МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ Организация почвенной массы (концептуальные подходы

МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ

Организация почвенной массы (концептуальные подходы в почвоведении • • • • • Конкретизацией диалектико материалистической методологии явилась разработка системного подхода и его применения в почвоведении. Современное генетическое почвоведение исходит из понятия о почве как об очень сложной системе, т. е. о системе с бесконечно большим разнообразием внутренних и внешних функциональных связей, имеющих очень сложную многоуровневую структурную организацию. Долгое время ib науке о почве и особенно в практике земледелия господствовало представление о том, что, воздействуя на какой то единичный фактор, можно управлять процессами почвенного плодородия. Сейчас такой подход признается принципиально недопустимым, так как он не применим к очень сложным системам, «которые не допускают изменения только одного фактора за один раз, ибо эти системы столь динамичны и внутренне связаны, что изменение одного фактора служит непосредственной причиной изменения других, иногда очень многих факторов» (У. Р. Эшби, 1959). На базе нового системного подхода было сформулировано представление об иерархических уровнях структурной организации почвы , имеющее важное методологическое и методическое значение. Было показано, что при исследовании почвы как природного тела необходимо различать иерархическую серию последоватёльных уровней ее структурной организации, каждый из которых требует специфических методов и подходов исследования, контроля и управления. Наиболее низким, имеющим значение для почвы как целого, структурно организационным уровнем является атомарный, с которым имеет дело исследователь при изучении естественной и искусственной радиоактивности почв. Материальными элементами этого уровня служат радиоактивные изотопы, присутствующие в почве или внесенные в нее. В качестве следующего уровня структурной организации почвы выделяется кристалломолекулярный, или молекулярно-ионный, в качестве элементов которого выступают молекулы и ионы в почвенном растворе и воздухе, а также на поверхности твердых почвенных частиц. Третий уровень структурной организации почвы уровень элементарных почвенных частиц. Элементами этого уровня служат так называемые «элементарные почвенные частицы» , выделяемые из почвы при гранулометрическом анализе в виде фракций разного размера. Группа этих частиц весьма неоднородна и включает как чистые мономинеральные зерна, так и полиминеральные образования, органоминеральные комплексы, органические глобулы разного состава и происхождения. Агрегатное состояние почв, почвенные агрегаты четвертый структурный уровень организации почвы, включающий микро и макроагрегаты, ее структурные отдельности. В понятие почвенных агрегатов включаются и специфические почвенные новообразования: конкреции, стяжения, натеки, пленки, ортштейны, новообразования солей, гипса, извести , не образующие сплошных горизонтов, плит, панцирей, а встречающиеся изолированно в почвенной массе. Следующий, пятый структурный уровень в почве обнаруживается при переходе от почвенного агрегата к горизонту. Благодаря трудам В. В. Докучаева понятие о почвенном горизонте прочно вошло в науку и является фундаментальным в почвоведении, поскольку все свойства и параметры почвы приурочены в своих различных количественных проявлениях именно к определенным генетическим горизонтам в пределах почвенного профиля. Закономерные сочетания отдельных почвенных горизонтов дают почвенный профиль (почвенный индивидуум) или собственно почву как особое природное тело. Но поскольку это именно сочетание, живое и неразрывное, только в таком сочетании и проявляющее свою специфику единого целого, а не просто арифметическая сумма горизонтов, это и составляет новый структурный уровень почвенной организации. Дальнейший анализ показывает, что разные почвы в природе постепенно сменяют друга, образуя различные комбинации и взаимодействуя друг с другом посредством агентов горизонтального переноса веществ (водные и воздушные потоки, сила тяжести на склонах, животные). Прихотливая мозаика почв составляет следующий, седьмой структурный уровень почвенной организации — уровень почвенного покрова. Важное методологическое значение имеет разработанная В. В. Докучаевым концепция почвы как зеркала ландилафта, основанная на представлении о том, что почва есть результат развития из материнской горной породы под совокупным воздействием вполне определенного сочетания факторов почвообразования в каждом конкретном случае, что фиксируется в строении, составе и свойствах существующих почв. В современных почвах сочетаются признаки и свойства: а) унаследованные от материнской горной породы; б) унаследованные от прошлых периодов и стадий почвообразования; в) являющиеся результатом длительного развития в продолжении всей истории образования данной почвы; г) являющиеся результатом действия современного почвообразования при современном сочетании факторов почвообразования. Соответственно генетический анализ почвы без исторического анализа факторов почвообразования ошибочен. Почва отражает не только современный комплекс факторов почвообразования, но и их прошлое состояние, не только современное состояние ландшафта, но и его историю. Докучаевский генетический метод позволяет на основе анализа современной почвы вскрыть историю ее развития и предсказать пути ее дальнейшей эволюции, пользуясь положением о почве как зеркале ландшафта. При этом консервативные признаки почвы необходимо сопоставлять с факторами почвообразования в их историческом развитии, в то время как современные сочетания факторов почвообразования обусловливают современные почвенные режимы и соответствующие им лабильные почвенные свойства и признаки. Соответственно на современном почвенном научном языке и в современном понимании почва - это не просто «зеркало ландшафта» , а закодированная запись истории ландшафта и его современного состояния. Большое теоретическое и методологическое значение имеет концепция почвы как компонента биосферы, развитая В. А. Ковдой и его школой. Согласно этой концепции почва рассматривается диалектически как элемент почвенного покрова специфической оболочки Земли, педосферы, как компонент биосферы области сосредоточения жизни — и как подсистема в природных и антропогенных экосистемах. Такой тройственный подход к почве позволил особенно плодотворно развивать направление исследований, связанных с проблемами биологической продуктивности суши земного шара и создания управляемых экосистем. Развивая и углубляя идеи В. И. Вернадского о биосфере и биосфере, советские почвоведы на основании этой концепции тюсли существенный вклад в исследование и теоретическое обобщение новейших проблем биосферы. В частности, накоплен огромный фактический материал по биологическому круговороту элементов в экосистемах биосферы (Б. Б. Полынов, Н. П. Ремезов, В. А. Ковда, С. В. Зонн, Н. И. Базилевич, Т. И. Евдокимова и многие другие). Вскрыты циклы особенно важных биофилов и их изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека. Эти исследования явились основой как для понимания механизмов функционирования

Почвенный профиль • • • Почвенным профилем называется определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов в пределах почвенного индивидуума, специфическая для каждого типа почвообразования. Профиль почвы характеризует изменение ее свойств по вертикали, связанное с воздействием почвообразовательного процесса на материнскую горную породу (рис. ). Наблюдается закономерное, зависящее от типа почвообразования изменение гранулометрического, минералогического, химического состава, физических, химических и биологических свойств почвенного тела от поверхности почвы вглубь до незатронутой почвообразованием материнской породы. Это изменение может быть постепенным, что отражается плавным ходом соответствующих кривых на графиках распределения, характеризующих те или иные параметры почвы, например содержание гумуса, илистых частиц, полуторных оксидов. С другой, стороны, кривые могут иметь ряд минимумов и максимумов, что отражает горизонты выноса и аккумуляции тех или иных веществ, резкие различия в составе и свойствах горизонтов профиля. Главные факторы образования почвенного профиля, т. е. дифференциации исходной почвообразующей породы на генетические горизонты, это, во первых, вертикальные потоки вещества и энергии (нисходящие или восходящие в зависимости от типа почвообразования и его годовой, сезонной или многолетней цикличности) и, во вторых, вертикальное распределение живого вещества (корневые системы растений, микроорганизмы, почвообитающие животные). Строение почвенного профиля, т. е. характер и последовательность составляющих его генетических горизонтов, специфично для каждого типа почвы и служит его основной диагностической характеристикой. При этом имеется в виду, что все горизонты в профиле взаимно связаны и обусловлены. И хотя в разных типах почв отдельные горизонты могут иметь близкие признаки и свойства и быть аналогичными или однотипными в генетическом плане, как, например, гумусовый или глеевый горизонты в разных почвах, тем не менее для каждой конкретной почвы всегда имеется комплекс взаимосвязанных горизонтов, составляющих ее характерный профиль, а не их простая сумма. Генетическая целостность, единство почвенного профиля основное свойство почвенного тела, почвы как таковой, формирующейся в процессе почвообразования из исходной материнской породы как единое целое и развивающейся во времени в единстве составляющих ее генетических горизонтов. Почвенным профилем называется совокупность закономерно сменяющихся с глубиной генетических горизонтов, специфичная для каждого типа почвообразования. Строение почвенного профиля — это его внешний облик, обусловленный определенной сменой горизонтов в вертикальном направлении.

