Морфологические признаки почв.
Всякая почва в своем развитии приобретает ряд внешних или морфологических признаков, которыми она заметным образом отличается от материнской породы.
Важнейшими морфологическими признаками, которые должны приниматься во внимание при полевом исследовании почв, являются следующие: строение почвы, мощность почвы и отдельных ее горизонтов, цвет или окраска почвы, сложение, почвенная структура и механический состав, включения и новообразования.
Для ознакомления с почвой по ее морфологическим признакам на том или ином участке поля, которое подлежит исследованию, делают почвенный разрез, т. е. выкапывают яму, обычно глубиной 1 —1,5 м, и по ее отвесным стенкам изучают профиль почвы.
Строение почвы.
Если мы сделаем почвенный разрез в поле, например, на территории Калининской области, то первое, что нам бросится в глаза при рассмотрении почвенного профиля, это определенная расчлененность почвенной толщи на несколько слоев, или горизонтов.
Такого рода дифференциация почвенной толщи на отдельные горизонты и составляет содержание понятия «строение почвы».
Формирование почвенных горизонтов связано с передвижением различных веществ по почвенной толще.
В зависимости от климатических условий и направления движения водных растворов эти вещества могут передвигаться по почвенному профилю вниз и вверх. В верхнем слое почвы всегда происходит образование и накопление органических веществ. Поэтому верхний горизонт почвы называется перегнойно-аккумулятивным (аккумуляция— накопление) или просто перегнойным, или гумусовым, горизонтом. Но наряду с аккумуляцией перегноя в верхних слоях почвы под влиянием просачивающейся влаги имеет место и процесс выноса в нижние горизонты минеральных и органических соединений.
Поэтому верхнему горизонту почвы дают еще название перегнойно-элювиального (лат. elueге — мыть) горизонта, с целью подчеркнуть ту особенность, что в этом горизонте одновременно с накоплением гумуса идет и процесс вымывания.
Тот почвенный слой, в котором процессы выноса преобладают над процессами накопления и который обычно формируется непосредственно под гумусовым горизонтом, носит название элювиального горизонта.
Следующий слой почвы, в котором скопляются приносимые нисходящими и восходящими водными растворами соединения, носит название иллювиального (лат. illuo — вмываю) горизонта. В зависимости от содержания тех или иных соединений иллювиальные горизонты могут быть иллювиально-гумусовыми, карбонатными, гипсовыми, а также состоящими из окислов железа, алюминия, марганца и т. д. Иллювиальный горизонт книзу сменяется материнской породой.
Перечисленные горизонты, составляющие и характеризующие профиль почвы и ее строение, при описании почв получают еще сокращенные условные обозначения из заглавных букв латинского алфавита.
Так, перегнойно-аккумулятивный горизонт обозначают буквой А; иллювиальный — буквой В; материнскую породу — буквой С.
При наличии в почве заметно выраженного элювиального горизонта последний обозначают буквой А2, а гумусовый слой — А1 Пахотный слой обозначают Аn.
Для обозначения скопления карбонатов вводится дополнительный индекс — к; аналогичным образом обозначают скопления гипса — г и водорастворимых солей — с, например Вк, Сс, Сг.
Кроме того, на участках под лесом на поверхности почвы обычно имеется лесная подстилка из опавших листьев, хвои, веток и т. д. Слой лесной подстилки обозначается знаком Ао.
В торфяных почвах верхний горизонт состоит из торфа и обозначается буквой Т.
В некоторых почвах нередко имеют место восстановительные, или глеевые, процессы, выражающиеся в появлении в почвенном профиле сизоватых или грязно-синеватых пятен. Оглеенные пятна являются весьма существенными морфологическими признаками, указывающими на длительный застой избыточной влаги в почве. Глеевые процессы обозначаются латинской буквой g, которая пишется рядом с буквенным обозначением горизонта. Так, например, если восстановительные процессы обнаружены в материнской породе, то тогда этот горизонт обозначается знаком Cg; если в иллювиальном, то буквой Bg, а элювиальном A2g и т. д.
Все эти почвенные горизонты неразрывно связаны между собой общностью происхождения, и поэтому их называют генетическими почвенными горизонтами.
Мощность почвы и отдельных ее горизонтов.
