Морфологические признаки почв (стр. 1 )

2. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ПОЧВ

Морфологические признаки – это внешние признаки почв. Для их исследования не нужно специальной лабораторной базы. Они изучаются органолептическим методом, т. е. с помощью органов чувств (зрения, обоняния, осязания и т. д.). По морфологическим признакам можно судить о направленности почвообразовательного процесса и классифицировать почвы.

К основным морфологическим признакам относят: строение, мощность почвы и отдельных её горизонтов, цвет (окраску), структуру, гранулометрический состав, пористость, сложение, новообразования и включения.

Строение почвы. Под строением почвы понимают всю совокупность генетических горизонтов, последовательно сменяющих друг друга по профилю. Они отличаются друг от друга по структуре, цвету, уплотненности и т. д.

Сверху вниз по профилю выделяют следующие горизонты: Ад – дернина; Апах – пахотный; А0 – лесная подстилка; А1 – гумусо-аккумулятивный; А2 – элювиальный; АВ – переходный между горизонтами А и В; В – иллювиальный; Вк – карбонатный; Вг – гипсовый; G – глеевый; ВС - переходный между горизонтами В и С; С – материнская порода; Д – подстилающая порода.

Ад – дернинный горизонт, свойственен степным почвам, как правило, густо принизан корневой системой травянистой растительности. На темно-каштановых и черноземных почвах юга России его выделяют как «степной войлок».

Апах – пахотный горизонт, выделяют во всех пахотных почвах. Он бывает разным по мощности, которая зависит от глубины обработки. Пахотный горизонт старопахотных почв отличается от своих более молодых аналогов или целинных почв целым набором приобретенных негативных признаков. В них активно протекает процесс слитизации, идет уплотнение почв и их обесструктуривание. Активно протекающий процесс выветривания, приводящий к обеднению почв элементами питания, разрушению первичных и перестройке вторичных минералов.

А0 – лесная подстилка, представляющая собой свежий и полуперепревший опад листьев или хвои.

А1 – гумусо-аккумулятивный горизонт, в котором преобладает процесс накопления органического вещества и элементов питания растений.

А2 – элювиальный горизонт, в котором преобладает процесс разрушения минеральной основы почв и вынос продуктов выветривания в низлежащие горизонты. Это приводит к обеднению горизонта первичными унаследованными минералами и обогащению кремнеземом.

АВ – переходный горизонт, характерный для хорошо развитых почв, имеющих слабодифференцированный профиль. Границы горизонта В не четко выражены и выделяют горизонт с признаками как элювиального, так и иллювиального горизонтов. В некоторых почвах (черноземы мощные) можно выделить два горизонта АВ.

В – иллювиальный горизонт, т. е. горизонт вмывания и накопления продуктов выветривания. Здесь происходит новообразование вторичных минералов и он, как правило, более уплотнен, чем горизонт А. Процессы иллювиирования приводят к накоплению на разной глубине гипса и карбонатов и образованию горизонтов Вк, Вг и т. д.

G - глеевый горизонт, который образуется в переувлажненных почвах. Вследствие развития анаэробной микрофлоры, окислительно-восстановительные реакции смещаются в сторону восстановления, что приводит к образованию закисных соединений железа, марганца, подвижных форм алюминия, диспергированию, обесструктуриванию почвы и формированию глеевого горизонта. Он характеризуется сизовато-серой окраской с вкраплениями охристых пятен железа.

ВС – переходный горизонт между иллювиальным горизонтом и породой. Выделяется не во всех почвах и характеризуется затеками гумуса в виде слабовыраженных языков.

С – материнская порода, не тронутая процессом почвообразования.

Д – подстилающая порода – порода, залегающая под материнской породой. Выделяют её только в том случае, если она залегает на небольшой глубине и может косвенным образом влиять на почвообразование.

Сочетание всех вышеприведенных горизонтов не обязательно для всех типов почв.

Окраска. Окраска является наиболее характерным и бросающимся в глаза признаком. Она определяется содержанием гумуса, полуторных окислов алюминия, железа, содержанием кремнезема и его разновидностей (например опала – SiO2·nН2О) – т. д.

Окраска косвенно влияет на плодородие почв. От нее зависит теплопоглотительная способность почв и альбедо (отражательная способность).

Благодаря своей окраске почвы получили такие название, как черноземы, буроземы, красноземы, подзолы, каштановые почвы и т. д. Окраска отражает зональные особенности почв и особенности почвообразования. Например в гидроморфных почвах при развитии глееобразовательного процесса появляется охристая присыпка, а при вторичном засолении каштановых почв и накопления соды они приобретают более темную окраску.

По окраску почв определяют следующие группы соединений: 1. Гумус; 2. Соединения железа; 3. Кремнекислота, карбонаты кальция и каолин.

Гумус обуславливает темные тона - серые, темно-серые, черные. Соединения железа обуславливают красную, оранжевую, бурую или желтую окраску. Красный цвет придает, например, гематит (Fe2О3), а бурый или желтый лимонит (Fe2O3·Н2О).

Белую окраску обуславливают кремнезем (SiО2), СаСО3, каолинит (Н2Al2Si2O8·Н2О) и растворимые соли.

Рис. Треугольник цветов

20-36 см 16 см

36-48 см 12 см

Мощность почвы и отдельных ее горизонтов. Под мощностью почвы понимают протяженность всех генетических горизонтов до материнской породы. При учете мощности генетических горизонтов ставят дробь, где в числителе отмечают верхние и нижние границы. Например А1 ;

В и т. д.

Переходы между горизонтами могут быть четкими, ясными, резкими, ровными или наоборот извилистыми,, постепенными и не ясно выраженными.

Четкие и резкие переходы характерны, например, для почв солонцового или подзолистого типа почвообразования, а постепенные, не ясно выраженные для черноземов.

Гранулометрический состав. Подробно о гранулометрическом составе сообщено в разделе анализа гранулометрического состава. Его можно определять лабораторным способом и органометрическим. Определение грансостава (мехсостава) в поле органометрическим приведены в таблице.

Показатели гранулометрического состава почвы для определения его визуально и на ощупь

Группа почв и грунтов по механическому составу	Ощущение при растирании почвы грунта на ладони	Вид под лупой и без нее	Состояние сухой почвы и грунта	Состояние влажной почвы и грунта	Скатывание в шнур
Песок	Песчаная масса	Состоит почти нацело из зерен песка	Сыпучие	При увлажнении образуют текучую массу «песок-плывун»	Не скатывается в шнур (1)
Супесь	Неоднородная масса, в основном песок и слабо ощущается суглинок	Преобладают частицы песка, более мелкие являются примесью	Комья легко распадаются при надавливании на лопате	Непластинчатая масса	При раскатывании в шнур почва распадается на мелкие кусочки (2)
Легкий суглинок	Неоднородная масса, значительное количество глинистых частиц	Преобладает песок, глинистых частиц 20-30%	Для разрушения комьев в руке требуется небольшое усилие	Слабопластинчатая масса	При раскатывании образуется шнур, легко распадающийся на дольки (3)
Средний суглинок	Примерно одинаковое количество песка и глинистых частиц	Еще ясно видны песчаные частицы	Сухие комья с трудом разрушаются в руке	Пластинчатая масса	При раскатывании формируется сплошной шнур, который при свертывании в кольцо распадается на дольки (4)
Тяжелый суглинок	Небольшая примесь песчаных частиц	Преобладают пылеватые глинистые частицы, песчаных почти нет	Сухие комья невозможно разрушить сжатием в руке	Хорошо пластинчатая масса	При раскатывании легко образуется шнур, который свертывается в кольцо, но дает трещины (5)
Глина	Очень тонкая однородная масса, труднорастираемая в порошок	Однородный тонкий порошок, песчаных частиц нет	Образует твердые комья, не распадающиеся от удара молотка	Хорошо пластинчатая, липкая, мажущаяся масса	Сформированный при раскатывании шнур легко свертывается в кольцо, не растрескивается (6)

Структура. Структура – это совокупность почвенных агрегатов различной величины, формы и сложения.

Различают 3 основных типа структуры: 1 кубовидную –структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно-перпендикулярным осям; 2 призмовидную – отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси; 3 плитовидную – отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям.

Каждый из типов подразделяется на более мелкие единицы. На рисунке..... приведены различные формы структуры, а в таблице.....их краткая характеристика.

Классификация структуры

Род	Вид	Размер
I тип. Кубовидная
1. Глыбистая – неправильная форма и неровная поверхность	1.  Крупноглыбистая 2.  Мелкоглыбистая	>10 см 10-1 см
2. Комковатая – неправильная округлая форма, неровные округлые и шероховатые поверхности разлома, грани не выражены	3.  Крупнокомковатая 4.  Комковатая 5.  Мелкокомковатая 6.  Пылеватая	10-3 мм 3-1 » 1-0,25 мм <0,25
3. Ореховатая – более или менее правильная форма, грани хорошо выражены, поверхность ровная, ребра острые	7.  Крупноореховатая 8.  Ореховатая 9.  Мелкоореховатая	>10 мм 10-7 » 7-5 »
4. Зернистая – более или менее правильная форма, иногда округлая с выраженными гранями, то шероховатыми, то гладкими и блестящими	10.  Крупнозернистая (гороховатая) 11.  Зернистая (крупичная) 12.  Мелкозернистая (порошистая)	5-3 мм 3-1 » 1-0,5 мм
II тип. Призмовидная
5. Столбовидная – отдельности слабо оформлены, с неровными гранями и округлыми ребрами	13.  Крупностолбовидная 14.  Столбовидная 15.  Мелкостолбовидная	>5 см 3-5 см » <3 »
6. Столбчатая – правильной формы с довольно хорошо выраженными вертикальными гранями и округлым верхним основанием («головкой») и плоским нижним	16.  Крупностолбчатая 17.  Мелкостолбчатая	5-3 » <3 »
7. Призматическая – грани хорошо выражены, с ровной глянцевидной поверхностью, с острыми ребрами	18.  Крупнопризматическая 19.  Призматическая 20.  Мелкопризматическая 21.  Тонкопризматическая 22.  Карандашная (при длине отдельностей 5 см)	5-3 см 3-1 » 1-0,5 см 0,5 » <1 »
III тип. Плитовидная
8. Плитчатая (слоевая) – с более или менее развитыми горизонтальными «плоскостями спайности»	23.  Сланцеватая 24.  Плитчатая 25.  Пластинчатая 26.  Листовая	>5 мм 5-3 » 3-1 » <1 »
9. Чешуйчатая – со сравнительно небольшими горизонтальными плоскостями спайности и часто острыми гранями	27.  Скорлуповатвая 28.  Грубочешуйчатая 29.  Мелкочешуйчатая	>3 » 3-1 <1

Почва бывает хорошо остуктуренной, слабооструктуренной и бесструктурной. Коэффициент структурности определяется по соотношению агрономически ценных агрегатов, размером от 0,25 до 10 мм к агрономически не ценным, размером более 10 и менее 0,25 мм. Бесструктурные почвы не образуют агрегатов, а представляют собой либо сцементированную глыбистую массу (солонцы, солонцово-слитые почвы) либо сыпучую массу песков.

Структура почв часто скомбинированы из разных структурных отдельностей и носит такие названия как комковато-зернистая, крупно-комковатая, мелко-пылеватая, зернисто-призматическая и т. д.

Сложение. Сложение – это внешнее выражение плотности и пористости почвы. Зависит, в первую очередь, от минералогического и механического состава почвы, а также от некоторых показателей химического состава, которые обуславливают оструктуренность (содержание карбонатов, гипса, железа и т. д.)

Сложение бывает слитым (очень плотным), плотным, рыхлым и рассыпчатым.

