Изучение почв. Исследование и описание почвенного разреза на полигоне "медведевский" Почвенный разрез состоящий из нескольких слоев
к Республиканскому слету юных экологов в конкурсе «Юный почвовед»
ИЗУЧЕНИЕ ПОЧВ
Что изучают почвоведы?
Почвоведение, несмотря на всю значимость почвы в нашей жизни, лишь в конце XIX века было признано в ряду естественных наук как самостоятельный раздел естествознания. Трудами великого русского исследователя Василия Васильевича Докучаева было показано, что это еще одна оболочка земной поверхности, отдельная от атмосферы, гидросферы и литосферы.
Почва, обладающая плодородием - сложная природная система, состоящая из почвенных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов.
Основываясь на своих исследованиях чернозема, Докучаев определил почвы, как поверхностно-лежащие минерально-органические образования, которые имеют свое строение, "постоянно являются результатом взаимной деятельности следующих агентов: живых и отживших организмов (как растений, так и животных), материнской горной породы, климата, рельефа местности и фактора времени".
Почва образуется из выходящих на поверхность земли горных пород под влиянием различных факторов. Под действием ветра, атмосферной влаги, в связи с изменениями климата и температурными колебаниями горные породы, например, гранит, постепенно трескаются. На них появляются микроорганизмы, питающиеся преимущественно углеродом и азотом атмосферы и минеральными соединениями, которые они получают из горной породы. Микроорганизмы разрушают ее своими выделениями, и химический состав горной породы постепенно изменяется. Затем здесь поселяются лишайники и мхи. Животные и высшие растения окончательно разрушают горную породу, превращая ее верхний слой в почву.
Как же выглядят почвы? Если вооружиться лопатой, выйти за пределы населенного пункта и в лесу или на лугу выкопать яму (в дальнейшем - почвенный профиль) (Рис.1), то можно обнаружить серию слоев (почвенные горизонты), отличающихся друг от друга по цвету, плотности, влажности и другим признакам.
https://pandia.ru/text/78/050/images/image002_26.jpg" width="128" height="338">
Рис. 2 - Профили тундровой, подзолистой и дерново-подзолистой почвы.
Почвенные горизонты формируются единовременно, как результат совокупного действия перечисленных выше факторов почвообразования и в этом их существенное отличие от горных пород.
На протяжении XX века велись всесторонние исследования почвенного покрова суши Земли с целью выяснения основных закономерностей происхождения, функционирования, географического распространения, эволюции почв и почвенного покрова. Был получен огромный научный материал, раскрывающий отличия почв от других сред. Активно велись и продолжают осуществляться подобные исследования и в нашей стране. В настоящее время практически вся территория России охарактеризована с точки зрения почвенного покрова. Известны основные почвенные типы, распространенные в тех или иных регионах (Рис. 3)
Землепользование" href="/text/category/zemlepolmzzovanie/" rel="bookmark">землепользования . Если во время заложения разреза обнаружены грунтовые воды, то необходимо отметить их глубину. Затем нужно подробно описать почвенный профиль, поступательно сверху вниз отмечая специфические черты выделенных горизонтов. По возможности нужно сделать зарисовки и фотографии профиля, вскрытого разрезом.
Методика описания почвенных разрезов
На освещенной солнцем лицевой (передней) стенке почвенного разреза можно легко выделить почвенные горизонты, сменяющие друг друга в вертикальном направлении и отличающиеся по цвету, структуре, механическому составу, влажности и другим признакам. Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением почвы. Совокупность генетических горизонтов образует генетический профиль почвы (Рис.2; Табл № 1). В настоящее время используются следующие символы генетических почвенных горизонтов:
Таблица № 1
Генетические почвенные горизонты
Горизонт | Описание |
Горизонт О | Самая верхняя часть почвенного профиля - лесная подстилка или степной войлок, представляющая собой опад растений на различных стадиях разложения - от свежего до полностью разложившегося. |
Горизонт А | гумусовый, наиболее темноокрашенный в почвенном профиле, в котором происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы. Цвет этого горизонта варьирует от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что обусловлено составом и количеством гумуса. |
Горизонт Е | Подзолистый или осолоделый, элювиальный, формирующийся под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт, обедненный гумусом и другими соединениями, а также илистыми частицами за счет вымывания их в нижележащие слои и относительно обогащенный остаточным кремнеземом. |
Горизонт В | располагающийся под элювиальным гороизонтом Е, имеет иллювиальный характер. Это бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов. В почвах, где не наблюдается существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт В является переходным слоем к почвообразующей породе, характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, разложения первичных минералов и может подразделяться на В1 - горизонт с преобладанием гумусовой окраски, В2 - горизонт более слабой, неравномерной гумусовой окраски, В3 - горизонт окончания гумусовых затеков. |
Горизонт Вк | Горизонт максимальной аккумуляции карбонатов, обычно располагается в средней и нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций. |
Горизонт G | Глеевый, характерен для почв с постоянным избыточным увлажнением, которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты - сизую, серовато-голубую или грязно-зеленую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитность, вязкость и т. д. |
Горизонт С | Материнская (почвообразующая) горная порода, из которой сформировалась данная почва, не затронутая специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т. д.). |
Горизонт Д | Подстилающая горная порода, залегающая ниже материнской (почвообразующей) и отличающаяся от нее по своим свойствам (главным образом по литологии). |
Помимо перечисленных горизонтов выделяется еще целый ряд самостоятельных и переходных горизонтов, однако подробнее о них можно узнать из литературных источников.
Методика определения основных морфологических свойств почв
При описании морфологических признаков горизонтов указываются окраска почвы, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение почвы, новобразования, включения.
Окраска почвы – один из основных внешних признаков. Цвет почвы позволяет судить о наличии и количестве веществ в почвенной массе: в темные (серые и коричневые) тона окрашивают почву перегнойные (гумусовые) вещества; в охристо-желтые, оранжевые и красные тона - окислы железа и марганца; образование белых пятен, примазок и "плесени" вызывает присутствие в почве извести.
