Морфологические свойства почв

 

1.8. СТРУКТУРА ПОЧВ

 

Структура почвы является важным и характерным признаком, имеющим большое значение при определении генетической и агропроизводственной характеристики почв. Под структурностью почвы подразумевают ее способность естественно распадаться на структурные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Форма структурных отдельностей зависит от свойств самой почвы.

Каждый почвенный горизонт имеет определенную структуру, т. е. состоит из структурных отдельностей (агрегатов, комков, педов) того или иного размера, формы, той или иной прочности и какого-то количества внеструктурной (апедальной) массы.

Согласно Н. А. Качинскому, почвенная структура — это совокупность агрегатов различной величины, формы, порозности, механической прочности и водопрочности, характерных для каждой почвы и ее горизонтов. При этом под агрегатами понимается совокупность механических элементов или элементарных почвенных частиц, взаимно удерживающихся в силу коагуляции коллоидов, склеивания, слипания их в результате действия сил Ван-дер-Ваальса, остаточных валентностей и водородных связей, адсорбционных и капиллярных явлений в жидкой фазе, а также с помощью корневых тяжей, гифов грибов и слизи микроорганизмов.

Морфологические типы структур почвенной массы хорошо разработаны С. А. Захаровым, чью классификацию структурных отдельностей мы приводим (рис. 4, табл. 4).

 

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

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

 

Таблица 4. Классификация структурных отдельностей почв (С. А. Захаров, 1929)

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

В поле, у разреза, определяют структуру почв следующим образом. На передней стенке из исследуемого горизонта ножом вырезается небольшой образец грунта и подбрасывается несколько раз на ладони (или лопате) до тех пор, пока он не распадется на структурные отдельности. Рассматривая эти структурные элементы, определяют степень их однородности, размер, форму, характер поверхности. Данные наблюдений заносят в почвенный дневник.

Если структура неоднородна, то для ее характеристики пользуются двойными названиями (комковато-зернистая, ореховато-призматическая и т. д.), последним словом указывая преобладающий вид структуры.

При изменении характера распределения структурных элементов внутри горизонта в почвенном дневнике обязательно отмечается это различие.

Большое значение для агрономической характеристики почвы имеет водопрочность ее структуры, т. е. образование прочных, неразмываемых в воде отдельностей. Такая структура образуется в результате скрепления механических элементов органоминеральными коллоидами, скоагулированными необратимо. Почвы, обладающие водопрочной структурой, имеют благоприятный для развития растений водно-воздушный режим, хорошие механические свойства и т. д. Почвы, не имеющие водопрочной структуры, быстро заплывают, становятся непроницаемыми для воды и воздуха, а при высыхании растрескиваются на крупные глыбы. Водопрочность структуры (в почвах, насыщенных водой) должна отражаться в почвенном дневнике.

 

 

Рис. 2. Образец оформления дневника для описания почвенного разреза:

 

1.9. СЛОЖЕНИЕ ПОЧВЫ

 

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 — иаметр 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, менее 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.

Воздушные полости почвенных горизонтов хорошо видны в сухое время года. Во влажном состоянии вследствие разбухания почвенной массы размер пор уменьшается.

Различают следующие степени плотности почв в сухом состоянии:

    1) очень плотное или слитое сложение — почва не поддается действию лопаты (входит в почву не более 1 см) — характерно для слитых черноземов, для столбчатых горизонтов солонцов;

    2) плотное сложение — лопата или нож с трудом входят в почву на глубину 4-5 см, и почва с трудом разламывается руками; такое сложение наблюдается в тяжелых глинистых неокультуренных почвах и для горизонта В солонцеватых почв;

    3) рыхлое сложение — лопата или нож легко входят в почву, почва хорошо оструктурена, но структурные агрегаты сравнительно мало сцементированы между собой; таковы супесчаные почвы и верхние, хорошо оструктуренные горизонты суглинистых почв;

    4) рассыпчатое сложение — почва обладает сыпучестью, отдельные частицы не сцементированы между собой; свойственно супесчаным и бесструктурным, распыленным пахотным горизонтам почв.

Сложение почвы зависит от механического и химического состава ее, а также от влажности. Это свойство почвы имеет большое практическое значение в сельском хозяйстве и характеризует ее с точки зрения трудности обработки.

 

1.10. НОВООБРАЗОВАНИЯ

 

Под новообразованиями в почвах подразумеваются локальные обособления веществ, ясно отличающиеся по своей морфологии и вещественному составу от вмещающей их почвенной массы. Почвенные новообразования — это прямой результат почвообразовательных процессов, которые часто служат важными диагностическими признаками для классификации почв.

С. А. Захаров предложил различать новообразования химического и биологического происхождения. Классификация почвенных новообразований химического происхождения приводится в табл. 5. В соответствии с этой таблицей 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. 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 — очень распространенный вид новообразований во многих почвах с многообразным морфологическим проявлением.

 

 

 

Таблица 5. Классификация почвенных новообразований химического происхождения

(С. А. Захаров, 1929)

 

 

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. В болотных почвах встречаются гумусовые слои ортштейна в виде округлых конкреций и прослойки ортзанда. Кроме этого гумусовыми веществами пропитаны новообразования типа капролитов, кротовин и т. д.

Изучение почвенных новообразований имеет большое значение как для понимания генезиса отдельных горизонтов почвы, так и для суждения о генезисе почвы и ее плодородии в целом. Детальное исследование новообразований дает возможность выявить ряд важных явлений, происходящих в почве.

 

1.11. ВКЛЮЧЕНИЯ

 

Под включениями понимают предметы, механически включенные в массу почвы и не связанные с ней генетически. В число включений входят обломки горных пород, не связанных с материнской породой, раковины наземных и морских моллюсков, кости современных и вымерших животных, остатки золы, углей, древесины, остатки материальной культуры человека (обломки кирпича, посуды и археологические находки).

Включения различного характера часто помогают судить о происхождении почвообразующей породы и возрасте почв.

Включения в почве — это случайные органические или минеральные тела или предметы, генетически не связанные с почвенными процессами.

 Они группируются в четыре группы по своему происхождению.

Литоморфы — обломки камней, галька, валуны, случайно рассеянные в почве и являющиеся частью почвообразующей породы (угловатые, окатанные в разной степени).

Криоморфы — различные формы льда, связанные с сезонным или многолетним промерзанием почвы: конкреции, линзы, прожилки, прослои.

Антропоморфы — обломки кирпича, осколки стекла или фарфора, черепки, остатки захоронений, построек, металлические предметы и пр., связанные с деятельностью человека.

Биоморфы — а) фитолиты (фитолитарии) и зоолиты—правильные кристаллы либо их обломки или сростки, представленные кварцем (кристобалит), оксалатом или карбонатом кальция, а также аморфные опаловые образования, сформированные в тканях растений или животных и после их отмирания попадающие в почву; б) кости животных, естественно захороненные в почве; в) раковины моллюсков; г) захороненные остатки корней, стеблей, стволов растений; д) окремнелые, обызвесткованные, загипсованные или ожелезненные остатки растений — окаменелости.

 

1.12. ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ

 

Влажность не является устойчивым признаком какой-либо почвы или почвенного горизонта. Она зависит от многих факторов: метеорологических условий, уровня грунтовых вод, механического состава почвы, характера растительности и т. д. Например, при одинаковом содержании влаги в почве песчаные (легкие) горизонты будут казаться влажнее глинистых (тяжелых).

Степень влажности влияет на выраженность других морфологических признаков почвы, что необходимо учитывать при описании почвенного разреза. Например, влажная почва имеет более темный цвет, чем сухая. Кроме того, степень влажности оказывает влияние на сложение, структуру почвы и т. д.