Вертикальная толща всякой почвы, которая называется почвенным профилем, расчленяется на ряд генетически связанных между собой горизонтов. Каждый горизонт характеризуется совокупностью внешних (морфологических) признаков. Как совокупность горизонтов, из которых состоит профиль почвы, так и внешние признаки каждого горизонта отражают характер почвообразовательного процесса, поэтому-то различные типы почв по совокупности внешних признаков можно отличить друг от друга. К числу внешних (морфологических) признаков почвы относятся: цвет, структура, сложение, новообразования, включения, гранулометрический состав, строение и мощность. Первые шесть признаков изучают в каждом генетическом горизонте профиля; строение и мощность исследуют в пределах профиля в целом. Кроме того, при изучении морфологических признаков определяют вскипание почвы.
Цвет. Основными соединениями, обусловливающими цвет отдельных горизонтов почвы, являются: гумусовые вещества, окрашенные в черные и коричневые тона; окисные соединения железа и соединения марганца, дающие гамму желтых, оранжевых, красных и фиолетовых оттенков; кремнезем, углекислая известь, каолинит, гидрат окиси алюминия и легкорастворимые соли (хлориды и сульфаты), окрашенные в белый цвет; закисные соединения железа, имеющие сизоватую и голубоватую окраску, характерную для глеевых горизонтов болотных почв. Необходимо отметить, что окраска горизонтов почвы обычно не имеет ярких, чистых тонов, преобладают смешанные, тусклые тона. При описании окраски поэтому приходится детализировать тон словами «темно» и «светло» или отмечать тон двойным названием (например светло-серая, белесовато-палевая, черная с буроватым оттенком и т. д.). Нужно указать сравнительную характеристику цвета горизонта, пользуясь выражениями «светлее» или «темнее», чем предыдущий горизонт. Окраска горизонта может быть однородной и равномерной для всей его толщи, или неоднородной и неравномерной. Окраска почв имеет большое агрономическое значение. Мощный темноокрашенный верхний горизонт свидетельствует о высоком плодородии почвы вследствие накопления значительного количества гумуса. Появление белесого мучнистого на ощупь горизонта, лишенного карбонатов кальция, указывает на обеднение почвы элементами питания и развитие подзолообразовательного процесса. Голубая или сизая окраска горизонтов в средней или нижней части профиля указывает на заболоченность почв. Многие почвоведы для сравнения цветовых различий между горизонтами применяют «примазки», делаемые на бумаге почвой, растертой с водой до жидкого мажущего состояния. Для определения цвета почвенных горизонтов возможно использование цветовых шкал (Munsell Soil Color Charts, 1990).
Структура. Структурой называют отдельности (агрегаты), на которые расчленяется масса почвы. Различные почвы, а в пределах одного профиля и различные горизонты могут иметь неодинаковую структуру. Важным свойством структуры является степень ее водопрочности, т. е. устойчивости против размывающего действия воды. Водопрочная структура придает горизонту благоприятные для растений водно-воздушные свойства и улучшает питательный режим. Высокой степенью водопрочности обладают зернистая и ореховатая формы структуры, меньшей – комковатая структура; неводопрочны плитовидная и призмовидная структуры. Агрономически ценной структурой для пахотных горизонтов почв являются все виды зернистой, средне- и мелкоореховатая и среднекомковатая структуры. Существенным признаком при определении характера структуры почв является степень ее выраженности и однородности. В одних почвах структура выражена хорошо и представлена агрегатами одинаковой величины и формы, в других почвах структура выражена плохо и неоднородна, структурных агрегатов мало, они имеют различную величину. В некоторых почвах профиль или отдельные горизонты его лишены структуры и представлены массой песчаных, пылеватых и иловатых частиц, не соединенных в агрегаты. Такие почвы называются бесструктурными. Состояние твердых частиц в них может быть раздельночастичным или сцементированным в сплошную массу. Раздельночастичное состояние твердых частиц характерно для песчаных почв, сцементированное – для бесструктурных глинистых и суглинистых почв. При изучении структурности необходимо определить степень выраженности и однородности, форму и величину структуры и