Тема 8. Морфологические признаки почв

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ»

Кафедра почвоведения и агрохимии

Морфология, классификация и

Почвенно-климатическое районирование

Алтайского края

А.Е. Кудрявцев, Л.Б. Нестерова, Е.А. Ельчищев, Ж.Г. Хлуденцов

Барнаул 2013

УДК: 631. 4 (072)

ББК

М

Лабораторный практикум по почвоведению для бакалавров факультета Природообустройства направлений подготовки: «Землеустройство»

/А.Е. Кудрявцев, Л.Б Нестерова, Е.А. Ельчищев. – Барнаул: Изд-во АГАУ, 2013.- с.

Печатается по решению методической комиссии агрономического факультета АГАУ (Протокол № от. 2013 г.)

Рецензент: А.С. Давыдов

О.Н. Шторм

© Кудрявцев А.Е., Нестерова Л.Б., Ельчищев Е.А. 2013

©ФГБОУ ВПО АГАУ, 2013

©Издательство АГАУ, 2013

Предисловие

Часть 2. Систематика и диагностика основных типов почв

Тема 8. Морфологические признаки почв

Морфологические или внеш­ние признаки почв формируются в процессе почвообразования. Они отражают важные процессы и явления, происходящие в почве. Каждая почва характеризуется определенными морфологическими (внешними) признаками, которые являются диагностическими. По этим признакам можно отличить одну почву от другой и получить некоторые сведения об их происхождении, составе, свойствах, уровне плодородия. К главным морфологическим признакам относят:

– строение почвенного профиля,

– генетические горизонты

– мощность почвы и ее отдельных горизонтов,

– окраска,

– структура,

– прочность,

– гранулометрический состав,

– сложение,

– порозность,

– влажность почвы,

– новообразования и включения.

Описание морфологических признаков почв проводить по предложенным преподавателем образцам, кокоторые необходимо занести в нижеприведенную форму таблицы.

Таблица

Основные морфологические признаки почв.

Классификационные единицы морфологических признаков
Строение почвенного профиля	Генетический горизонт	Мощность почвы	Окраска	Структура	Гранулометрический состав	Сложение	Новообразования и включения

Строение почвенного профиля - генетические почвенные горизонты представляют собой однородные горизонтальные слои почв, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам. Каждый почвенный тип имеет определенную вертикальную последовательность генетических горизонтов. Развитие почвенного профиля (генетических горизонтов) обусловлено вертикальным, нисходящим или восходящим перемещением различных веществ, а также послойное распределение корневых систем растений и микроорганизмов (рис 1).

Строение почвенного профиля столь же разнообразно, сколь разнообразны природные условия планеты. Однако в этом бесчисленном разнообразии выявляет определенные закономерности, позволяя группировать разные профили в некоторые типы строения в соответствии с их морфологией. По характеру соотношения генетических горизонтов все почвенные профили можно разделить на две большие группы – простые и сложные, в пределах которых можно выделить несколько типов строения (рис 2).

В простом профиле различают: примитивный профиль, неполноразвитый, нормальный, слабодифференцированный и нарушенный.

Примитивный профиль имеют почвы, на которых почвообразованием затронута лишь незначительная поверхностная часть почвообразующей породы. Профиль слабо дифференцирован на горизонты; выделяется лишь поверхностный горизонт А либо А/С, лежащий непосредственно на материнской породе С. Мощность почвы составляет всего несколько сантиметров. Если почва формируется на плотной породе, то она сильно щебнистая. Примером почв с примитивным профилем могут служить литосоли – примитивно-щебнистые почвы, некоторые горно-луговые почвы, регосоли – слаборазвитые почвы на рыхлых породах.

Неполноразвитый профиль формируется на плотных массивно-кристаллических породах либо на крутых склонах. В этом случае имеется полный набор генетических горизонтов, характерных для данного типа почвы, но все горизонты имеют малую мощность, укороченные; отдельные горизонты могут быть прерывистыми, местами выпадать. Общая мощность почвы небольшая, всего несколько десятков сантиметров. Если почва формируется на плотной породе, то она обычно щебнистая.

Нормальный профиль – это наиболее широко распространенный тип строения почвенного профиля, в котором имеется полный набор генетических горизонтов, характерных для данного типа почвообразования, при нормальной для данных ландшафтных условий мощности горизонтов.

Слабодифференцированный профиль характерен для почв, формирующихся на материнских породах, бедных легковыветривающимися минералами. Такими породами с малым минеральным резервом могут быть, с одной стороны, пески, особенно кварцевые, а с другой – древние ферраллитные коры выветривания. И в том и в другом случае формируется весьма растянутый монотонный профиль, практически не расчленяющийся на горизонты, с очень постепенным переходом от маломощного и слаборазвитого поверхностного гумусово-аккумулятивного горизонта к не затронутой почвообразованием породе.

