Ао— лесная подстилка

А— гумусово-аккумулятивный горизонт формируется в верхней части профиля в результате накопления гумуса и элементов питания.

А_п—пахотный горизонт, поверхностный гумусовый горизонт, преобразованный периодической обработкой.

Ad —дернина — густо пронизанный корнями растений верхний слой почвы, формируется под луговой растительностью.

A₁ — гумусово-элювиальный; наряду с накоплением гумуса происходят разрушение минералов и частичный вынос органических и минеральных веществ.

А₂—- элювиальный всегда окрашен в светлые тона в результате интенсивного разрушения и выноса продуктов разрушения в нижележащие горизонты или за пределы почвенного профиля. В подзолистых и дерново-подзолистых почвах он называется подзолистым горизонтом.

В — иллювиальный горизонт, переходный от гумусового к материнской породе; горизонт вмывания, в результате чего он может обогащаться гумусом (Bh), илом (Вi), карбонатами (В_к или Вса), соединениями железа (B_Fe) глиной (Вт).

G— Глеевый горизонт формируется в гидроморфных почвах вследствие длительного или постоянного избыточного увлажнения.

С — Материнская порода представляет собой незатронутую почвообразованием породу, в верхнюю часть которой могут вмываться соли. Их присутствие обозначается дополнительными буквами: карбонатов — С_к гипса — С_г, сульфатов — C_s.

Д — подстилающая порода выделяется тогда, когда почвенные горизонты образовались на породе, ниже которой расположена другая порода.

 

Для переходных горизонтов применяются двойные обозначения:

А2В — горизонт с признаками подзолистого (А2) и иллювиального (В);

A1A₂ — прокрашенный гумусом, с признаками оподзоливания;

B1Ba — отсутствует резкая граница между слоями в иллювиальном горизонте и т.д.

 

Для торфяных почвприменяется индекс Т.

 

Профили пойменных почвподразделяются как на горизонты, так и на отдельные слои аллювия и обозначаются A1, А2 и т.д.

Обозначение аллювия ставится на первое место: Ао — Al₁A₁ – Al₁Bo – Al₁ - Al...

 

Мощность почвенного профиля и почвенных горизонтов

 

Мощность почвенного профиля— общая протяженность всех горизонтов до материнской породы. У различных почв она колеблется от 40-50 до 100-150 см.

Мощность почвенного горизонта— протяженность от верхней до нижней границы. Например, Ао = 0-5 см, A₁ — 5-25 см и т.д., т.е. видна как мощность, так и глубина расположения горизонта.

Сочетание горизонтов позволяет записать строение почвенного профиля в виде своеобразной формулы,

 

например: Ао — A₁ — А2 — B₁ — В2 — ВС — С — подзолистая почва;

 

А_п — А2 — А2В1 — B_g — BC_g — C_g — дерново-подзолистая пахотная грунтово-глееватая почва.

 

Окраска почвы

 

Окраска почвы— наиболее доступный, и прежде всего бросающийся в глаза морфологический признак. Это существенный показатель процессов, происходящих в почве, и принадлежности ее к тому или иному типу. Недаром многие почвы получили название в соответствии со своей окраской — подзол, краснозем, чернозем, желтозем и т.д.

Наиболее важны для окраски почв следующие группы веществ:

2) гумус; 2) соединения железа; 3) кремнекислота, углекислая известь.

 

Гумусовые вещества обусловливают черную, темно-серую и серую окраски.

Соединения окиси железа окрашивают почву в красный, оранжевый и желтый цвета,

закиси железа — всю почву или отдельные ее горизонты и участки в сизые и голубоватые тона. Встречающийся, например, в болотных почвах вивианит [Fe₃(PO₄)2-8H₂O] придает им зеленовато-голубой оттенок.

 

Кремнезем (SiO₂), углекислый кальций (СаСО₃) и каолинит (H₂Al₂Si2O8-H2O) обусловливают белую и белесую окраски.

В ряде случаев заметную роль в приобретении почвой белесоватых оттенков могут играть гипс (CaSO₄-2H₂O) и легкорастворимые соли (NaCl, Na₂SO₄-8H₂O и др.).

Минералогический состав почв

 

Первичные минералы почти целиком сосредоточены в гранулометрических фракциях размером более 0,001 мм, так называемой крупной фракции почв, что определяется исходными преобладающими размерами минеральных зерен в плотных породах, а также максимальными пределами их дробления при механических и температурных воздействиях.

Наиболее распространенными первичными минералами в породах и почвах являются кварц, полевые шпаты, амфиболы, пироксены и слюды.

Вторичные минералы возникли из первичных минералов под воздействием климатических и биологических факторов, практически целиком сосредоточены в тонкодисперсных гранулометрических фракциях размером <0,001 мм.

Представлены глинистыми минералами, минералами оксидов железа, алюминия, марганца и кремния и минералами-солями.

Глинистые минералы,как правило, составляют основную часть вторичных минералов. Названы они так в связи с тем, что преимущественно определяют минералогический состав глин.

К главнейшим глинистым минералам относятся минералы групп каолинита, гидрослюд, монтмориллонита, смешаннослойных минералов, хлорита.

 

Минералы гидроксидов железа и алюминия. Из минералов группы железа наибольшее значение имеют гематит и гетит, и гиббсит из минералов группы алюминия.

Минералы-соливстречаются в виде примесей к глинистым минералам главным образом в почвах аридных и семиаридных зон.

Наиболее широко распространенными минералами-солями в почвах являются карбонаты:

кальцит, люблинит, арагонит; доломит; сода.

Среди сульфатов наиболее распространены гипс, полугидрат, ангидрит, мирабиллит.

Среди хлоридов в почвах преобладает галит.

 

Гранулометрический состав почв и его агрономическое значение

 

Гранулометрическим составом почвы называется относительное содержание в процентах в ее составе твердых частиц разной крупности, выделяемых в пределах непрерывного ряда определенных условных групп крупности.

Гранулометрический состав почв в значительной степени унаследован от соответствующих почвообразующих (материнских) горных пород и в своих основных чертах мало меняется в процессе почвообразования.

Основная масса твердой фазы почва (95—98%) — минеральная. Элементарные частицы, близкие по свойствам и размерам, объединяются в группы, фракции, на основе чего производится классификация механических элементов. В настоящее время принята классификация В.Р. Вильямса и А.Н. Сабанина, усовершенствованная Н.А. Качинским (1965).

 

Частицы размером более 1 мм называют почвенным скелетом или крупноземом, менее 1 мм — мелкоземом.

Сумму всех частиц размером менее 0,01 мм называют физической глиной, а более 0,01 мм — физическим песком. Сумму частиц менее 0,001 мм называют илистой или тонкодисперсной фракцией.

 

Классификация по гранулометрическому составу проводится объединением пород и почв в несколько групп с характерными для них физическими и химическими свойствами.

В зависимости от удельного сопротивления при обработке почв к сельскохозяйственным орудиям почвы делят на легкие (пески, супеси), средние (суглинки) итяжелые (глины).

 

Новообразования и включения

 

Химические новообразования в почве—могут или осаждаться на месте образования или, перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном и вертикальном направлениях, выпадать на некотором расстоянии от места своего возникновения.

Химические новообразования по форме разделяют на выцветы и налеты; корочки, примазки и потеки; прожилки и трубочки, конкреции.

Включения— инородные тела в профиле почвы, не связанные < почвообразовательным процессом. К ним относятся камни, обломкикирпича, кусочки угля, кости, черепки и др.

 

Органические и органо-минеральные вещества в почвах

 

Органическая часть почвы состоит из органических остатков (корешков и наземного опада) и гумуса. Источником гумуса являются органические остатки высших растений, микроорганизмов и животных, обитающих в почве.

Гумусом называют сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков. Содержание гумуса в почвах определяется условиями и характером почвообразовательного процесса; оно колеблется в верхних горизонтах от 1—2 до 12—15%, резко или постепенно уменьшаясь с глубиной.

 

 

Гумус является универсальной системой, определяющей и регулирующей практически все факторы, влияющие на формирование почвенного профиля и рост плодородия,

1. Взаимодействуя с минеральной частью почвы, гумусовые вещества и их производные участвуют в трансформации минералов.

Разрушение их фульвокислотами сопровождается миграцией растворимых продуктов, что приводит к образованию элювиальных и иллювиальных горизонтов. При преобладании гуминовых кислот в почвах формируется хорошо выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким уровнем плодородия. Одновременно в пределах каждого конкретного горизонта формируются такие свойства, как структура, влагоемкость, емкость поглощения, буферная способность и др.

2. Гумус — основной источник энергии в самых разнообразных почвенных процессах. В гумусовой оболочке земли его накапливается 5,33 • 10¹⁹ кДж, а в целом в биомассе земли — 6,15 х х 10¹⁹ кДж (В.А. Ковда).

3. Гумус является аккумулятором азота, в нем содержится 80-95% почвенного азота. Этот азот имеет особое значение в решении экологических и экономических задач.

4. Гумус — источник СО2, который выделяется при его разложении и обогащает приземный слой воздуха, что повышает продуктивность фотосинтеза. Является источником элементов питания растений, Р, К, Са, Mg, S, микроэлементов, которые накапливаются в составе гумуса в результате взаимодействия гумусовых кислот с минеральной частью почвы и освобождаются при его минерализации.