водопрочность. Степень выраженности отмечают двумя градациями: хорошо и плохо; степень однородности – также двумя градациями: однородная или неоднородная. Далее определяют тип структуры, тщательно исследуя отдельные наиболее типичные агрегаты по форме и степени выраженности граней и ребер. Наконец, на миллиметровой бумаге измеряют величину агрегатов и уточняют название. Для определения водопрочности несколько структурных отдельностей помещают в фарфоровую чашечку и заливают воду. Водопрочные структурные отдельности длительное время (иногда несколько часов) остаются без изменения, неводопрочные структуры распадаются при пропитывании водой на элементарные частицы песка, пыли, ила. Определение структурности отдельных горизонтов профиля имеет большое значение для установления как типа почвы, так и степени ее плодородия. Зернистая структура образуется в богатых гумусом почвах, поглощающий комплекс которых насыщен кальцием. Эта структура характерна для черноземов. В серых лесных почвах горизонты имеют ореховатую структуру. Хорошо выраженной комковатой структурой обладают пахотные горизонты хорошо окультуренных дерново-подзолистых почв. Она является признаком высокого плодородия. Образование столбчатой и призматической структуры характерно для солонцов и связано с пептизирующим действием поглощенного натрия на коллоидальную часть почвы. Плитчатая, пластинчатая и листоватая структуры характерны для горизонтов вымывания подзолистых, солонцеватых и осолоделых почв. Эти горизонты обеднены коллоидами и легко расслаиваются на горизонтальные отдельности в период зимнего промораживания почвы.
Сложение. Под сложением понимают внешнее выражение степени плотности, пористости и трещиноватости почвы. Характер сложения зависит от механического состава и структуры почвы, а также деятельности почвенной фауны и корней растений. Сложение определяют по степени плотности, характеру пор и трещин между твердыми частицами и структурными агрегатами. По степени плотности различают: слитное (очень плотное), плотное, рыхлое и рассыпчатое сложение. При слитном сложении почва образует плотную сцементированную массу, куски которой в сухом состоянии не разламываются руками. На такой почве нож оставляет узкую блестящую черту. Слитное сложение характерно для столбчатых солонцов, встречается часто в бесструктурных глинистых почвах. Плотное сложение также характеризуется плотным прилеганием твердых частиц другу к другу; сухой образец с трудом разламывается руками, черта от ножа шероховатая, с изорванными краями. Плотное сложение типично для нижних горизонтов глинистых по грануло- метрическому составу почв. При рыхлом сложении между структурными отдельностями хорошо заметны поры и трещины, почва при высыхании распадается на отдельные агрегаты. Этот тип сложения характерен для почв с ореховатой, зернистой или комковатой структурой суглинистого или глинистого гранулометрического состава. При рассыпчатом сложении отдельные частицы почвы не связаны между собой; масса почвы состоит из отдельных песчинок, хорошо видимых невооруженным глазом; при высыхании масса почвы сыпуча. Рассыпчатое сложение характерно для песча- ных по гранулометрическому составу почв. По характеру пор внутри структурных отдельностей различают следующие виды сложения: тонкопористое – поры меньше 1 мм, пористое – 1–3 мм, губчатое – 3–5 мм, ноздреватое – 5–10 мм, ячеистое – больше 10 мм. По характеру трещин между структурными отдельностями выделяют сложение: тонкотрещиноватое – трещины ýже 3 мм, трещиноватое – 3–10 мм, щелеватое – шире 10 мм. Необходимо отметить, что трещины между структурными отдельностями заметны лишь в сухое время года на стенке почвенного разреза или в монолитном образце почвы. В коробочных образцах природное сложение в значительной степени утрачивается, так как вынутый из разреза образец при высыхании распадается на структурные отдельности. При изучении сложения нужно определить как тип сложения по плотности, так и характер его порозности и трещиноватости, тщательно исследуя отдельные агрегаты почвы при помощи лупы.
Новообразования. Новообразованиями называются скопления разнообразных веществ, выделившихся в результате почвообразовательного процесса на поверхности твердых частиц почвы или в порах и пустотах между ними. Они резко отличаются от массы почвы по цвету и химическому составу.
Различают новообразования химического и биологического происхождения. Химические новообразования. 1. Легкорастворимые соли (NaCl, Na2SO4 • 10H2O, MgCl2, CaCl2) – белого цвета, встречаются в виде выцветов и корочек на поверхности почвы или в форме налетов, прожилок, крупинок в толще профиля. Характерны для группы засоленных почв (солончаков и солонцов). 2. Гипс (СаSО4 • 2Н2O) – белого и желтоватого цвета, встречается в виде отдельных прожилок, псевдомицелия (густой сети очень тонких прожилок), конкреций (т. е. скоплений кристаллов) в тонких или более крупных порах и пустотах почвенной толщи. Иногда гипс образует корочки или выцветы на поверхности почвы. Характерен для каштановых и бурых почв, сероземов, засоленных почв. 3. Углекислая известь (СаСО3) – белого цвета, встречается в очень разнообразной форме в толще профиля, где заполняет как тонкие поры, так и более крупные пустоты. Различают следующие наиболее распространенные формы новообразований углекислого кальция: 1) пятна и выцветы неопределенных, расплывчатых очертаний; 2) плесень из скоплений очень тонких игольчатых кристаллов; 3) белоглазку – яркие, компактные, резко очерченные пятна; 4) прожилки и псевдомицелий по тонким порам почвы; 5) трубочки из массы кристаллической или мучнистой извести по ходам корней; 6) конкреции из плотных стяжений СаСО3 различной величины и формы, заполняющие пустоты между твердой массой почвы. Размеры конкреций колеблются от нескольких миллиметров до нескольких cантиметров, форма очень разнообразна, а иногда и причудлива, вследствие чего их называют куколками, погремками, дутиками и т. д.; 7) прослойки лугового мергеля, достигающие нескольких десятков сантиметров в толщину. Распознаются по вскипанию с разбавленным раствором НСl. Характерны для черноземов, каштановых, бурых и засоленных почв, сероземов. 4. Гидроокиси железа, алюминия, марганца в комплексе с органическими веществами и соединениями фосфора, ржаво-бурого, охристого, кофейного или черного цвета. Они образуют: 1) натеки (пленки, примазки) – тонкие глянцевитые пленки по трещинам и ходам корней на поверхности структурных отдельностей; 2) пятна расплывчатой формы, неравномерно пропитывающие почву; 3) конкреции, бобовины, округлые твердые стяжения от нескольких миллиметров до 1–2 см, часто обнаруживаемые лишь при растирании массы почвы между пальцами, в изломе они темно-бурого или черного цвета; 4) трубочки (рыхлые или твердые) ржавого цвета по ходам корней; 5) ортзанды – уплотненные сцемен- тированные прослойки в песчаных почвах; 6) ортштейны – округлые, состоят из оксидов железа и марганца. Все эти новообразования характерны для подзолистых, дерново-подзолистых, заболоченных и болотных почв. 5. Соединения закиси железа [FеСОз; Fе3(РО4)2 • 8Н2О] голубоватого, сизоватого или зеленоватого цвета, образуют расплывчатые пятна и выцветы в профиле болотных и заболоченных почв. На свежих образцах распознаются легко. В сухих образцах исчезают, так как закисные соединения на воздухе окисляются. 6. Кремнезем (SiO2) – беловатого цвета, образует присыпку (налет) на поверхности структурных отдельностей. Характерен для серых лесных почв, оподзоленных черноземов, солонцов. Распознается начинающим исследователем с трудом, рекомендуется разломать структурную отдельность, сравнивать окраску ее поверхности и внутренней массы. 7. Гумусовые вещества – черного или темно-бурого цвета, образуют натеки, корочки и пятна на поверхности структурных отдельностей, придавая последним глянцеватый вид. Встречаются в нижних горизонтах подзолистых и солонцеватых почв, солонцов.
