Строение почвенного профиля
Наиболее важный морфологический признак почвы – это ее строение – закономерное изменение почвенной толщи сверху вниз, напоминающее слоистость. Почвенная толща разделяется на генетические горизонты, составляющие почвенный профиль. Генетические (образовавшиеся в процессе генезиса почв) горизонты обособляются постепенно, но даже в окончательно сформированных почвах горизонты, как правило, не имеют резкой границы и постепенно переходят один в другой (в отличие от осадочных слоев, отделяющихся друг от друга четкой границей).
Горизонты различаются между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам. В профиле почвы различают несколько горизонтов (часто подразделяемых на подгоризонты). Докучаев выделил в почве 3 генетических горизонта: А – поверхностный гумусо-аккумулятивный; В – переходный к материнской породе; С– материнская горная порода, подпочва. Последующее развитие почвоведения привело к выделению разнообразных генетических горизонтов, имеющих свое название и буквенное обозначение (индекс). Для более точной характеристики используют дополнительные буквенные и цифровые индексы.
Обычно выделяют следующие горизонты:
Т – органогенный торфянойгоризонт, формирующийся на поверхности в условиях постоянного избыточного увлажнения (но встречающийся иногда и в толще профиля при полициклическом почвообразовании, например в поймах рек), и характеризующийся специфической консервацией органического вещества растительных остатков без превращения его в гумус или сгорания. Торф по составу может быть древесным, травяным (тростниковый, осоковый), моховым (зелено-моховой, сфагновый), лиственным, лишайниковым либо смешанным. Содержание органического вещества в торфе более 35% по массе (более 70% по объему). Т° – олиготрофный (верховой) торф,Т – эутрофный (низинный) торф.
Т1 – торфяной неразложенный – растительные остатки не разложены или только слабо разложены и почти полностью сохранили свою исходную форму.
Т2 – торфяной средне разложенный – растительные остатки лишь частично сохранили свою форму в виде обрывков тканей.
ТЗ – торфяной разложенный – сплошная органическая мажущаяся масса без видимых следов растительных остатков.
О (А0) – лесная подстилка (степной войлок) – органогенный горизонт, состоящий из опада растений (мощностью до 20 см). Разные подгоризонты находятся на разных стадиях разложения:
О1 – свежий или слабо разложившийся опад, в котором растительные остатки почти полностью сохранили исходную форму – слой опада L.
O2 – растительные остатки лишь частично сохранили свою форму в виде обрывков тканей – слой ферментации F.
O3 – сплошная органоминеральная масса без видимых следов растительных остатков – слой гумификации Н.
Ad – дернина – органоминеральный гумусо-аккумулятивный поверхностный горизонт, формирующийся под травянистой растительностью, особенно луговой, и состоящий по крайней мере на половину по объему из корней растений.
AT – перегнойный горизонт – гумусо-аккумулятивный горизонт, содержащий от 15 до 35% по массе органического вещества, иловатый, черный, мажущийся, творожистой структуры или бесструктурный, насыщенный водой.
Ар (Апили Апах) – пахотный горизонт, образующийся в результате обработки гумусового и части нижележащего горизонтов.
А (А1)– гумусовый горизонт – поверхностный или лежащий под горизонтами О, Ad, Ар, темно-окрашенный гумусо-аккумулятивный горизонт с содержанием органического вещества до 15% по массе.
Е(А2)– элювиальный горизонт – осветленный, белесый, располагающийся под каким-либо из органогенных горизонтов и подстилаемый иллювиальным горизонтом. По происхождению может быть подзолистый (кислотный гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), лессивированный или псевдоподзолистый (вынос пылеватых или илистых частиц без их разрушения), отбеленный (снятие и вынос пленок R2О3 с минеральных зерен), осолоделый (щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения) и т. д.
В–минеральный горизонт в средней части профиля. Может быть иллювиальным (глинисто-иллювиальным – Bt, железисто-иллювиальным – Bf, гумусо-иллювиаль-ным – Bh, солонцовым – Вnа, карбонатным – Вса, солевым – Bsa, гипсовым – Bcs или смешанным – Bth, Bfh и т. п.), а с другой стороны – метаморфическим, образованным при трансформации минералогического состава на месте (Вm, Box).
G – глеевый горизонт – минеральный горизонт, образуется в гидроморфных почвах. Вследствие длительного или постоянного избыточного увлажнения и недостатка свободного кислорода в почве идут анаэробно-восстановительные процессы, что приводит к появлению закисных соединений Fe и Mn, подвижных форм Al, дезагрегированию почвы. Горизонт характеризуется преобладанием тусклой голубоватой, сизой, оливковой окраски, иногда с ржавыми пятнами. Глееватые горизонты имеют в дополнение к основному символу малый индекс g (Ag, Bg, Cg), когда степень оглеения недостаточна для выделения самостоятельного глеевого горизонта.
С – материнская горная порода, слабо затронутая почвообразовательными процессами.
D – почвоподстилающая (рыхлая)порода – выделяется в том случае, когда почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже лежит порода с другими свойствами.
R – плотная (массивно-кристаллическая) почвообразующая или подстилающая порода.