Гранулометрический состав почвы – важнейшая характеристика почвы (Рис. 4). От него зависят практически все свойства почвы (водно-физические), физико-химические, воздушные, тепловые, окислительно-восстановительные, поглотительная способность, накопление гумуса, зольных элементов и азота) и, следовательно, её плодородие. От гранулометрического состава почв зависят условия обработки почвы, сроки полевых работ, нормы минеральных, органических удобрений и доз извести, параметры дренажа, подбор сельскохозяйственных культур и т. д.
https://pandia.ru/text/78/050/images/image007_11.jpg" width="287" height="315 src=">
Рис. 5. Определение типа почвы.
Таблица № 2
Определение типа почв по характеру образования шнура
Тип почвы | Характер образование шнура |
Почва песчаная | Шарик не образуется. Образец полностью распадается в руке. |
Почва супесчаная | Образовавшийся шарик имеет шероховатую поверхность. При попытке раскатать его в шнур он тут же распадается на кусочки. |
Почва легкосуглинистая | Шнур при попытке поднять его с ладони – распадается на дольки. |
Среднесуглинистая | При свертывании шнура в колечко - он разламывается. |
Почва тяжелосуглинистая | При свертывании шнура в колечко, он трескается |
Почва глинистая | При свертывании шнура в колечко - трещин не образуется |
Структура почвы - это способность распадаться на отдельные частицы. Для определения структуры необходимо вырезать лопатой образец, подбросить его 1-2 раза на лопате и рассмотреть форму структурных отдельностей, на которые распался почвенный образец. По форме агрегатов различают три типа почвенной структуры (кубовидная, плитовидная, и призмовидная), которые в свою очередь подразделяются на несколько родов с учётом формы и размеров комочков (Рис. 4).
Водопрочность структурных агентов (т. е. способность противостоять размывающему действию воды). Достаточно поместить несколько структурных агентов в стакан с водой. Если при лёгком взбалтывании они быстро разрушаются, то это свидетельствует о их непрочности. А если сохраняют свою форму, то, следовательно, почва обладает водопрочной структурой.
Плотность (сложение) – характер прилегания частиц почвы друг к другу и степень их пористости – находится в тесной зависимости от гранулометрического состава, содержания гумуса, обилия корней, структурного состояния, влажности и сильно изменяется по горизонтам (Табл. 3).
Таблица № 3
Определение вида сложения почв
Виды сложения | Характеристика |
Рассыпчатая | Лопата или нож легко погружаются в почву, почва без усилий рассыпается на отдельные агрегаты |
Нож с небольшим усилием входит на глубину 3-5 см, почва легко разламывается руками |
|
Нож при большом усилии входит на глубину 3-5 см. |
|
Очень плотная | Лопата или нож при сильном ударе входят в почву на глубину не более 1 см. |
Влажность – важный морфологический признак: она влияет на цвет, структуру, плотность почв. В полевых условиях можно определить пять степеней влажности почв взяв почву в руку и сжав её (Табл. № 4).
Таблица № 4
Определение степени влажности почв
Степень влажности | Характеристика |
Почва пылит, не холодит руку. |
|
Почва не пылит, холодит руку, при подсыхании немного светлеет. |
|
Почва слипается в комок при сжатии руки, при подсыхании светлеет и сохраняет форму, на руке остаётся влажный след, фильтровальная бумага становится влажной при прикладывании к комочку почвы. |
|
Почва при сжатии в руке прилипает к ней, смачивает руку, но вода не сочится по пальцам. |
|
Почва при сжатии в руке сильно смачивает руку, вода не сочится по пальцам или из горизонта сочиться вода. |
Все полученные в ходе полевых исследований результаты фиксируют в дневник для описания почвенного разреза (Приложение)
Кроме морфологических свойств почвенные горизонты обладают целым рядом химических и физических свойств (кислотность, плодородие и др.), многие из которых исследуются в лабораторных условиях. Для этого по окончании морфологического описания почвенного профиля из выделенных горизонтов отбирают образцы для анализа. Обычно отбирается гр. почвы. Отбор осуществляется в почвенные мешочки или крафт-пакеты, обязательно этикетируется (на лист бумаги наносится информация о горизонте и помещается вместе с образцом) и доставляется в лабораторию. Если срок доставки в лабораторию большой, то образцы в подсушиваются в сухом проветриваемом помещении.
Исследование почвенной фауны
Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Среди этого почвенного мира животных мы можем различить такие формы, которые всю свою жизнь проводят в земле, никогда не показываясь на ее поверхности (например, мелкие малощетинковые черви, нематоды), и такие, которых мы можем встретить и вне почвы (большинство животных). Последние связаны как с наземной фауной, в частности, с травяным покровом, кустарниками и деревьями, так отчасти и с водой (некоторые водные жуки, как плавунцы и водолюбы, окукливаются в земле; некоторые представители этих семейств закапываются на зимовку в землю, то же делают и тритоны). Население почвы, несомненно, черты приспособления к подземному образу жизни (таковы копательные передние конечности крота и т. д.). Но у многих животных мы никаких особенностей в этом отношении не найдем (различные гусеницы, многие личинки жуков, как, например, жужелиц и т. д.). Живя в почве, многие животные оказывают заметное влияние на окружающую их среду. Во-первых, они могут влиять на механическую структуру почвы, разрыхляя и перерабатывая ее, а во-вторых, благодаря своей жизнедеятельности, изменяют ее в химическом отношении. Помимо этого, многие вступают во взаимоотношения с подземными частями растений, которые служат им пищей (личинки хрущей) или поселяются около корней, как некоторые муравьи. Наконец, значительная часть животных, живущих в почве, ведет хищнический образ жизни, нападая на различных представителей той же почвенной фауны (кроты, разные хищные личинки, жужелицы и др.).