Биологические новообразования. 1. Копролиты – экскременты червей и личинок насекомых, состоящие из частиц почвы, прошедших через пищеварительный тракт последних и пропитанные выделениями клеточных стенок кишечника. Встречаются в виде хорошо склеенных водопрочных комочков почвы в пустотах, проделанных ходами животных, и на поверхности почвы. Характерны для всех типов почв с богатой почвенной фауной. 2. Кротовины – ходы землероев (кротов, сусликов, сурков, хомяков), засыпанные массой почвы. В вертикальном разрезе почвы они представлены крупными пятнами округлой, овальной или вытянутой формы, по цвету и сложению отличающимися от остальной массы почв. 3. Корневины – следы сгнивших крупных древесных корней. Характерны для лесных почв. 4. Червоточины – извилистые ходы-канальцы червей. Встречаются во многих почвах. 5. Дендриты – отпечатки мелких корешков на поверхности структурных отдельностей в виде прихотливо извивающегося узора. Отпечатки часто окрашены в темный цвет за счет гумуса, образовавшегося при разложении корешков. Встречаются в различных почвах. При изучении новообразований необходимо определить их состав и форму, для чего нужно тщательно рассмотреть исследуемый образец невооруженным глазом и в лупу, осторожно разламывая структурные отдельности и растирая между пальцами рыхлую массу почвы. Для определения химического состава новообразований белого цвета (легкорастворимые соли, гипс, углекислая известь) делают ряд качественных реакций. Для этого ножом или скальпелем счищают на часовое стекло найденные новообразования и растворяют их в воде, а затем в одной части пробы делают реакцию на Сl -, в другой – на SO42-. Если новообразования не растворяются в воде, их обрабатывают 5%-ным раствором HCl. При этом все формы новообразований углекислой извести бурно вски- пают вследствие разрушения СаСО3 и выделения CO2; гипс не вскипает, но растворяется в соляной кислоте и может быть обнаружен качественной пробой на SO42-.
Состав новообразований обусловлен характером почвообра- зовательного процесса и является одним из характерных признаков при определении типа почвы и ее агрономических свойств. Наличие легкорастворимых солей на поверхности почвы свидетельствует об интенсивном развитии процессов засоления почвы и непригодности ее для культурных растений без коренной мелиорации. По глубине залегания новообразований углекислого кальция можно судить о степени выщелоченности и глубине промачивания почвы атмосферными водами. Железистые новообразования являются признаком разрушения ряда минералов и передвижения продуктов их разрушения по профилю. Темноокрашенные потеки гумусовых веществ свидетельствуют о передвижении органических веществ в толще почвы. Наличие сизоватых и ржаво-охристых пятен указывает на заболоченность почвы.
Включения. Включениями называются инородные тела в профиле почвы, присутствие которых не связано с характером почвообразовательного процесса. Каменистые включения – обломки горных пород, находящиеся в почве вследствие особенностей материнской породы. По форме они делятся на угловатые и окатанные. Среди угловатых форм различают: дресву, щебень и камни. Окатанные обломки делятся на гравий, хрящ, гальку и валуны. Оригинальной формой каменистых включений являются «тени валунов», т. е. вкрапления в виде гнезд из зерен минералов, образовавшихся при разрушении находившегося на этом месте валуна. К этой же группе можно отнести линзы песка или гальки, вкрапленные в массу иной по гранулометрическому составу материнской породы. Характерны для почв, формирующихся на моренных наносах, щебнистом элювии каменистых горных пород. Останки животных и растений в виде раковин, костей, корней, обрывков стеблей, листьев, хвои, не потерявших еще анатомического строения, могут встречаться в различных почвах. Для почв, расположенных в условиях городской среды, показательны как включения растительного происхождения, так и включения антропогенного происхождения – обломки битого кирпича и стекла, кусочки угля, черепки посуды, гвозди, банки, пластиковые бутылки и различные археологические находки. При определении включений необходимо отмечать их количество (много, мало). Гранулометрический состав представляет собой важнейшую характеристику, на основании которой устанавливаются низшие таксономические подразделения почв, так называемые «разновидности», выделение которых очень важно для их характеристики. Гранулометрический состав определяется для каждого генетического почвенного горизонта, вплоть до основания разреза. Название разновидностей большинства почв дается по гранулометрическому составу верхнего горизонта, за исключением подзолистых почв, в которых верхние горизонты А1 и А2 сильно изменены в процессе почвообразования. Для ориентировочного определения гранулометрического состава берут небольшую щепотку почвы и растирают ее пальцем или ногтем на ладони. Если почва структурна и мелкие агрегаты не размельчаются ногтем, их нужно осторожно раздавить в фарфоровой ступке, так как нерастертые агрегаты можно принять за песчаные частицы. Растертую почву рассматривают на ладони в лупу и определяют наличие или отсутствие песчаных частиц. Определить гранулометрический состав почвы можно в поле. Для этого небольшое количество почвы насыпают в фарфоровую чашку и смачивают водой до тестообразного состояния. Из полученного теста пытаются скатать шнур. Глинистые пластичные почвы раскатываются в длинный тонкий шнур, который можно согнуть в кольцо без излома. Тяжелосуглинистые почвы также раскатываются в тонкий шнур, но при сгибании его в кольцо диаметром 2–3 см образуются переломы. Среднесуглинистые почвы скатываются в более толстые шнуры, которые при дальнейшем раскатывании или сгибании в кольцо разламываются. Легкосуглинистые почвы при раскатывании шнура образуют короткие цилиндрики. Супесчаные почвы не раскатываются в шнур, а образуют непрочные шарики. Песчаные почвы не скатываются совсем. Этот метод дает хорошее совпадение полевых определений с последующими лабораторными анализами. Точное определение гранулометрического состава почвы производится путем специального лабораторного анализа.