Аккумуляция погребенных форм гумуса (торфа, углей) приводит к концентрации Си, Ni, Co, Мо и других элементов.

5. Высокогумусовые почвы характеризуются высокой биологической активностью и оптимальным, экологически сбалансированным составом микробных ассоциаций.

6. Гумус — физиологически активное вещество. Продукты гумификации играют большую роль в регулировании состава природных вод, почвенного раствора, атмосферы, являются регуляторами и стимуляторами роста и развития растений.

7. Гумус выполняет санитарно-защитные функции. Благодаря высокой биологической активности он разрушает остатки пестицидов, других токсикантов и загрязнителей, снимает негативное влияние избыточных доз минеральных удобрений.

 

 

Лекция 4. Структура и сложение почв

 

1.Структура почвы 53

2.Агрономическое значение структуры 53

3.Образование структуры почвы 56

4.Форма и размеры структурных агрегатов почвы 59

5.Утрата и восстановление структуры почвы 60

6.Сложение почвы 63

Краткий конспект Лекции 4 66

1.Структура почвы

 

Частицы почвы могут находиться в обособленном состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в структурные отдельности (агрегаты, комки, комочки) разной формы и размера.

Способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой.

Под агрегатами понимается сочетание элементарных почвенных частиц, взаимно удерживающихся в силу коагуляции коллоидов, склеивания, слипания, остаточных валентностей и водородных связей, адсорбционных и капиллярных явлений в жидкой фазе, а также с помощью корневых тяжей, гифов грибов и слизи микроорганизмов.

В песчаных и супесчаных почвах элементарные почвенные частицы обычно находятся в раздельночастичном состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными и бесструктурными или малоструктурными.

В практике земледелия давно подмечено большое влияние структуры почвы на ее физические свойства, условия обработки, водно-воздушный режим и в целом на плодородие почвы и развитие растений. Уже в работах В. В. Докучаева и особенно П. А. Костычева отмечалось важное значение структуры в формировании агрономических свойств почвы.

Наиболее детально исследовал роль структуры в плодородии почв В. Р. Вильямс. В последующем эти вопросы, а также теория структурообразования получили дальнейшее развитие в работах К. К. Гедройца, А. Г. Дояренко, И. Н. Антипова-Каратаева, Н. А. Качинского, Н. И. Саввинова, П. В. Вершинина, А. Ф. Тюлина, Д. В. Хана, Э. Рассела и других отечественных и зарубежных ученых.

 

2.Агрономическое значение структуры

 

В почвоведении структура почвы рассматривается, с одной стороны, как морфологический признак, а с другой — как агрономическая характеристика.

С морфолого-генетической точки зрения структура почвы — это, прежде всего, форма физического проявления ее сложения, т. е. естественной организации твердых компонентов почвы и промежутков между ними. Структура почвы характеризует наличие и взаимное расположение в почвенном теле агрегатов определенной формы и размеров.

Если в почве имеются естественные агрегаты какой-то формы, она называется структурной.

Если почва не распадается на естественные структурные отдельности, а имеет сыпучее состояние, как песок или пыль, то она называется бесструктурной раздельно-частичной;

если же почва не распадается на агрегаты, а выламывается большими бесформенными массами, то она будет характеризоваться как бесструктурная массивная.

В почвах редко присутствуют агрегаты какого-то только одного размера, особенно в верхних горизонтах. Все почвы полиагрегатны. Речь может идти лишь о преобладании каких-то форм и размеров.

Распределение структурных агрегатов в массе почвы в соответствии с их размерами называется структурным составом почвы, который может быть определен простым ситовым анализом.

Таким образом, в морфологическом понимании – структура – это форма отдельностей или агрегатов.

В агрономическом смысле роль структуры в формировании агрофизических свойств почвы зависит от размера, формы, прочности и особенности сложения структурных отдельностей.

В зависимости от размера структурные отдельности подразделяются на микро- (< 0,25 мм), мезо- (0,25—10 мм) и макроагрегаты-(> 10 мм).

Наиболее ценными являются мезоагрегаты, т.е. агрегаты размером 0,25—10 мм.

При этом почва считается хорошо оструктуренной, если содержание в ней мезоагрегатов превышает 55%, а сами мезоагрегаты являются устойчивыми к механическому разрушению.

От устойчивости к разрушению мезоагрегатов во многом зависит способность почвы сохранять агрофизические свойства в благоприятном для растений состоянии при ее увлажнении и многократных обработках.

Для более точной оценки структурного состояния почвы применяется шкала оценки структурного состояния почвы, которую предложили СИ. Долгов и П.У. Бахтин.