Окраска почвы и её горизонтов

Расчленение почвенного профиля на отдельные горизонты производится прежде всего по характеру окраски. Это наиболее доступный для непосредственного восприятия внешний признак. По окраске верхних горизонтов некоторых основных типов почв даны названия. Таковы подзолистые почвы, серые (темно- и светло-серые) почвы лесостепи, черноземы, каштановые почвы, сероземы, буроземы, желтоземы, красноземы.

Окраска, или цвет, почвы зависит от присутствий в ней различных соединений (минеральных и органических). Важнейшими из них являются гумус, окислы и гидраты окисей железа, кремнекислота, каолинит, гидрат окиси алюминия, углекислая известь. Эти соединения в чистом виде окрашены в следующие цвета: черный (гумус, двуокись марганца), красный (безводные и маловодные окислы железа), желтый (гидрат окиси железа), белый (кремнекислота, карбонат кальция, каолинит, гидрат окиси алюминия).

Таким образом, названные соединения окрашены в четыре основ­ных цвета. В зависимости от количественного содержания этих соеди­нений сочетаются по-разному основные тона, обусловливая появление новых окрасок или сообщая основным цветам разные оттенки. Наглядное представление о разнообразии почвенных окрасок в зависимости от разного количественного соотношения основных тонов дает цветовой треугольник Захарова (рис.4).

Рис.4. Треугольник окрасок почвы, наиболее часто встречающихся в природе (по С. А. Захарову)

Окраска почвы зависит не только от наличия разных соединений в почве и их различного сочетания. На окраску верхних горизонтов почвы влияют также: характер и интенсивность почвообразовательных процессов, первоначальная окраска материнской породы, степень влажности и измельчения почвы и характер ее освещения.

Взаимодействие всех упомянутых факторов обусловливает самые различные окраски и оттенки почвенных горизонтов. Так, в верхних горизонтах можно наблюдать переходы от черного цвета к белому через серый цвет до белесого в связи с присутствием гумуса и белоокрашенных соединений.

Если при небольшом количестве гумуса в горизонте примешивается «краска окисей или гидратов окисей железа, то верхние горизонты почвы приобретают коричневую, серо-бурую, серо-палевую и другие оттенки. А при большом количестве темно-окрашенного гумуса в этом же случае почвенные горизонты окрашиваются в темно-каштановые и темно-коричневые тона.

Окраска материнской породы и близлежащих к ней переходных и иллювиальных горизонтов чаще всего бывает бурой, палевой с различными оттенками (красным, желтым, коричневым и др.). Глинистые и тяжелосуглинистые почвообразующие породы, содержащие гидраты окиси железа, окрашены в бурые цвета. При большом их содержании породе придается охристый или желтый (исходный) цвет, Повышенное количество безводных и маловодных окисей железа сообщают грунту красно-бурые и кирпично-красные оттенки, приближаясь к красному цвету (например, пермские породы). Горизонты почвы имеют оранжевый и охристый цвет в случае присутствия в них окислов и гидратов окисей железа, сочетающихся в различных количествах. Бурые оттенки, разбавленные белым цветом (при наличии извести, каолина, кремнекислоты и др.), переходят в палевые, а красные оттенки при тех же условиях — в розовые. Комплексные соединения окислов железа с окислами марганца окрашивают комки грунта в фиолетово-черные, фиолетовые и вишневые оттенки.

Переувлажненные, оглеенные горизонты, где наряду с окислами железа содержится и закись железа в виде различных солей синего и голубого цвета, приобретают синеватые, сизовато-зеленые оттенки (на­пример, в болотных почвах).

В случае неоднородной окраски горизонта сначала выявляется основной фон, а затем отмечается окраска пятен. При определении окра­ски почвенных горизонтов часто приходится называть промежуточные цвета (серо-палевый, желтовато-бурый) или отмечать преобладающую окраску с тем или другим оттенком (темно-серая с буроватым оттенком или палевая с красноватым опенком и г. д.).

В заключение следует сказать, что восприятие окраски почвенных горизонтов хотя и является в значительной степени субъективным, но использование этого признака очень помогает для распознавания качества почвы, а частично и для выяснения происходящих в ней процессов.

Структура почвы

Под структурностью почвы подразумевают ее способность распадаться « естественном состоянии на отдельности, различные по размерам и форме, под влиянием крошащих механических воздействий.Эти отдельности, или агрегаты, на которые распадается почвенная масса, состоят из многих механических элементов, склеенных или сцементированных между собой главным образом почвенными коллоидами.