Методика исследования почвенной фауны
Метод ручной разборки почвенных проб (Гиляров, 1975). Это прямой метод учета, позволяющий исследователю получить цифры, показывающие количество учитываемых объектов на единицу площади поверхности почвы, либо на единицу объема почвы. Одновременно исследуется таксономический состав мезофауны.
Животных в почве мы можем найти почти всюду, но распределение их является весьма неравномерным. Для добывания материала могут быть применены следующие приемы:
1. Копание более или менее глубоких ям.
2. Рыхление или перекопка поверхностных слоев почвы лопатой.
3. Выкапывание отдельных растений для обнаружения насекомых на корнях.
4. Осмотр поверхности почвы для обнаружения гнезд животных, поселяющихся в почве.
5. Осмотр слоев земли на разрезах почвы, откосах у берегов рек, в оврагах, в искусственных сооружениях (ямах, рвах и т. д.).
Процесс взятия пробы происходит следующим образом. Сначала отмечают площадь пробы на исследуемом участке, забивая по углам отмеренного квадрата колышки, натягивая между ними бечевку. Затем от границ отмеренной площадки отгребают в разные стороны опад или подстилку (если пробы берут в лесу) или сухую сыпучую землю поверхностного слоя (на парах). Рядом с пробой с одной или с двух сторон раскладывают клеенку, на которую потом помещают выбираемую из пробы почву. Сперва с площади пробы на клеенку руками снимают опад и другие растительные остатки, которые тщательно вручную перебирают, учитывая и собирая всех найденных при этом животных, а траву выщипывают, что облегчает дальнейшую разборку из верхнего слоя почвы. Встреченных на поверхности почвы беспозвоночных фиксируют и записывают отдельно от встреченных собственно в почве. Затем (после удаления разобранных растительных остатков) приступают к выкапыванию почвы с площади пробы лопатой. Выбрасываемые на разложенную рядом с пробой клеенку (или другую подстилку) небольшие порции земли тщательно перебирают руками, причем более крупные комья приходится разбивать, а сплетения корешков и дерновину - разрывать. Всю землю из разбираемого слоя порцию за порцией перетирают на весу между ладонями, тщательно следя за всей ссыпающейся на клеенку землей и собирая падающих и легко при этом обнаруживаемых животных.
Животных собирают отдельно из каждой пробы и слоя. В качестве фиксатора для червей можно использовать 4% формалин, остальные группы животных можно фиксировать в 700 спирте. Всех найденных при раскопках животных тут же в полевых условиях записывают в дневник с той точностью определения, которая доступна исследователю. В дневнике дается подробная характеристика участка и места взятия пробы.
Если необходимо произвести количественный учет фауны, то следует заготовить ведомости "Фауна почвы" и вносить в них при раскопках соответствующие данные (Приложение).
Приложение
Форма дневника для описания почвенного разреза
Месяц 200 г.
1. Р. №__________________
2. Область _____________________________ Район __________________________
3. Пункт _______________________________________________________________
_______________________________________________________________________
4. Общий рельеф ________________________________________________________
_______________________________________________________________________
5. Микрорельеф _________________________________________________________
_______________________________________________________________________
6. Положение разреза относительно рельефа и экспозиции _____________________
_______________________________________________________________________
7. Растительный покров __________________________________________________
_______________________________________________________________________
8. Угодие и его культурное состояние ______________________________________
9. Признаки заболоченнрсти, засоленности и другие характерные особенности _______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
10. Глубина и характер вскипания от HCl (слабо/бурно) _______________________
_______________________________________________________________________
11. Уровень почвенно-грунтовых вод _______________________________________
12. Материнская и подстилающая порода ___________________________________
_______________________________________________________________________
13. Название почвы _____________________________________________________
Схема чертежа почвенного разреза | Горизонт и мощность в см | Описание горизонта |
Приложение
Фауна почвы
Число ______________________ Время ______________________________
Место __________________________________________________________
Характер местности ______________________________________________
Тип растительности ______________________________________________
Величина ямы ___________________________________________________
Найденные животные | 1-й слой | 2-й слой | 3-й слой | 4-й слой | Примечания |
Ниже приводится список наиболее часто встречаемых в почве животных и доступных для изучения.
· Нематоды (круглые черви)
· Дождевые черви
· Клещи (красный клещик)
· Многоножки (костянка, кивсяк, многосвяз)
· Прямокрылые (уховертка)
· Хоботные (личинки цикад, тлей)
· Жесткокрылые (личинки восточного хруща, щелкуна; жужелица)
· Чешуекрылые (куколки и личинки)
· Перепончатокрылые (гнезда песчаных ос, шмелей, муравьев).
Экологического Центра "Экосистема" можно недорого
(по себестоимости производства) купить
(заказать по почте наложенным платежом, т.е. без предоплаты) наши авторские методические материалы по экологии, полевой биологии и географии:
10
компьютерных (электронных) определителей
грибов, лишайников, растений и животных России ,
2
диска с голосами птиц России:
голоса птиц средней полосы и
голоса птиц России ,
20
цветных ламинированных определительных таблиц
по растениям и животным средней полосы России ,
8
цветных ламинированных определителей-бродилок
по растениям средней полосы России ,
5
карманных полевых определителей
животных средней полосы ,
65
методических пособий
и
40
учебно-методических фильмов
по методикам
проведения научно-исследовательских работ в природе (в полевых условиях), а также
методическое пособие (книга) для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум
" .
Часть 1. СВОЙСТВА, КЛАССИФИКАЦИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОЧВ
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
ТЕХНИКА ПОЛЕВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВ
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.
Для описания почв, изучения их морфологических признаков, установления границ между различными почвами, отбора образцов для анализов закладывают специальные ямы, которые называются почвенными разрезами . Они бывают трех типов; полные (основные) разрезы, полуямы и прикопки.
Прежде всего необходимо самым тщательным образом осмотреть местность, определить характер рельефа и растительности для правильного выбора места заложения почвенного разреза.
Разрез необходимо закладывать в наиболее характерном месте обследуемой территории. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, на нетипичных для данной территории элементах микрорельефа (понижения, кочки).