При агрономической оценке почв по морфологическим признакам важно учитывать мощность отдельных горизонтов. По мощности почвенных горизонтов можно в известной степени судить о содержании в них тех или иных веществ. Так, например, наличие мощного перегнойного горизонта говорит о значительном развитии аккумуляции и слабом процессе вымывания, а следовательно, о богатстве почвы питательными веществами. С другой стороны, наличие в профиле почвы резко выраженного элювиального горизонта свидетельствует об интенсивном процессе выщелачивания; поэтому, чем мощнее развит горизонт А2, тем беднее почва, тем ниже ее производственная ценность.
Окраска почвы и отдельных ее горизонтов.
Большое значение при морфологическом изучении почв приобретает цвет, или окраска, почвы и ее отдельных горизонтов.
Почвы по окраске отличаются большим разнообразием.
Все разнообразие окраски почв можно свести к комбинации и сочетаниям главным образом трех основных тонов: черного, красного и белого. При этом важнейшими соединениями, определяющими черный цвет почв, являются перегнойные вещества.
При различном содержании гумуса почва приобретает различное окрашивание: при 10—12% перегноя она имеет ясно выраженный черный цвет; при содержании 4—6% гумуса почва получает серую, каштановую или темно-бурую окраску. При уменьшении содержания перегноя почва приобретает окраску, свойственную почвообразующей породе.
Красный цвет почвы обусловливается наличием в ней соединений водной окиси железа (Fe2O3-nH2O). При значительном содержании окиси железа почва имеет красную, ржавую или красно-бурую окраску; при небольшом — желтую или оранжевую.
Что же касается белой окраски почвы, то она может обусловливаться значительным содержанием кремнезема (SiO2),или углекислой извести (СаСО3), или каолина (H2Al2Si2O8* Н2О), или соединений гидратов глинозема (А12Оз*nН2О).
Сизоватое окрашивание вызывают соединения закиси железа (FeO-nH2O), которые образуются в почвах в условиях избыточного увлажнения и недостаточной аэрации. Почвы, которые окрашены в сизоватые тона, носят название глеевых, или оглеенных. Что же касается окраски материнских пород, то она также в зависимости от состава и происхождения пород значительно варьирует. Отметим здесь окраску лишь наиболее распространенных почвообразующих пород. Так, валунные и безвалунные суглинки и глины характеризуются чаще всего красно-бурой окраской, пески и супеси имеют обычно желтоватый и, реже, желтый цвет; для лёссовых и лёссовидных пород характерна палевая окраска.
Сложение почвы и отдельных ее горизонтов.
Сложение почвы и отдельных ее горизонтов, т. е. внешнее выражение порозности и плотности почвы, зависит как от свойств материнской породы, на которой сформировалась данная почва, так и от структурных свойств почвы. Отметим наиболее часто встречающиеся в природе типы сложения: рассыпчатое, рыхлое, плотное и весьма плотное, или слитное, сложение.
Рассыпчатое сложение свойственно главным образом лишенным перегноя песчаным почвам, у которых отдельные частички совершенно несцементированы или же настолько мало сцементированы, что при малейшем механическом воздействии на них они распадаются на отдельные составляющие их элементы, т. е. обладают сыпучестью.
Рыхлое сложение присуще суглинистым и глинистым почвам с хорошо выраженной структурой, отдельные агрегаты которой мало сцементированы друг с другом, а также песчаным и супесчаным почвам, заметно обогащенным гумусом.
Плотное сложение свойственно большинству суглинистых и глинистых почв, особенно иллювиальным их горизонтам, где вследствие обогащения илистыми частицами, вынесенными из верхних слоев, цементация почвенных частичек достигает большой прочности.
Очень плотное, или слитное, сложение является характерным свойством -связных глинистых бесструктурных почв главным образом нижних их горизонтов, отдельные частички которых чрезвычайно плотно прилегают друг к другу, почти совершенно не образуя скважин, или пор. Слитное сложение свойственно также иллювиальным горизонтам некоторых солонцовых почв.
При весьма плотном сложении почвы почти не поддаются действию лопаты, и сделать разрез в такого рода почвах можно лишь с помощью лома и кирки.
Таким образом, сложение почв является весьма важным свойством, по которому можно судить об аэрации, о водопроницаемости той или иной почвы, а также о легкости ее обработки земледельческими орудиями.
