Морфологические признаки почв. 2

 
1. Морфологические признаки почв

В процессе формирования и развития почва приобретает ряд внешних, или морфологических, признаков, которых не было у материнской породы. Эти признаки указывают на направление и степень выраженности почвообразовательного процесса. К ним относятся:

• строение и мощность почвенного профиля,
• гранулометрический состав,
• структура,
• сложение,
• новообразования и
• включения.

Строение почвенного профиля

Профиль любой  почвы подразделяется на генетические горизонты, которые обозначаются большими буквами латинского алфавита сверху вниз по профилю почвенного разреза. При достаточном различии каждый горизонт может быть подразделен на подгоризонты, для чего используют дополнительные буквенные и цифровые индексы. 
Обычно выделяют следующие горизонты. 
Горизонт аккумуляции органических веществ (А) формируется в верхней части профиля за счет отмирающей биомассы. В зависимости отчего характера выделяют: А0 - лесную подстилку на поверхности лесных целинных почв (листья, хвоя, ветки и т. д.); Ад - дернину, также формирующуюся в самой верхней части профиля, состоящую из стеблей и листьев, сильно переплетенных корнями; А - гумусово - аккумулятивный горизонт, образующийся в верхней части минеральной толщи почвы, где накапливается гумус и вымываются только некоторые минеральные соли и органические соединения. Если наряду с накоплением перегноя происходит разрушение и вымывание минеральных веществ, данный горизонт называется гумусово - элювиальным и обозначается А1 Элювиальный горизонт обозначается индексом А2. Пахотный слой, образованный за счет верхних горизонтов почвы, обозначается АПах ИЛИ А0. 
Иллювиальный горизонт обозначается буквой В. Он является переходным между гумусовым горизонтом и материнской породой. В зависимости от характера, структуры и сложения почвы иллювиальный горизонт подразделяется на подгоризонты Bi и В2. 
Глеевой горизонт обозначается буквой G. Если глееватость обнаруживается в горизонтах А, В или других, то к обозначению генетического горизонта добавляют букву «g» (Ag и т. д.). 
Горизонт материнской породы обозначают буквой С. Иногда почва развивается на двухслойной материнской породе, тогда второй слой обозначается буквой D. 
При значительной мощности и неоднородности генетические горизонты подразделяются на подгоризонты. В гумусово - аккумулятивном горизонте их обозначают штрихами выше строки (А, к", к"), в иллювиальном - цифрами ниже строчки (Вь В2, В3). 
Переход одного горизонта в другой может быть резким, плавным и постепенным или иметь вид языков и затеков. В случае плавного перехода, когда границу определить трудно, выделяют переходные горизонты, например, AiA2) А2В, АВ, ВС. 
Для обозначения солевых скоплений вводятся дополнительные буквенные индексы: к - карбонаты, г - гипс, с - растворимые в воде соли. Наличие солей в генетическом горизонте обозначают соответствующим индексом, например, Вк, Ск, Сг, Сс -  
Мощность почвы

Это толщина  почвы от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. Мощность различных почв неодинакова и колеблется от 40 до 150 см и более. 

Окраска (цвет) почвы

Цвет почвы  является важным внешним признаком, отличающим одни типы почв от других, а также горизонты и подгоризонты друг от друга. Достаточно сказать, что многие почвы получили название по их цвету: черноземы, красноземы, желтоземы, сероземы и др. Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования, влажности. Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета. Чем больше гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов разложения минеральной части почвы), осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в почве кремнезема, коалина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей. 
Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (например, серо - бурая, белесовато - сизая, красновато - коричневая и т. д.), название преобладающего цвета ставится на последнем месте, после обозначения оттенков. 
Таким образом, для определения окраски почвенного горизонта необходимо: а) установить преобладающий цвет; б) установить насыщенность этого цвета (темно - , светлоокрашенный); в) отметить оттенки основного цвета (например, буровато - светло - серый, коричневато - бурый, светлый, серовато - палевый и т. д.). Почва во влажном состоянии и в крупных комках всегда имеет более темную или интенсивную окраску, чем в сухом и растертом состоянии. 