Примеры почвенных профилей

Примеры почвенных профилей

Примеры почвенных профилей

Примеры почвенных профилей

Почвенные горизонты • • Генетические почвенные горизонты — это формирующиеся в процессе почвообразования однородные, обычно параллельные земной поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам. Генетическими они называются потому, что образуются в процессе генезиса почв. Генетические горизонты в почвенном профиле выступают как важнейшие однородные составные части почвенного тела, причем их однородность подразумевается только в масштабе рассмотрения почвенного профиля. При ином, более детальном масштабе рассмотрения почвенные горизонты оказываются весьма неоднородными, устроенными очень сложно. На заре развития почвоведения Докучаев выделил в почве всего три генетических горизонта: А поверхностный гумусо аккумулятивный; В переходный к материнской породе; С материнская горная порода, подпочва. Последующее развитие почвоведения привело к выделению довольно большого разнообразия генетических горизонтов различных почв, обозначаемых различными символами. До сих пор у почвоведов разных научных школ нет единства в диагностике и символике различных почвенных горизонтов, что создаёт немалые трудности в науке. Ниже приводится наиболее поздняя система выделения основных видов почвенных горизонтов, представляющая собой синтез различных научных представлений, которая, надо надеяться, станет общепринятой и узаконенной в виде некоего стандарта. В этой системе символов, номенклатуры и диагностики почвенных горизонтов приняты во внимание новейшие достижения теории почвоведения, полученные разными научными школами.

Поверхностные почвенные горизонты • • • • Т — торфяный горизонт, формирующийся на поверхности в условиях постоянного избыточного увлажнения, но встречающийся иногда и в толще профиля при полициклическом почвообразовании, например в поймах рек, и характеризующийся специфической консервацией органического вещества растительных остатков без превращения его в гумус или сгорания. Торф по составу может быть древесным, травяным (тростниковый, осоковый), моховым (зелено моховой, сфагновый), лиственным, лишайниковым либо смешанным. Содержание органического вещества в торфе более 35% по массе (более 70% по объему): ТО - олиготрофный (верховой) торф, ТТ - эутрофный (низинный) торф. Т 1 - торфяный неразложенный растительные остатки не разложены или только слабо разложены и почти полностью сохранили свою исходную форму (фибрист Fibrist в США и Канаде). Т 2 - торфяный среднеразложенный растительные остатки лишь частично сохранили свою форму в виде обрывков тканей (хемист Hemist в США и Канаде). Т 3 - торфяный разложенный сплошная органическая мажущаяся масса без видимых следов растительных остатков (саприст Saprist в США и Канаде). ТА (Т 3 по системе УССР) - торфяный минерализованный - пахотный торфяный горизонт, измененный осушением и обработкой. О (АО или АО по старой системе) - лесная подстилка (Нл по системе УССР) или степной войлок (Нс по системе УССР) маломощный (до 20 см) поверхностный слой разлагающегося (разные подгоризонты находятся на разных стадиях разложения) органического вещества, частично, особенно в нижней части, перемешанного с минеральными компонентами (преимущественно механически); содержит более 35% по массе (более 70% по объему) органического вещества. О 1 свежий или слабо разложившийся опад, в котором растительные остатки почти полностью сохранили свою исходную форму слой опада L. О 2 растительные остатки лишь частично сохранили свою форму в виде обрывков тканей слой ферментации F. О 3 сплошная органоминеральная масса без видимых следов растительных остатков - слой гумификации - Н. Aal - водорослевая корочка — поверхностная хорошо отслаивающаяся от нижележащей почвы корочка водорослей и их остатков, черная в сухом состоянии и зеленеющая при увлажнении, с большой примесью минеральных частиц в нижней части, мощностью в несколько миллиметров, характерная для сухостепных, полупустынных и пустынных почв. Ad - дернина органоминеральный гумусо аккумулятивный поверхностный горизонт почв, формирующийся под травянистой растительностью, особенно луговой, и состоящий по крайней мере на половину по объему из корней растений. AT (ТН по системе УССР) перегнойный горизонт гумусо аккумулятивный горизонт, содержащий от 15 до 35% по массе органического вещества, иловатый, черный, мажущийся, творожистой структуры или бесструктурный, постоянно или периодически насыщенный водой. А (A 1 или А 1 по старой системе, Н по системе УССР) гумусовый горизонт поверхностный или лежащий под горизонтами О, Aal, Ad, Ар, темноокрашенный (наиболее темный в профиле) гумусо аккумулятивный горизонт с содержанием органического вещества до 15% по массе. Ар (Ап, или Апах по старой системе, Нп по системе УССР) пахотный горизонт поверхностный гумусовый горизонт почв, преобразованный периодической обработкой в земледелии. Поверхностные неорганические горизонты. К - корковый горизонт светлая хрупкая ячеистая корочка мощностью до 5 см на поверхности почвы, часто с полигональным растрескиванием, легко отделяющаяся от нижележащей почвы, относительно обогащенная кремнеземом и лишенная солей, причем кварцевые зерна и зерна других первичных минералов лишены оксидных пленок и не соединяются цементирующими мостиками, за исключением случайных карбонатных ( «сухарный горизонт» , «корка» , «ноздреватый горизонт» ). Q -- подкорковый горизонт, находящийся обычно под корковым горизонтом, светдоокрашенный, сильнопористый, чешуйчатый или слоеватый горизонт сухостепных, полупустынных или пустынных почв ( «слоеватый горизонт» ), часто выходящий на поверхность. S - солевая корка белая корка солей или обильные выцветы солей на поверхности почвы.

Подповерхностные почвенные горизонты • • Е или А 2 по старой системе) элювиальный горизонт осветленный, обычно белесый (палево белесый, серо белесый, сизо белесый, белый), располагающийся под каким либо из органогенных горизонтов и подстилаемый обычно иллювиальным горизонтом; по происхождению может быть подзолистый (кислотный гидролиз минералов и вынос продуктов разрущения), лессивированный или псевдоподзолистый (вынос пылеватых илистых частиц без их разрушения), отбеленный или сегрегированный (снятие и вынос или сегрегация полутораоксидных пленок с минеральных зерен), осолоделый (щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), глеево-элювиальный или псевдоглеевый (разрушение и вынос в переменно восстановительной среде на контакте с подстилающим водоупорным горизонтом). В минеральный внутрипочвенный горизонт, лежащий в средней части профиля и отличающийся по своим свойствам от любого поверхностного горизонта, а также от горизонтов Е, G, С, D, R. Горизонт В в почвоведении это очень сложное и сборное понятие. С одной стороны, он включает иллювиальные горизонты (I по системе УССР), среди которых выделяются глинисто-иллювиальные (Bt), железисто-иллювиальные (Вf), гумусоиллювиальные (Bh), солонцовые (Вnа), карбонатные (Вса), солевые (Bsa), гипсовые (Bcs) или смешанные (Bth, Bfh и т. п. ), а с другой метаморфические горизонты, образованные при трансформации минералогического состава на месте: сиаллитнометаморфический (Вm), ферраллитно-метаморфический (Box). Иллювиальный горизонт называют обычно «В текстурный» , а метаморфический - «В структурный» . В случае неясного состава и генезиса символ В употребляется без дополнительного индекса. G (G 1 по системе УССР) глеевый горизонт минеральный горизонт, формирующийся в условиях постоянного избыточного увлажнения, характеризующийся преобладанием тусклой голубоватой, сизой, оливковой окраски, иногда с ржавыми пятнами. Грунтовое оглеение подчеркивается снизу (G), а поверхностное сверху (G). Глееватые горизонты имеют в дополнение к основному символу малый индекс g, например Ag, Bg, Cg, когда степень оглеения недостаточна для выделения самостоятельного глеевого горизонта.

