Лекция №2. Структурные уровни изучения почвы.
Положение почвы в пространстве. Методы исследования почв.
Согласно современным представлениям, почва является сложной системой, имеющей многоуровневую структурную организацию. В основу методологии при изучении почв положен системный метод, определяющий почву как сложную систему с большим разнообразием внутренних и внешних связей и со сложной структурной организацией. Каждый иерар-хический уровень требует своих подходов и методов исследования.
Наиболее низким структурно-организационным уровнем является атомарный, который используется при изучении естественной или искусственной радиоактивности почв. Материальными элементами этого уровня служат радиоактивные изотопы.
Второй уровень - кристалломолекулярный или молекулярно-ионный, где в качестве элементов выступают молекулы и ионы в почвенном растворе и воздухе, а также на поверхности твердых почвенных частиц.
Третий уровень структурной организации – уровень элементарных поч-венных частиц. Элементами этого уровня служат «элементарные почвенные частицы», выделяемые из почвы при гранулометрическом анализе в виде фракций разного размера (песок крупный, средний, мелкий, пыль крупная и т.д.).
Агрегатное состояние почв, почвенные агрегаты – четвертый структурный уровень организации почвы, включающий почвенные микро- и макроагрегаты, специфические новообразования: конкреции, натеки, пленки,
новообразования солей, извести, не образующие сплошных горизонтов, но встречающиеся изолированно в почвенной массе.
Пятый структурный уровень обнаруживается при переходе почвенного агрегата к горизонту. Морфологические признаки, состав, строение и свойства генетических горизонтов позволяют диагностировать почвенные процессы и почвенные разности. Закономерное сочетание отдельных почвенных горизонтов формирует почвенный профиль (почвенный индивидуум), характеризующий почву как особое природное тело.
Почва - природное тело, имеющее протяженность в трех измерениях пространства. Как всякое природное тело, она имеет свое положение в пространстве, объем и границы. Верхняя граница – поверхность раздела между почвой и атмосферой, то есть поверхность суши Земли. Нижняя граница почвы определяется глубиной, на которую произошло изменение исходной горной породы в процессе почвообразования. Однако для решения этого вопроса были предложены разные критерии. Так, В.В. Докучаев предложил принимать за нижнюю границу почвы максимальную глубину образования гумусовых веществ (только горизонты А и В). Костычев П.А. считал, что нижняя граница почвы определяется глубиной проникновения корневой системы растений. Высоцкий Г.Н. считал, что нижняя граница почвы определяется глубиной ее ежегодного промачивания атмосферными осадками. Таким образом, нижняя граница почвы обусловлена целями ее рассмотрения: изучение почвы как естественно-исторического тела, как среды обитания или как объекта сельскохозяйственного производства. Боковые границы почвенного тела трудно выделить, поскольку почвенный покров Земли является сплошным и почвы переходят из одной в другую обычно постепенно, без резко выраженных границ раздела. В почвоведении принято определение боковых границ почвы как вертикальных поверхностей раздела между соседствующими почвенными индивидуумами. В зависимости от типа почвы и ее строения горизонтальные размеры почвенного индивидуума могут колебаться от 2-3 м2 до десятков и сотен квадратных метров.
Методы научного исследования почв в почвоведении
К основным источникам информации при изучении почв и почвообразовательных процессов относятся следующие:
1. Изучение вещественного состава и материальных свойств почвенных тел.
2. Изучение закономерностей распределения почв по поверхности земного шара, сопряженное с факторами и условиями почвообразования.
3. Непосредственное изучение почвообразовательных микропроцессов и их сочетаний – почвенных режимов, включая явление обмена веществом и энергией между почвой и другими природными телами.
4. Моделирование почвообразовательных процессов (в особенности мик-ропроцессов и частных почвообразовательных микропроцессов) в лабораторных и полевых опытах.
Существует несколько различий между образующимися почвами:
1. Различия в составе материнских горных пород и в составе растительности.
2. Зависимость от других факторов почвообразования - рельефа и климата, микропроцессы, участвующие в формировании почвенного профиля и от-дельных его элементов, протекают с разной скоростью и с разной продолжи-тельностью.
3. Возраст почвы.
В современных почвах сочетаются признаки и свойства, унаследованные от материнской породы и от прошлых периодов и стадий почвообразования. Поэтому первым принципом исследования почв является профильное изучение. Второй принцип исследования основан на непрерывности изучения почвенного профиля почвы. Несоблюдение этого принципа может привести к потере слабо выраженных, но важных особенностей строения почвенного профиля или отдельных почвенных горизонтов. Следует указать, что данному принципу не противоречит возможность и необходимость отдельного изучения в почвенном горизонте новообразований: конкреций, ортштейнов, примазок, пленок. Третий принцип изучения почв и почвообразовательных процессов заключается в необходимости одновременного изучения процессов обмена веществом между почвой и другими природными телами. Четвертый принцип состоит в необходимости изучения и измерения многих свойств и признаков во времени, так как многие почвообразовательные процессы протекают со значительной скоростью. Пятый принцип гласит, что любое исследование почвы должно включать статистическое изучение варьируемости изучаемых свойств и состава почв. Шестой принцип - необходимость комплексности исследования. Седьмой принцип исследования заключается в необходимости количе-ственного (мера и вес) выражения результатов исследования.