Почвенный профиль Почвенный профиль — сочетание генетических

Почвенный профиль

Почвенный профиль — сочетание генетических горизонтов, характерное для каждого природного типа почвообразования. Профиль почвы образуется в результате дифференциации исходной почвообразующей породы под влиянием процессов почвообразования и характеризует изменение всех её свойств по вертикали.

p Обозначение горизонтов: А –горизонт накопления биогенного вещества подразделяется на: А 1 – гумусовый, дерновый, перегнойно-аккумулятивный; p А 2 – элювиальный (горизонт вымывания), подзолистый, обычно белесый; p В – иллювиальный (горизонт вмывания); p С – материнская порода

Строение почвенного профиля. Процессы почвообразования и перемещения веществ, происходящие в почвообразующей породе, вызывают расчленение ее верхней части на отдельные, генетически связанные между собой горизонты, которые называют почвенными. Их совокупность называется профилем. Таким образом, почвенный профиль – это вертикальный разрез почвы от ее поверхности до материнской породы. Он состоит из генетически связанных и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов. Каждый почвенный тип характеризуется определенным строением почвенного профиля. Почвенный горизонт имеет более или менее одинаковый гранулометрический, минералогический и химический состав, физические свойства, структуру, окраску и др. ; в нем могут выделяться подгоризонты

В. В. Докучаев выделил в почвенном профиле всего три генетических горизонта: А*— поверхностный гумусово-аккумулятивный; В — переходный к материнской породе и С — материнская горная порода, подпочва. С развитием почвоведения система генетических горизонтов неоднократно расширялась и совершенствовалась. Этот процесс продолжается и в настоящее время, причем для разных почвенных школ были разработаны свои критерии и символы. Однако общая докучаевская система А—В — С по своей генетической сути осталась в целом неизменной и принята для использования международным обществом почвоведов.

Почвенный профиль состоит из генетических горизонтов, которые отличаются между собой по внешнему рисунку. В зависимости от генезиса почвенные горизонты имеют соответствующие названия и буквенные обозначения (индексы). АО – лесная подстилка, состоит из полуразложившихся и неразложившихся продуктов лесного опада и остатков травянистой растительности, располагается на самой поверхности почвы. Ad – дерн, поверхностный горизонт, образующийся под травянистой растительностью (луговой), густо пронизан корнями растений. Anах – пахотный горизонт, образован из гумусового или других горизонтов на глубине постоянной обработки почвы. А – гумусовый или гумусово-аккумулятивный горизонт, образуется в верхней части профиля, выделяется высоким содержанием гумуса и элементов питания, характерен для степных почв. А 1 – гумусовый или гумусово-элювиальный горизонт. В нем происходит не только накопление гумуса, но и разрушение, вымывание органических и минеральных соединений. А 2 – элювиальный или подзолистый горизонт. Это горизонт кислого разложения минеральной части почвы и вымывания продуктов разложения и иловатых частичек в нижерасположенные горизонты. Обычно имеет беловатую окраску.

В – иллювиальный или горизонт накопления значительной части соединений, вымывающихся из вышерасположенных горизонтов. Особенно много в нем накапливается железа и алюминия. Обычно буро-окрашенный. В некоторых почвах (дерновые, черноземы и др. ) горизонт является не иллювиальным, а переходным от гумусового к материнской породе. С – материнская порода, почти не затронутая, или в слабой степени изменена почвообразовательным процессом. Т – торфяной горизонт, черно-коричневой окраски, различной мощности, встречается в профиле болотных почв. G – глеевый горизонт, образуется в гидроморфных почвах. В нем при недостатке кислорода развиваются восстановительные процессы, приводящие к образованию закисных соединений железа, марганца и др. Окраска этого горизонта обычно серо-сизая, голубая. Когда признаки глеевого процесса проявляются и в других горизонтах, тогда к их буквенному обозначения добавляют «q» – A 2 q, Bq.

p Может применяться другая система обозначения, разработанная А. Н. Соколовским: Н – (греч. humus – гумус) гумусовый горизонт; p Е – (лат. eluo – вымывать), элювиальный, соответствует А 2; p F – (лат. fluo – вмыть), соответствует иллювиальному горизонту В; p К – горизонт скопления карбонатов; p Q – горизонт гипса; p Gl – глеевый горизонт; p Т – торфяной горизонт; p Р – материнская порода; p Для обозначения переходных горизонтов, или горизонтов, в которых происходят два процесса, ставят две соответствующие буквы. Например, НЕ = гумусово-элювиальный горизонт, что соответствует А 1 А 2. Для выделения подгоризонтов достаточно отличие одного из морфологических признаков, например, цвета или структуры Каждый генетический горизонт описывают в такой последовательности: цвет, механический состав, структура, сложение, включения, новообразования и характер перехода одного горизонта в другой

p Мощность почвы и ее горизонтов. Под мощностью почвы понимают толщину ее от поверхности до слабо затронутой почвообразованием материнской породы. В различных почвах она разная. Мощность почвенного профиля колеблется от нескольких сантиметров в горах до двух метров на равнине. Средние размеры мощности почвы колеблются от 40– 50 до 250 см. Малую мощность почвенного профиля имеют почвы тундры – около 40 см, и связано это с влиянием на почвообразование вечной мерзлоты. Мощность почв территории центра России колеблется от 120 см на глинистой породе до 250 на песках. Генетические горизонты, составляющие почвенный профиль, неодинаковые по мощности – от нескольких сантиметров до 100 и более. При изучении морфологии почвы обычно отмечают верхнюю и нижнюю границу горизонта. Например: Апах 0– 20 см; А 2 – 20– 30 см и т. д. По информации о мощности горизонтов можно сделать вывод о степени выраженности почвообразовательного процесса и даже об уровне плодородия почвы. Так, например, небольшой гумусовый горизонт (-10 см) и хорошо развитый (10– 15 см) подзолистый горизонт свидетельствуют об относительно низком плодородии такой дерново-подзолистой почвы и ее повышенной кислотности.

Строение почвенного профиля столь же разнообразно, сколь разнообразны факторы, его формирующие. По характеру соотношения генетических горизонтов все почвенные профили можно объединить в две большие группы — простые и сложные (рис. 8). Простые профили разделяют следующим образом. ^ Примитивный профиль (I) имеет лишь поверхностный горизонт А 1 либо АС, лежит непосредственно на почвообразующей породе. Подобный профиль характерен для почв, находящихся на начальной стадии своего образования. ^ Неполноразвитый профиль (II) имеет все горизонты, характерные для данного типа почв, но малой мощности, укороченные. Примером таких почв могут служить некоторые горные почвы. Нормальный профиль (III) — это наиболее распространенный тип строения почвенного профиля, в котором имеется полный набор генетических горизонтов при нормальной для данных ландшафтных условий мощности горизонтов. ^ Слабодифференцированный профиль (IV) — практически не расчлененный на горизонты, растянутый, монотонный. Характерен для почв, формирующихся на почвообразующей породе, бедной легко выветривающимися минералами. Такими породами могут быть и кварцевые пески, и древние ферраллитные коры выветривания.

Нарушенный (эродированный) профиль (V) имеют почвы, подвергающиеся водной, ветровой или пахотной эрозии. Среди сложных профилей выделяют: Погребенный (реликтовый) профиль (I) содержит два и более профиля или отдельные горизонты, соответствующие былому и современному почвообразованию. ^ Многочленный профиль (II) формируется на многочленных почвообразующих породах разного строения и выделяется в тех случаях, когда смена породы происходит в пределах почвенного профиля (примерно в 100 см от поверхности). ^ Полициклический (реликтовый) профиль (III) характерен для почв, формирующихся в условиях периодического отложения почвообразующего материала.

Гумусообразование (гумификация). Гумификация — сложный биологический и физико-химический процесс трансформации промежуточных высокомолекулярных продуктов разложения органических остатков в особый класс органических соединений — гумусовые кислоты: фульвокислоты, гуминовые кислоты и гумин. Гуминовые кислоты (ГК) легко осаждаются водородом минеральных кислот и двух—трехвалентными катионами (Са 2+, Mg 2+, Fe 3+, Al 3+) из растворов. Гуминовые кислоты, выделенные из почвы в виде сухого препарата, имеют темно-коричневый или черный цвет, среднюю плотность 1, 6 г/см 3. Элементный состав гуминовых кислот в процентах по массе составляет: С — 50— 62; Н — 2, 8 — 6, 6; О — 31— 40; N — 2 — 6. Содержание углерода максимально в черноземах и уменьшается по мере продвижения в сторону гумидных и аридных почв. Молекула ГК имеет сложное строение.

Фульвокислоты (ФК) — группа гумусовых кислот, остающихся в растворе после осаждения гуминовых кислот. Это высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. От ГК отличаются светлой окраской, более низким содержанием углерода, растворимостью в кислотах и способностью к кислотному гидролизу. Негидролизуемый остаток — гумин — это совокупность ГК и ФК, прочно связанных с минеральной частью почвы, а также трудноноразлагаемых компонентов остатков растений: целлюлозы, лигнина, углистых частиц. Распад органического вещества — сложный и длительный процесс частичного или полного превращения сложноорганизованных структур и молекул в более простые, в том числе в продукты полной минерализации (С 02, NH 3, H 20 и др. ).

Минерализация органического вещества — комплекс физико- химических и биохимических окислительно-восстановительных микропроцессов, приводящих к полному разложению органических остатков и собственно гумусовых веществ до конечных продуктов окисления — окислов и солей. Этот процесс — составная часть круговорота углерода, так как обусловливает освобождение и переход в доступную форму основных элементов минерального питания растений.

p Новообразования в почвенной массе представляют собой ясно видимые скопления различных веществ, имеющих вторичное происхождение, в пустотах почвы или на поверхности структурных агрегатов. Они генетически связаны с почвой и могут выпадать в осадок из почвенных растворов. Все новообразования можно разделить прежде всего на две разные по характеру и количеству группы — минеральные и органические. Все минеральные новообразования по химическому составу в свою очередь разделяются на несколько групп.

Минеральные новообразования. Оксиды кремния — кремнеземистая присыпка — белый мучнистый налет (пудра) на поверхности структурных элементов или на изломе почвы; гнездовые скопления — мелкие белесые мучнистые пятнышки, вьщеляющиеся на фоне горизонта; прослои или целые горизонты, представляющие собой белую мучнистую аморфную массу. ^ Окисное железо — бурые и ржаво-бурые пятна, вьщеляющиеся на общем фоне горизонта или по отдельным пустотам, характеризуют начальную стадию накопления оксидных форм железа; рудяковые зерна — плотные стяжения, конкреции размером до 1 мм, свободно отделяющиеся от основной массы почвенного мелкозема (сцементированы они очень плотно и разрушаются с большим усилием); ортштейны — сцементированные рудяковые зерна, слившиеся в ноздреватую или сплошную массу камнеподобного вида (очень прочные, действию ножа или лопаты не поддаются, пробиваются ломом или киркой); ортзанды — плотные коричнево-бурые прослои, состоящие из песчаных частиц, сцементированных оксидами железа (практически водонепроницаемые, разрушаются с большим трудом); псевдофибры — извилистые мраморовидные тонкие желто-бурые прослойки, выделяющиеся на светлом фоне почвенной массы. Ортзанды и псевдофибры свойственны почвам песчаного гранулометрического состава.

Закисное железо — голубовато-сизые пятна, языки и разводы, выделяющиеся на общем фоне горизонта; сизоватые прожилки закисного железа по мелким порам. Нередко в полевых условиях под действием кислорода воздуха закисное железо окисляется и переходит в форму трехвалентного. Вследствие этого сизый цвет относительно быстро меняется на ржаво-бурый или бурый.

Группа новообразований углекислого кальция и магния (карбонаты). Характерный признак этих новообразований — выделение диоксида углерода при взаимодействии с НС 1, что дает эффект вскипания ( «вскипание карбонатов» ). Карбонатная плесень — белый мучнистый налет на поверхности структурных агрегатов или на изломе почвы; карбонатные трубочки — выделения карбонатов по порам, заметные на общем фоне почвенной массы в виде белых нитей или точек; карбонатный псевдомицелий или карбонатная лжегрибница — массовое скопление карбонатных трубочек, образующих сложную причудливую сетку; карбонатная белоглазка — мучнистые стяжения углекислого кальция и магния, выделяющиеся на фоне горизонта в виде белых пятен, от почвенной массы практически неотделимы; карбонатные журавчики — плотные стяжения причудливой формы размером от 3 — 5 мм и более, свободно отделяющиеся от почвенной массы.

Группа новообразований легко и среднерастворимых солей. Солевые выцветы — белый или желтовато-белый мелкокристаллический налет на поверхности структурных агрегатов или на поверхности почвы; солевая корочка — преимущественно белая тонкая (1 — 2 мм) сплошная или прерывистая корочка на поверхности почвы; кристаллы — обычно желтого или чисто белого цвета, состоящие из сернокислого кальция (гипса); розы или друзы — скопление кристаллов гипса, имеющих причудливую форму и свободно отделяющихся от почвенной массы. Новообразования этой группы в отличие от карбонатных новообразований с НС 1 не реагируют

Органические новообразования. К ним относятся гумусовые потеки — серые или буровато-серые полосы преимущественно вертикального направления, выделяющиеся на общем фоне почвенной массы; гумусовая пленка или гумусовый налет - серая, темно-серая или коричнево-серая пленка или корочка на поверхности структурных агрегатов (во влажном состоянии блестящая — лакированная); копролиты — структурные комочки или зернышки, пропущенные через кишечник дождевых червей и насекомых; кротовины — пятна, резко очерченные или расплывчатые, хорошо выделяющиеся на общем фоне почвенной массы. Образуются в результате перемещений землероев. Включения в почве представлены инородными телами, резко отличающимися по внешнему виду и составу от почвенной массы и не принимающие непосредственного участия в почвообразовании.

Сложение почвы p ^ Сложение и степень уплотнения почвы характеризуют внешнее проявление порозности почв. По характеру пустот или полостей, присутствующих в почвенной массе, почва может иметь следующее сложение: пористое, губчатое, ячеистое, трещиноватое. Пористое сложение — почвенная масса пронизана тонкими круглыми отверстиями диаметром 1 — 2 мм; губчатое сложение — почвенная масса пронизана крупными, преимущественно округлыми отверстиями диаметром до 5 мм; ячеистое сложение — почвенная масса принизана извилистыми пустотами шириной 10 мм и более; трещиноватое сложение — почвенная масса рассечена трещинами — прямыми или извилистыми. По степени уплотненности в полевых условиях почвы разделяют на: рыхлые, рассыпчатые, уплотненные, плотные и слитые. Рыхлая почва — почвенная масса свободно распадается на отдельные гранулометрические элементы (пылинки, песчинки). Рассыпчатая почва — почвенная масса распадается на структурные агрегаты (зерна, орехи, комки), образованные из отдельных сцементированных гранулометрических элементов. Уплотненная почва — лезвие ножа входит в стенку разреза почти полностью с небольшим усилием. Плотная почва — лезвие ножа входит в почвенную массу частично (необходимо большое усилие).

Органическое вещество и органические профили почв Потенциальными источниками органического вещества почвы можно считать все компоненты биоценоза, которые попадают на поверхность почв или в толщу почвенного профиля и участвуют в процессах почвообразования. Органическое вещество (ОБ) — это совокупность живой биомассы и органических остатков растений, животных, микроорганизмов, продуктов их метаболизма и специфических новообразованных органических веществ почвы — гумуса (рис. 9). В разных природных зонах запасы биомассы биоценозов неодинаковы. Наземный и корневой опад и продукты метаболизма высших растений дают основной материал, из которого формируется органическое вещество почв.