Строение почвенного профиля




Лекция 2

Почвы обладают внешними, так называемыми морфологическими признаками, которые отражают внутренние процессы, происходящие в почвах, их происхождение (генезис) и историю развития. Почвенная особь — представление почвы, как некоторого организма, обладающего целостностью и отличного от других организмов-особей. Особь должна иметь обозначенные пространственные границы. По аналогии с биологией группа особей одного вида представляет популяцию. Популяция занимает ареал обитания. Особи различаются между собой как по внешнему виду (морфологии), так и по составу. Следовательно, существуют почвенные индивидуальности.

Почвенный индивидуум представляет собой трехмерное тело, сверху ограниченное атмосферой, с боков — другими индивидуумами или непочвенными образованиями. Нижняя граница всегда вызывала споры, так как переход осуществляется постепенно. Чаще всего резкая граница возникает между почвой и подстилающей породой (граниты, сланцы, песчанный аллювий и др.). Сложнее дело обстоит с материнскими породами, где граница не столь однозначна. Материнские породы по Глазовской сами являются почвенным образованием, только их образование протекает более длительно, по сравнению с почвообразованием. Считается, что границей почвы является мысленная черта между почвами со следами современного почвообразования и породой не имеющих их.

Почва размещается в пространстве по вертикальной оси между дневной поверхностью и геологическим субстратом, а по горизонтальной оси почва распространяется вплоть до непочвенных образований, например, глубоких водоемов, ледников, скальных выходов и т. д. отличаются друг от друга по мощности деятельной толщи. Например, почва А имеет нижнюю границу деятельной толщи — 61—100 см по оси. Соседние почвы имеют мощность деятельной толщи свыше 100 см, или меньше 61 см.

Педон. Педон является наименьшим объемом, который можно рассматривать как индивидуальную почву. В руководстве по почвенной съемке педон определен следующим образом (Soil Survey Staff, I960).

Педон — реально существующий наименьший естественный объем, который может быть назван почвой, но достаточно протяженный, чтобы выявить все почвенные горизонты и их соотношения. Педон имеет три измерения. Его нижняя граница несколько неопределенна и условна, являясь границей между почвой и «непочвой». Горизонтальное простирание достаточно велико, чтобы можно было исследовать природу имеющихся горизонтов, поскольку мощность их может колебаться вплоть до выклинивания горизонта. Площадь педона колеблется от 1 до 10 м2 в зависимости от изменчивости горизонтов. Если горизонты прерывисты или цикличны в своем распространении или же регулярно повторяются на расстоянии 2—7 м, педон состоит из половины цикла.

Почвенный горизонт представляет собой часть толщи почвы, более или менее параллельную дневной поверхности, свойства которой определяются почвообразовательным процессом (Soil Survey Staff, 1962). Почвенные горизонты — это реально существующие части, компоненты почвенного индивидуума, простирающиеся в горизонтальном направлении по осям х и у, а в вертикальном – по оси z.

Каждый педон включает набор вариаций мощностей горизонтов на небольшой площади. Если цикл оказывается меньше 2 м или если все горизонты непрерывны при одинаковой мощности, педон имеет площадь 1 м2. Вместе с тем в этих пределах в каждом педоне укладываются все вариации мощности горизонтов. Форма педона грубо шестиугольная, и ни одно боковое измерение не должно сильно отличаться от остальных.

Рисунок 1 — Полипедон имеет границы: 1 — с другими полипедонами, 2 — между педонами, 3 — границы почвенных слоев (горизонты), 4 — границы между структурными элементами иллювиальных горизонтов.

 

Рисунок 2 — Положение педона в почвенном ландшафте и элементы его строения


Морфология почв

Почвы обладают внешними, так называемыми морфологическими признаками, которые отражают внутренние процессы, происходящие в почвах, их происхождение (генезис) и историю развития. Морфологические признаки — внешние признаки почвы, по которым ее можно отличить от горной породы или одну почву от другой, а также приблизительно судить о направлении и степени выраженности почвообразовательного процесса. Главные морфологические признаки почвы: строение почвенного профиля, мощность почвы и ее отдельных горизонтов, форма границ, окраска, структура, гранулометрический состав, сложение, новообразования и включения. Если подходить к морфологии как науке, изучающей форму тел, то чисто морфологических признаков не много: форма границ слоев, структура, формы новообразований. Таким образом, такие признаки как цвет, мощность, пластичность являются физическими свойствами, но исторически сложилось. Почвоведение являлось частью геологической науки, и морфология почв строилась по аналогии с морфологией минералов. В минералогии точно так же как в почвоведении, физические признаки рассматриваются как морфологические (Булах). Используемые признаки описывают внешний вид объекта, и скорее их следует называть фенологические. Но, как в минералогии, так и в почвоведении фенологические признаки называют морфологическими, а раздел науки, который изучает эти свойства принято называть морфологией почв.

Строение почвенного профиля

При выветривании горных пород от поверхности их свойства изменяются скачкообразно, так что формируются слои, обладающие схожими морфологическими признаками. Это результат генезиса почвы, постепенного развития ее из материнской породы, которая дифференцируется на слои в процессе почвообразования. Так как слои формируются примерно параллельно поверхности, то принято их называть горизонтами. Каждый горизонт имеет комплекс морфологических признаков. Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется почвенным профилем почвы.

Генетические почвенные горизонты — это однородные, обычно параллельные поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам (табл. 1). Обозначения горизонтов будем выделять полужирным шрифтом.

Таблица 1 — Соответствие объектов и системных элементов в морфологии почв

Объекты   Системы
Слой Горизонт
Почвенный индивидуум Почвенный профиль

Почвенный профиль — определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов почвы. Слово генетический используется в смысле закономерного их происхождения одного из другого в почвообразовании.

 

Рисунок 1 — Формирование почвенных слоев на рыхлых грунтах

Рисунок 2 — Генетически обусловленная взаимосвязь между горизонтами при саморазвитии почвенного профиля чернозема

Обозначения: А1 — гумусовый горизонт, АВ — переходный, В1, В2, В3 — иллювиальные горизонты, ВС, СD — переходный, С — материнская порода, D — подстилающая порода;

1,2 — приметивно-щебнистые почвы на элювии скальной породы, 3,4,5,6 — полноразвитые почвы на элювии скальной породы, 7,8,9 — полноразвитые почвы на древней коре выветривания

 

По «формуле» Докучаева-Коссовича телом почвы считается толща, состоящая из горизонтов А и В, тогда нижняя граница почвы определится по отсутствию признаков горизонта В. Тогда мощность почвы — суммарная мощность всех горизонтов А и В. Горизонты С и D из расчета мощности почв должны быть исключены. Мощность почвы — это толщина ее от поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У разных почв мощность неодинакова, от 10—50 см до 150— 200 см и более.

Выделяются 3 типа почвенных горизонтов — органо-аккумулятивный (группа А, Т), элювиальные — теряющие подвижные в почве вещества (группа Е), иллювиальные (группа В), аккумулирующие ил, полуторные окислы и т.д. Элювиальные — слои, из которых происходит вымывание вещества, иллювиальные — слои, куда они вмываются.

Наиболее распространенным в нашей стране является использование следующих символов генетических горизонтов почв:

Горизонт Ао — лесная подстилка или степной войлок. Представляет собой опад растений на различных стадиях разложения — от свежего до полностью разложившегося. Это самая верхняя часть почвенного профиля. Встречается только в естественных почвах.

В почве могут находиться зерна кварца возрастом несколько миллиардов лет, свежие зерна кальцита, тысячелетние обломки глиняной посуды, органическое вещество, образовавшееся в почве пять тысяч лет назад, и лесная подстилка возрастом всего несколько недель. Задача, поставленная почвой почвоведу, — научиться прочитать все эти записи.

Горизонт А — гумусовый горизонт. Чаще всего наиболее темно окрашенный горизонт в верхней части почвенного профиля, в кото­ром происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы. Цвет этого горизонта варьируется от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что зависит от состава и количества гумуса. Мощность гумусового горизонта колеблется от нескольких сантиметров до 1,5 м и более.

Горизонт Т — торфяный горизонт. Содержание органического вещества более 70% со степенью разложенное менее 50%. Поверхностный органогенный горизонт с содержанием органического веще­ства от 30 до 70%, состоящий из разложенных органических остатков (степень разложения — больше 50%) и гумуса с примесью минеральных компонентов, называют перегнойным горизонтом.

Горизонт Ап или Апах — пахотный. Горизонт, измененный про должительной сельскохозяйственной обработкой, сформированный из различных почвенных горизонтов на глубину вспашки — обычно 25—30 см. Встречается только в пахотных почвах.

Горизонт Е — элювиальный (подзолистый или осолоделый). Формируется под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт, обедненный гумусом и другими соединениями, а также илистыми частицами за счет вымывания их в нижеле­жащие слои и относительно обогащенный остаточным кремнеземом.

Горизонт В переходный или иллювиальный. В первом случае (черноземный тип почвообразования) в этом горизонте не наблюдается существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт В является переходным слоем к почвообразующей породе, характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, разложения первичных минералов. Во втором случае (подзолистый тип почвообразования) горизонт В располагается под элювиальным горизонтом и представляет собой бурый, охристо-бурый, красновато бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов.

Горизонт G — глеевый. Характерен для почв с постоянно избыточным увлажнением (болотных, тундровых, аллювиальных и др.), которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты — сизую, серовато-голубую или грязно-зеленую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитость, вязкость и т. д.

Горизонт С — материнская (почвообразующая) горная порода. Из этой породы сформировалась данная почва. На этой глубине порода уже не затронута специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т. д.).

Горизонт Д — подстилающая горная порода. Эта порода залега­ет ниже материнской (почвообразующей) и отличается от нее по сво­им свойствам (главным образом по литологии). Встречается только в случае перекрывания горных пород.

Кроме указанных горизонтов выделяются переходные горизонты, для которых применяются двойные обозначения, например АЕ — горизонт, прокрашенный гумусом и имеющий признаки оподзоленности; ЕВ — горизонт, имеющий черты подзолистого горизонта (Е) и иллювиального (В); ВС — переходный горизонт от переходного к материнской породе и т. д.

Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов. Поэтому некоторые из них могут в том или ином профиле отсутствовать.

Мощность почвенного горизонта — это толщина горизонта от поверхности почвы или границы вышележащего горизонта до границы нижележащего горизонта. Границы почвенных горизонтов и подгоризонтов устанавливают по совокупности всех признаков (цвет, структура, сложение, плотность и др.).

Типы строения почвенного профиля. Почвенный профиль специфичен для каждого типа почвообразования. По характеру соотношения генетических горизонтов выделяют ряд типов почвенных профилей. Профиль — последовательность почвенных горизонтов.

Тип профиля определяется типом почвообразования, возрастом почвы, обуславливающие глубину преобразования вещества материнских пород.

Профиль может быть трансформирован природными или антропогенными педотурбациями. В общем виде почвенный профиль выражает послойное изменение различных свойств почвы.

Различают простое и сложное строение почвенного профиля.

Простое строение почвенного профиля включает пять типов:

1. Примитивный профиль имеют молодые почвы, когда почвообразованием затронута лишь поверхностная часть породы. Мощность такого профиля составляет несколько сантиметров, и он слабо дифференцирован на горизонты.

2. Неполноразвитый профиль свойственен почвам, формирующимся на массивно-кристаллических плотных породах или крутых склонах. Мощность профиля -- несколько десятков сантиметров. При этом представлен полный набор генетических горизонтов, присущих дан ному тину почвообразования, но с небольшой их мощностью. Такие профили часто имеют горные почвы.

3. Нормальный профиль характерен для зрелых почв, формирующихся на рыхлых породах в равнинных условиях. Почвы имеют полный набор генетических горизонтов, свойственных данному типу почвообразования.

4. Слабодифференцированный профиль присущ почвам, развивающимся на породах, бедных легко выветривающимися минералами (кварцевые пески, древние ферраллитные коры выветривания). Генетические горизонты слабо выражены, выделяются с трудом и очень постепенно сменяют друг друга.

5. Нарушенный (эродированный) профиль имеют эродированные почвы, верхняя часть профиля которых уничтожена эрозией.

Сложное строение почвенного профиля также включает пять типов:

1. Реликтовый профиль содержит различные по генезису погребенные горизонты (иногда целые профили) или горизонты, характерные для предшествующих фаз почвообразования.

2. Многочленный профиль свойственен почвам, формирующимся на многочленных породах при их смене в пределах почвенной толщи.

3. Полициклический профиль формируется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речного аллювия, вулканического пепла, эоловых наносов).

4. Нарушенный (перевернутый) профиль образуется при перемещении нижних горизонтов на поверхность почвы. Причины могут быть как антропогенные (например, при плантажной вспашке), так и природные (ветровал в лесу, деятельность землероев).

5. Мозаичный профиль образуется при большой пространственной неоднородности сочетания генетических горизонтов на стыке резко различных почвенных ландшафтов.

Почвенные профили разделяют по характеру распределения веществ на 5 типов:

1. Аккумулятивный профиль имеют почвы с максимальным накоплением тех или иных веществ с поверхности и снижением их содержания с глубиной (например, распределение гумуса). При этом кривая распределения вещества может быть вогнутой (регрессивно-акку­мулятивный профиль), выпуклой (прогрессивно-аккумулятивный) и прямой (равномерно-аккумулятивный).

2. Элювиальный профиль характеризуется минимумом вещества на поверхности и увеличении его содержания с глубиной (например, распределение карбоната кальция). Кривая распределения вещества может быть вогнутой (регрессивно-элювиальный профиль), выпуклой (прогрессивно-элювиальный) и прямой (равномерно-элювиальный).

3. Элювиально-иллювиальный профиль наблюдается при минимуме вещества в верхней части и максимуме в средней или нижней.

4. Грунтово-аккумулятивный профиль отличается накоплением веществ из грунтовых вод в нижней и средней части профиля.

5. Недифференцированный профиль характеризуется равномерным содержанием вещества по всей почвенной толще.

Окраска почвы

Цвет почвы — наиболее доступный для наблюдения физический признак, используемый в морфологии почв. Он широко используется для присвоения названий почвам в почвенной классификации (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и др.). Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования и влажности.

Наиболее важны для окраски почв три группы веществ. Гумусовые вещества придают почве черную, темно-серую и серую окраску; соединения железа — красную, оранжевую и желтую, а соединения железа — сизую и голубоватую окраску; кремнезем, карбонат кальция, каолинит, а также гипс и легкорастворимые соли — белую и белесую окраски. Различное сочетание указанных групп веществ определяет большое разнообразие почвенных цветов и оттенков.

Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета. Чем большее количество гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов разложения минеральной ча­сти почв), осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в почве кремнезема, каолина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей.

Почвы редко бывают окрашены в какой-либо один чистый цвет. Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (например, серо бурая, белесовато-сизая, красновато-коричневая и т. д.), причем название преобладающего цвета ставится на последнем месте.

При определении окраски почвы в полевых условиях необходимо учитывать влажность почвы и степень освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более темную окраску, чем воздушно-сухая. В тени почва выглядит темнее, чем на солнце.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: