Морфологические особенности почвенных горизонтов

В полевых условиях изучают и определяют почвы и дают им название по внешним, так называемым морфологическим признакам, которые отражают внутренние процессы, проходящие в почвах, их происхождение (генезис) и историю развития.

Н. М. Сибирцев считал, что по морфологическим (внешним) признакам можно определить почву подобно тому, как мы определяем минерал, растение или животное. Поэтому в полевых условиях особенно важно правильно описать почву, отметить все ее признаки.

Почвы обладают устойчивыми характерными внешними признаками: окраской, структурой, сложением, сочетанием горизонтов и т. д. ([19]).

Окраска горизонтов почв является важным морфологическим признаком, свидетельствующим о физико-географических условиях почвообразования. Поэтому почвам даются цветовые названия типа: коричневые почвы, черноземы, сероземы и т. д.

Окраска почв находится в прямой зависимости от ее химического состава, условий почвообразования, влажности. Носителями основных цветов являются определенные химические соединения, находящиеся в почвах. Отмечается, что черный цвет в почве связан с накоплением гумусовых веществ. Если содержание гумуса менее 5%, то для почвы характерны серые цвета, а если содержание гумуса 8−10% и более, то преобладает черный цвет. Красный и жёлтый цвет связан с наличием в почве разных соединений окислов железа. Желтоземы, красноземы, латериты — почвы субтропиков и тропиков — обогащены окислами железа и поэтому окрашены в желтые, оранжевые, красные, красно-бурые цвета. Соединения закиси железа создаёт восстановительные условия почвообразования, поэтому профиль соответствующих типов почв характеризуется преобладанием сизых, зеленых и голубых цветовых оттенков. Наличие белых оттенков связано с присутствием некоторых минералов, например, каолинита, гидроокислов алюминия, соединений кремнезема и др. Почвы редко бывают окрашены в однородный цвет. Обычно окраска почв довольно сложная и включает несколько цветов (например, серо-бурая, белесовато-сизая, красновато-коричневая и т. д.). При этом название преобладающего цвета в номинации типа почвы ставится на последнем месте. При описании почвы указывают степень однородности окраски. Например, буровато-сизый, неоднородный, на сизом фоне бурые и ржавые пятна и примазки. Такое описание помогает полнее охарактеризовать почву и более точно оценить ее в генетическом отношении. При определении окраски почвы также учитывают влажность почвы и степень освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более темную окраску, чем воздушно-сухая.

Структуру почв образуют отдельные комочки более и менее четкой геометрической формы, на которые распадается почва без применения какого-либо значительного механического воздействия. Форма структурных элементов зависит от свойств почв, прежде всего от их механического состава, и характера почвообразовательных процессов. Самыми распространенными разновидностями почвенной структуры являются зернистая, комковатая, глыбистая, ореховатая, призматическая, столбчатая, пластинчатая структуры (рис. 4).

Выделяют также и бесструктурные почвы с рыхлым сложением, например, песчаные.

I тип: 1) крупнокомковатая, 2) среднекомковатая, 3) мелкокомковатая, 4) пылеватая, 5) крупноореховатая, 6) ореховатая, 7) мелкоореховатая, 8) крупнозернистая, 9) зернистая, 10) порошистая.	II тип: 11) столбчатая, 12) столбовидная, 13) крупнопризматическая, 14) призматическая, 15) мелкопризматическая, 16) тонкопризматическая.	III тип: 17) сланцевая, 18) пластинчатая, 19) листоватая, 20) грубочешуйчатая, 21) мелкочешуйчатая

Рис. 4 Типичные структурные элементы почв (по С. А. Захарову, 1930)

Каждому типу почв и каждому генетическому горизонту свойственны определенные типы почвенных структур. Для гумусовых горизонтов, например, характерны зернистая, комковато-зернистая, порошисто-комковатая структуры, для элювиальных горизонтов — плитчатая, листоватая, чешуйчатая, пластинчатая, для иллювиальных — столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая и т. д. (табл. 4).

Под сложением почвы понимают внешнее выражение степени и характера ее плотности и порозности. При внимательном рассмотрении почвенных горизонтов можно заметить сеть трещин, пор, ячеек, пустот и т. д., различных по форме и размерам. По величине и форме воздушных пор и полостей различают следующие типы сложения почв: А. Полости, расположенные внутри структурных отдельностей: а) тонкопористые — диаметр пор, пронизывающих почву, до 1 мм; характерны для лёссов и образовавшихся из них почв; б) пористые — диаметр пор 1−3 мм, характерны для лёссовидных пород и соответствующих почв, сероземов, дерново-подзолистых почв; в) губчатые — почва пронизана порами диаметром 3−5 мм, характерны для некоторых подзолистых горизонтов; г) ноздреватые или дырчатые — диаметр пор 5−10 мм, характерны для сероземов и обусловлены работой землероющих животных; д) ячеистые — диаметр пустот 10 мм, характерны для субтропических и тропических почв; е) трубчатые — пронизаны каналами, прорытыми крупными землероями. Б. Полости расположены между структурными отдельностями: а) тонкотрещиноватые — воздушные полости, обычно вертикального направления, мене 3 мм; б) трещиноватые — размер трещин 3−10 мм, характерны для горизонтов с призматической и столбчатой структурой; в) щелеватые — вертикальные полости размером более 10 мм, свойственны столбчатым горизонтам некоторых солонцеватых почв.

По степени плотности почв в сухом состоянии различают: 1) очень плотное или слитое сложение; 2) плотное сложение; 3) рыхлое сложение; 4) рассыпчатое сложение. Сложение почвы зависит от её механического и химического состава, а также от влажности.

Почвообразование сопровождается скоплением вторичных минералов, обычно называемых новообразованиями (конкреции, стяжения, корочки, выцветы и др.). Почвенные новообразования — это прямой результат почвообразовательных процессов, которые часто служат важными диагностическими признаками для классификации почв. Новообразования можно разбить по химическому составу на группы, а по морфологической выраженности — на формы.

Группа легкорастворимых солей (хлориды натрия, кальция, магния и сульфаты натрия) характерна для засоленных почв и образует белые тонкие налеты и выцветы на поверхности почвы и на подсохшей стенке разреза, белые уплотненные корочки с поверхности, белые прожилки и крапинки и тонкие игольчатые кристаллы в виде инея или густых щеточек.

Т, а б л и ц, а 4.

Типы почвенной структуры (по С. А. Захарову, 1930).

Примечание. Название структуры чаще всего бывает комплексным: пылевато-комковатая, глыбисто-комковато-пылеватая, зернисто-ореховатая, ореховато-призматическая и т. д.

Форма новообразований зависит от степени соленасыщенности почвенного профиля. Выделения гипса также характеризуют южные засоленные почвы и представляют собой светлые налеты, выцветы, крапинки и жилки, заполненные кристаллическим веществом, натечные образования на нижней поверхности щебня и гальки, одиночные и сросшиеся крупные кристаллы (ласточкин хвост, гипсовые розы), пористые, ноздреватые корки и прослойки на поверхности почвы (гажи).

Карбонатные выделения — распространенный вид новообразований во многих почвах с многообразным морфологическим проявлением. Они встречаются в виде налеток и выцветов (плесень) на поверхности структурных отдельностей или в виде частой сети переплетающихся жилок, корневых пустот, заполненных известью (карбонатный псевдомицелий или лжегрибница), а также образуют форму округлых белых мягких пятен и стяжений (белоглазка) или твердых, плотных, причудливой формы образований (дутики, журавчики, погремки). Прочные конкреции извести грязно-белого цвета размером 10−20 см называют желваками, а натечные формы — бородками. Возможна полная пропитка почвенных горизонтов карбонатными растворами, которая проявляется в мучнистой присыпке высохшей стенки почвенного разреза.

Широко распространены новообразования, формирующиеся из окислов железа, алюминия и марганца, в образовании которых большое участие принимают подвижные гумусовые вещества. Это могут быть налеты и выцветы, пленки и корочки охристого, желтого, бурого, темно-бурого цвета на поверхности структурных отдельностей, по трещинам и корневым ходам; примазки, пятна, разводы и языки ржавого, охристого, красноватого и черного цвета на стенке почвенного разреза; плотные округлые образования черно-бурого цвета — бобовины, зерна, дробины, а также темно-бурые, коричневые, ржавые и охристые плотные стяжения — ортштейны, жерства, рудяк и т. д. Соединения закиси железа, как и предыдущая группа новообразований, широко распространены в переувлажненных почвах любой почвенной зоны и образуют голубоватые, сизые и зеленоватые пятна, разводы, пленки и примазки, буреющие на воздухе, а иногда белые, синеющие при доступе кислорода жилки вивианита (в болотных почвах).

Очень характерны для элювиального процесса выделения кремнезема, представляющие собой налет (присыпку) на структурных отдельностях, белые и белесые пятна и языки на стенке разреза, тонкие прожилки, пронизывающие почву и натеки на камнях. Отличие их от карбонатных новообразований заключается в том, что последние вскипают под действием слабого раствора соляной кислоты, тогда как кремнеземистые образования на нее не реагируют.

Новообразования гумуса в подзолистых почвах — гумусовые пленки, тонкие корочки и потеки по граням структурных элементов иллювиальных горизонтов. Для степных почв характерны темные пленки, корочки, дендриты, в солонцеватом горизонте — лаковые пленки по граням призматических и столбчатых отдельностей и т. д.

Изучение почвенных новообразований имеет большое значение для понимания генезиса отдельных горизонтов почвы, всей почвы и определения ее плодородие. Детальное исследование новообразований дает возможность выявить ряд важных явлений, происходящих в почве.

Почвы также различаются по механическому составу, т. е. по процентному соотношению минеральных частиц (табл. 5). Так, глинистыми почвами в зоне подзолистого типа почвообразования называются такие почвы, в которых содержится более 50% физической глины. В суглинистых почвах физической глины будет содержаться от 20 до 50% и т. д.

