв подзолистого типа почвообразования и солодей.
7.Выделения и скопления органических веществ. Черного или тесно-серого цвета. Образуют гумусовые потеки и корочки, кото рые покрывают поверхность структурных отдельностей и стенки трещин, или гумусовые пятна, карманы, языки, связанные с про никновением перегнойных веществ по трещинам в нижележащие горизонты.
Новообразованиям биологического происхождения делят по про
исхождению на следующие группы: 1) червороины (червоточины) — извилистые ходы и канальцы червей; 2) капролиты —зернистые клу бочки экскрементов червей, представляющие собой кусочки земли, прошедшие через пищеварительный аппарат червей и пропитанные их выделениями; 3) кротовины —пустые или заполненные ходы ро ющих животных (сусликов, сурков, кротов и др.); 4) корневины — полости, образующиеся после перегнивания крупных корней расте ний; 5) дендриты — «узоры» от перегнивания мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.
Перечисленные новообразования химического и биологического происхождения дают возможность судить о генезисе и плодородии почв.
Часть I. С о став и свойства почв
Включения
Вклю чения — присутствующие в почве тела органического и не органического происхождения, образование которых не связано с по чвообразовательным процессом.
По происхождению включения можно разделить на четыре груп пы. Литоморфы — обломки почвообразующей породы, рассеянные в почве (камни, валуны, галька). Криоморфы — различные формы льда, связанные с сезонной или вечной мерзлотой (конкреции, линзы, прожилки). Биоморфы — включения, образование которых связано с деятельностью живых организмов: 1) остатки корней, стеблей, ство лов растений; 2) кости животных; 3) раковины моллюсков; 4) окаме нелости — окремнелые, обызвесткованные, загипсованные или ожелезненные остатки растений. Антропоморфы —предметы, связанные с деятельность человека (фрагменты кирпича, стекла, металлические предметы, черепки и т. п.). К последним относятся археологические находки, позволяющие судить о возрасте почв.
Микроморфология почв
Помимо макроморфологических признаков почвы, различимых невооруженным глазом, почва обладает микроморфологическим при знаками, исследовать которые можно только при помощи микро скопа.
В почвенной микроморфологии пользуются следующими поня тиями. Матрица почвы — каркас почвы, состоящий из твердых частиц (или их микроагрегатов) с порами между ними. Матрица почвы включает скелет, плазму и поры. Скелет почвы — части цы крупнее 2 мкм1, относительно устойчивые и нелегко перемещае мые во время почвообразовательных процессов (минеральные зерна, устойчивые кремневые и органические компоненты крупнее колло идного размера). П лазма почвы — частицы менее 2 мкм, легко перемещаемые в процессе почвообразования (глинистые минералы, свободные полуторные окислы, гумус). Микросложение почвы — пространственное соотношение матрицы (скелета, плазмы и пор), а также микроновообразований в почве. Для изучения микросложения
1Скелетпочвы в микроморфологии неследует путать со скелетом почвы как частью гранулометрического состава.
56 |
П о ч в о в е д е н и е |
почв готовят почвенные шлифы — образцы почвы с ненарушен ным сложением, которые исследуют под поляризационным микро скопом. В зависимости от соотношения и взаимного расположения в пространстве скелета, плазмы и пор выделяют следующие типы микростроения почвы: песчаное, плазменно-песчаное, песчано-пы леватое, песчано-плазменное, плазменно-пылеватое, пылевато-плаз менное, плазменное.
1.1.2. П олевое исследование п о ч в
В полевых условиях изучают и определяют почвы и дают им на звания по морфологическим признакам. По морфологическим (внеш ним) признакам почву можно определить так же, как определяется минерал, растение или животное.
Типы почвенных разрезов
Для изучения и определения почв в природе, установления гра ниц между различными почвами, взятия образцов для анализов за кладывают специальные ямы, которые принято называть почвенны ми разрезами. Они бывают трех типов: полные (основные) разрезы, полуямы (контрольные), прикопки (поверхностные).
Полные, или основные, разрезы делают с таким расчетом, чтобы были видны все почвенные горизонты и частично верхняя часть неизмененной или малоизмененной материнской породы. Их закладывают в наиболее типичных, характерных местах. Они служат для детального изучения морфолого-генетических призна ков почв и отбора образцов по генетическим горизонтам для фи зико-химических, биологических и других анализов, определения окраски, структуры и т. д. Глубина основных почвенных разре зов сильно варьирует в зависимости от мощности почв и целей исследований. Обычно в практике полевых почвенных исследо ваний и картирования почв почвенные разрезы закладывают на глубину 1,5—2 м.
П олуямы, или контрольные разрезы , закладывают на мень шую глубину — от 75 до 125 см, обычно до начала материнской породы. Они служат для дополнительного (контрольного) изуче ния основной части почвенного профиля — мощности гумусовых и других горизонтов, глубины вскипания и залегания солей, степени
Часть I. С остав и свойства почв |
57 |
выщелоченности, оподзоленности, солонцеватости, солончаковости
идр.
Прикопкиf или мелкие поверхностные разрезы , глубиною
менее 75 см, служат главным образом для уточнения почвенных гра ниц выявленных полными разрезами и полуямами.
Заложение почвенных разрезов
Разрез необходимо закладывать в наиболее характерном, типич ном месте обследуемой территории. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, свалками, отстойни ками на нетипичных для данной территории элементах микрорелье фа (понижения, кочки).