Переходные горизонты, обладающие свойствами как вышележащего, так и нижележащего, обозначаются смешанными символами (АЕ, АВ, ВС). Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов ® некоторые из них могут в профиле отсутствовать
Основные типы строения почвенного профиля:
1. профиль автоморфных почв, формирующихся в условиях хорошо дренируемых водоразделов под влиянием атмосферной влаги, систематически нисходящие токи которой вызывают закономерное перемещение химических элементов сверху вниз. Режим почвенной влаги может быть как промывным, так и непромывным. Амплитуда перемещения соответствует подвижности элементов в условиях конкретного ландшафта.
2. профиль гидроморфных почв – процесс почвообразо-вания протекает под воздействием грунтовых вод, которые обогащают почвенную толщу определенными химическими элементами и создают специфическую геохимическую обстановку. Режим почвенной влаги – выпотной или застойный. При близком залегании грунтовых вод и капиллярном их подъеме в почвенную толщу различные соединения будут выпадать в той же последовательности, как и в случае нисходящего движения вод (но при нисходящем движении ближе к поверхности расположены менее растворимые соединения, а при восходящем – более растворимые соединения находятся близко к поверхности или непосредственно на ней).
На основании распределения веществ (гумус, известь, гипс, водорастворимые соли, глинистые минералы, R2О3) по глубине выделяют следующие типы строения почвенного профиля:
· аккумулятивный профиль с максимумом накоп-ления веществ с поверхности при их постепенном падении с глубиной. Кривая распределения может быть регрессивно-аккумулятивная (вогнутая), прогрессивно-аккумулятивная (выпуклая) или равномерно-аккумулятивная;
· элювиальный профильс минимумом вещества на поверхности при постепенном увеличении его содержания с глубиной. Кривая распределения вещества может быть регрессивно-элювиальная (вогнутая), прогрессивно-элювиальная (выпуклая) или равномерно-элювиальная;
· грунтово-аккумулятивный профиль– накопление веществ (солей, гипса, карбоната кальция, гидроксидов железа, SiО2) из грунтовых вод в нижней и средней части профиля;
· элювиально-иллювиально-дифферещированный профильс минимумом вещества в верхней части и максимумом в средней или нижней;
· недифференцированный профильсравномерным содержанием вещества по всей почвенной толще
Новообразования – это морфологически хорошо сформированные, четко обособленные от почвенной массы скопления веществ различной формы и химического состава, возникших в процессе гипергенеза и почвообразования.
Различают новообразования химического и биологического происхождения.
* Химические новообразования – результат химических процессов, приводящих к возникновению различных соединений. Эти соединения могут или осаждаться на месте образования, или, перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном и вертикальном направлениях, выпадать на некотором (иногда значительном) расстоянии от места своего возникновения. Морфологически новообразования весьма разнообразны: выцветы, налеты, корочки, примазки, потеки, прожилки, трубочки, изолированные кристаллы и их сростки, друзы, щетки, конкреции самых различных форм и размеров, пропластки и целые плиты. Не менее разнообразен их химический и минералогический состав: среди почвенных и гипергенных новообразований есть представители почти всех классов минералов: сульфиды, галогениды, оксиды, нитраты, карбонаты, сульфаты, фосфаты, силикаты и некоторые другие группы ®химические новообразования могут быть представлены легкорастворимыми солями, гипсом, карбонатом кальция, оксидами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, гумусовыми и др. веществами.
* Новообразования биологического происхождения (животного и растительного) встречаются в следующих формах: червоточины – извилистые ходы, канальцы червей; копролиты – экскременты дождевых червей в виде небольших клубочков; кротовины – пустые или заполненные ходы роющих животных (сусликов, сурков, кротов и др.); корневины – сгнившие крупные корни растений; дендриты – узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей; фитолитарии — минеральные соединения, возникающие в растениях и после разложения органических остатков остающиеся в почве – выделения аморфного кремнезема (опал) и щавелевокислого кальция (вевеллит).
По новообразованиям в почве можно судить о ее генезисе и свойствах. Так, наличие в сизоватых и ржаво-охристых пятен говорит о том, что данные почвы сформировались в условиях переувлажнения.
Включения – это находящиеся в почве органические или минеральные тела (предметы), появление которых не связано с почвообразовательным процессом: валуны, галька и другие обломки горных пород; различные формы льда (конкреции, линзы, прожилки, прослои); раковины и кости животных; захороненные остатки корней, стволов растений; кусочки кирпича, стекла, угля, остатки захоронений, построек, металлические предметы и пр., связанные с деятельностью человека.
Включения дают возможность судить о генезисе почвообразующих пород. Например, даже единичные валуны кристаллических пород в покровных отложениях указывают на связь вещественного состава этих отложений с ледниковыми. Ценные сведения о возрасте почв можно получить при нахождении в них археологических остатков. В погребенных почвах Поволжья, Украины, бассейна Дона и других районов обнаружены многочисленные стоянки древнего человека с разнообразными орудиями и изделиями.
Вода - в почвах неоднородна. Разные ее порции имеют разные физические свойства (теплоемкость, плотность, вязкость, химический состав, подвижность молекул, осмотическое давление и т. д.), обусловленные взаимодействием молекул воды между собой и с другими фазами почвы – твердой, газовой, жидкой.
Порции почвенной воды, обладающие одинаковыми свойствами, называют категориями или формами почвенной воды.