На структурообразование влияет ряд факторов. Из них важнейшим является наличие в почве коллоидов (органических и минеральных) и электролитов, вызывающих их коагуляцию, а также одновременное нахождение в почве противоположно заряженных коллоидов, например, ненасыщенных основаниями гумусовых кислот и полуторных окислов железа или алюминия с положительным зарядом. Образованию структуры способствуют резкие колебания температуры и влажности почвы (периодическое высыхание и увлажнение, промерзание и размерзание), в этом же направлении сказывается влияние корневой системы растений, особенно мелкой, а также различных почвенных животных. Кроме того, в верхних горизонтах некоторых почв часть структурных элементов является продуктами жизнедеятельности роющих животных, например дождевых червей. Выделяемые ими капролиты имеют вид мелких темных округлых структурных комочков, которые заполняют червоточины - ходы мелких почвенных животных, (например, червей) и образуют гроздевидные скопления на поверхности почвы и в гумусовом горизонте.

Почвенная структура появляется в результате процессов почвооб­разования. Поэтому различные типы, подтипы почв характеризуются неодинаковой структурой. По профилю каждой почвы структура также изменяется. В глубоких горизонтах выраженность ее уменьшается, иногда они бывают совсем бесструктурными, что объясняется ослаблением процессов почвообразования в горизонтах В₂, ВС и С.

Наряду с оструктуренными почвами имеется в природе немало и бесструктурных или с очень слабо выраженной структурой. Чаще всего такими почвами являются песчаные и супесчаные разновидности, содержащие незначительное количество глинистых частиц и органических коллоидов. Почвы, тяжелые по гранулометрическому составу, но содержащие мало перегнойных веществ и электролитов, тоже отличаются слабо выраженной структурой или оказываются бесструктурными. Рациональными приемами агротехники можно улучшить структуру почвы и даже создать вновь.

Почвенная структура различается по форме, величине и водопрочности. По величине выделяется макроструктура с размером агрегатов от 10 до 0,25 мм и микроструктура - мельче 0,25 мм. Макроструктура по форме агрегатов подразделяется согласно С. Л. Захарову на три типа: кубовидную, призмовидную и плитовидную. Кубовидный тип структуры включает агрегаты, формы которых развиты приблизительно одинаково по трем осям, т. е. имеют более или менее округлую форму. Для призмовидного типа структуры характерна вытянутость отдельностей по вертикальной оси, а для плитовидного типа - по двум горизонталь­ным осям.

Каждый тип структуры, выделенный по основной форме подразделяется на более мелкие градации по характеру ребер и граней отдельностей (род структуры) и по величине агрегатов (вид).

Представление о классификации структурных отдельностей по вышеупомянутым признакам дает табл. 1, составленная по С. А. Захарову с некоторыми сокращениями.

Отдельности различных типов структуры неравноценны по своему биолого-агрономическому значению. Наиболее благоприятный для жизни растений тепловой и водно-воздушный режим в почве создается при наличии кубовидной структуры в ее верхних горизонтах.

Таблица 1 Виды структуры (по C.А. Захарову)

Формы структуры	Виды структуры	Размер поперечника в мм (I и II) и толщина отдельностей (III)
1 тип - кубовидная структура Грани и ребра выражены плохо
Глыбистая - неправильная форма и неровная поверхность	1. Крупноглыбистая	> 100
	2. Мелкоглыбистая	100-50
Комковатая - неправильная форма, округлая и шероховатая поверхность	3. Крупнокомковатая	50-30
	4. Комковатая	30-10
	5. Мелкокомковатая	10 - 0,5
Пылеватая	6, Пылеватая	менее 0.5
Грани и ребра выражены хорошо
Ореховатая - более или менее правильная форма, поверхность граней сравнительно ровная, ребра острые	7. Крупноореховатая	20-10
	8. Ореховатая	10-7
	9. Мелкоореховатая	7-5
Зернистая - более или менее правильная форма иногда округлая, с гранями то шероховатыми и матовыми, то гладкими и блестящими	10. Крупнозернистая (гороховатая)	5-3
	11.Зернистая (крупитчатая)	3-1
	12. Мелкозернистая	1-0,5
// тип - призмовидная структура Грани и ребра выражены хорошо
Столбчатая - правильная форма с довольно хорошо выраженными гладкими боковыми гранями, округлой головкой и плоским основанием	13. Крупностолбчатая	>50
	14. Столбчатая	50-30
	15. Тонкостолбчатая	<30
Призматическая - с плоскими поверхностями и острыми ребрами основание	16. Крупнопризматическая	>50
	17. Призматическая	50-30
	18. Тонкопризматическая	30-1 0
	19. Карандашная	<10
Ш тип плитовидная структура
Плитовидная - слоевая с более или менее развитым горизонтальными плоскостями спайности	20. Сланцеватая	>5
	21. Плитчатая	5-3
	22. Пластинчатая	3-1
	23. Листоватая	<1
Чешуйчатая - со сравнительно небольшими, отчасти изогнутыми плоскостями и часто острыми ребрами (некоторое сходство с чешуей рыбы)	24. Скорлуповатая	>3
	25. Грубочешуйчатая	3-1
	26. Мелкочешуйчатая	<1