Вскипание. Вскипание свидетельствует о наличии в почве карбонатов (солей углекислого кальция), разрушающихся при взаимодействии с кислотой по реакции: СаСО3 + 2НСl = СаСl2 + Н2О + СО2↑. Углекислый газ выделяется из почвы в виде пузырьков с характерным шипением, а при небольшом количестве – с потрескиванием. Необходимо помнить, что отсутствие в образце видимых невооруженным глазом новообразований углекислой извести еще не дает возможности сделать вывод об отсутствии карбонатов. Карбонаты могут содержаться в почве в виде очень мелких кристаллов, невидимых глазом, равномерно распределенных в массе твердых частиц. Для определения вскипания берут щепотку почвы на часовое стекло или в фарфоровую чашечку, смачивают несколькими каплями воды и обрабатывают несколькими каплями 5%-ного раствора НСl. Предварительное смачивание почвы водой необходимо для вытеснения из нее воздуха, который, выделяясь с потрескиванием, может имитировать незначительное количество карбонатов. Категорически запрещается проводить пробу на вскипание непосредственно в коробке или перекладывать после испытания образец почвы из чашки в коробку. В рабочую тетрадь записывают результаты определения с указанием интенсивности вскипания. В результате последовательного изучения перечисленных выше морфологических признаков составляют полную морфологическую характеристику образца. Для городских почв, безусловно, важным показателем является показатель захламленности, т. е. степень покрытия поверхности почвы различными наносами (отходами), в том числе токсичными. Эту часть почвы можно назвать балластной. Важным фактором является химический состав материала. При его токсичности происходит химическое загрязнение всей экосистемы.
Строение и мощность профиля. Строением почвы называется общий облик ее вертикального профиля, который состоит из 24 генетических горизонтов. Каждый горизонт имеет определенную мощность и отличается от другого по ряду морфологических признаков, физических свойств, а иногда по гранулометрическому, химическому и минералогическому составам. Иногда горизонт не вполне однороден и расчленяется на ряд подгоризонтов. Горизонты обозначаются начальными буквами латинского алфавита (А, В, С) и дополнительными цифровыми или буквенными индексами. Верхний горизонт профиля окрашен в темный цвет, так как в нем накапливаются различные формы органических веществ, в некоторых почвах из него вымываются частично растворимые в воде органические и минеральные соединения. В зависимости от свойств горизонт А имеет следующие дополнительные индексы: А – гумусово-аккумулятивный, в нем накапливаются гумус и элементы питания; А 0 – подстилочный, состоящий из плохо разложившегося лесного опада; А1 – гумусово-элювиальный, где наряду с накоплением гумуса происходит разрушение – частичное вымывание органических и минеральных веществ; Апах – пахотная часть горизонта А или А1; Ат – торфяный горизонт, состоящий из массы полуразложившихся торфообразователей, характерен для болотных и заболоченных почв; А2 – элювиальный, горизонт интенсивного разрушения минеральной части почвы и вымывания продуктов разрушения; всегда окрашен в наиболее светлые тона (серые, белесые, палевые), ха- рактерен для подзолистых почв, солодей.