На выбранном участке местности копают почвенный разрез так, чтобы три стенки его были отвесными , а четвертая спускалась ступеньками (рис. 1).
Рис. 1. Почвенный разрез
Передняя, лицевая, стенка разреза, предназначенная для описания, должна быть обращена к солнцу .
При рытье разреза почву необходимо выбрасывать только на боковые стороны и ни в коем случае не на лицевую стенку, что может привести к ее загрязнению, разрушению верхних горизонтов, изменению их мощности и т. д.
Полные, или основные, разрезы закладывают до такой глубины, чтобы вскрыть верхние горизонты неизменной материнской породы. Обычно эта глубина колеблется от 1,5 до 5 м в зависимости от мощности почв и целей исследования. Такие разрезы служат для специального детального изучения морфологических свойств почв и взятия образцов для физических и химических анализов.
Полуямы, или контрольные разрезы , закладываются на меньшую глубину - от 75 до 125 см (до начала материнской породы). Они служат для изучения мощности гумусовых горизонтов, глубины вскипания от соляной кислоты и залегания солей, степени выщелоченности, оподзоленности, солонцеватости и других признаков, а также для определения площади распространения почв, охарактеризованных полными разрезами. Если при описании полуямы обнаружились новые признаки, не отмеченные ранее, то на этом месте необходимо закладывать полный разрез.
Прикопки, или мелкие поверхностные разрезы , глубиной менее 75 см, служат прежде всего для определения границ почвенных группировок, выявленных основными разрезами и полуямами. Обычно они закладываются в местах предположительной смены одной почвы другой.
Описания почвенных разрезов, полуям и прикопок заносятся в дневник , в котором кроме этого должны быть записаны сведения о рельефе, растительности, грунтовых водах, результатах полевых исследований физических, химических и других свойств почвы. Примерная форма полевого почвенного дневника приводится ниже. На эти признаки надо обращать особое внимание и изучать их наиболее тщательно.
Рис. 2. Образец оформления дневника для описания почвенного разреза:
|
Месяц ________ г 1. Разрез № _____________________ 2. Область _____________________________________ Район ____________________________________ 3. Сельсовет, колхоз, совхоз ________________________________________________________________ 4. Пункт _________________________________________________________________________________ 5. Общий рельеф __________________________________________________________________________ 6. Микрорельеф ___________________________________________________________________________ 7. Положение разреза относительно рельефа и экспозиция _______________________________________ 8. Растительный покров ____________________________________________________________________ 9. Угодье и его культурное состояние _________________________________________________________ 10. Признаки заболоченности, засоленности и другие характерные особенности _____________________ 11. Глубина и характер вскипания от HCl ______________________________________________________ 12. Уровень почвенно-грунтовых вод _________________________________________________________ 13. Материнская и подстилающая порода ______________________________________________________ 14. Название почвы ________________________________________________________________________ Основные морфологические признаки, по которым определяется почва в поле: 1) строение почвенного профиля, 2) окраска (цвет) почвы, 3) степень увлажнения (а также уровень грунтовых вод или верховодки), 4) механический состав, 5) структура, 6) сложение, 7) новообразования. |
Образец бланка описания почвенного разреза:
- Часть I. Свойства, классификация,
распространение почв
- Определение понятия «почва», ее место в природе и жизни
- Морфологические свойства почв
- Техника полевого исследования почв
- Часть 2. Определитель почв
- Часть 3. Систематические описания почв
На сайте экологического центра "Экосистема" Вы также можете познакомиться с рефератами и статьями по почвоведению .
Определение почвы (тип, механический состав, почвообразующая порода, уровень грунтовых вод) ____
________________________________
Описание морфологических признаков и определение почв ведут по схеме, начиная последовательно с лесной подстилки и заканчивая материнской породой. Для различных связанных слоев (генетических горизонтов) почв характерны внешние (морфологические) признаки, которые возникают в конкретных условиях под влиянием процессов почвообразования. Основными признаками почв являются: строение почвенного профиля (мощность, форма и характер переходов между горизонтами и др.), цвет, гранулометрический (механический) состав, структура, влажность, плотность, наличие новообразований, зоогенных элементов и включений. Данные признаки указываются для каждого горизонта почвенного профиля.
Строение почвенного профиля. Выделяют следующие основные почвенные горизонты:
А 0 (0) - лесная подстилка, напочвенный слой, образующийся в лесу из растительного спада разной степени разложения. В зависимости от степени разложения в составе подстилки выделяют подгоризонты: А I 0 (A L) - образован неразложившимися остатками растений (листья, ветви, плоды, шишки и т.д.); А II 0 (A F) - слой ферментации (разложения), состоит из слаборазложившихся растительных остатков, которые сохраняют различимое строение тканей; А III 0 (A h) - слой гумификации, состоит из сильно измельченного, разложившегося опада, тканевое строение которого слабо различимо.
В зависимости от породного состава древостоя, скорости разложения, структуры и окраски образуемой подстилки и гумусового слоя выделяют мягкий гумус (мулль), переходный гумус (модер) и грубый гумус (мор).
Мягкий гумус складывается из мягкой, рыхлой, разлагающейся в течение 1 - 2 лет подстилки, поэтому он довольно маломощный (1-2 см), состоит из мелких органических веществ, образующих однородную массу бурой (почти черной) окраски. Формируется в древостоях, состоящих из липы, клена, ясеня, березы, осины, лещины и др.
Переходный гумус образуется из менее мягкой и рыхлой подстилки, разлагающейся в течение 2-5 лет (обычно толщиной 2-5 см), состоит из значительно, но не полностью разложившихся измельченных растительных остатков буровато-коричневой окраски. Формируется в дубовых и хвойно-лиственных древостоях.
Грубый гумус получается из жесткой плотной подстилки, разлагающейся более 5 лет, толщиной часто более 5 см, состоит из частично разложившихся растительных остатков, сохраняющих тканевое строение. Формируется в хвойных древостоях.