Структура почвы

Это важный и  характерный признак, имеющий большое  значение при определении генетической и агропроизводственной характеристики почвы. 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 почвы. 
Морфологические типы структур почвенной массы разработаны С. А. Захаровым. Каждому типу почв и каждому генетическому горизонту свойственны определенные типы почвенных структур. Для гумусовых горизонтов характерна зернистая, комковато - зернистая, порошисто - комковатая структура; для элювиальных горизонтов - плитчатая, листовая, чешуйчатая, пластинчатая; для иллювиальных - столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая и т. д. 
В зависимости от наличия и степени выраженности структуры различают структурные и бесструктурные почвы. Бесструктурные - это большей частью песчаные и супесчаные почвы, нередко пахотные слои суглинистых и глинистых почв, распыляющиеся при обработке. Между структурными и бесструктурными почвами выделяют переходные почвы со слабо выраженной структурой. 
В почвенных горизонтах структура чаще всего бывает неоднородной, или смешанной, так как структурные отдельности имеют разные формы и размеры (комковато - зернистая, комковато - порошистая и т. д.). 

Сложение

Это внешнее  проявление плотности и пористости почвы. По степени плотности (силе связывания почвенных частиц) различают следующие виды сложения: слитное (очень плотное) - почва не поддается копке лопатой; плотное - лопата входит в почву с большим трудом; рыхлое - лопата входит в почву легко; рассыпчатое - лопата входит в почву без усилий. 
По пористости (размеру и характеру пор) различают следующие типы сложения почвы: тонкопористые - диаметр пор менее 1 мм, пористые - диаметр 5 - 10 мм, ячеистые - диаметр пор более 10 мм, трубчатые - полости соединяются в канальцы. 
 
Сложение зависит от механического и химического состава, структуры и влажности почвы. Оно влияет на воздухо - и водопроницаемость почвы, а также на глубину проникновения корневой системы растений. 
От сложения зависит степень сопротивления почвы обрабатывающим орудиям.  

Новообразования

Это более или  менее хорошо выраженные и четко  ограниченные выделения и скопления  различных веществ, которые возникли в процессе почвообразования. По составу, цвету и форме они резко отличаются от окружающей их почвенной массы. Различают новообразования химического и биологического происхождения. 
Химические новообразования в почве - результат химических процессов, вследствие которых возникают новые соединения. Последние могут или осаждаться на месте образования, или, перемещаясь с почвенным раствором, выпадать на некотором расстоянии от места своего возникновения. Химические новообразования по форме делят на выцветы и налеты, корочки, примазки и потеки, прожилки и трубочки, конкреции. 
Химические новообразования представлены легкорастворимыми солями: гипсом, углекислой известью, окислами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, гумусовыми и другими веществами. 
Новообразования биологического происхождения (животного и растительного) встречаются в следующих формах: червоточины - ходы дождевых червей; копролиты - экскременты дождевых червей; кротовины - пустые или заполненные землей ходы крупных землероев (сусликов, сурков, кротов и Др.); корневины - сгнившие крупные корни растений; дендриты - узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей. 
Новообразования являются важным признаком, по которому судят о происхождении почв, их составе и свойствах. Так, выделения углекислой извести в виде плесени указывают на процессы перемещения ее в почвенном профиле. Сизоватые или ржаво - охристые пятна свидетельствуют, что почвы сформировались в условиях некоторого заболачивания. 

Включения

Предметы, механически  включенные в массу почвы и  не связанные с ней генетически, называются включениями. В их число входят обломки горных пород, не связанных с материнской породой, раковины моллюсков, кости современных и вымерших животных, остатки золы, углей, древесины, остатки материальной культуры человека (обломки кирпича, посуды и археологические находки). 
Такой признак, как включения, помогает судить о происхождении почвообразующей породы и возрасте почв.

 
2. Гранулометрический  состав почвы, классификация почв  по гранулометрическому составу  и его роль в плодородии.

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ

механический  состав (устар.), относительное содержание различных размеров фракций элементарных почвенных частиц (ЭПЧ), выраженное в массовых процентах. По определению  А. Д. Воронина (1986), ЭПЧ - обломки пород  и минералов, а также аморфные соединения, все элементы которых находятся в химической взаимосвязи и не поддаются общепринятым методам пептизации, применяемым при анализе гранулометрический состав почвы.

В природе ЭПЧ  могут быть округлой, вытянутой, пластинчатой и др. форм. Однако группировку ЭПЧ по размерным фракциям проводят на основе т. н. эффективных (эквивалентных) диаметров частиц, условно принимаемых за шарообразные. В России ЭПЧ принято группировать в зависимости от размеров по 11 классам (фракциям) (табл. 1).

Таблица 1. Российская классификация гранулометрических элементов почв

В зависимости  от того, в каком сочетании находятся  фракции ЭПЧ, изменяются водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства почвы, ее поглотительная способность, накопление гумуса, зольных элементов и азота. Поэтому гранулометрический состав почвы - их важнейшая генетическая, агрономическая и лесорастительная характеристика.

В основе классификации почв по гранулометрическому составу лежит соотношение фракций физической глины и физического песка. В классификации, предложенной Н. А. Качинским, учитываются генетические особенности почв (табл.).

Классификация почв по гранулометрическому составу (по Н. А. Качинскому)

В указанных  в таблице трех типах почвообразования элементарные глинистые частицы обладают различной способностью склеиваться в микроагрегаты — комочки размером менее 0,25 мм. Способность к агрегированию зависит от содержания в почве ила, гумуса, СаСO₃ и др. При одном и том же содержании физической глины в почвах с лучшей агрегированностью и структурностью создаются более благоприятные водные и воздушные свойства, чем в неагрегированных почвах. В суглинистых и глинистых степных почвах содержится больше физической глины, чем в подзолистых почвах и солонцах, поэтому в степных почвах способность к агрегированию выражена лучше.

Значение гранулометрического  состава почв

Гранулометрический состав влияет на водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почв. Специалисты сельского хозяйства учитывают гранулометрический состав почв при размещении культур на полях севооборота, применении удобрений и других агротехнических приемов.

По отношению к обработке почвы подразделяют на легкие и тяжелые.

К легким относят песчаные и супесчаные почвы. Их легко обрабатывать, на вспашку требуется меньше затрат горючего. Весной эти почвы быстрее  прогреваются и достигают физической спелости, то есть оптимального срока начала полевых работ. Отрицательными свойствами этих почв являются низкая влагоемкость и низкое содержание элементов питания. Поэтому легкие почвы считают бедными и сухими. Однако в северных областях, где короткое лето и недостаток тепла, эти почвы ценятся за способность быстрее прогреваться. Здесь можно раньше проводить посев сельскохозяйственных культур и, таким образом, увеличивать продолжительность вегетационного периода.

Песчаные и супесчаные почвы имеют крупные воздушные  поры, поэтому в них быстро минерализуются органические удобрения. Самой эффективной мерой по повышению плодородия легких почв является возделывание на них люпина или сераделлы для запахивания, в качестве зеленого удобрения. При этом в почвах повышается содержание гумуса, азота, улучшается структура, увеличивается влагоемкость и поглотительная способность почв. Для улучшения свойств песчаных почв применяют также глинование.

В южных районах легкие почвы (песчаные и супесчаные) подвергаются ветровой эрозии.

Глинистые и тяжелосуглинистые  почвы относят к тяжелым. Они характеризуются рядом отрицательных водно-физических свойств. Во влажном состоянии эти почвы вязкие, липкие, при высыхании они становятся твердыми, их тяжело обрабатывать. Однако эти почвы наиболее богаты элементами питания и имеют высокую поглотительную способность. Для повышения плодородия почв тяжелого гранулометрического состава необходимо прежде всего улучшить их водно-физические свойства. Это достигается путем систематического внесения органических удобрений, которые создают структуру и рыхлость этих почв.

Среднесуглинистые и легкосуглинистые почвы обладают наиболее благоприятными свойствами для возделывания сельскохозяйственных культур.

Знание гранулометрического  состава почв позволяет определять оптимальные сроки сельскохозяйственных работ, нормы и сроки внесения удобрений и весь комплекс работ по наиболее рациональному использованию и охране почв. Землеустроители, агрономы и другие специалисты учитывают пестроту почвенного покрова по гранулометрическому составу, который указывают на почвенных картах в полном названии почв.

 
3. Понятие о почвенном плодородии, категории почвенного плодородия. Относительный характер плодородия

Понятие о  почве и ее плодородии

Первое научное определение  понятия «почва» дал В. В. Докучаев. Он впервые установил, что почва — самостоятельное природное тело, образовавшееся в результате совокупной деятельности пяти факторов почвообразования: материнской породы, растительных и животных организмов, климата, рельефа местности, возраста страны.

Существенным свойством почвы  является плодородие, которое отличает почву от бесплодной горной породы. Под плодородием понимают способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания и воде. В отличие от космических факторов (света и тепла), получаемых от солнца, вода и питательные вещества — это земные факторы, на которые можно воздействовать с целью обеспечения ими культурных растений в течение всего вегетационного периода. Этим и определяется значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства.

Располагаясь на границе соприкосновения  и взаимодействия литосферы, атмосферы  и гидросферы, почва играет специфическую  роль в этой сложной системе планетарных  оболочек, формируя особую геосферу —  педосферу, или почвенный покров Земли. При этом роль почвы в природе сводится к выполнению нескольких глобальных функций.

Главнейшая из всех функций  почвы—

• обеспечение существования жизни на Земле. Из почвы растения получают элементы питания и воду, создают свою биомассу, которая является условием жизни животных и человека. Почва — это среда обитания многочисленных животных, а также микроорганизмов.
• регулировании химического состава атмосферы и гидросферы. Фотосинтез растений вместе с почвенным «дыханием» и дыханием организмов играют главную роль в поддержании состава приземного слоя атмосферного воздуха, а через него и атмосферы в целом.
• определяет также состав веществ, поступающих в реки, моря и океаны.
• общепланетарного аккумулятора энергии, трансформировавшейся в процессе фотосинтеза растений, и служит экраном, удерживающим в биосфере важнейшие элементы от геохимического стока в Мировой океан.
• функции универсального биологического поглотителя и нейтрализатора различных загрязняющих веществ.
• Благодаря плодородию почвы человек получает необходимые для жизни продукты питания.

КАТЕГОРИИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ 

К. Маркс в «Капитале» различал три категории плодородия почвы:          естественное, или природное, искусственное, или эффективное, и экономическое.    

Естественное (природное) плодородие — то плодородие, которым  обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека.   

Искусственное плодородие — плодородие, которым  обладает почва в результате воздействия  на нее целенаправленной человеческой деятельности (распашка, периодическая  механическая обработка, мелиорации, применение удобрений и т.д.).  

Потенциальное плодородие — суммарное плодородие  почвы, определяемое  ее  свойствами,   как  приобретенными   в  процессе почвообразования,  так  и   созданными   или  измененными   человеком.   

Эффективное плодородие — та часть потенциального плодородия, которая реализуется в виде урожая растений при данных климатических (погодных) и технико-экономических (агротехно-логических) условиях.  

Относительное плодородие — плодородие почвы в  отношении к какой-то определенной группе или виду растений (плодородная для одних растений почва может быть бесплодной для других).   

Экономическое плодородие — экономическая оценка почвы в связи с ее потенциальным  плодородием и экономическими характеристиками земельного участка.  

Воспроизводство плодородия — совокупность природных  почвенных процессов или система  целенаправленных мелиоративных и агротехнических воздействий для поддержания эффективного почвенного плодородия на уровне, приближающемся к потенциальному плодородию. 

3.ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ   

В природных биогеоценозах почва  и растения тесно связаны и взаимно обусловливают друг друга. Рост и продуктивность растений зависят от плодородия почвы и влияющих на него почвенных свойств, а растения, определяя во многом объем и характер биологического круговорота веществ, в свою очередь оказывают большое воздействие на свойства почвы. Поэтому пространственная смена почвенных условий всегда сопровождается сменой естественного растительного покрова, а смене растительности сопутствует смена почв. В результате длительного естественного отбора в природных биогеоценозах устанавливается динамическое равновесие, при котором свойства почвы экологически соответствуют биологическим свойствам ее растительного покрова, даже если почва имеет очень кислую или щелочную реакцию, заболочена, засолена, опустынена, имеет мерзлотный режим. И такие почвы, обладающие, казалось бы, весьма неблагоприятными свойствами, используются растительностью, но специфической, билогические свойства которой соответствуют свойствам почвы; например, болотной растительностью на болотных почвах, лесной — на кислых подзолистых почвах, солеустойчивой и солянками на солонцах и солончаках и т. д. Из этого следует, что все почвы, каковы бы ни были их свойства, обладают разным уровнем естественного плодородия, но плодородия не вообще, а относительного — по отношению к определенным видам растений и растительным ассоциациям. Одна и та же почва может быть плодородной для одних растений и мало плодородной или совсем бесплодной для других. Болотные почвы, например, высокоплодородны по отношению к болотным растениям, но на них не могут расти степные или другие виды растений; кислые, малогумусные подзолы плодородны в отношении лесной растительности, которая сама по себе без особых мелиорации не произрастает даже на богатых гумусом черноземах, высокоплодородных в отношении лугово-степной растительности и т. д. При этом необходимо иметь в виду, что разные почвы обладают разным уровнем потенциального и эффективного плодородия в отношении различных видов растений и развитых растительных ассоциаций. 

 
4. Эрозия почв: водная и ветровая. Классификация, внешние и внутренние факторы. Противоэрозионные мероприятия.

Эрозия  почвы: ветровая и водная

Сильные ветры, вызывающие пыльные  бури в степи, бурные потоки мутной воды и маленькие ручейки, стекающие  по склонам ранней весной или летом  после ливня, причиняют большой ущерб народному хозяйству. Во время пыльных бурь сносится плодородный слой почвы, из ее состава выдувается мелкозем, в результате чего поверхность поля становится неровной. Стекающие воды образуют промоины и овраги, вымывают и уносят в гидрографическую сеть питательные вещества.

Под воздействием сильных ветров и  неурегулированного стока поля становятся неудобными для обработки, а почвы  постепенно теряют свое плодородие —  это и есть эрозия почвы. По определению академика Л.И. Прасолова, "под общим понятием эрозии почвы разумеются многообразные и широко распространенные явления разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками воды и ветра".

Различают ветровую и водную эрозии почв. В ветровой эрозии (дефляции) различают пыльные бури (черные бури) и повседневную (местную) ветровую эрозию. Во время пыльных бурь ветры достигают больших скоростей и охватывают огромные территории. На отдельных участках за один-два дня сносится верхний горизонт почвы мощностью до 25 см, уничтожаются посевы на огромных площадях.

Повседневная, или местная, ветровая эрозия почв носит локальный характер и охватывает небольшие площади. Наиболее часто она проявляется  на песках и площадях с легкими  почвами, а также на карбонатных  суглинистых почвах. Местная ветровая эрозия проявляется и зимой, когда сильные ветры сдувают снег. В этом случае почва на оголенных участках, прежде всего на выпуклых склонах, быстро теряет влагу и разрушается воздушными потоками.

Водную эрозию почвы подразделяют на смыв почв (плоскостная эрозия) и овражную (линейную). Микрорельеф почвы не бывает идеально ровным. В связи с этим поверхностный сток атмосферных вод осуществляется струйками и ручейками различной величины. Концентрированные потоки талой, ливневой и дождевой воды создают промоины и водоройны, чаще небольших размеров. За год поле теряет из верхнего горизонта б-12 т/га материала, а в отдельных случаях, при сильных ливнях, с гектара смывается до 200 т наиболее плодородной почвы. При этом почвы на поле, покрытом растительностью, смываются в меньшей степени, чем обнаженном.

Таким образом, с распаханных площадей, расположенных на склонах, вследствие неурегулированного поверхностного стока  наблюдается удаление плодородного слоя почвы. Этот малозаметный, но наиболее опасный и вредный процесс  носит название смыв почв (плоскостная эрозия). На крутых и длинных склонах сток может привести к образованию крупных струйчатых и ручейковых размывов, с которыми уже нельзя бороться обычной обработкой почвы. Это так называемый струйчатый смыв почв. В этом случае образовавшиеся размывы необходимо специально заравнивать, так как в противном случае они в дальнейшем перерастут в овраги.

ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ, совокупность приемов и мер, направленных на борьбу с эрозией почв. 

Чтобы защитить почвы от разрушения, необходимо правильно определить состав возделываемых культур, их чередование и агротехнические приемы. При почвозащитных севооборотах исключают пропашные культуры (так как они слабо защищают почву от смыва, особенно весной и в начале лета) и увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно опасные периоды и служат одним из лучших способов окультурирования эродированных почв.

На склонах крутизной до 3—5° со слабо- и среднесмытыми почвами, где появляется опасность проявления эрозии, предпочтение в севооборотах отдают травам и однолетним культурам сплошного сева. На более крутых склонах (крутизна 5—10°), в основном со средне- и сильносмытыми почвами, в севооборотах увеличивают посевы многолетних трав и промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии.

1. Агротехнические противоэрозионные мероприятия.

Почвы на склонах резко отличаются от почв на равнинных участках, поэтому  и приемы земледелия в первом случае должны иметь специфический характер.

Наиболее простыми мероприятиями  по регулированию поверхностного стока  талых вод являются вспашка, культивация  и рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности  параллельно основному направлению  горизонталей.

Один из наиболее эффективных почвозащитных  приемов на склоновых землях —  замена отвальной вспашки обработкой почвы без оборота пласта.

2. Лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия.

В комплексе мер, направленных на борьбу с водной и ветровой эрозией почв, важное место принадлежит агролесомелиорации из-за ее дешевизны и экологической безвредности. Созданием защитных лесонасаждений занимаются в России более 500 предприятий. Ими заложено 2,8 млн. га на землях сельхозпользования, в основном в районах с интенсивным ведением сельского хозяйства. Основными лесомелиоративными противоэрозионными мероприятиями являются: создание водорегулирующих лесополос в малолесных районах, создание водоохранных лесных насаждений вокруг прудов и водоемов, сплошные противоэрозионные лесопосадки на сильноэродированных крутосклонных и бросовых землях, непригодных для использования в сельском хозяйстве.

3. Водорегулирующие лесополосы