На выбранном для почвенного разреза месте копают яму разме ром 0,8 х 1,5 х 2,0 м так, чтобы три стенки ее были отвесны, т. е. вертикальны, а четвертая — со ступеньками. Передняя «лицевая» стенка, которая предназначается для изучения почвенного разреза, должна быть обращена к солнцу. Почву из ямы необходимо выбра сывать на длинные боковые стороны, но ни в коем случае не в сто рону «лицевой» стенки, так как это приводит к ее «загрязнению» и даже к разрушению верхней части стенки почвенного разреза. Ког да яма готова, необходимо, в первую очередь, определить характер почвообразующей породы, ее гранулометрический состав, засоление, степень увлажнения и взять образец материнской породы для после дующего изучения или анализа, так как в дальнейшем при препари ровании нижняя часть «лицевой» стенки и дно ямы будут засорены осыпающейся почвенной массой из верхних горизонтов. После этого «лицевую» стенку гладко очищают лопатой и одну (правую) полови ну стенки препарируют стамеской или маленькой лопаткой, для того чтобы лучше рассмотреть морфолого-генетические признаки почв, а вторую (левую) половину стенки оставляют в гладко зачищенном виде для сравнения и контроля. Затем необходимо приступить к изу чению морфолого-генетических признаков почв и описанию почвен ного разреза.
Описание почвенных разрезов
По морфологическим признакам можно читать историю разви тия почв, выяснить ее генезис и до некоторой степени установить агрономическую ценность почв. Поэтому при изучении почв в поле
58 |
П о ч в о в е д е н и е |
и морфологическом описании почвенного разреза очень важно пра вильно «прочитать» почвенный разрез.
Техника и последовательность работ при изучении и описании по чвенного разреза и ведении дневника следующие.
1.Записать номер, дату и географическое положение разреза, от метить характер рельефа, точно указать, на каком элементе рельефа сделан разрез, описать угодье и его состояние; растительность (со став, густота и состояние); состояние поверхности (заболоченность, кочковатость, трещиноватость, засоленность, каменистость и другие характерные особенности); дать агрономическую оценку почв с уче том данных о сельскохозяйственной ценности почвы; отметить мате ринские и подстилающие породы и глубину грунтовых вод, если они обнаружены. Определить местоположение разреза и его привязку. Ознакомление с рельефом, растительностью, ее состоянием и други ми характерными особенностями участка, на котором сделан разрез, проводится в тот промежуток времени, который необходим для коп ки предназначенного к изучению разреза.
2.Определить глубину и характер вскипания почвы от 10%-ного раствора соляной кислоты. Для этого на свежепрепарированной ли цевой стенке разреза закрепляют клеенчатый сантиметр так, чтобы ноль совпал с поверхностью почвы, и последовательно сверху донизу капают на почву соляную кислоту, которая при наличии карбонатов кальция дает «вскипание» различной интенсивности (слабое, среднее, сильное или бурное). В той части стенки, где определялась глубина
ихарактер вскипания от соляной кислоты, образцы почв для анали за брать нельзя.
3.Определить мощность каждого горизонта и подгоризонта почв с последующим подробным изучением их морфолого-генетических при знаков: гранулометрического состава, физических свойств и других особенностей (окраска, структура, влажность, плотность, скважность, новообразования, включения, корневая система, характер перехода одного горизонта в другой).
4.В некоторых случаях для более полной характеристики почв (засоленные, переувлажненные и др.) произвести некоторые простые химические анализы (определение pH, хлористых и сернокислых со лей, наличия железа, соды и др.); определить некоторые физические свойства (влажность, плотность и др.), не требующие сложного обо рудования.
Ч асть I. С о с та в и с в о й с т в а п о ч в
19
—•
5. Дать полевое определение почвы, установить ее ценность. В на звании почв необходимо отразить тип, подтип, вид, разновидность и материнскую породу, например: чернозем обыкновенный средне мощный тяжелосуглинистый на лессах. Наметить примерные грани цы ее распространения на изучаемой территории и, наконец, взять почвенные образцы для анализов, а при необходимости и монолит. Почвенный разрез после его изучения, описания и взятия образцов должен быть зарыт.
1.2.ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ
ИСКЕЛЕТНЫЙ СОСТАВ ПОЧВ
1.2.1.Понятия И КЛАССИФИКАЦИИ
Твердая фаза почвы состоит из механических элементов различно го происхождения. М еханические элементы — это разнообраз ные по величине обломки минералов и горных пород, органические вещества и органо-минералъные соединения. Кристаллы льда и жи вое вещество к механическим элементам не относится.
Механические элементы в основном достаются почве в наследство от материнской породы. Но они не остаются неизменными в процес се почвообразования, так как в почве постоянно происходят разно образные явления: дробление, растворение, гидролиз, осаждение, гу мификация и др. Наблюдаются также процессы перемещения тонких механических элементов по профилю многих почв, обеднение ими верхних горизонтов и обогащение нижних.
Механические элементы неодинаковы по размеру. В России при нята классификация, разработанная Н.А. Качинским:
Название механических элементов |
Диаметр элементов, мм |
Скелет почвы |
|
камни |
более 3 |
гравий |
1-3 |
Мелкозем почвы |
1,0-0,05 |
песок |
|
пыль |
0,001—0,05 |
ил |
менее 0,001 |
песок физический |
более 0,01 |
глина физическая |
менее 0,01 |
Почвы с содержанием скелетных механических элементов называ ют каменистыми. Они могут быть валунными, галечниковыми и щеб нистыми. Классифицируются почвы по степени каменистости следу ющим образом: