Окраска почвы и ее горизонтов

Цвет почвы – одно из важных внешних свойств ее, наиболее доступных для наблюдения и широко используемых в почвоведении для присвоения названий почвам (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и др.). Расчленение почвенного профиля на отдельные горизонты производится, прежде все­го, по характеру окраски. Это наиболее доступный для непосредственного восприятия внешний признак. Окраска или цвет почвы зависит от присутствия в ней различных соединений (минеральных и органических). Важнейшими из них являются гумус, оксиды и гидраты оксидов железа, каолинит, углекис­лая известь, гидрат оксида алюминия. Эти соединения в чистом виде окрашены в следую­щие цвета: (черный (гумус, двуокись марганца), красный (безводные и маловодные оксиды железа), желтый (гидрат оксида железа), белый (кремнекислота, карбонат кальция, каоли­нит, гидрат оксида алюминия).

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.), причет название преобладающего цвета ставится на последнем месте.

Специфика окраски в известной мере отражает те или иные особенности почвообразования, в той или иной степени свидетельствует об определенных свойствах почвогрунта. С давних времен земледельцы по окраске судили о плодородии почв, которое связывалось с черной или темно-серой окраской, обусловлено содержанием гумуса. Оподзоленные, солонцеватые и особенно осолоделые почвы в верхних горизонтах имеют белесоватость за счет накопления SiO₂. Красные, желтые и бурые тона проявляются при наличии водных оксидов железа. Соединения закиси железа, формирующиеся в условиях восстановления (в анаэробных условиях), придают почвогрунтам сизоватый или зеленовато-сизый цвет. Белые налеты, участки, пятна в почвах и породах возникают в результате выделения разных солей.

Названные соединения окрашены в четыре основных цвета. Наглядное представление о разнообразии почвенных окрасок в зависимости от разного количественного соотношения тонов дает цветовое треугольник Захарова (рис. 2).

Рис. 2. Треугольник окрасок почвы, наиболее часто встречающихся в природе (по С.А.Захарову).

Окраска почвы зависит не только от наличия разных соединений и их комбинаций, но и первоначальной окраски материнских пород, степени влажности, характера освещения и т.д. Окраска почвенных горизонтов не всегда бывает однообразной, равномерной, она может быть пестрой, пятнистой, с различными оттенками (серовато-палевая, желто-бурая, темно-серая с буроватым оттенком и т.д.).

Таким образом, даже один морфологический признак - цвет почвы уже говорит об ее истории, физико-химических и агрономических свойствах.

Влажность почвы

В полевых условиях различают 5 степеней влажности почвы: сухая, свежая, влаж­ная, сырая и мокрая.

Сухаяпочва на ощупь не холодит руку, пылит при легком механическом составе или при раздроблении плотных комьев.

Свежая почва дает в руке некоторое ощущение холодка, не пылит в раздроб­ленном виде, при прикладывании листа бумаги не увлажняет его.

Влажная почва при сжатии в руке сохраняет приданную ей форму. Бумага бы­стро промокает при соприкосновении с почвой.

Сыраяпочва при сжатии кома выделяет капельно-жидкую воду, просачиваю­щуюся между пальцами из стенок разреза слабо сочится вода.

Мокрая почва содержит воду, соответствующую ее полной влагоемкости. Из стенок разреза сочится вода, быстро заполняющая яму почти доверху.

При описании разреза указывается степень влажности не только каждого горизонта, но и изменения ее в пределах отдельного горизонта. Кроме того отмечается наличие поч­венной верховодки, внутрибокового стока воды или капиллярного ее поднятия от зеркала грунтовых вод, если таковые проявления имеются. При появлении в профиле грунтовых вод записывается глубина стояния и, по мере возможности, их качество (жесткие, мягкие) и цвет.

Структура почвы

Структурой почвы называют совокупность различных по величине, форме и качественному составу отдельностей (агрегатов), на которые способна распадаться почва. Почвенные агрегаты состоят из соединенных между собой механических элементов. Каждый тип структуры в зависимости от характера ребер, граней и размера подразделяют на более мелкие единицы: роды и виды (табл.1).

Таблица 1. Классификация структур почвы

Тип	Род	Вид
Кубовидная	Глыбистая, неправильной формы с неправильной поверхностью.   Комковатая, неправильной округлой формы с неровными округлыми и шероховатыми поверхностями, разлом с невыраженными гранями.   Ореховатая, более правильной формы, грани хорошо выражены, поверхность ровная, ребра острые.   Зернистая, более правильной формы, иногда округлой, с выраженными шероховатыми, матовыми или гладкими и блестящими гранями.	Крупноглыбистая Мелкоглыбистая   Крупнокомковатая Комковатая Мелкокомковатая Пылеватая   Крупноореховатая Ореховатая Мелкоореховатая   Крупнозернистая (гороховатая) Зернистая (крупчатая) Мелкозернистая (порошистая)
Призмовидная	Столбчатовидная, со слабооформленными отдельностями с неровными гранями и округлыми ребрами   Столбчатая, правильной формы с довольно хорошо выделенными гладкими боковыми и вертикальными гранями с округлым верхним (головкой) и плоским нижним основаниями.   Призматическая, с хорошо выраженными гранями, с ровной глянцевой поверхностью, с острыми ребрами.	Крупностолбчатовидная Столбчатовидная Мелкостолбчатовидная   Крупностолбачатая Мелкостолбачатая   Крупнопризматическая Призматическая Мелкопризматическая Тонкопризматическая Карандашная (длина отдельностей >5 см)
Плитовидная	Плитчатая (слоеватая), с развитыми горизонтальными плоскостями спайности.   Чешуйчатая, с небольшими изогнутыми горизонтальными плоскостями спайности и часто острыми гранями (отдаленно напоминает рыбную чешую)	Сланцеватая Плитчатая Пластинчатая Листовая   Скорлуповидная Грубочешуйчатая Мелкочешуйчатая

Различают несколько типов структуры (рис. 3). Основные из них:

Кубовидная – структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям;

Призмовидная – отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси;

Плитовидные – отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении.

Рис. 3. Главные виды почвенной структуры. I тип. 1 - крупнокомковатая, комковатая, мелкокомковатая; 2 – крупноореховатая, ореховатая, мелкоореховатая; 3,4 – крупнозернистая, зернистая, мелкозернистая. II тип. 5 – столбчатая, мелкостолбчатая; 6 – призматическая, мелкопризматическая. III тип.7 – плитчатая, 8 – пластинчатая; 9 – листоватая и 10 – скорлуповатая.

По размеру почвенных агрегатов выделяют следующие группы и подгруппы структур (табл. 2).

Таблица 2. Группы и подгруппы структуры почвы

Группа структуры	Размер агрегатов, мм	Подгруппа структуры	Размер агрегатов, мм
Микроструктура	< 0,25	Тонкая Грубая	< 0,01 0,01-0,25
Макроструктура	0,25-10	Мелкокомковатая Среднекомковатая крупнокомковатая	0,25-1 1-3 3-10
Мегаструктура (глыбистая структура)	> 10	Мелкоглыбистая крупноглыбистая	10-100 > 100

Почва бывает структурной и бесструктурной. В структурном состоянии масса почвы разделена на отдельности различной формы и величины. Бесструктурное состояние почвы наблюдается, когда отдельные механические элементы, слагающие ее, существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой.

Для определения структуры почв в полевых условиях осторожно вырезают кусок почвы из горизонта и легким ударом разбивают его на каком-либо плоском предмете (при его отсутствии можно на ладони) или сбрасывают ком на землю. По характеру крошения почвы устанавливают почвенную структуру. Она различается по величине, форме и водопрочности. По величине выделяют макроструктуру с размерами агрегатов от 10 до 0,25 мм и микроструктуру - с размерами агрегатов меньше 0,25 мм. По форме агрегатов выделяют кубовидные (глыбистые, комковатые, пылеватые, ореховатые, зернистые), призмовидные (столбчатые, призматические, карандашные) и плитовидные (сланцеватая, плитчатая, пла­стинчатая, листоватая, скорлуповатая, мелкочешуйчатая).

Водопрочность определяется путем постепенного увлажнения комков снизу: напри­мер; на мокром листе бумаги. Неводопрочные почвенные комочки быстро разрушаются и размываются, а водопрочные агрегаты (обычно кубовидного, ореховатого и близкого к ним типов структуры) в значительной мере сохраняют свою форму при увлажнении.

Бывает переходное состояние почвы, когда структура выражена слабо. В любой почве и любом почвенном горизонте структурные отдельности имеют различные размеры и форму. Чаще всего структура бывает смешанной.

При оценке структуры следует отличать морфологическое понятие структуры от агрономического. В морфологическом понимании структура – это форма отдельностей (агрегатов): ореховатая, призматическая, пластинчатая и т.п.

В агрономическом смысле структуры оценивают, прежде всего, по ее влиянию на плодородие почвы.

Агрономическую ценность представляет комковато-зернистая структура, т.е. комочки диаметром от 0,25 до 10 мм. Отношение массы этих комочков к массе остальных фракций называют коэффициентом структурности. Он служит оценочным показателем свойств почв.

Наилучшие водно-воздушные свойства при размере комков для черноземных и каштановых почв 0,25-3 мм, для дерново-подзолистых суглинков 0,5-5 мм. На орошаемые сероземы положительное влияние оказывает и микроструктура.

Комки диаметром более 1 мм обладают устойчивостью против ветровой эрозии.

Качественный показатель структурных агрегатов - их прочность, или сопротивление размывающему действию воды. Прочность агрегатов обусловливает устойчивость и долговечность структуры. Непрочные комочки под влиянием поливной воды или осадков разрушаются, и почва из структурной превращается в бесструктурную.

Структурные почвы имеют ряд существенных преимуществ перед бесструктурными;

меньше испаряют влаги, обладают большей водопроницаемостью и водоудерживающей способностью; больше накапливают влаги и более продуктивно ее используют;

в них создаются более благоприятные условия для микробиологических процессов и превращения питательных веществ из недоступной формы в усвояемую;

отличаются повышенной устойчивостью к водной эрозии и дефляции;

требуют меньших затрат труда и средств на механическую обработку;

тяговое сопротивление при обработке намного меньше, чем бесструктурных почв;

создаются лучшие условия для прорастания семян, роста и развития возделываемых растений.

Сложение почвы

Сложение почвы определяется характером группировки и расположения по отно­шению друг к другу структурных элементов и механических частиц и выделяется по степе­ни твердости, уплотнения или, напротив, рыхлости и распыления почвенных агрегатов.

Обычно выделяют 6 видов сложения почвы:

1) рассыпчатое - почвенная масса абсолютно сыпучая и состоит только из отдельных меха­нических элементов;

2) рыхлое- почвенная масса крошится или распадается на комочки различной величины даже при встряхивании на ладони;

3) плотноватое - куски почвы легко разламываются на мелкие комочки или пластины;

4) уплотненное - для разлома почвенных комочков уже требуется некоторое усилие, вхож­дению ножа в почву оказывается незначительное сопротивление;

5) плотное- комья почвы разламываются с трудом, нож входит в почву с усилием;

6) очень плотное - почвенные куски руками не разламываются, а почва весьма трудно под­дается копанию лопатой и ножом. При закладке разреза зачастую приходится использовать лом или другие подручные средства.

При изучении сложения почвы обращают внимание и на ее связность во влажном состоянии. Почва бывает: а) очень связной, если при копании влажная почва сильно прили­пает к лопате (такая почва считается тяжелой); б) средней связности, если прилипает к ло­пате во влажном виде, но сравнительно легко сваливается с нее при встряхивании (среднетяжелая почва); в) малосвязную, если при копке не пристает к лопате (легкая почва).

Сложение почвы различают также и по характеру ее порозности или скважности. В этом случае при описании отмечается характер порозности между агрегатами и внутри них. Наиболее благоприятны для плодородия поры средних размеров (диаметром от нескольких миллиметров до десятых и сотых долей миллиметра). Песчаная почва чаще всего характе­ризуется крупными порами, а бесструктурная тяжелая почва - очень тонкими. Оптимальная же скважность обычно наблюдается в хорошо оструктуренных почвах (рис. 4).

Рис.4. Скважность различных почв: а - песчаная почвы, все поры крупные; б- бесструктурная глина, все поры тонкокапиллярные; в – структурная почва, между комками поры крупные, в комках мелкие, капиллярные (по А.Стебуту).