А Д - дернина. Верхний горизонт, густо пронизанный переплетающимися корнями растений, которые составляют более 5% объема горизонта. В лесных сообществах обычно отсутствует, так как формируется преимущественно на лугах.
А 1 (А) - гумусовый горизонт (перегнойно-аккумулятивный). Как правило, наиболее темноокрашенный, в нем происходит накопление гумифицированного органического вещества, связанного с минеральной частью почвы. При высоком содержании (более 30 %) органических остатков этот горизонт иногда называется перегнойным.
А п - пахотный горизонт, образуется в результате вспашки из различных почвенных горизонтов (например, под лесопосадками).
Т - торфяной горизонт (содержание органического вещества более 70%), характерен для торфяных почв. В зависимости от степени разложения, окраски и состава подразделяется на подгоризонты Т 1 , Т 2 и т.д.). Степень разложения торфа определяется по диагностическим признакам (прил. 11). По преобладанию в его составе остатков различных групп растений выделяют древесный (сосновый, березовый, ольховый и др.), травянистый (осоковый, тростниковый, вахтовый, хвощевой и др.) и моховой (сфагновый, гипновый и др.) торфы, а также различные их сочетания. Для диагностики используют специальные определители. Наличие торфа в других горизонтах обозначается буквой «т» (например, А Т).
Горизонты А 0 - Т относят к органогенным.
А 2 (Е) - элювиальный подзолистый горизонт, обычно наиболее светлоокрашенный (от белесого до палевого) за счет вымывания гумуса и других соединений в нижележащие горизонты.
В - иллювиальный горизонт, характеризуется уплотненным сложением и бурой, палево-бурой или красновато-бурой окраской. В нем происходит накопление веществ, вымытых из вышележащих горизонтов. По характеру накапливающихся веществ горизонт может быть разделен на: В t - иллювиально-глинистый (с накоплением глины); В h - иллювиально-гумусовый; В k - иллювиально-карбонатный, В f - иллювиально-железистый и др. В составе иллювиальных горизонтов часто заметны подгоризонты (В 1 , В 2 , В 3).
G - глеевый горизонт, обычно сизоватой, голубовато-серой окраски, характерен для почв с постоянным или длительным избыточным увлажнением. Наличие признаков оглеения в других горизонтах обозначается буквой «g» (например, В g , А 2 g и т.д.). При слабой выраженности оглеения буква «g» заключается в скобки.
С - материнская (почвообразующая) порода (поверхностная толща горных пород, из которых образовались почвы). На территории Беларуси почвы развиваются на четвертичных (антропогеновых) отложениях, происхождение которых связано преимущественно с деятельностью оледенений. Преобладающими почвообразующими породами являются моренные (собственно ледниковые), флювиогляциальные (водно-ледниковые), древнеаллювиальные (гляциоаллювиальные) и лимногляциальные (озёрно-ледниковые).
Среди материнских пород, не связанных с деятельностью древних оледенений, наиболее распространенными в Беларуси являются болотные (торфянистые) и аллювиальные (пойменные) отложения.
Довольно часто некоторые перечисленные горизонты могут быть слабо выражены или иметь признаки рядом лежащих горизонтов. В этом случае выделяют переходные горизонты, для которых используются двойные обозначения (А 1 А 2 , А 2 В и т.д.). При описании профилей пойменных (аллювиальных) почв в составе горизонтов отмечают также отдельные слои аллювия (например, Аl 1 А 1 , Аl 1 G т.д.). При описании различных горизонтов могут также встретиться следующие символы: «д» - деградированный, «н» - нарушенный, «и» - искусственный, «ос» - осушенный, «э» - эродированный и др.
Состав, последовательность залегания и выраженность горизонтов и подгоризонтов при описании почвенных профилей могут быть представлены в виде формул, которые отличаются для разных типов почв. Профиль дерново-подзолистых почв, например, может выражаться формулой А 0 – А 1 А 2 – А 2 В 1 - В 1 - ВС(g) - С(g).
Кроме указания мощности горизонтов дается описание характера перехода горизонтов и форма границ между ними.
Переход между горизонтами бывает резким (граница четкая, может быть выделена в пределах 1 см), ясным (граница довольно четкая, может быть выделена с неопределенностью в пределах 1-3 см), заметным (граница нечеткая, прослеживается с неопределенностью в пределах 3-5 см) и постепенным (граница нечеткая, прослеживается с неопределенностью более 5 см). Если нельзя провести четкую границу между горизонтами и она лежит в пределах какого-либо слоя, то он выделяется как переходный горизонт.
Цвет почвы. Характер окраски - один из важнейших морфологических признаков почвы. Различная окраска почвы вызвана содержанием органических, органоминеральных (темно-серая, серая и другая окраска) и минеральных соединений, а также их сочетаний. Например, красноватая, оранжевая, бурая и ржавая обычно обусловлены трехвалентными и гидро-оксидными соединениями железа и марганца; белесоватая -кремнеземом, карбонатами, оксидом алюминия (А1 2 О 3), каолинитом; сизая, зеленоватая и голубоватая – двухвалентными соединениями железа.
При описании окраски горизонта прежде всего отмечают его основной цвет и детали окраски: равномерная (однородная, т.е. окрашенная одинаково), неравномерная (неоднородная), с полосами, пятнами (площадью более 1 см 2) и примазками (расплывчатые пятна, близкие по цвету к фоновой окраске горизонта), а также часто используют оттенки цветов, причем преобладающий цвет в названии ставится на последнее место (темно-серый, желто-бурый и т.д.). На окраску почв влияют ее влажность, структурное состояние, а также характер освещения и индивидуальное восприятие цвета.
Для определения часто встречающихся окрасок почв иногда используют треугольник цветов по С.А. Захарову (1931), в котором, однако, отсутствуют цвета, характерные для глеевых почв (синеватые, зеленоватые, сизые). Для более точного определения окраски, оттенков цветов и их названий существует специальная шкала цветов.
Гранулометрический (механический) состав. Почва состоит из элементарных гранул (частиц) различного размера, совокупность которых определяет ее гранулометрический состав. Близкие по размерам частицы объединяют в группы (фракции). Для полевой классификации все частицы от 0,01 до 1,0 мм условно объединяют во фракцию физического песка, а менее 0,01 мм - во фракцию физической глины. По соотношению в почве гранул двух этих фракций (мелкозем) выделяют несколько классов почв по гранулометрическому составу: глины, суглинки (тяжелые, средние, легкие), супеси (рыхлые и связные) и пески (рыхлые и связные). Частицы крупнее 1 мм называют почвенным скелетом, который состоит из обломков пород (щебень, галька, валуны и т.п.). В полевых условиях механический состав почвы (мелкозем) определяется визуально с использованием одного или нескольких методов: «зеркала», пробы ножом, скатывания шарика, шнура и др. (прил. 12 и 13). Более точно гранулометрический состав почв определяется в лабораторных условиях.
Структура почвы. Под влиянием внешних условий почвенные частицы обычно объединены в комочки. Совокупность таких отдельностей (агрегатов), на которые распадается почва без значительного механического воздействия на нее, называется структурой. В полевых условиях структура почвы определяется по генетическим горизонтам. Для этого, вырезав из горизонта небольшой образец почвы, подбрасывают его на лезвии лопаты 1 - 2 раза, в результате чего почва распадается на структурные отдельности.
В зависимости от формы агрегатов (соотношения высоты и ширины) выделяют три основных типа структуры почв: кубовидную, призмовидную и щитовидную, а сообразно с размерами и формой типы структур разделяют на роды и виды (рис. 2.15).
Типы структур почвы часто связаны с различными процессами почвообразования и приурочены к определенным горизонтам профиля: призмовидная - с иллювиальным процессом -к иллювиальным горизонтам; плитовидная - с элювиальным процессом - к подзолистым; кубовидная - с гумусообразовани-ем - к гумусовым. Почвенные горизонты могут быть образованы агрегатами смешанной структуры: зернисто-ореховатой, комковато-призмовидной и др. Если горизонт состоит из рыхлого песка различного гранулометрического состава, то он обозначается как бесструктурный.
Влажность почвы.
Различают несколько градаций влажности почвы:
1) если почва пылит и при сжатии влага не ощущается, она описывается как сухая;
2) слегка холодит руку и слабо мажется - свежая;
3) при сжатии образуются комки и рука заметно ощущает влагу - влажная;
4) вода увлажняет руку и прилипает к ней, но еще не сочится между пальцами - сырая;
5) при сжатии между пальцами сочится вода вместе с почвенной массой (вода также выступает из почвенного горизонта) -мокрая. Влажность почвы меняется в различные годы и сезоны в зависимости от уровня грунтовых вод, количества осадков, времени их последнего выпадения и т.д.
Плотность горизонтов. По плотности почвенные горизонты бывают рыхлыми (от прикосновения легко осыпается, нож или лопата входит в горизонт почти без усилий), слабоуплотненными (нож или лопата с усилием входит в почву на всю длину лезвия), сильноуплотненными (в почву входит только острие лопаты или лезвия ножа) и плотными (нож или лопата лишь царапает поверхность). Плотность горизонта зависит от многих факторов (механического состава, структуры, влажности почвы и др.).
Новообразования. К новообразованиям (выделениям) относят заметные скопления различных веществ, которые отличаются морфологически (цветом, формой, плотностью и др.) и химически от остальной, преобладающей почвенной массы горизонта. Новообразования (в отличие, например, от включений) возникают в результате почвообразовательных процессов и являются важными диагностическими признаками почв в виде налетов, конкреций и прослоек.
После изучения и описания почвенного разреза дается полное название типа почвы. При более подробном определении и морфолого-генетическом описании почв в различных ее горизонтах проводят качественные химические реакции на наличие карбонатов, хлоридов, сульфатов, двухвалентного железа и определения величины рН. При необходимости из середины каждого горизонта и подгоризонта (начиная с нижнего) отдельно берутся образцы почв массой 0,5-1 кг, которые снабжаются этикеткой, заворачиваются в бумагу и помещаются в специальные мешочки.
После завершения описания ПП и проверки преподавателем правильности выполненной работы почвенный разрез закапывается. При этом в яму сначала помещают грунт нижних горизонтов, сверху укладывается почва перегнойного горизонта.
На основании всей полученной информации о структуре древостоя, подроста, подлеска, живого напочвенного покрова, почвенно-климатических и исторических условиях развития исследуемого фитоценоза окончательно определяется тип леса и лесная ассоциация на ПП.
Морфологические признаки почв являются для почвоведа главными диагностическими показателями, по которым он относит почву к определенной классификационной единице. «Внешние свойства почвы настолько характерны, что в громадном большинстве случаев по ним можно узнавать или определять почвы», - писал Н. М. Сибирцев еще в конце прошлого столетия.
Основы учения о почвенной морфологии разработал крупнейший русский почвовед С. А. Захаров. В настоящее время учение о морфологии почв наиболее полно и на современном уровне изложено в учебном пособии Б. Г. Розанова.
Описание разреза начинается с разделения профиля почвы на генетические горизонты и их обозначения соответствующими индексами. Для лучшего выявления границ генетических горизонтов, их переходов и характерных особенностей морфологического строения, с помощью ножа производят препарировку половины стенки разреза. На шероховатой стенке разреза более отчетливо выделяются и тональность окраски, и структура почвы, и характер новообразований. При описании разреза необходимо тщательно осмотреть все три стенки разреза и сопоставить их по типичности выраженности морфологических признаков. Весьма часто «боковые» стенки разреза и «лицевая» стенка значительно отличаются друг от друга и по мощности генетических горизонтов, и по характеру их переходов. С подобной неоднородностью строения почвенного профиля наиболее часто приходится встречаться в зоне подзолистых почв и особенно на лесопокрытых территориях. В этом случае для описания нужно взять ту стенку, которая имеет наименее нарушенное строение почвенного профиля.
Понятие о почвенном профиле было введено в науку о почве и практику полевых почвенных исследований основоположником генетического почвоведения В. В. Докучаевым.
Формирование почвенного профиля идет одновременно с развитием почвообразовательного процесса и под его воздействием. Система почвенных горизонтов, образующая профиль почвы, всегда генетически соподчинена в своем развитии и становлении. На эту важнейшую сторону генетической связи между отдельными горизонтами указывали К. Д. Глинка, С. А. Захаров, А. А. Роде, И. П. Герасимов, М. А. Глазовская и др. Глубокую трактовку генетического анализа почвенного профиля дал Б. Б. Полынов.
В «Курсе почвоведения» С. А. Захаров писал: «Строение почвы представляет результат ее генезиса, постепенного развития ее из материнской породы, которая дифференцируется на горизонты в процессе почвообразования...». И далее: «Почвенные горизонты находятся между собой в генетической связи, поэтому их можно назвать генетическими горизонтами. Почвообразование выражается в дифференцировке почвенной массы на генетические горизонты».
Выкопанный почвенный разрез подготавливают к описанию. Для этого зачищают лицевую стенку, срезая ровно ножом или лопатой почву сверху вниз, затем стенку подчищают (препарируют) ножом или стамеской, чтобы придать почве естественное сложение, нарушенное при земляных работах. На лицевой стенке на уровне поверхности почвы закрепляют сантиметровую ленту. Почвенному разрезу присваивают номер (имя) и производят его морфологическое описание в соответствии с установленной формой.
Сразу после выкопки почвенного разреза записывают его глубину и определяют материнскую породу. При этом наряду с минералогическим составом, указывают происхождение (генезиз) материнской породы.
В УУОЛ УГЛТУ, в частности, наиболее часто встречаются следующие материнские породы:
Элювий - неотсортированный, малоизмененный материал, встречающийся на верхних частях склонов, водоразделах;
Делювий - отсортированный, наносной материал, встречающийся в нижних частях склонов;
Элювий-делювий - плохо отсортированный, переходный между элювием и делювием материал. Приурочен к средней части склонов. Чаще всего это продукты разрушения гранита, гнейса.
Название почвы дают после изучения профиля, обычно по лицевой, с учетом боковых сторон. Разделяют лицевую стенку на генетические горизонты по цвету, структуре, механическому составу, влажности, плотности и другим морфологическим признакам. Морфологическое описание почвенного профиля начинают с верхних горизонтов.
В лесных почвах на поверхности, как правило, выделяют горизонт мертвых растительных остатков - лесную подстилку (Ао) . Если мощность горизонта лесной подстилки превышает 3-5 см, то его разделяют на ряд подгоризонтов по степени разложения органического вещества Ао´, Ао´´, Ао´´´. У каждого подгоризонта лесной подстилки указываются мощность, цвет, состав и степень разложения. В любых почвах горизонт Ао служит банком мертвого органического вещества. Полное круглогодичное отсутствие лесной подстилки свидетельствует о деградации почвы.
Преобразование мертвого органического вещества и накопление усвояемых растениями питательных веществ происходит в перегнойно-аккумулятивном горизонте А1 который залегает под лесной подстилкой. Для перегнойно-аккумулятивного горизонта характерна густая пронизанность корнями растений. В зависимости от содержания гумуса цвет его изменяется от светло-серого до черного. Перегнойно-аккумулятивный горизонт, как правило, имеет водопрочную, комковатую или зернистую структуру. Другие виды структур этого горизонта свидетельствуют о неблагоприятных почвообразовательных факторах. Например, пьлеватость указывает на сухость почвы, а глыбистость - на переувлажнение. В обоих случаях о сильной степени угнетения перегнойно-аккумулятивного процесса свидетельствует оторфованность.
Следующий, аллювиальный горизонт (А2) имеет индекс 2 не потому, что залегает под горизонтом с индексом 1, а потому, что отличается от вышележащего перегнойно-аккумулятивного горизонта происходящими в нем почвообразовательными процессами, сводящимися к вымыванию как органических, так и неорганических подвижных веществ. В некоторых почвах может отсутствовать. Для элювиального горизонта характерны палево-белесая, серо-белесая, сизо-белесая или белесая окраски, а также плитчатость, чешуйчатость, пылеватость или полная бесструктурность, более легкий механический состав по сравнению с нижерасположенным горизонтом.
Минеральный внутрипочвенный горизонт (В) в почвах, где происходит вмывание подвижных веществ из вышележащих горизонтов (подзолистые, солоди и др.), является иллювиальным. В остальных почвах (дерновые, бурые лесные и т.д.) этот горизонт называют переходным. Горизонт В располагается в средней части профиля и отличается от вышележащих и нижележащих горизонтов бурой окраской, большей плотностью и тяжелым механическим составом, наличием новообразований, ореховатой структурой. Горизонт В в почвоведении - одно из наиболее сложных и сборных понятий. Например, он сочетает как иллювиальные процессы, т.е. процессы вмывания веществ из вышележащих горизонтов, так и метаморфические - приводящие к трансформации минералогического состава на месте. Горизонт В может достигать большой мощности, поэтому его часто подразделяют на подгоризонты В1, В2, В3 и т.д.
Глеевый горизонт (G) - минеральный горизонт, сформировавшийся в условиях постоянного избыточного увлажнения. Для этого горизонта характерны тусклая голубоватая, сизоватая, зеленоватая (оливковая) окраски, иногда с ржавыми пятнами. Структура глеевого горизонта глыбистая, реже зернистая, плотный по сложению, чаще тяжелого механического состава.
Материнская порода (С) - подпочвенный горизонт, т.е. горизонт, лежащий под любым из описанных выше почвенных горизонтов. Этот горизонт слабо изменен процессами почвообразования и обладает чертами, присущими горной породе, из которой он образовался.
