Морфологические признаки почвенного профиля

В процессе почвообразования формируется профиль почвы с определенными внешними, или морфологическими, признаками. К ним относятся строение почвы, мощность почвы и отдельных ее горизонтов, окраска, механический состав, структура, сложение, новообразования и включения.
Строение почвы. Это расчленение почвенного профиля на генетические горизонты и их смена в вертикальном направлении. Строение почвенного профиля связано с природным процессом почвообразования и использованием почвы в сельскохозяйственном производстве. Каждому типу почв свойственны определенные горизонты, отличающиеся по составу, свойствам и морфологическим признакам. Отдельные горизонты имеют свое название и буквенное обозначение (индекс с латинской буквой). Обычно выделяют следующие горизонты: А0 —лесная подстилка; Аd —дернина; А1 — гумусово- аккумулятивный; Ап — пахотный; А2 — элювиальный; В — иллювиальный, переходный; G — глеевый; С — материнская порода; D — подстилающая порода.
Мощность почвы. Определяется по ее толщине от поверхности до почвообразующей породы (в см).
Мощность отдельного горизонта — вертикальная протяженность от его верхней границы до нижней (в см). Одновременно с определением мощности определяется глубина расположения каждого горизонта. Мощность почвенного профиля в целом колеблется у различных почв от 40—50 до 100—150 см. При определении мощности отдельных горизонтов отмечают их верхнюю и нижнюю границу, например: Ап—0—20 см, А2—20—30 см и т. д.
Окраска, или цвет, почвы. Это важнейший признак, сразу же обращающий на себя внимание. Многие почвы получили свое название; соответствующее их окраске— чернозем, краснозем, серозем и др. Окраска почв зависит от содержания гумуса, химического и минералогического состава минеральных веществ, входящих в горизонт. По окраске почв можно судить о их принадлежности к определенной почвенно-климатической зоне. Например, почвы таежно-лесной зоны имеют светлую окраску — светло-серую, белесую, сизую; почвы черноземно-степной зоны — темно-серую, черную; почвы сухих степей (каштановые) — каштановую, бурую.
В пределах почвенного профиля изменяется окраска отдельных горизонтов. В зависимости от содержаний гумуса верхние слои почвы имеют цвет от серых до черных тонов, в нижних горизонтах преобладает преимущественно бурая окраска, близкая к цвету почвообразующей породы, обогащенной соединениями окислов и гидроокислов железа.
Подзолистый горизонт имеет белесую окраску, напоминающую цвет золы, что обусловливается накоплением аморфного кремнезема. Для глеевых горизонтов болотных почв типична сизая (серо-голубая) окраска.
Механический состав. В полевых условиях механический состав почв (песчаный, супесчаный, суглинистый и глинистый) определяется органолептически (на ощупь), в лаборатории проводят механический анализ почв.
Структура почвы и ее агрономическое значение. Структурой называют комочки или агрегаты, на которые распадается почва. Они состоят из отдельных механических элементов, склеенных между собой. Способность почвы распадаться на агрегаты и комочки называется структурностью. Размер, окраска структурных агрегатов различных горизонтов почв неодинаковы. Классификация структурных отдельностей дана С. П. Захаровым. Он выделил три типа структуры: 1) кубовидную, 2) призмовидную, 3) плитовидную.
К типу кубовидной структуры относят агрегаты, имеющие примерно одинаковые размеры по всем трем осям (горизонтальным и вертикальной). Агрегаты имеют округло-многогранную форму. По форме и размерам выделяют несколько видов кубовидной структуры: глыбистую, комковатую, ореховатую, зернистую.
Тип призмовидной структуры объединяет агрегаты, удлиненные по вертикальной оси, имеющие небольшие размеры по двум горизонтальным осям. Структурная отделность имеет вид призмы или столбика.
К типу плитовидной структуры относятся агрегаты, для которых характерно развитие по горизонтальным осям, ось по вертикали укорочена - в зависимости от толщины плиток различают виды структуры: сланцеватую, плитчатую, листовидную, чешуйчатую.
Для различных горизонтов отдельных типов почв характерны определенные виды структуры. Например, зернистая и комковатая структура присуща гумусовым горизонтам черноземов; плитовидная — элювиальным горизонтам подзолов и дернаво-подзолистых почв; ореховатая — переходным и иллювиальным горизонтам серых лесных и дерново-подзолистых почв. Призмовидная форма структуры встречается в иллювиальных горизонтах (глинистых и тяжелосуглинистых) дерново-подзолистых, серых лесных и других почв; разновидность призмовидной формы структуры — столбчатая встречается в солонцеватых почвах и солонцах.
В зависимости от размера структура делится на следующие группы (по П. В. Вершинину): 1) глыбистую — больше 10 мм; 2) макроструктуру — 10,0—0,25 мм; 3) грубую микроструктуру —0,25—0,01 мм и 4) тонкую микроструктуру — меньше 0,01 мм.
Наибольшее значение для плодородия почв и произрастания растений имеет структура пахотного слоя — макроструктура, с диаметром агрегатов от 10 до 0,25 мм, и микроструктура — от 0,25 до 0,05 мм. Агрономически ценная структура характеризуется тремя основными показателями: размером (показатель зональный), водопрочностью и порозностью агрегатов. Водопрочностью структуры называется ее способность противостоять размывающему действию воды, она у различных типов почв неодинакова. Кроме того, водопрочность агрегатов зависит от механического состава почв и сельскохозяйственных культур, под которые используется поле.
Для структурных почв характерна большая порозность макроагрегатов. Она зависит от наличия в их составе микроагрегатов, а также от их размещения и размера почвенных частиц в комочке.
В почвах, обладающих макро- и микроструктурой, можно выделить не менее трех видов пор: 1) внутри микроагрегатов; 2) между микроагрегатами; 3) между макроагрегатами. Поэтому структурная почва имеет рыхлое сложение, меньшую плотность и большую пористость. Даже при обильном увлажнении в структурной почве в порах между агрегатами сохраняется воздух, корни растений и аэробные микроорганизмы не ощущают его недостатка. В бесструктурной почве наблюдается антагонизм между водой и воздухом, создаются условия для анаэробных процессов, ухудшается питание растений, снижается их рост и продуктивность. Кроме того, поверхность бесструктурной почвы при увлажнении заплывает, а при высыхании уплотняется, образуя корку, газообмен между почвой и атмосферным воздухом нарушается на длительное время. На пахотных почвах необходимо вмешательство человека для регулирования газообмена.
Макроагрегаты структурной почвы предохраняют и защищают ее от ветровой и водной эрозии.
Образование структуры. Микроагрегаты почвы образуются путем их слипания или склеивания минеральными и органическими коллоидами при процессах коагуляции. Микроагрегаты затем могут соединяться в более крупные элементы — макроагрегаты.
В образовании агрономически ценной структуры можно выделить два основных процесса: 1) расчленение почвы на агрегаты (крошение почвы) и 2) формирование водопрочности у агрегатов. Первый процесс происходит под воздействием корневых систем растений, деятельности животных, обитающих в почве, а также под влиянием промораживания, периодического увлажнения и высушивания почвы и при ее обработке.
В образовании водопрочной структуры основная роль принадлежит минеральным и органическим коллоидам почвы и катионам-коагуляторам кальция, железа и др. При участии гуминовых кислот и глинистых минералов (группы монтмориллонита и гидрослюд) формируется наиболее водопрочная структура. Интенсивно процесс структурообразования происходит под травянистыми луговыми растениями с хорошо развитой корневой системой. После их отмирания остается большое количество органических остатков. Лучшие условия для образования ценной структуры создаются на черноземных почвах.
На пахотных почвах механическая обработка может оказывать на структурообразование как положительное, так и отрицательное влияние. При оптимальных условиях увлажнения в процессе обработки (вспашка, культивация, боронование и т.д.) создается дополнительное количество агрегатов, структурное состояние почвы улучшается. Отрицательное влияние обработки проявляется на сухих и переувлажненных почвах, на которых происходит разрушение структуры.