Горизонты, формирующие среднюю часть профиля и не являющиеся элювиальными, обозначаются индексом B, обычно имеют бурую, желто-бурую или красно-бурую окраску. В зависимости от характера горизонта B он имеет следующие дополнительные индексы: В – переходный горизонт от гумусового к материнской породе, в котором морфологически незаметны какие-либо новообразования за счет вымывания веществ из верхней части профиля; Вh – иллювиально-гумусовый, кофейного цвета за счет вмытых сюда железисто-гумусовых веществ; Bf – иллювиально-железистый, охристого цвета за счет вмытых сюда железистых продуктов разрушения минеральной части верхнего горизонта; Вт – иллювиально-текстурный, обычно более тяжелый по меха-ническому составу вследствие вмытых высокодисперсных органоминеральных илистых и коллоидных частиц, образующих пленки на поверхности структурных отдельностей; Вм – метаморфический – оглиненный за счет процессов внутрипочвенного выветривания на месте (in situ); Вк – иллювиально-карбонатный, обогащенный новообразованиями карбонатов. Если горизонты A и B не вполне однородны по сложению, цвету, структуре и т. д., они расчленяются на подгоризонты и обозначаются цифровыми индексами (АТ1, АТ2, В1, В2 и т. п.). В болотных почвах под торфяным горизонтом формируется глеевый горизонт, обозначаемый индексом G. Он окрашен в голу- боватые, сизоватые тона за счет образующихся здесь закисных соединений железа. Глееватость может проявляться в любом горизонте профиля, и в этом случае к основному индексу добавляется буква g, например А2g, Вg.
Завершается профиль почвы горизонтом материнской породы, обозначаемым индексом С. В верхнюю часть этого горизонта могут вмываться соли (карбонаты, гипс, сульфаты натрия, хлориды). Эти подгоризонты обозначаются индексами Ск, Сг, Сs.
Подстилающая порода обозначается индексом Д. Для почв города выделяют специфический горизонт урбик (U), который имеет сложное строение. Описание его, как и описание других горизонтов, делается в полевых условиях. Переход одного горизонта в другой в различных почвах может быть различным. Горизонты могут резко сменяться в пределах профиля или же очень постепенно переходить друг в друга, при- чем иногда этот переход осуществляется в виде глубоких затеков. В последнем случае выделяют горизонты двойственной природы, например: СU1, CU2, CU3 и т. д.
Под мощностью профиля понимают общую протяженность всех горизонтов, образовавшихся в результате почвообразовательного процесса. Измеряется она в сантиметрах. Мощностью отдельного горизонта профиля называют протяженность последнего в сантиметрах. Естественно, что мощность почвенного профиля и его отдельных горизонтов можно определить только в монолите с ненарушенным строением профиля или в почвенном разрезе. Для определения общей мощности почвы необходимо выделить все го- ризонты и измерить общую мощность сантиметровой лентой от поверхности до горизонта С. Мощность отдельных горизонтов определяют сантиметровой лентой; выражают ее обычно не в абсолютных цифрах, а в протяженности от поверхности или предыдущего горизонта, например для почв города имеем: Uh 0–19, A1А2 19–27, А2В 27–33, В1 33–52, В2 52–88 см и т. д. Изучение морфологических признаков заканчивается составлением полного морфологического описания с определением типа, подтипа, рода, вида и разновидности почвы по следующей схеме. Пример морфологического описания почвы: Дата описания 02.09.2008 г. Вскипание: нет. Разрез № … Апах 0–22. Серый, однородный по окраске, с комковатой, неоднородной структурой рыхлого, пористого сложения, новообразований нет, встречается в незначительном количестве хрящ, легкосуглинистый, переход в следующий горизонт выражен резко. А2 22–26. Палевый, с белесоватым оттенком, бесструктурный, рыхлый, в нижней части – единичные мелкие железистые конкреции, легкосуглинистый, переход в следующий горизонт глубокими языками. А2В 26–40. В верхней части неоднородной желто-бурой окраски с отдельными белесоватыми языками, трещиноватый, распадается на неводопрочные глыбистые отдельности, встречаются мелкие валунчики, суглинистый, переход в