- Слитое сложение характерно для почв в которых протекает процесс слитизации, в результате которого образуется сплошная сцементированная масса. На солонцевато-слитых черноземах Ставрополья и Кубани образованных на элювии или аллювии третичных глин очень высокая степень слитизации, когда в сухом состоянии почва не копается и не разбивается на структурные отдельности и нож в нее не входит.

При плотном сложении нож с трудом входит в почву. Если комок почвы и разбивается, то на крупные отдельности.

- Рыхлое сложение характерно для оструктуренных хорошо гумусированных и карбонатных почв.

- Рассыпчатое сложение характерно для песчаных и супесчаных почв.

- Пористость – это совокупность всех пор в почве, выраженное в процентах. По форме и особенно величине пор различают сложения:

-  тонкопористое – диаметр пор менее 1 мм;

-  пористое – диаметр пор от 1 до 3 мм (характерно для основной почвообразующей породы нашего региона лессов и лессовидных суглинков и большинства почв на них сформированных);

-  губчатое – имеются пустоты разметом от 3 до 5 мм;

-  ноздреватое – имеются пустоты размером от 5 до 10 мм;

-  ячеистое – пустоты в почве более 10 мм;

-  трубчатое – пустоты в виде каналов.

В современных условиях сложение почвы на целине и пашне при одном и том же механическом составе существенно различается. Пахотные почвы уплотняются, в них активно протекают процессы слитизации и поры крупные и средние на целине сменяются тонкими на пашне.

Новообразования и включения. Новообразования – это вещества различной величины, формы и химического состава, образование которых связано с процессом почвообразования. Они подразделяются на химические и биологические.

Химические новообразования возникли вследствие различных химических реакций в почве. По форме они подразделяются на:

-  выцветы и налеты – растворимые соли, выступают на поверхности почвы и почвенного разреза в виде тонкой пленки;

-  корочки, примазки, потеки;

-  прожилки и трубочки;

-  конкреция и стяжения – вещества округлой формы;

-  прослойки

По составу химические новообразования подразделяются на:

Легкорастворимые соли преимущественно NaCl, NaSO4, MgCl2, CaCl2. Они выделяются преимущественно в виде налетов, выцветов а также прожилок и примазок;

- Гипс СаSO4·2Н2О. Встречаются в виде белых выцветов прожилок, вкраплений, мелких конкреций и псевдомицелия (густой сети очень тонких прожилок, похожих на грибной мицелий). В Северокавказском регионе встречается в каштановых и засоленных почвах.

- Карбонат кальция –СаСО3 – встречается в виде белых налетов, известковой плесени, трубочек, прослоек, псевдомицелия или карбонатной белоглазки. Белоглазка в виде четких пятен различного размера в среднем от 1 до 3 см. Присутствует в черноземах и каштановых почвах Северного Кавказа.

- Скопления окислов гидроокислов железа, марганца и алюминия в виде потеков, конкреций, трубочек ржавого цвета по ходам червей. В длительно орошаемых почвах или в почвах сменивших в результате антропогенной деятельности автоморфный тип водного режима на гидроморфный характерно образование большого количества конкреций. Они по форме напоминают дробь размером 2-4 мм, черного цвета, дающий синий спектр под микроскопом. При надавливании растрескиваются с отслаиванием верхней скорлупы. Сердцевина белая и представлена крупинкой карбоната кальция. Образование подобных конкреций приводит к блокированию свободных карбонатов и потери почвенного плодородия.

- Закисные соединения железа в виде голубоватых сизоватых или сизово серых пятен образуются в условиях длительного переувлажнения почв и развития анаэробных процессов

-  Скопление кремнезема белого цвета встречается в виде присыпки на поверхности структурных отдельностей или прожилок и пятен.

-  Органическое вещество в виде гумусовых потеков и корочек на поверхности структурных отдельностей, пятен, карманов и языков.

Биологические новообразования связаны с жизнедеятельностью живых микроорганизмов и могут быть представлены следующими формами:

-  капролиты - экскрименты дождевых червей в виде небольших клубочков;

-  червоточины – ходы червей;

-  кротовины – ходы землероев (кротов, сусликов, хомяков) заполненные почвенной массой;

-  корневища – следы крупных сгнивших древесных корней;

-  дендриты – отпечатки мелких корешков на поверхности структурных отдельностей в виде узоров.

Новообразования дают представление о характере и направленности почвообразования, активности почвенной биоты, степени плодородия почв.

Включения – это совокупность почвенных агрегатов, образования которых не связано с процессом почвообразования. Они подразделяются на естественные и антропогенные.

Естественные включения – корни растений, инертный материал в виде гальки, дресвы, валунов, раковины и кости животных.

Антропогенные включения образованы при участии человека и представляют собой кусочки стекла, кирпича, болтов, изношенных и брошенных мелких запчастей тракторов, комбайнов и др. сельскохозяйственных машин.

Включения могут становиться новообразованиями. Например корни растений из включений при их перегнивании становятся новообразованиями.

МЕТОДЫ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО И МИКРОАГРЕГАТНОГО АНАЛИЗА ПОЧВ

Гранулометрический анализ почвы

Значение анализа. Почва и порода состоят из смеси различных групп механических элементов, которые могут находиться в них в самых разнообразных количественных соотношениях. Под элементарной механической почвенной частицей понимают обособленную минеральную, органо-минеральную или органическую частицу кристаллического или аморфного строения, все молекулы и атомы которой находятся в химической взаимосвязи.

Гранулометрический состав почв определяет многие стороны процесса почвообразования и хозяйственного использования почв. Важные физические свойства такие как водопроницаемость, воздухопроницаемость, влагоемкость, количество недоступной влаги в почве и весь ее водно-воздушный ражим в значительной степени зависит от гранулометрического состава. На почвах различного гранулометрического состава резко различна технология обработки и применения удобрений. Вся система хозяйственного использования почв в земледелии, лесоводстве, строительстве часто в большей степени определяется гранулометрическим составом, чем другими ее свойствами. Поэтому механический анализ является самым распространенным анализом почв и грунтов.

В 1930 году на II Международном конгрессе почвоведов принята международная классификация элементарных частиц почв по их крупности. Однако в СССР и почти в каждой стране имеется исторически сложившаяся своя классификация.

В таблице 2 мы приводили некоторые распространенные в СССР и за рубежом классификации элементарных механических частиц почв по размерам.

Классификация механических элементов почвы по их крупности

Диаметр механических элементов почвы, мм	Охотин	Качинский	Почвенный институт им.		Диаметр механических элементов почвы, мл	Аттерберг
>20	Хрящи гравий	Крупный	Камни	Камни		>6	гравий	грубый
20-10	Средний		6-2	мелкий
10-7	Мелкий	Хрящ	Крупный		2-0,6	песок	Крупный
7-3	Очень мелкий	Средний и мелкий		0,6-0,2	Средний
3-2	Гравий	песок	крупный		0,2	Мелкий
2-1	Песок	Крупный		0,06	Песчаная пыль
1-0,5	Средний	Песок	Крупный		Средний	0,06-0,02	Ил, суглинистый	Грубый
0,5-0,25	Мелкий	Средний		0,02-0,006	тонкий
0,25-0,05	Песчано-пылеватый	Мелкий		Мелкий	0,006-0,002	Глина, ил коллоидальный	Грубый
0,05-0,01	Пыль	пыль	Крупная	пыль	крупная		0,002-0,0006	тонкий
0,01-0,005	Ил	Средняя	Средняя		0,0006-0,0002	коллоиды
0,005-0,002	Глина	Грубая			<0,0002
0,002-0,001	Тонкая	Мелкая		Мелкая
0,001-0,0005	Ил	Грубый
0,0005-0,0001	Тонкий
<0,0001	Коллоиды

Отдельные группы механических элементов по разному влияют на свойства почвы. Это объясняется различным минералогическим и химическим составом механических элементов и их неодинаковыми физическими и физико-химическими свойствами.