Разрушение структуры. Выделяют три группы причин, под влиянием которых происходит утрата почвой структуры: механические, физико-химические и биологические.
Механические причины обусловлены воздействием сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин , и орудий при их движении по полю (обработка почвы), механическим действием дождевых капель и т.д.
Физико-химическое разрушение структуры происходит при замене в почвенных коллоидах двухвалентных катионов Ca, Mg на одновалентные катионы, что приводит к диспергированию почвенных коллоидов.
Биологические причины обусловлены микробиологической деятельностью, при которой происходит разложение гумуса в агрегатах и их разрушение.
Для создания и сохранения структуры используют агротехнические приемы и искусственные структурообразователи. К агротехническим приемам относятся посев многолетних трав, внесение органических и минеральных удобрений, известкование кислых почв, гипсование солонцовых почв и солонцов, осушение переувлажненных почв и приемы рациональной обработки почв в спелом состоянии.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом применяют различные искусственные структурообразователи — клеящие вещества преимущественно органического состава (ПАА, К-4, К-6 и др.). Это производные главным образом трех органических кислот: акриловой, метакриловой и малеиновой (собирательное название этих соединений — крилиумы). Все крилиумы высокомолекулярные соединения — полимеры. Многочисленные исследования свидетельствуют о положительном действии различных полимеров на образование структуры. Например, при внесении препарата К-4 в дозе 0,15% массы почвы на типичных сероземах в агрегаты превратилось до 90% верхнего слоя почвы.
Сложение. Под сложением почвы и ее отдельных горизонтов понимают внешнее выражение их плотности и порозности. Сложение почв зависит от механического состава, структуры, развития корней растений, деятельности фауны и человека. Почва по сложению может быть рыхлой, рассыпчатой, плотной, слитной (очень плотной). Рыхлое сложение наблюдается в структурных обогащенных гумусом почвах, в пахотном слое обрабатываемых почв. Рассыпчатое сложение присуще для пахотного слоя песчаных и супесчаных почв. Плотным сложением отличаются нижние горизонты почв, особенно суглинистых и глинистых. Слитное сложение присуще иллювиальным горизонтам солонцов.
Новообразования и включения. Новообразованиями называют скопления веществ различного химического состава и формы в почвенных горизонтах, резко морфологически отличимые от основной массы почвы. По происхождению они представляют собой различные продукты процесса почвообразования. Новообразования обычно встречаются в порах, полостях, по граням структурных отдельностей. Они делятся на химические и биологические. Для каждого типа почв свойственны определенные новообразования.
Карбонатные новообразования, главным образом углекислой извести в виде «журавчиков», «плесени», «белоглазки» и других, широко представлены в черноземах, каштановых и бурых почвах, сероземах.
Новообразования из соединений железа и марганца наиболее характерны для почв, образующихся в условиях избыточного увлажнения, — в таежно-лесной зоне, зоне влажных субтропиков и других зон. Железисто-марганцевые новообразования встречаются в виде примазок, пятен, затеков (охристо-желтого, ржавого, бурого, черного цвета) по всему профилю почвы, конкреций округлой формы, бобовин, зерен, ортзандовых прослоек и т.д.
В заболоченных и болотных почвах наблюдаются новообразования из соединений закиси железа, имеющих сизую окраску. В подзолистых и осолоделых почвах выделяются новообразования аморфного кремнезема, беловатого или серого цвета, в виде присыпки, пятен, затеков.
По профилю почв встречаются новообразования из гумуса темно-бурого и черного цвета в форме налетов, затеков, языков. Новообразования биологического происхождения связаны с произрастанием растении и жизнедеятельностью животных. К ним относятся червоточины, кротовины, копролиты (экскременты червей), корневины (сгнившие корни растений) и др.
Включениями называют предметы или вещества, механически включенные в массу почвы, не связанные с процессом почвообразования. К включениям относятся корни и другие части растений различной степени разложения, валуны, кости животных и др.