Распределение илистой фракции по профилю почвы является хорошим показателем наличия процессов образования вторичных глинистых минералов (т.е. оглинения почвы). В горизонтах оглинения увеличивается содержание илистых частиц по сравнению с их содержанием в почвообразующей породе, что дает основание для выделения метаморфических горизонтов в почвенном профиле. Характер распределения илистой фракции в почве указывает в некоторой степени на интенсивность и качественную направленность процессов почвообразования.

Механический состав является очень важным свойством почвы, по которому изучаемая почва относится к той или иной разновидности. Определение механического состава почвы по горизонтам играет большую роль при изучении генезиса (происхождения) почвы, так как механический состав зависит не только от состава материнской породы, но и от процессов почвообразования, происходящих в почве. От механического состава почвы зависят почти все физические и физико-механические свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, воздушный и тепловой режим, водоподъемная сила и др. Существует сухой и мокрый способ приблизительного определения механического состава в поле (табл. 6).

Глинистые почвы в сухом состоянии с большим трудом растираются между пальцами, но в растертом состоянии ощущается однородный тонкий порошок. Во влажном состоянии эти почвы сильно мажутся, хорошо скатываются в длинный шнур, из которого легко можно сделать кольцо.

Суглинистые почвы при растирании в сухом состоянии дают тонкий порошок, в котором прощупывается некоторое количество песчаных частиц. Во влажном состоянии раскатываются в шнур, который разламывается при сгибании в кольцо. Легкий суглинок не дает кольца, а шнур растрескивается и дробится при раскатывании. Тяжелый суглинок дает кольцо с трещинами.

Т, а б л и ц, а 5.

Классификация почв по механическому составу (Н.А. Качинский, 1958).

Т, а б л и ц, а 6.

Мокрый способ определения механического состава почв в поле.

Механический состав.	Вид образца в плане после раскатывания.
Шнур не образуется — песок
Зачатки шнура — супесь
Шнур дробится при раскатывании — легкий суглинок
Шнур сплошной кольцо при свертывании распадается — средний суглинок
Шнур сплошной кольцо с трещинами — тяжелый суглинок
Шнур сплошной кольцо дельное — глина

Супесчаные почвы легко растираются между пальцами. В растертом состоянии явно преобладают песчаные частицы, заметные даже на глаз. Во влажном состоянии образуются только зачатки шнура.

Песчаные почвы состоят только из песчаных зерен с небольшой примесью пылеватых и глинистых частиц. Почва бесструктурна, не обладает связностью.

Окончательное уточнение механического состава почвы производится в камеральный период путем специального лабораторного анализа, и на основании его дается название почвы.

Общее название почвы по механическому составу дается по данным механического анализа верхнего горизонта (0−25 см). Например, дерново-среднеподзолистая, суглинистая или чернозем южный, глинистый и т. д. Если наблюдается резкое различие механического состава верхнего и нижнего горизонтов, то это обстоятельство должно отразиться и в названии почвы. Например, дерново-луговая, тяжелосуглинистая почва на песчаных отложениях или дерново-сильноподзолистая суглинистая почва на супесчаных наносах и др. Дальнейшее подразделение почв по механическому составу производится на основании соотношений фракций песка (>0,05 мм), пыли (0,05−0,001 мм), ила (<0,001 мм), причем название преобладающей фракции ставится в конце. Например, чернозем легкоглинистый, пылевато-иловатый означает, что физической глины (частиц <0,01 мм) в верхнем горизонте почвы содержится от 60 до 75% (см. табл. 2), а в ней по содержанию на первом месте стоит ил, а на втором — пыль. Скелетные почвы классифицируются по степени каменистости (табл. 7).

Т, а б л и ц, а 7

Классификация почв по каменистости (Н.А. Качинский, 1958).

Характер перехода от одного горизонта к другому как морфологические признаки. Характер перехода между горизонтами в профиле имеет диагностическое значение и может служить в ряде случаев критерием интенсивности почвообразования, его направления и даже возраст. При этом необходимо обратить внимание как на форму границ между горизонтами, так и на их выраженность в профиле. По своей форме граница между двумя горизонтами может быть ровной, волнистой, карманной, языковатой, затечной, размытой, пильчатой, палисадной. По степени выраженности, ясности границ переход между горизонтами может быть резким, ясным, заметным и постепенным.

Границы между горизонтами в профиле обычно выделяются по ряд морфологических признаков, но наиболее часто и в первую очередь по окраске, изменения которой всегда отражают изменения состава почвы. Однако переход к другому горизонту или подгоризонту не всегда сопровождается изменением окраски; иногда его можно определить по структуре, сложению плотности, характеру и обилию новообразований, наличию тех или иных включений.

Ровные границы характерны для изогумусового, метаморфического, гидрогенно-дифференцированного профиля, в то время как переход от элювиальной к иллювиальной части в текстурно-дифференцированном профиля всегда характеризуется более или менее нервной границей.

Постепенные переходы между горизонтами характерны как для молодых слаборазвитых почв на рыхлых породах, так и для очень древних почв на мощных корах выветривания, хотя причины этой постепенности разные: первичная гомогенность материнской породы и вторичная гомогенизация почвы уже на фоне совсем иного минералогического и химического состава. Чем более дифференцирован профиль на генетические горизонты, тем более четко выражены переходы между ними.