Подпочвенные горизонты • С (Р по системе УССР) - материнcкая горная порода, а точнее горизонт, лежащий под любым из описанных выше почвенных горизонтов, сходный с ними литологически и не имеющий их признаков (предположительно материнская порода). • D - подстилающая порода рыхлая горная порода, лежащая под горизонтом С и отличающаяся от него в литологическом отношении. • R - плотная (массивно-кристаллическая) почвообразующая или подстилающая порода. • В случае выделения в пределах генетического горизонта подгоризонтов они обозначаются по порядку сверху вниз дополнительными индексами, причем для горизонтов Т, AT, А и Ар используются штрихи, например Т 1’, Т 1’’' или А', А"' а для других горизонтов используется цифровой индекс, например В 1, В 2, В 3 и т. д.

Переходные горизонты • Переходные горизонты, обладающие свойствами как вышележащего, так и нижележащего, при постепенной смене одного другим обозначаются смешанными символами, например АЕ, АВ, ЕВ, ВС и т. п. Смешанные горизонты, включающие в себя морфологически оформленные участки вышележащего и нижележащего горизонтов, также получают комбинированные символы, но обозначаемые иначе: А/Е, А/В, Е/В, В/С и т. д. Погребенные горизонты выделяются квадратными скобками [А]. В случае литологической смены в пределах почвенного профиля соответствующие слои обозначаются сверху вниз порядковыми римскими номерами, например IA, IIА, IIIВ, IIIС. .

Специфические почвенные горизонты • • Кроме указанных основных почвенных горизонтов, встречающихся в разных конкретных проявлениях и сочетаниях в большинстве почв, есть и несколько специфических внутрипочвенных горизонтов, характеризующих определенные типы почв. К ним относятся: L - латерит очень твердый сплошной железистый горизонт (панцирь) ячеистого (вермикулярный, ячеистый латерит Lpl) или конкреционного (пизолистый, гороховый латерит Ln) строения, состоящий преимущественно из оксидов железа и алюминия с примесью кварца и каолинита; образуется за счет необратимой дегидратации и кристаллизации оксидов железа при механическом разрушении и выносе каолинитового материала из железистой матрицы при формировании из вышедшего на поверхность плинтита под воздействием атмосферных агентов либо путем аллохтонного накопления железа из грунтовых вод при их латеральном перемещении. Р 1 - плинтит внутрипочвенный уплотненный, но свободно режущийся лопатой горизонт, имеющий ферраллитную (каолинитовую) основу, вторично гидрогенно обогащенную оксидами железа; имеет пеструю окраску при чередовании белесовато желтых и красных пятен; иногда в нем обильны железистые конкреции диаметром 0, 5 1, 0 см; при выходе на поверхность необратимо отвердевает, превращаясь в латерит. F - фраджипэн очень твердый и хрупкий глинистый горизонт с резкой верхней и диффузной нижней границами, разделяющийся на неправильные многогранники (полигоны на. вертикальном срезе) белесыми прожилками; при увлажнении не размягчается, как обычная глина, а сразу распадается на мелкие отдельности; формируется иногда в нижней части иллювиального горизонта некоторых типов почв бореального пояса. P - плотная внутрипочвенная кора очень твердый, «каменный» горизонт, цементированный, какими либо соединениями в результате их гидрогенного поступления и отложения внутри почвенной толщи вплоть до образования почти чистого слоя этих соединений; солевая кора (петросолевой горизонт) Psa, гипсовая кора (петрогипсовый горизонт) Pcs, известковая кора (петрокальциевый горизонт) — Рса, кремневая кора (дурипэн, силкрит) Psi. М мягкая внутрипочвенная кора - мягкий, мучнистый горизонт, сформированный какими либо соединениями в результате их гидрогенного поступления и отложения внутри почвенной толщи вплоть до образования почти чистого слоя этих соединений: Мса - калише, прослой мучнистого карбоната кальция; Mcs гажа ( «шестоватый гипс» ), т. е. , прослой мучнистого гипса. N - конкреционный горизонт - рыхлый внутрипочвенный горизонт, содержащий более 50% объема различных конкреционных новообразований: Nf ортштейн (содержит железистые конкреции); Nca - канкар (содержит известковые конкреции); Z - ортзанд сплошной или состоящий из отдельных волнистых тонких прослоек (псевдофибр), сцементированный оксидами железа песчаный горизонт.

Дополнительные обозначения генетических почвенных горизонтов • • При обозначении генетических почвенных горизонтов наряду с указанными основными символами широко используются дополнительные обозначения малыми буквами латинского алфавита, которые становятся справа от основного символа горизонта, с тем чтобы подчеркнуть его специфику: са наличие карбонатов кальция; cs наличие гипса (в этом случае не отмечается наличия карбонатов); sa присутствие легкорастворимых солей (в этом случае не отмечается наличие ни гипса, ни карбонатов); t присутствие иллювиированной глины; h наличие иллювиированного гумуса; na присутствие солоноватости; m сиаллитная метаморфизация; f наличие признаков аккумуляции железа; ох ферраллитная метаморфизация; g присутствие признаков оглеения (глееватость); n присутствие конкреций; р распахиваемый горизонт; е наличие признаков элювиирования; v признаки слитости; z существенная перерытость почвенной фауной; у признаки «тиксотропности» ; cr признаки криотурбаций; х признаки самомульчирования; ag устойчивое присутствие воды (¯ag атмосферной, ag — грунтовой). Особым значком впереди символа горизонта обозначается наличие мерзлоты в почве: знак обозначает мерзлые водоупорные цементированные льдом горизонты (льдистая мерзлота); знак используется для обозначения неводоупорных мерзлых горизонтов (сухая мерзлота).

Обозначения почвенных профилей • Указанная символика генетических горизонтов позволяет записывать строение почвенного профиля соответствующим образом, например: • 0 Е ЕВ В 1 В 2 ВС С подзолистая почва; • Ap E EB Bl Bg BCg Cg дерново подзолистая пахотная глубинно глееватая почва; • A AB Bt Bca BCca выщелоченный чернозем; • А АВ Вса ВСса типичный чернозем; • А АВ Вnса ВСса обыкновенный чернозем; • A AB Bca Bcs Cca южный чернозем; • Т 1 Т 2 G торфяно глеевая почва; • AT' AT" G перегнойно глеевая почва; • Ad A Bg G дерново глеёвая почва.