При установлении степени трудности обработки почвы пользуются обычно терминами: легкая почва, средняя, тяжелая.
Почвенная структура и механический состав почв.
При агрономической оценке почв первостепенное значение имеют их структура и механический состав. Определение в поле почвенной структуры и механического состава производится обычно на глаз при выкапывании земли из ямы.
Включения и новообразования.
Включения представляют собой различного рода обломки горных пород и остатки животных, которые механически вовлечены в однородную массу почвы и присутствие которых в почве не связано непосредственно с почвообразовательными процессами. Сюда относятся гранитные и известняковые валуны и гальки самой различной величины и формы, раковины, кости, кусочки угля и т. д.
Под новообразованиями принято понимать те выделения и скопления различных веществ, которые получились в почвенной толще в процессе почвообразования. Таковы, например, соединения углекислой извести, железа, марганца или же легко растворимых солей, скопляющихся в самых различных видах, чаще всего в иллювиальном горизонте (В), в результате вымывания их из верхних горизонтов или же поступления их снизу с грунтовыми водами.
Значение включений при изучении почв состоит в том, что по ним можно до некоторой степени ориентироваться в вопросе о возрасте почв, о происхождении материнских пород, и, что очень важно, о их химических свойствах. Так, например, по наличию гранитных валунов в почве можно судить о ледниковом происхождении материнской породы, по включениям в виде обломков известняка устанавливают карбонатность породы и почвы.
Что же касается новообразований, то при полевом изучении почвы они имеют большое значение как признаки, по которым часто можно определить характер и направление почвообразовательных процессов, а также судить и об условиях происхождения почвы.
Так, например, нахождение в иллювиальном горизонте (В) черноземных почв углекислой извести в виде «белоглазки», «лжегрибницы» или «журавчиков» свидетельствует о вымывании карбонатов кальция и магния из верхних горизонтов и скопления их в более глубоких. В то же время по глубине залегания этих новообразований можно судить и об интенсивности процесса выноса из верхних горизонтов в нижние: чем ближе к поверхности почвы обнаружены скопления углекислой извести, тем меньше, очевидно, данная почва подвержена промыванию, и, наоборот, глубокое скопление карбонатов говорит о значительном количестве выпадающих осадков, о более глубоком промывании почвы.
Выделения окисных соединений железа (и марганца) встречаются чаще в дерново-подзолистых почвах. Эти соединения скопляются в почвенной толще то в виде «бобовин», то в виде охристо-ржавых пятен или полос, то в виде «ортштейнов», образующих иногда сплошные, непроницаемые для воды, весьма прочные прослойки большой мощности.
Значительные скопления окисных соединений железа, марганца, алюминия и других металлов в иллювиальном горизонте свидетельствуют о сильном промывании и выщелачивании верхних горизонтов почвы.
Скопления закисных соединений, придающие почве сизоватое окрашивание, присущи исключительно оглеенным болотным и заболоченным почвам.
Выделения аморфного кремнезема (SiO2) чаще наблюдаются в элювиальном горизонте дерново-подзолистых почв.
Ряд различного рода новообразований является характерным для почв степных засушливых районов. Так, скопления легко растворимых солей (NaCl, MgCl2, CaCl2, Na2SO4) в виде белых выцветов и налетов в почвенной массе и на ее поверхности свойственны засоленным почвам, солончакам.
В почвах засушливых областей нередко встречаются и выделения гипса (CaSO4*2H2O) белого цвета в виде отдельных кристаллов или друз, достигающих иногда значительной величины.
К числу новообразований, встречающихся в почвах, следует также отнести различного рода «копролиты» — экскременты червей и личинок насекомых в виде структурных комочков, затем кротовины, червоточины и прочие следы животного происхождения, по которым иногда можно судить о прежних условиях почвообразования.
Так, например, нахождение в почвах лесных районов следов крупных землероев, например «байбачин» и «сусликовин», обязанных своим происхождением деятельности степных животных, указывает на то, что данная местность была некогда степью, что эти почвы, следовательно, в недавнем прошлом находились в иных природных условиях, чем в настоящее время, и т. д.
Таким образом, внимательное изучение почвенных новообразований дает возможность судить о самых разнообразных свойствах почвы, имеющих как научное, так и практическое значение.