следующий горизонт постепенный. В 40–82. Желто-бурый, однородный по окраске, плотный, слаботрещиноватый, распадается на неводопрочные глыбистые от- 27 дельности, новообразования в виде слабо выраженных железистых пятен, встречаются мелкие валунчики, суглинистый, переход в следующий, горизонт постепенный. С 82 и глубже. Желто-бурый, плотный, бесструктурный валун- ный суглинок. Дерново-среднеподзолистая, среднеокультуренная, суглинистая почва на бескарбонатном валунном суглинке. Определение плотности почвы Плотность сложения почвы (объемная масса, объемный вес почвы) – это масса твердой фазы сухой почвы естественного сложения в единице объема. Эта величина характеризует сложение почвы. Почва, являясь пористым телом, всегда содержит некоторое количество крупных и мелких пор между твердыми частицами, занятых водой и воздухом. Если при определении плотности твердой фазы (удельного веса) узнают массу: 1 см3 твердых частиц, то при определении плотности (объемного веса) нужно узнать массу 1 см3 почвы в природном сложении со всеми порами в ней. Поэтому плотность (объемный вес) необходимо определять в образцах с ненарушенным сложением. Плотность (объемный вес) почвы зависит от гранулометрического состава, количества органического вещества и сложения почвы. Песчаные почвы, содержащие мало перегноя, с плохо выраженной структурой, имеют плотность (объемный вес) всегда больше, чем почвы глинистые, с большим содержанием перегноя и хорошо выраженной комковатой или зернистой структурой. Пахотные горизонты, имеющие вследствие обработки более рыхлое сложение, характеризуются меньшей плотностью сложения по сравнению с нижними горизонтами, имеющими более плотное сложение. Плотность минеральных почв колеблется обычно от 1,0 до 1,8 г/см3. В гумусовых горизонтах она равна 1,0–1,2; в чисто органогенных (лесные подстилки, торф) падает до 0,2–0,4. Наиболее высокая плотность почвы 2,0 г/см3 наблюдается в глеевых горизонтах заболоченных почв. Почва считается рыхлой, если плотность гумусового горизонта равна 0,90–0,96 г/см3; нормальной, если ее плотность равна 0,96–1,15; уплотненной – 1,15–1,25; сильно уплотненной и требующей рыхления – более 1,25. Величина плотности дает возможность рассчитать запасы элементов питания и вла-ги в почве, а также рассчитать порозность почвы. Наиболее распространен полевой буровой метод определения плотности почвы, который основан на взятии образца почвы ненарушенного сложения с помощью цилиндра-бура определенного объема. Для пахотных рыхлых горизонтов используются цилиндры объемом 500 см3, для нижележащих плотных – 100–200 см3. В верхних горизонтах определение ведется в пятикратной повторности, в нижних – в тройной.
Ход определения. На неутоптанной площадке рядом с разрезом забивают в почву цилиндр-бур деревянным молотком, предварительно накрыв его плотной пластинкой из дерева или металла. После того как цилиндр полностью погружен в почву, его окапывают вокруг ножом, подрезают снизу под цилиндром и вынимают цилиндр из почвы. Почву в верхней и нижней частях цилинд- ра подрезают ножом вровень с его краями. Очищают от почвы наружные стенки цилиндра. Почву из больших цилиндров очень аккуратно без потерь переносят в полиэтиленовые мешочки, из маленьких – во взвешенные металлические бюксы. После этого снимают слой почвы, плотность которого определяли, выравни- вают площадку на следующем почвенном горизонте и повторяют операцию. Параллельно определяют влажность почвы. Если определение плотности проводили при помощи маленьких цилиндров, то в этом случае почву, помещенную во взвешенный металлический ци- линдр, высушивают всю. Если пользовались большим цилиндром, то почву, помещенную в полиэтиленовый мешок, взвешивают всю без потерь, а затем отбирают из общей массы навеску для определения влажности. Плотность сложения рассчитывают по формуле: dv = Р/V, где: Р – масса сухой почвы, г; V – объем цилиндра, см3 (V = πr2 · h, где h – высота цилиндра-бура, см; r – внутренний радиус заостренного конца цилиндра, см). Р = 100/(100 + W%) · а, где: а – масса влажной почвы, г; W – влажность почвы в %.