Диагностические почвенные горизонты • • • • • • • В современной систематике почв США наряду с указанной общей системой генетических почвенных горизонтов используется и концепция так называемых диагностических горизонтов почв, под которыми понимаются такие специфические генетические почвенные горизонты, общие для ряда типов почв, которые могут быть использованы для их диагностики. Эти горизонты определяются комплексом качественно количественных параметров, например определенной мощностью, содержанием гумуса, насыщенностью основаниями и т. д. Эта концепция и соответствующая номенклатура диагностических горизонтов получили широкое распространение в мировом почвоведении и используются в ряде стран, хотя и с некоторыми оговорками. Дополнительно при этом введено понятие эпипедона, под которым понимаются прокрашенные гумусом поверхностные горизонты почв. Выделяются следующие диагностические горизонты, точная количественная спецификация которых может быть найдена в соответствующих руководствах, а ниже даются лишь обобщенные характеристики, достаточные для понимания общей концепции. Моллевый эпипедон (Mollic от лат. mollis - мягкий) мощный, темный, многогумусный, структурный (комковатый или зернистый), насыщенный основаниями (> 50%). Антропогенный эпипедон (Anthropic от греч. anthropos - человек) сходный по всем признакам с моллевым, но содержащий более 250 ррm P 2 O 5. Темный эпипедон (Umbric от лат. umbra - тень) сходный с моллевым по мощности, окраске, гумусированности, но отличающийся по структурности (бесструктурный или с массивной структурой) и насыщенности основаниями < 50%). Торфяный эпипедон (Histic от греч. histos - ткань) поверхностный горизонт с содержанием органического вещества более 30% при глинистом и более 20% при песчаном субстрате. Плаггеновый эпипедон (Plaggen от нем. Plaggen - дерн) поверхностный горизонт, сформированный в результате длительного унавоживания почв на приусадебных участках, имеющий мощность более 50 см и обычно содержащий включения кирпича, осколков и пр. Светлый эпипедон (Ochric от греч. ochros - бледный) гумусовый горизонт, имеющий либо светлую окраску, либо малую мощность, либо малую. гумусированность и по этим показателям не отвечающий спецификациям иных эпипедонов. Аргилловый горизонт (Argillic от греч. argillos -- глина) глинисто иллювиальный горизонт В. Подплужный горизонт (Agric от лат. ager - поле) — иллювиальный горизонт, сформированный под пахотным в результате ежегодной. вспашки на одну и гу же глубину (плужная подошва). Натриевый горизонт (Natric от лат. natrium - натрий) глинисто иллювиальный горизонт В, который в дополнение к характеристикам аргиллового горизонта имеет столбчатую или призматическую структуру и содержание обменного натрия более 15% емкости катионного обмена (ЕКО) либо сумму обменных натрия и магния более 50% ЕКО. Сомбровый горизонт (Sombric от исп. sombra - тень) внутрипочвенный гумусо иллювиальный горизонт, не располагающийся непосредственно под элювиальным горизонтом Е. Сподовый горизонт (Spodic от греч. spodos - зола) гумусо иллювиальный горизонт, располагающийся непосредственно, под элювиальным горизонтом Е или под лесной подстилкой О и содержащий иллювиированный гумус, связанный с алюминием (аморфное железо может быть, а может и отсутствовать). Слоеватый горизонт (Placic от лат. plax - плоский камень) – тонкая черная до темно красной прослойка, сцементированная железом, железом и марганцем либо железом и гумусом. Камбиевый горизонт (Cambic от лат. cambiare - изменять) глинисто аккумулятивный сиаллитно метаморфический горизонт В. Окисный горизонт (Oxic от греч. охys - кислый) глинисто аккумулятивный ферраллитно метаморфический горизонт В. Дурипэн (Duripan от лат. durus - твердый) внутрипочвенный горизонт, сцементированный кремнеземом. Фраджипэн (Fragipan от лат. fragilis - хрупкий) специфический глинистый полиэдрически структурный горизонт. Белесый горизонт (Albic от лат. albus - белый) элювиальный горизонт, из которого глина и свободное железо были удалены или в котором оксиды железа были сегрегированы до такой степени, что окраска горизонта определяется цветом первичных песчаных или пылевых частиц, а не пленками на этих частицах. Кальциевый горизонт (Calcic от лат. calcium - кальций) горизонт вторичной аккумуляции карбоната кальция. Петрокальциевый горизонт (Petrocalcic от греч. petros - камень) горизонт, сцементированный Са. СО 3 в каменную массу. Гипсовый горизонт (Gypsic от греч. gypsos - гипс) горизонт вторичной аккумуляции гипса. Петрогипсовый горизонт (Petrogypsic от греч. petros - камень) горизонт, сцементированный гипсом в каменную массу. Солевой горизонт (Salic от лат. sal - соль) горизонт аккумуляции водорастворимых солей. Серный горизонт (Sulfuric от лат. sulfur - сера) горизонт окисления сульфидов с р. Н<: 3, 5 и пятнами отложения ярозита соломенно желтого цвета. Подобная система диагкостических горизонтов использовалась ФАО при разработке диагностики почв к легенде международной Почвенной карты мира масштаба 1: 5 000, правда, с несколько иной количественной характеристикой и не в полном перечне. Большинство из перечисленных диагностических горизонтов имеют вполне определенный генетический смысл, но их содержание в ряде случаев искусственно ограничено «диагностическими» количественными критериями.

Переходы между горизонтами в профиле • • • Характер перехода между почвенными горизонтами в профиле имеет диагностическое значение и может служить в ряде случаев критерием интенсивности почвообразования, его направления и даже возраста. При этом необходимо обратить внимание как на форму границ между горизонтами, так и на их выраженность в профиле. По своей форме граница между двумя горизонтами может быть ровной, волнистой, карманной, языковатой, затечной, размытой, пильчатой, полисадной. По степени выраженности, ясности границ переход между горизонтами может быть резким, ясным, заметным или постепенным. Границы между горизонтами в профиле обычно выделяются по ряду морфологических признаков, но наиболее часто и в первую очередь по окраске, изменения которой всегда отражают изменения состава почвы. Однако переход к другому горизонту или подгоризонту не всегда сопровождается изменением окраски; иногда его можно определить лишь по структуре, сложению, плотности, характеру и обилию новообразований, наличию тех или иных включений. Выделение переходных горизонтов АВ, ВС предполагает очень постепенные переходы между горизонтами А, В и С. Наличие большого количества подгоризонтов, например В 1, В 2, ВЗ, также предполагает постепенность переходов в профиле. С другой стороны, границы горизонта Е всегда более или менее четкие, а их форма может иметь диагностическое значение. Ровные границы характерны для изогумусового, метаморфического, гидрогенно дифференцированного профилей, в то время как переход от элювиальной к иллювиальной части в текстурно дифференцированном профиле всегда характеризуется более или менее неровной границей, за исключением некоторых специфических случаев, когда образование горизонта Е связано с процессами оглеения или отбеливания. Постепенные переходы между горизонтами характерны как для молодых слаборазвитых почв на рыхлых породах, так и для очень древних почв на мощных корах выветривания, хотя причины этой постепенности разные: первичная гомогенность материнской породы и вторичная гомогенизация почвы уже на фоне совсем иного минералогического и химического состава. Чем более дифференцирован профиль на генетические горизонты, тем более четко выражены переходы между ними.

Градации переходов между горизонтами Переход Признаки Резкий Граница между соседними горизонтами прослеживается совершенно четко и может быть выделена с неопределенностью в пределах 1 см. Ясный Граница между соседними горизонтами прослеживается четко и может быть выделена с неопределенностью в пределах 1 3 см. Заметный Постепенный Граница между соседними горизонтами прослеживается с неопределенностью в пределах 3 5 см. Граница между соседними горизонтами может быть выделена с неопределенностью более 5 см.

Типы границ между горизонтами Границы Признаки Ровная Волнистая Отношение амплитуды к длине волны менее 0, 5. В зависимости от размеров длины волны может быть: мелковолнистая длина волны < 5 см; средневолнистая длина волны 5 10 см; крупноволнистая длина волны > 5 см. Карманная Отношение глубины к ширине затеков (карманов) от 0, 5 до 2. В зависимости от размеров ширины кармана может быть: мелкокарманная ширина карманов < 5 см; крупнокарманная ширина карманов > 5 см. Языковатая Отношение глубины языков к их ширине от 2 до 5. В зависимости от глубины языков может быть: мелкоязыковатой глубина языков < 10 см; глубокоязыковатой глубина языков > 10 см. Затечная Отношение глубины затеков к их ширине более 5. Размытая Граница между горизонтами столь извилиста, что вся лежит в пределах какого то слоя, выделяемого как переходной горизонт. Пильчатая Встречается очень редко и часто описывается как волнистая. Палисадная Встречается между осолоделым и столбчатым горизонтами в солонцах при хорошей выраженности столбчатой Пример

Типы распределения веществ в профиле почв • • • Систематика типов строения почвенного профиля может быть построена: А) на основе соотношения тех или иных генетических почвенных горизонтов; Б) на основе анализа распределения вещественного состава почвы по ее вертикальному профилю. В первом случае можно рассматривать какое то одно вещество или одна группа веществ (например гумус, известь, гипс, водорастворимые соли, глинистые минералы, полуторные оксиды), либо совокупность педохимически сопряженных веществ. Это распределение также определенным образом отражается и в морфологии почвы, например в окраске почвы и ее плотности, в характере и распределении новообразований. В указанном отношении почвенные профили могут быть разделены на следующие типы: - аккумулятивный профиль с максимумом накопления тех или иных веществ с поверхности при их постепенном падении с глубиной, причем кривая распределения вещества, например гумуса, может иметь регрессивно-аккумулятивный (вогнутая), прогрессивноаккумулятивный (выпуклая) или равномерно-аккумулятивный характер; - элювиальный профиль с минимумом вещества на поверхности при постепенном увеличении его содержания с глубиной, причем опять таки кривая распределения вещества, например карбоната кальция, может иметь регрессивно-элювиальный (вогнутая), прогрессивно-элювиальный (выпуклая) или равномерно-элювиальный характер; - грунтово-аккумулятивный профиль, характеризующий накопление веществ из грунтовых вод в нижней и средней части профиля; - элювиально-иллювиальный профиль с минимумом вещества в верхней части и максимумом в средней или нижней; - недифференцированный профиль с равномерным содержанием вещества по всей почвенной толще.

Типы строения почвенного профиля • • • • • • • В соответствии с характером соотношения различных горизонтов в большом разнообразии строения почвенного профиля можно выделить несколько типов, которые, вообще говоря, связаны с определенными типами почвообразования, возрастом почв и их нарушенностью природными или техногенными педо турбациями. Простое строение профиля включает в себя следующие пять типов: 1) примитивный профиль с маломощным горизонтом А либо АС, лежащим непосредственно на материнской породе; 2) неполноразвитыи профиль, имеющий полный набор всех генетических горизонтов, характерных для данного типа почвы, но укороченных, с малой мощностью каждого горизонта; 3) нормальный профиль, имеющий полный набор всех генетических горизонтов, характерных для данного типа почвы, с мощностью, типичной для неэродированных почв плакоров; 4) слабодифференцированный профиль, в котором генетические горизонты выделяются с трудом и очень постепенно сменяют друга; 5) нарушенный (эродированный) профиль, в котором часть верхних горизонтов уничтожена эрозией. Сложное строение почвенного профиля также характеризуется пятью типами: 1) реликтовый профиль, в котором присутствуют погребенные горизонты или погребенные профили палеопочв; с другой стороны, в профиле могут присутствовать не погребенные, а реликтовые горизонты, являющиеся следами древнего почвообразования, идущего сейчас по иному типу; 2) многочленный профиль формируется в случае литологических смен в пределах почвенной толщи; 3) полициклический профиль образуется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речной аллювий, вулканический пепел, эоловый нанос); 4) нарушенный (перевернутый) профиль с искусственно (деятельностью человека) или природно (например, при ветровалах в лесу) перемещенными на поверхность нижележащими горизонтами; 5) мозаичный профиль, в котором генетические горизонты образуют не последовательную по глубине серию горизонтальных слоев, а прихотливую мозаику, сменяя друга пятнами на небольшом протяжении. Академик Б. Б. Полынов делил все морфологические признаки почвы на три группы: 1) свойственные отдельным горизонтам и определяющие их; 2) рассеянные по всему почвенному профилю; 3) свойственные только части профиля, границы которой не совпадают с основными генетическими горизонтами. ) Все эти признаки далее могут быть объединены в две другие группы горизонтные (например, окраска) и внегоризонтные (например, трещиноватость). Связано это, по мнению Б. Б. Полынова, с тем, что почвообразование складывается из нескольких более или менее независимых частных процессов, каждый из которых дает свой собственный профиль распределения веществ в почве по ее глубине; при этом горизонты, сформированные одними процессами, могут не совпадать с другими горизонтами, сформированными иными процессами, например гумусово аккумуля тивные и карбонатно аккумулятивные горизонты. Это приводит к тому, что в одной и той же почве обычно сочетаются разные профили распределения для разных групп веществ. Например, в дерново подзолистой почве имеет место сочетание аккумулятивного (регрессивно аккумулятивного, резко убывающего) профиля гумуса, элювиально иллювиального профиля глинистых минералов и полуторных оксидов, элювиального профиля щелочных и щелочно земельных металлов. Сочетания указанных типов строения профиля и типов распределения веществ в профиле дают немногочисленные, но весьма характеристические для тех или иных проявлений почвообразования генетические формы почвенных профилей, среди которых выделяются следующие. Недифференцированный (примитивный) профиль, характеризующий первые стадии почвообразования либо почвы на песках; в профиле выделяются лишь горизонты А и С (R), либо он может иметь зачатки иных горизонтов, с трудом выделяемые в толще материнской породы. Изогумусовый профиль, имеющий сильно выраженную с поверхности аккумуляцию гумуса при постепенном падении его содержания с глубиной и возможную дифференциацию по водорастворимым солям, гипсу, карбонатам, но не имеющий дифференциации по более стабильным компонентам (глинистые минералы, R 2 O 3, Si. O 2, первичные минералы); гумусовый горизонт отличается большой мощностью. Метаморфический профиль слабо или сильно дифференцирован по глине и характеризуется процессом оглинивания in situ во всем профиле или в какой то его части без элювиально иллювиального перераспределения веществ, особенно глинистого материала. Элювиально-иллювиально-дифференцированный профиль (текстурно-дифференцированный профиль) — профиль почв с четко выраженными элювиальными и соответствующими им иллювиальными горизонтами. Гидрогенно-дифференцированный профиль, сформировавшийся под влиянием гидрогенной аккумуляции каких то веществ в условиях древнего или современного гидроморфизма и характеризующийся их аккумуляцией в определенной части; обычно это аккумуляция солей, гипса, карбоната кальция, гидроксидов железа, Si. O 2. Криогенно-дифференцированный профиль, фактором специфической дифференциации и педотурбаций в котором служит присутствующая на некоторой глубине многолетняя льдистая мерзлота. Антропогенно-дифференцированный (искусственный) профиль создается человеком, например при плантажной вспашке, рекультивации нарушенных земель, трансплантации почв на каменистых склонах, кольматировании понижений рельефа и их последующем дренировании. Каждая конкретная почва может быть охарактеризована с той или иной долей приближения одним из перечисленных генетических типов профиля, что имеет непосредственное диагностическое значение.

Морфологические признаки почв • • • Почва представляет собой иерархически построенную природную систему, состоящую из морфологических элементов разного уровня, под которыми понимаются любые естественные внутрипочвенные тела, образования либо включения, с четкими или диффузными границами, отличающиеся от соседних по своей форме и внешним свойствам морфологическим признакам. Морфологическую организацию почвы не надо путать со структурной организацией почвы, о которой шла речь во «Введении» . Морфологические элементы почвы это ее генетические горизонты, структурные отдельности, новообразования, включения и поры (пустоты, заполненные водой или воздухом). Морфологические признаки почвы, отличающие морфологические элементы один от другого, это форма элементов, характер их границ, окраска при определенной влажности, гранулометрический состав (механический состав, текстура), сложение, характер поверхности, плотность и твердость, некоторые определяемые без специальных приборов физические свойства (липкость, пластичность). Всякая почва представляет собой систему последовательно сменяющих друга по вертикали генетических горизонтов - слоев, на которые дифференцируется исходная материнская горная порода (почвообразуюш, ая порода) в процессе почвообразования. Эта вертикальная последовательность горизонтов получила название почвенного профиля. Почвенный профиль представляет первый уровень морфологической организации почвы как природного тела, почвенный горизонт - второй. Почвенный горизонт, в свою очередь, также не является однородным и состоит из морфологических элементов третьего уровня морфонов, под которыми понимаются внутригоризонтные морфологические элементы, исключая структурные отдельности, морфологически обособленные участки (объемы) почвы внутри генетического горизонта. С одной стороны, это могут быть разделенные трещинами или затеками материала вышележащих горизонтов блоки, состоящие из структурных отдельностей; с другой стороны это различные включения и новообразования. Однородный почвенный горизонт может представлять собой единый морфон, разделяющийся лишь на структурные отдельности, так что выделение морфонов в пределах генетических горизонтов возможно не во всех почвах и не во всех горизонтах. На четвертом уровне морфологической организации выделяются почвенные агрегаты (структурные отдельности, комки, педы), на которые естественно распадается почва в пределах генетических горизонтов либо их морфонов. Почвенные структурные отдельности могут быть разных порядков. Например, большие тумбовидные глыбы могут состоять из крупных призм, а последние из мелких ореховатых отдельностей. Однако все структурные отдельности разного порядка (разного размера) составляют один морфологический уровень. Почвенные агрегаты тоже построены очень сложно. Они состоят из микроагрегатов (минеральных, органоминеральных, органических), первичных «механических элементов» , включая отдельные минеральные зерна, микроконкреций, стяжений и других сложных новообразований микроскопического размера. Следующий, пятый уровень морфологической организации почвы можно обнаружить уже только с помощью микроскопа. Это микростроение почвы, изучаемое в рамках микроморфологии почв. Рассматривая почву как природное тело, необходимо различать следующие основные понятия. Строение почвы специфическое для каждого почвенного типа сочетание генетических горизонтов, внутригоризонтных и внегоризонтных образований, составляющее в целом почвенный профиль. Сложение почвы физическое состояние почвенного материала (в профиле почвы в целом или в ее отдельном горизонте), обусловленное взаимным расположением и соотношением в пространстве твердых частиц и связанных с ними пор (геометрия пространства, занятого почвенным материалом). Структурность почвы - способность почвы распадаться в естественном состоянии при механическом воздействии (выкапывании или вспашке) на агрегаты (структурные отдельности, комки, педы) определенного размера и формы. Структура почвы взаимное расположение в почвенном теле структурных отдельностей (агрегатов, педов) определенной формы и размеров. Состав почвы соотношение (массовое или объемное) компонентов почвенного материала, выражаемое в процентах его общей массы или объема, либо в долях единицы. Различаются фазовый, агрегатный (структурный), микроагрегатный, гранулометрический (механический, текстура), минералогический и химический состав почвы.

МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПРОФИЛЯ (ПОЧВЕННЫЙ РАЗРЕЗ) Глубина, см Схема изображения строения почвы Горизонт Глубина образца, см Описание почвенного профиля (цвет, структура, гранулометри ческий состав, влажность, новообразова ния, включения, характер перехода одного горизонта в другой).

МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПРОФИЛЯ (ПОЧВЕННЫЙ РАЗРЕЗ) • • • • Мощность почвы и отдельных ее горизонтов. Мощностью почвы называется толщина от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У различных почв мощность различна, с колебаниями от 40 50 до 100 150 см. Мощность горизонта отмечают с точностью до 1 см, при этом указывают его верхнюю и нижнюю границы, например: ; ; и т. д. Окраска почвы — наиболее доступный, и прежде всего бросающийся в глаза морфологический признак. Это существенный показатель процессов, происходящих в почве, и принадлежности ее к тому или иному типу. Недаром многие почвы получили название в соответствии со своей окраской — подзол, краснозем, чернозем и т. д. В окраске почвы, в ее оттенках и переходах ярко отражаются осо бенности почвообразовательного процесса. Поэтому наблюдения за окраской, за изменением цветовых оттенков в различных почвах, а также в одной и той же почве, но в разных ее горизонтах могут дать много для понимания сущности происходящих в почве процессов и для раскрытия происхождения почв. Окраска почв имеет и большое агрономическое значение. Практики земледельцы всех континентов с давних времен судили о качестве, о плодородии почв по их окраске. При этом плодородие почв чаще всего ставилось в зависимость от содержания гумуса, а следовательно, было связано с черной или темно серой окраской. Цвет почвы определяется окраской тех веществ, из которых она слагается, а также физическим ее состоянием и степенью увлажнения. Наиболее важны для окраски почв следующие группы веществ: 1) гумус; 2) соединения железа; 3) кремнекислота, углекислая известь. Гумусовые вещества обусловливают черную, темно серую и серую окраски. Иногда черная окраска может определяться и другими причинами. Так, в верхних горизонтах подзолистых и дерново подзолистых почв встречаются в виде очень небольших пятен (пунктуации) скопления окислов и гидратов окислов марганца, имеющих черный цвет. В болотных почвах черная окраска в некоторых случаях может быть обусловлена содержанием сернистого железа. И, наконец, темный цвет почвы может зависеть от темной окраски почвообразующей породы, на которой она сформировалась. Так, почвы, сформировавшиеся на юрских глинах или углистых сланцах, имеют темную окраску всех горизонтов. Соединения окиси железа окрашивают почву в красный, оранжевый и желтый цвета, закиси железа — всю почву или отдельные ее горизонты и участки в сизые и голубоватые тона. Встречающийся, например, в болотных почвах вивианит [Fe 3(PO 4)2× 8 H 2 O] придает им зеленовато голубой оттенок. Кремнезем (Si. O 2), углекислый кальций (Са. СО 3) и каолинит (H 2 Al 2 Si 2 O 8×H 2 O) обусловливают белую и белесую окраски. В ряде случаев заметную роль в приобретении почвой белесоватых оттенков могут играть гипс (Са. SO 4× 2 Н 2 О) и легкорастворимые соли (Na. Cl, Na 2 SO 4× 8 H 2 O и др. ). Различное сочетание указанных трех групп веществ определяет большое разнообразие почвенных цветов и оттенков. На окраску почвы влияет ее структурное состояние. Комковатые, зернистые или глыбистые почвы кажутся темнее, чем распыленные, бесструктурные. Большое влияние на окраску оказывает вода. Влажные почвы всегда более темные, чем сухие. Более темная окраска почв в полевых условиях наблюдается утром и вечером. Окраску почвы обычно трудно бывает охарактеризовать каким нибудь одним цветом, поэтому приходится указывать ее степень (например, светло бурая, темно бурая), или отмечать оттенки (например, белесая с желтоватым оттенком), или называть промежуточные тона (коричнево серая, серо бурая). Если почвенные горизонты не имеют однородной окраски, их называют пестрыми или пятнистыми. Точное определение цвета почвы требует известного навыка и опыта. С. Т. Тюремновым (1927) разработана цветовая шкала, позволяющая объективно характеризовать окраску почвы. В ряде зарубежных стран широко применяют таблицы с эталонными стандартными окрасками, при этом цвет почвы кодируется определенным цифровым индексом. В нашей стране в настоящее время для описания окраски почв методом сравнения со стандартными цветовыми шкалами Рос. НИИземпроектом издан альбом "СТАНДАРТНЫЕ ЦВЕТОВЫЕ ШКАЛЫ ДЛЯ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОДИРОВАНИЯ ОКРАСКИ ПОЧВ", который рекомендован для унификации почвенных описаний в институтах и предприятиях России. В альбом входит 9 таблиц, в которых содержится 122 стандартных цвета. Они получены путем равномерного изменения исходных цветов по светлоте и насыщенности и отбора из них тех, которые отражают возможные варианты однородной окраски почвенных горизонтов. Названия таблиц являются условными и даны в соответствии с исходными цветами. Каждый цвет в таблице имеет номер и название. Код окраски почвы слагается из номеров таблицы и цвета. Например, окраска почвы, соответствующая темно бурому цвету в таблице 4, обозначается кодом 4 9. Неоднородно окрашенные горизонты обозначаются несколькими кодами.