Эта структура (мелкокомковатая, ореховатая, зернистая, порошистая) чаще всего встречается в верхних горизонтах буроземов, серых и темно-серых почв лесостепи, невыпаханных черноземов, дерново-слабоподзолистой суглинистой почвы лесной зоны и других почв. Структура плитовидного типа обычно наблюдается в подзолистых почвах, в которых слабо выражен дерновый процесс. Причем в гумусовых горизонтах этих почв чаще бывает, хорошо выражена комковато-плитчатая структура, а в подзолистом и в иллювиальном горизонтах — сланцеватая, плитчатая и пластинчатая. Эти отдельности легко разделяются по горизонтальным плоскостям спайности на тонкие пластинки, листочки белесого, палевого или желтовато-палевого цвета с ржавыми и бурыми пятнами.

Структура призмовидного типа включает два рода структуры: призматическую и столбчатую. Призматическая структура встречается в различных типах почв в переходных к иллювиальным горизонтам тяжелых по гранулометрическому составу (глинистых и суглинистых). В подзолистых почвах она обнаруживается в нижних горизонтах обычно только при глубоком распространении корней растений, которые в значительной мере способствуют дроблению почвенной массы в продольном направлении. Столбчатая структура встречается в верхних (столбчатых) горизонтах солонцов и солончаков. В отличие от призматической структуры, окрашенной чаще всего в бурый или коричнево-бурый цвет, столбчатая структура всегда имеет темную окраску (серо-бурую, черновато-бурую) с округлым верхним основанием («головкой»).

Для иллюстрации наиболее часто встречающихся в почвах видов структуры приводится рис. 5.

При изучении почвенной структуры обращают внимание на ее водопрочность, т. е. на способность структурных элементов противостоять размывающему действию воды (В. Р. Вильяме). Этому показателю придается большое значение при оценке качества структуры. В почве, обладающей в той или иной степени водопрочной структурой, создаются более благоприятные условия для жизни растений, чем в почве, где структура верхних горизонтов легко разрушается, размывается при поливах, дождях.

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

Сложение почвы

Сложение почвы - физическое состояние почвенного материала, обусловленное взаимным расположением и соотношением в пространстве твердых частиц и связанных и ними пор, т.е. это внешнее выражение плотности и пористости почвы.

Каждый вид почв различается по общему сложению почвенной массы в зависимости от типа почвообразования, характера почвообразующей породы, возраста почвообразования, характера использования почвы.

По плотности при сухом состоянии почвы выделяют следующие виды сложения:

а) рассыпчатое - почвенная масса лишена цементации, обладает сыпучестью и состоит из отдельных механических элементов (глинистых, пылеватых, песчаных) в раздельно-частичном состоянии;

б) рыхлое - почвенная масса при сбрасывании с лопаты или встряхивании на ладони крошится или распадается на комочки различной величины;

в) плотноватое - куски почвы легко разламываются на мелкие пластины, комки: черта, проведенная ножом, - широкая и изорванная;

г) уплотненное - комья почвы разламываются руками с некоторым усилием, черта ножа шероховатая, края изорваны, вхождению лопаты и ножа оказывается незначительное сопротивление;

д) плотное - комья почвы разламываются с трудом, черта от ножа несколько шероховатая, углубляющаяся. Лопата и нож входят в почву с усилием в несколько приемов, при этом отделяются более или менее твердые пласты почвы;

е) весьма плотное - куски почвы очень твердые, руками не разламываются, черта от ножа узкая и блестящая. Почва весьма трудно поддается копанию ножом и лопатой.

Кроме этих испытаний, плотность или рыхлость узнают с помощью ножа, втыкая его в каждый горизонт, начиная сверху. Этот прием помогает установить границу между смежными горизонтами и наметить линию переходов от одного к другому.

Одновременно с изучением уплотнения почвы обращают внимание и на ее связность. Этот признак отмечают в почве в сыром и влажном состояниях. При этом различают почву:

а) очень связную, если при копании влажная почва сильно прилипает к лопате и с трудом очищается от нее (такая почва считается тяжелой);

б) средней связности, если прилипает к лопате во влажном виде, но сравнительно легко сваливается с нее при встряхивании (эта почва при механической обработке ее является среднетяжелой);

в) малосвязную (называется легкой), если при копке к лопате не пристает и сбрасывается с нее рыхлыми комьями.

Включения и новообразования

Включения - тела органического и минерального происхождения, которые механически вовлечены в однородную массу почвы и образование которых не связано с почвообразовательным процессом. К включениям относятся валуны и обломки горных пород, раковины моллюсков, кости животных, кусочки кирпича, угля, остатки древесных растений и т. п.

Новообразования- скопления веществ различной формы и химического состава, возникшие в результате процессов почвообразования. Различают новообразования химического и биологического происхождения,

К химическим новообразованиям относятся следующие:

1. Новообразования из углекислой извести в форме белых пятен и выцветов; известковой плесени из скопления тонких игольчатых кристаллов; псевдомицелия или лжегрибницы в виде сети переплетающихся прожилок мучнистой извести; «белоглазки» - ярких белых пятен рыхлой извести диаметром 1-2 см; «журавчиков»- известковых конкреций самой причудливой формы; «дутиков»-более плотных стяжений с пустотой внутри; «погремков» или «орляков» - крупных стяжений (до 10 см в диаметре) с пустотой и отвалившимися внутри твердыми кусочками извести, которые гремят при встряхивании; «желваков» - крупных скоплений извести самой разнообразной формы, иногда имеющих темную или охристую окраску за счет примесей марганца или железа; прослоек лугового мергеля и туфа толщиной до нескольких десятков сантиметров, встречающихся в поймах рек и на низинных торфяниках.

2. Новообразования окислов и гидроокислов железа, алюминия, марганца и фосфорной кислоты встречаются ввиде ржаво-бурых, охристых, коричневых, темно-коричневых и желто-бурых примазок, пятен, подтеков, языков расплывчатой формы. В песчаных почвах выделяются в виде извилистых прослоек охристого и красно-бурого цвета из сцементированного окислами и гидроокислами песка, толщиной от нескольких миллиметров до 10-20 см, называемых ортзандами или псевдофибрами.

3.Новообразования закиси железа в виде пленок, пятен, разводов вивианита (Fe3PО40;2 х 8Н₂0) серовато-белесого, голубовато-сизого или зеленоватого цвета, приобретающих при подсыхании ярко-голубой цвет; встречаются в толще болотных и заболоченных почв.

4. Новообразования кремнекислоты (Si0₂) белесого цвета образуют присыпку на поверхности структурных отдельностей в форме пятен, языков, затеков, прожилок, карманов в горизонтах А₂ и В дерново-подзолистых почв.

5. Новообразования из органических веществ, образующихся в результате передвижения из верхних горизонтов коллоидных

органических веществ, встречаются в нижних горизонтах в виде темноокрашенных пятен, языков, карманов и иллювиалъно-гумусовых горизонтов.

6. Новообразования из легкорастворимых солей (NaCI, MgCL) в виде налетов, кристаллов или друз белого цвета, представляющих скопления гипса (CaS0₄ 2H₂0), часто встречаются в почвах степных и засушливых районов.

К новообразованиям биологического происхождения относятся:

- капролиты червей, личинок насекомых и самих насекомых;

- структурные комочки, выбрасываемые земляными муравьями при постройке их жилищ;

- кротовины, представляющие собой ходы и камеры землероев, засыпанные почвенным материалом из другого почвенного горизонта;

- червороины - такие же ходы, но малого поперечника, сделанные червями, насекомыми и т, п.;

- корневины - полости от крупных корней, засыпанные почвенным материалом, что придает пестроту и пятнистость окраске почвенных горизонтов.