Нарушенный (эродированный) профиль имеют почвы, подвергающиеся в разной степени водной, ветровой или пахотной (стаскивание почвы плугом при обработке) эрозии. В этом случае уничтожена верхняя часть почвенного профиля: при слабой эрозии – часть горизонта А, при средней – весь горизонт А и часть горизонта В, при сильной – горизонты А и В.

В сложном профиле выделяют: реликтовый профиль, многочленный, полициклический профиль, нарушенный и мозаичный.

Реликтовый профиль может иметь разные варианты строения. В почве имеются как бы два самостоятельных профиля, наложенных один на другой, из которых нижний является погребенным реликтовым, а верхний современным. Таких циклов погребения может быть не два, а несколько, что не меняет общей схемы строения. Могут быть погребены не целые профили, а отдельные горизонты.

Многочленный профиль формируется на многочленных почвообразующих породах разного строения и выделяется в тех случаях, когда смена породы происходит в пределах почвенного профиля. При этом на контакте пород формируется специфический горизонт, свойства которого определяются характером контакта и типом чередования пород.

Полициклический профиль характерен для почв, формирующихся в условиях периодического отложения почвообразующего материала, когда имеются крупные многолетние циклы отложения. Это имеет место в поймах рек или близ вулканов, выбрасывающих периодически вулканический пепел. В этом случае почвообразование не прерывается, как в случае погребения, но цикличность отложения материала приводит к литологической неоднородности в пределах генетических горизонтов.

Нарушенный (перевернутый) профиль имеют почвы, в которых нижележащий горизонт искусственно перемещен на поверхность и перекрывает природный поверхностный горизонт.

Мозаичный профиль образуется в условиях большой комплексности почвенного покрова. Его особенностью является резко выраженная диспропорция и резкие наличия формы горизонтов, которые часто перестают быть параллельными земной поверхности; наряду с тонкими приповерхностными горизонтами – слоями в таком профиле обычны изометрические или вытянутые по вертикали горизонты, наибольший размер которых варьирует от единиц до десятков сантиметров; весь профиль выглядит как пятнистый, пестрый, мозаичный.

В профиле почв, каждый генетический горизонт имеет буквенные обозначения. Генетические горизонты - взаимообусловленная почвообразовательным процессом последовательная система почвенных горизонтов, различающихся по морфологическим признакам (окраске, структуре, гранулометрическому составу, сложению, степени уплотнения, новообразованиям и включениям), составу и свойствам, характерная для разных условий почвообразования и формирующихся почв. В.В. Докучаевым было выделено всего три генетических горизонта: А - поверхностный гумусово-аккумулятивный, В - переходный к материнской породе, С - материнская горная порода. По мере развития почвоведения и познания разнообразия почвенных процессов и почв число горизонтов значительно возросло. В силу различий условий почвообразования в педосфере формируются разные почвы, имеющие специфические генетические горизонты.

На сегодняшний день наука почвоведение предлагает несколько вариантов обозначения генетических горизонтов и единой системой отображения генетических горизонтов не существует. Однако во всех предлагаемых методиках буквенного обозначения сохраняется принцип, отображающий заглавной буквой основу генетического горизонта, а прописные буквы или цифры дополняют информацию. В общей схеме принято разделять генетические горизонты на:

- A-0 - лесная подстилка (дернина);

- A-1 - гумусовый (перегнойный) горизонт;

- A-2 - элювиальный горизонт (горизонт вымывания);

- B - иллювиальный горизонт (горизонт намывания);

- С - материнская горная порода, не затронутая или слабо затронутая почвообразованием. В каждом типе почв существует свое буквенное обозначение тех или иных выделяемых генетических горизонтов. Основные генетические горизонты и их буквенные обозначения приведены ниже.

Торфяной горизонт (Т) - формирующийся на поверхности, но встречающийся иногда и в толще профиля при полициклическом почвообразовании, и характеризующийся специфической консервацией органического вещества растительных остатков без превращения его в гумус; сформировавшийся в этом горизонте торф может быть древесным, травяным, моховым, лиственным или лишайниковым, либо переходным. Содержание органического вещества в торфе более 35% по массе и от 70 до 98% по объему.
В торфяном горизонте могут быть выделены подгоризонты:

Торфяный неразложенный (Т1). Растительные остатки не разложены или слабо разложены и почти полностью сохранили свою исходную форму.

Торфяный среднеразложенный (Т2). Растительные остатки лишь частично сохранили свою исходную форму в виде обрывков тканей.

Торфяный разложенный (ТЗ). Сплошная органическая мажущаяся масса без видимых следов растительных остатков.

Сухоторфяный (Т4). Сухой неразложенный торф, в котором рас­тительные остатки полностью сохранили свою форму.

Степной войлок (А_о) - вид подстилки, формирующейся в целин­ных степях, состоящий преимущественно из неразложенных расти­тельных остатков, густо переплетенных живыми частями растений и механически смешанных с минеральными компонентами; обычно на поверхности располагается спорадически, неравномерными пятнами.

Лесная подстилка (А_о) - вид подстилки, сплошным ковром по­крывающий поверхность почвы под пологом леса; обычно имеет слои­стое строение, причем различаются слои: свежий или слаборазложившийся опад; слой ферментации или разложения, в котором еще преобладают растительные остатки с сохранившейся исходной фор­мой, и слой гумификации в котором преобладают сильно разло­жившиеся растительные остатки без видимой исходной формы и име­ется большая примесь минеральных компонентов. Степной войлок и подстилка содержат органического вещества более 35% по массе и более 70% по объему.

Дернина (Аd) - гумусово-аккумулятивный поверхностный горизонт почв, формирующийся под травянистой растительностью, особенно луговой, и состоящий по крайне мере наполовину по объему из живых корней растений.

Гумусовый горизонт (А) - гумусово-аккумулятивный горизонт, наиболее темноокрашенный в профиле и характеризующийся наи­большим (до 15%) содержанием органического вещества, тесно свя­занного с минеральной частью; обычно расположен в верхней части профиля (в полициклических почвах встречается в любой части про­филя); он может быть современным или реликтовым, трансформиро­ванным более поздними заложенными процессами.

Пахотный горизонт (Ап) - измененный продолжительной обработ­кой поверхностный горизонт пахотных почв, сформированный из раз­личных почвенных горизонтов на глубину постоянной обработки; от нижележащих горизонтов он всегда отделяется ясной ровной грани­цей; с поверхности обычно имеет образующуюся после дождей и рас­трескивающуюся при высыхании корочку толщиной в несколько мил­лиметров, плотность и устойчивость которой зависит от структуры и степени распыленности горизонта, а также от свойств исходной почвы.

Элювиальные горизонты.

Подзолистый (А1). Белесый до белого, что связано с отсутствием красящих плёнок на минеральных зернах. Гранулометрический состав от песчаного до легкосуглинистого. Возможно присутствие щебня. Бесструктурный или со слабовыраженной тенденцией к горизонтальной делимости. Контрастно выделяется в профиле по цвету. Допускается минимальная мощность 2 см. Уточняющая аналитическая диагностика. Реакция кислая или сильнокислая. По сравнению с нижележащими горизонтами резко обеднен полуторными оксидами, обеднение илом не является диагностическим показателем. Горизонт является результатом разрушения минералов различных гранулометрических фракций и растворения красящих железистых пленок на поверхности минеральных зерен. Характерен для почв таежных и тундровых ландшафтов. Диагностирует типы подзолов, светлоземов и подзол-элювоземов.

Элювиальный (А1А2). Наиболее светлый в профиле, часто с сероватым, палевым или буроватым оттенками (по шкале Манселла в сухом состоянии светлота 7-8, насыщенность менее 3). Гранулометрический состав от средне-суглинистого до супесчаного и всегда более легкий по сравнению с нижележащей толщей, что является важным отличием от подзолистого горизонта. Почвенная масса организована в субгоризонтальные структурные отдельности (плитчатая, слоеватая, чешуйчатая, листоватая структура). Нижние поверхности структурных отдельностей обычно темнее верхних. Характерны марганцево-железистые конкреции. Уточняющая аналитическая диагностика. Реакция варьирует от сильнокислой до нейтральной. Значительно обеднен полуторными оксидами по сравнению с нижележащими горизонтами. Является результатом избирательного разрушения наименее устойчивых минералов илистой фракции и выноса ила без разрушения. Характерен для почв таежных ландшафтов. Диагностирует текстурно-дифференцированные почвы (исключая типы серых и темно-серых почв), а также элювиально-метаморфические почвы и типы элювоземов в отделе элювиальных почв.

Гумусово-элювиальный (А2). Отличается от элювиального горизонта А1А2 светло-серой окраской, иногда серой с гнездами белесого материала. Структура комковатая с тенденцией к горизонтальной делимости. Имеет более легкий гранулометрический состав, чем нижележащие горизонты. Уточняющая аналитическая диагностика. Реакция варьирует от слабокислой до близкой к нейтральной. Обеднен илом и полуторными оксидами по сравнению с нижележащими горизонтами; содержит 1-2% гумуса. Характерен для почв ландшафтов широколиственных и мелколиственных (Западная Сибирь) лесов. Диагностирует типы серых и серых метаморфических почв.

Субэлювиальный (BEL). Представляет собой слабоэлювиированную толщу или зону элювиальной деградации верхней части текстурного горизонта. В первом случае горизонт имеет светло-бурую или желтоватую окраску и слабо обеднен илом по сравнению с текстурным горизонтом. Во втором – окраска неоднородная: сочетаются светлые и бурые фрагменты (морфоны), состоящие, соответственно, из материала элювиального и текстурного горизонтов. Комбинации фрагментов могут быть представлены чередованием светлых “языков” и бурых межязыковых блоков, или сочетанием в разном соотношении бурых останцовых фрагментов и осветленного материала. Иногда деградация текстурного горизонта проявляется в виде равномерного осветления (пожелтения) его верхней части. Субэлювиальный горизонт залегает над текстурным горизонтом. Уточняющей аналитической диагностики не требуется. Характерен для текстурно-дифференцированных почв; является диагностическим для дерново-буро-подзолистых почв, желтоземов и разделяет типы темно-серых почв и черноземов глинисто-иллювиальных.

Солонцово-элювиальный (SEL). Поверхностный или залегающий под гумусовым надсолонцовый горизонт серой или светло-серой окраски, светлеющей сверху вниз. При увлажнении темнеет. Структура непрочная, тонкослоеватая, пластинчатая, плитчатая или порошисто-комковатая, обычно закономерно меняется в пределах горизонта. В верхней его части преобладают комковатые агрегаты, которые в средней части организованы в плитки и пластинки. Горизонт резко отличается цветом и существенно более легким гранулометрическим составом от солонцового горизонта. Уточняющая аналитическая диагностика. Реакция нейтральная или слабощелочная, что отличает солонцово-элювиальный горизонт от элювиального и гумусово-элювиального горизонтов. Является диагностическим для естественных почв отдела щелочно-глинисто-дифференцированных почв.

Иллювиальный горизонт обозначают символом В.

В почвах, где не наблюдаются существенные перемещения веществ, в почвенной толще нет обособления элювиального и иллювиального горизонтов. В таких почвах символом В обозначают переходный слой между гумусовым горизонтом и почвообразующей породой, характеризуемый постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, разложения первичных минералов, он может подразделяться на:

В1 – горизонт с преобладанием гумусовой окраски,

В2 – подгоризонт с более слабой и неравномерной гумусовой окраской

В3 – подгоризонт окончания гумусовых затеков.

Горизонт Вк – максимальная аккумуляция карбонатов, обычно располагается в средней или нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций.

Горизонт G – глеевый, характерен для почв с постоянно избыточным увлажнением, которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты – сизую, серовато-голубую или грязно-белую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитость, вязкость и т.д.

Минеральные подпочвенные горизонты.

Подпочвенные горизонты. С – рыхлые четвертичные отложения, незатронутые почвообразованием, а точнее горизонт, лежащий под любым из описанных выше почвенных горизонтов, сходный с ними литологически и не имеющий их признаков (предположительно мате­ринская порода).

D — подстилающая порода — рыхлая горная порода, лежащая под горизонтом С и отличающаяся от него в литологическом от­ношении.

R — плотная (массивно-кристаллическая) почвообразующая или подстилающая порода.

Обращаем внимание, что это не весь перечень существующих генетических горизонтов.

Схема строения почвенно-грунтовой толщи отображена на нижеприведенном рисунке.

Границы между горизонтами могут быть ровными, постепенными, ясными и резкими, извилистыми. Профиль почв и соответствующие горизонты бывают разной степени выраженности и дифференцированности.

Соответственно выделяют:

- недифференцированный или слабодифференцированный (примитивный) профиль со слабовыраженными горизонтами -А-В-С или А-С;

- аккумулятивный профиль, продукты почвообразования и гумусовые вещества накапливаются в профиле (черноземы, каштановые);

- элювиально-иллювиально-дифференцированный профиль с хорошо выраженными элювиальными горизонтами – А2 и иллювиальными – В (подзолистые, серые лесные и др. почвы);

- антропогенно-дифференцированный профиль (искусственный), созданный человеком (рекультивация, плантажная вспашка и др.).

В существующих классификациях выделяют большое разнообразие генетических горизонтов, причем буквенные обозначения генетических горизонтов в разных классификациях различны. Однако общепринятая схема такова, что заглавной буквой алфавита обозначают генетический горизонт. Дополнительная информация дается либо прописной буквой, либо цифрой. В классификации 2004 года предлагается английское обозначение генетических горизонтов. Однако предложенные обозначения горизонтов не нашли широкого применения. В основных типах почв Алтайского края используют нижеприведенные обозначения генетических горизонтов.