Визуальные методы определения окраски треугольник С. А. Захарова

Визуальные методы определения окраски квадрат И. Ф. Голубева

Визуальные методы определения окраски тетраэдр С. И. Соколова

Типы характера окраски Тип окраски Признаки Однородная Весь горизонт однообразно окрашен в какой то цвет. Равномерная однородная Тон и интенсивность окраски не меняются в пределах всего горизонта. Неравномерн ая однородная Тон и интенсивность окраски постепенно меняются от верхней части горизонта к нижней, например, от темно бурой до бурой или от темно серой до серой. Неоднородна я Горизонт окрашен в различные цвета путем чередования пятен разного цвета при разной геометрии чередования. Пятнистая Пятна какого то цвета нерегулярно располагаются па фоне другого цвета, например, охристые пятна на сизом фоне в глеевом горизонте или белесые пятна на красноватом фоне в плинтите. Крапчатая Мелкие пятнышки (диаметром до 5 мм) нерегулярно разбросаны по однородному фону другой окраски, создавая порфировидное строение окраски. Полосчатая Окраска создается регулярным чередованием полос разного цвета, например, чередование желтоватых и красноватых полосок в зебровидной глине. Мраморовидн ая Крайне пестрая окраска, создаваемая прихотливым узором пятен и прожилок разного цвета, причем прожилки обычно более светлые, чем

Международная схема описания пятнистости окраски Категория Обилие пятен Градация Характеристика Пятна занимают 2 20% площади. Много Пятна занимают более 20% площади. Мелкие Менее 5 мм в диаметре. Средние От 5 до 15 мм. Крупные Более 15 мм в диаметре. Мелкие Менее 5 мм в диаметре. Слабая Окраска пятен близка к фону, а пятна заметны лишь при внимательном рассмотрении. Заметная Окраска пятен отличается от фона, и они легко заметны. Выдающаяс я Контрастность пятен Пятна занимают менее 2% площади. Средне Размер пятен Мало Пятна резко бросаются в глаза и резко по цвету отличаются от фона. Резкость границ Резкая пятен Ясная Диффузная Окраска пятен Граница окраски как острие ножа. Переход окраски в пределах 2 мм. Переход окраски более 2 мм. Описывается в стандартных терминах с учетом цвета, оттенка, интенсивности.

Номограммы для определения степени пятнистости окраски почвы (каждая четверть квадрата содержит один и тот же процент площади пятен) 1% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 40% 50%

Виды почвенной структуры • • • Механические элементы почвы могут находиться в раздельночастичном состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в структурные отдельности (агрегаты, комки, комочки) разной формы и размера. Способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой, иными словами: «Структурой называют отдельности (агрегаты), на которые способна распадаться почва. Они состоят из соединенных между собой механических элементов» . Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в разных почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах неодинаковы. Различают три основных типа структуры: кубовидная структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям; призмовидная отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси; плитовидная отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении. Каждый из перечисленных типов в зависимости от характера ребер, граней и размера подразделяется на более мелкие единицы В зависимости от размера агрегатов структуру подразделяют на следующие группы: 1) глыбистая больше 10 мм; 2) макроструктура – 10 0, 25 мм; 3) грубая микроструктура 0, 25 0, 1 мм; 4) тонкая микроструктура меньше 0, 01 мм. Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии масса почвы или породы разделена на отдельности той или иной формы и величины. Бесструктурное, или раздельночастичное, состояние бывает тогда, когда механические элементы, слагающие почву, не соединены между собой в более крупные агрегаты, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Типичный пример бесструктурного состояния рыхлый песок. Между структурными и бесструктурными почвами встречаются переходные, у которых структура выражена слабо. В любом из почвенных горизонтов структурные отдельности не бывают одного размера и формы. Чаще всего структура в них смешанная: комковато зернистая, комковато пылеватая, комковато пластинчато пылеватая и т. д.

Диагностическое значение почвенной структуры • В морфологическом понимании структура это форма отдельностей (агрегатов), например ореховатая или призматическая иллювиального горизонта, пластинчатая подзолистого и т. д. • Различным генетическим горизонтам почв присущи определенные формы структуры. Так, комковатая и зернистая структура свойственна дерновым горизонтам, пластинчато листовая элювиальным, ореховатая иллювиальным (особенно серым лесным почвам). Призматическая структура типична для иллювиальных горизонтов подзолистых и Лесостепных почв, сформировавшихся на тяжелых покровных суглинках, или для черноземов и каштановых почв, образовавшихся на суглинистых и глинистых породах, имеющих в поглощенном состоянии натрий. • В агрономическом смысле почва считается структурной, если комковато зернистые водопрочные агрегаты размером от 10 до 0, 25 мм составляют более 55%.

Агрономическое значение почвенной структуры • • • • • Качественная оценка структуры определяется ее размером, пористостью, механической прочностью и водопрочностью. Наиболее агрономически ценными являются макроагрегаты размером 0, 25 10 мм, обладающие высокой пористостью (>45%), механической прочностью и водопрочностью. Устойчивость структуры к механическому воздействию (связность) и способность не разрушаться при увлажнении ( водопрочность) определяют сохранение почвой благоприятного сложения при многократных обработках и увлажнении. При отсутствии этих качеств структурные отдельности быстро разрушаются при обработке и выпадении дождей или орошении, и почва становится бесструктурной. Во влажном состоянии такая почва заплывает, при подсыхании образует корку. Необходимо иметь в виду, что не всякая водопрочная структура агрономически ценная. Важно, чтобы водопрочные агрегаты имели рыхлую упаковку, были пористые и обладали способностью легко воспринимать воду, чтобы в их поры легко проникали корневые волоски и микроорганизмы. При плотной упаковке агрегатов пористость их низкая (30 40%), поры тонкие, в них с трудом проникают микроорганизмы и корневые волоски. Водопрочность таких агрегатов обусловлена слабым проникновением в поры воды. Такая структура в агрономическом отношении не является ценной Агрономическое значение структуры заключается в том, что она оказывает положительное влияние на следующие свойства, а также режимы почв. физические свойства - пористость, плотность сложения; водный, воздушный, тепловой, окислительно-восстановительный, микробиологический и питательный режимы; физико-механические свойства - связность, удельное сопротивление при обработке, коркообразование; противоэрозионную устойчивость почв. Рассмотрим эти положения более подробно. При наличии агрономически ценной структуры в почве создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами преобладают некапиллярные поры, а внутри агрегатов капиллярные. Некапиллярные поры (поры аэрации) имеются также и внутри комка (рис. 12, пористость по Качинскому). В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно, поэтому в ней образуются в основном капиллярные поры. Эти особенности строения и пористости структурных и бесструктурных почв оказывают огромное влияние на водно воздушный и питательный режимы. Структурные почвы благодаря наличию некапиллярных пор хорошо впитывают влагу, которая по мере движения рассасывается комками, промежутки между комками заполняются воздухом. Воздух содержится и в порах аэрации внутри комка. В такой почве потери воды от поверхностного стока незначительны, почти вся она поглощается почвой, а наличие некапиллярных пор предохраняет почву от испарения влаги с поверхности. Следовательно, в структурной почве одновременно создаются благоприятные условия обеспечения растений влагой и воздухом. Даже при увлажнении до НВ в таких почвах сохраняется хороший воздухообмен и господствуют окислительные процессы. Достаточная аэрация при наличии доступной влаги обеспечивает лучшие условия питательного режима по сравнению с бесструктурной почвой; активнее идут микробиологические процессы, отсутствуют процессы денитрификации, образования и накопления активных несиликатных форм полуторных окислов, что ослабляет связывание фосфатов в труднорастворимые формы. Бесструктурной почвой вода поглощается медленно, значительная часть ее может теряться вследствие поверхностного стока. Сплошная капиллярная связь в толще почвы вызывает большие потери влаги от испарения. В такой почве нередко наблюдается два крайних состояния увлажнения: избыточное или недостаточное. При избыточном увлажнении все промежутки заполнены водой, воздух отсутствует. В этих условиях развиваются анаэробные процессы, ведущие к потерям азота в результате денитрификации, образованию вредных для растений закисных форм железа и марганца, накоплению подвижных несиликатных форм полуторных окислов и к закреплению фосфора в труднорастворимые формы, т. е. создается неблагоприятный питательный режим. При недостаточном увлажнении в почве много воздуха и кислорода, но растения испытывают недостаток в воде. Агрономически ценная структура, придавая почве рыхлое сложение, облегчает прорастание семян и распространение корней растений, а также уменьшает энергетические затраты на механическую обработку почвы. Более плотное сложение и повышенная связность бесструктурных почв повышают удельное сопротивление при их обработке и ухудшают развитие корней растений. Как отмечалось выше, структурная почва хорошо поглощает воду и резко снижает поверхностный сток, а следовательно, смыв и размыв почвы, а структурные комочки размером более 1 2 мм устойчиво противостоят развеванию ветром. Благоприятное влияние на агрономические свойства почв оказывает и микроструктура при условии ее пористости и водопрочности. Наилучшими являются микроагрегаты размером 0, 25 0, 05 и 0, 05 0, 01 мм. Микроагрегаты размером средней пыли (0, 01 0, 005 мм) затрудняют водо и воздухопроницаемость, способствуют повышению испаряющей способности почв. Оптимальный размер структурных отдельностей связан с зональными особенностями почв и условий земледелия. Так, во влажных зонах более крупные макроагрегаты обеспечивают лучшую водо и воздухопроницаемость, а в заболоченных почвах и водоотдачу. В засушливых условиях, где аэрация достаточна, важно ослабить испаряемость, поэтому здесь благоприятнее более мелкий размер агрегатов, но надо иметь в виду, что при наличии в верхнем слое пахотной почвы менее 50% агрегатов крупнее 1 2 мм почва становится податливой к ветровой эрозии. Рассмотренное выше агрономическое значение структуры позволяет сделать следующее общее заключение: «во всех случаях на почвах одного типа, одной генетической разности и в сходных агротехнических условиях структурная почва всегда характеризуется более благоприятными для сельскохозяйственных культур показателями, нежели бесструктурная или малоструктурная» (Н. А. Качинский).

Главнейшие виды почвенной структуры (по С. А. Захарову) • I тип: • • • • • • 1 крупнокомковатая; 2 cpeднекомковатая; 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 листоватая; 21 грубочешуйчатая; 22 – мелкочешуйчатая

Сложение почвы • Сложение – это внешнее выражение плотности и пористости почвы. • По плотности сложения в сухом и свежем состоянии различают следующие степени. • очень плотные — копать яму лопатой почти невозможно, приходится применять лом или кирку; такой плотностью характеризуются после их обработки, если почву обрабатывали в спелом состоянии; плотные — чтобы выкопать яму, требуется значительное усилие, но можно обойтись и без лома; плотным сложением отличаются иллювиальные горизонты суглинистых и глинистых почв; рыхлые — яму копать легко, а почва, сброшенная с лопаты, легко рассыпается на мелкие отдельности. Такое сложение наблюдается в суглинистых и глинистых почвах с хорошо выраженной комковато зернистой структурой и в верхних горизонтах песчаных и супесчаных почв. Рыхлое сложение отмечается также в пахотных горизонтах почв после их обработки, если почву обрабатывали в спелом состоянии; 4) рассыпчатые — это сложение характерно для пахотных горизонтов песчаных и супесчаных почв, поскольку у них механические элементы обычно не сцементированы и в сухом состоянии представляют сыпучую массу. Пористость характеризуется формой и величиной пор внутри структурных отдельностей или между ними. В зависимости от величины и расположения пор внутри структурных отдельностей различают следующие типы сложения: 1) тонкопористое — почва пронизана порами диаметром менее 1 мм; пористое — диаметр пор колеблется от 1 до 3 мм; примером подобного сложения может служить лёсс; губчатое — в почве встречаются пустоты от 3 до 5 мм; ноздреватое (дырчатое) — в почве имеются пустоты от 5 до 10 мм. Подобное сложение, обусловленное деятельностью многочисленных землероев, характерно для сероземных почв, а также для известковых туфов; ячеистое — пустоты превышают 10 мм; встречаются в субтропических и тропических почвах; трубчатое — пустоты в виде каналов, прорытых землероями. При расположении пор между структурными отдельностями различают следующие типы сложения почв в сухом состоянии: тонкотрещиноватое — ширина полостей меньше 3 мм; трещиноватое — ширина полостей от 3 до 10 мм; щелеватое — ширина полостей больше 10 мм. Сложение является важным показателем в агрономической оценке почвы • • • • •

Категории плотности сложения почвы В пределах профиля степень плотности отдельных горизонтов может сильно варьировать, например, от рыхлосложенного перегнойно аккумулятивного горизонта до очень плотного иллювиального горизонта В и далее до менее уплотненной материнской породы Категория Характеристика Очень плотное (слитное) Почва почти не поддается копке лопатой, требуется применение лома, кирки, механического бура. В сухом состоянии монолитна, крупноглыбиста. Нож не входит в почву. Механическая прочность часто обусловлена цементацией: минеральными коллоидами или же высоким содержанием монтмориллонитовых глин. Во влажном состоянии масса очень вязкая, упругая. Плотное Почва копается лопатой с большим трудом. В сухом состоянии монолитна, выбивается крупными глыбами. Нож с трудом входит в стенку разреза; физически ощущение большой твердости. Во влажном состоянии 'вязкая масса. При песчаном механическом составе высокая плотность обусловлена цементацией гидроокислами железа (плиты). Слабоуплотнен ное Почва поддается копке лопатой без особых усилий, лопата легко входит на глубину «полштыка» , при выбросе на поверхность масса почвы легко распадается на структурные отдельности. Нож входит в стенку разреза легко. Во влажном состоянии слабосвязна. Рыхлое Почва распушена, лопата погружается при нажиме на полный «штык» . Песчаная почва в сухом состоянии сыпуча, глинистая мелко структурная почва (зернистая, комковатая), рассыпчата.