Горизонт Д - подстилающая горная порода. Выделяется в том случае, если он по своим свойствам отличается от почвообразующего горизонта С.
Установление границ описанных генетических горизонтов является достаточно сложной задачей, так как некоторые участки почвенного профиля сочетают в себе признаки двух горизонтов. На таких участках выделяют переходные или промежуточные горизонты типа А0 А1 , А1 А2 , А2 В, ВС и т.д. Если в основном горизонте проявляются слабые признаки, не характерные для данного горизонта, например, оглеение в горизонте А1 или вскипание от кислоты в горизонте В, то при обозначении горизонта к основным буквам добавляют индексы, в частности «g » и «к » (А1g и Вк).
После выделения генетических горизонтов приступают к морфологическому описанию каждого из них.
Схематический рисунок разреза должен отражать его основные морфологические особенности. Рисунок окрашивают мазками влажной почвы.
Мощность генетического горизонта определяют по сантиметровой ленте. За исходную точку отчета берут поверхность почвы. В графе указывают верхнюю и нижнюю границы в см.
В колонке «окраска » указывают основной тон, интенсивность и оттенок горизонта. Обычно используют сложные (двойные, тройные) названия типа темно-серый, белесовато-серый и т.д., где на преобладающую (фоновую) окраску указывает последнее слово.
По характеру перехода одного горизонта в другой различают: резкий - окраска одного горизонта меняется на окраску другого на протяжении не более 2 см, ясный - 2-5 см, постепенный - 5-10 см. Иногда почвенные горизонты заходят в другие виды «языков», «затеков» или «карманов».
Механический состав почвы - это относительное содержание в ней частиц разной крупности: камней, песка, глины, пыли. Для определения механического состава почвы в полевых условиях небольшое количество почвы увлажняют и разминают его до тестообразного состояния. Затем раскатывают образец ладонями в шнур диаметром до 3 мм и пробуют свернуть этот шнур в кольцо диаметром до 3 см. Вид образца является показателем механического состава почвы (табл.1).
Таблица 1:Определение механического состава почвы методом мокрого растирания
Структура почвы - это способность ее твердой фазы агрегатироваться и естественно распадаться на комочки различной формы и величины. С точки зрения плодородия наиболее ценными являются водопрочные структурные агрегаты размером 1-3 мм, т.е. не распадающиеся в воде агрегаты, так как они пропитаны и склеены почвенными коллоидами.
Для определения структуры из каждого горизонта берут небольшой образец почвы и подбрасывают его на ладони, пока он не распадется на структурные агрегаты. Затем определяют тип, род, вид структуры (табл.2). Аналогично окраске при описании структуры чаще всего используют сложные названия: комковато-зернистая, ореховато-призматическая, листовато-пластинчатая и т.д. При этом преобладающую структуру отражают также вторым словом.
Таблица 2:Классификация структурных агрегатов в почвах
Сложение почвы - это степень ее плотности и пористости. Различают следующие типы сложения по плотности: - очень плотный - почва не поддается лопате, при копке разреза применяют лом или кирку; - плотный - почва с трудом поддается лопате, с лопаты падает глыбами и распадается на большие комья, нож с трудом входит в почву на 5-6 см; - плотноватый - почва рассыпается или легко разламывается на крупные комки, пластинки, нож входит в горизонт с небольшим усилием; - рыхлый - почва рассыпается на мелкие комочки, нож входит в горизонт без усилий; - рассыпчатый - почва сыпуча, лишена гумуса.
Важным морфологическим признаком почвы являются новообразования - скопления различных веществ, которые формируются и откладываются в ее толще в результате почвообразовательного процесса.
Новообразования - химические соединения встречаются в форме: пленок - тонких высокодисперсионных поверхностных образований на гранях структурных отдельностей, стенках пор и трещин (гумусовые, глинистые, железистые пленки); налетов - рыхлых диффузных пленок в виде выцветов, присыпок, припудривания (легкорастворимые соли, карбонаты, соединения кремния); конкреций - объемных новообразований, твердых, имеющих четкую границу с основной массой почвы; стяжений - в отличие от конкреций, образованных рыхлым материалом и не имеющих четких границ с почвенной массой. Отличаются от основного фона почвы.
Включения - тела органического и минерального происхождения, находящиеся в почве, но не связанные с почвообразовательными процессами (крупные обломки горных пород, галька, валуны, кости животных, раковины, кусочки угля, кирпича, стекла и т.п.). Корни растений являются также включениями, но описываются отдельно и более подробно. При описании отмечают, в частности, их количество, размеры, глубину проникновения.
Влажность почвы - очень изменчивое свойство зависит от погодных условий и описывается только на свежих разрезах. Различают 5 степеней влажности: - сухая почва - пылит, влаги не ощущается, т.е. руку не холодит; - свежая - не пылит, холодит руку, при сжатии образует комки, которые легко распыляются; - влажная - влага ощущается на ощупь, при сжатии слипается, комок увлажняет фильтровальную бумагу, светлеет при подсыхании; - сырая - при сжатии рука сыреет, почва приобретает тестообразную форму, но образующиеся капли воды не просачиваются между пальцами; - мокрая - при сжатии вода сочится между пальцами, вода, кроме того, сочится из стенок разреза.
На основании полученного таким образом описания почвенного разреза приступают к характеристике особенностей почвообразовательного процесса. В условиях Среднего Урала выделяют подзолистый, дерновый, болотный и буроземообразование .
В названии почвы основной почвообразовательный процесс вписывают в строку «тип». Понятие «подтип» обособляется в «типе» группы почв, в которых заметны отдельные признаки, свойственные другим типам.
Понятие «род» используют для характеристики признаков почв, которые связаны с особенностями материнских пород.
Понятие «вид» применяют для обозначения степени развития основного и накладывающегося почвообразовательных процессов.
Название почв, в некоторой степени, должно отражать их плодородие и возможность обработки. Последние два свойства почвы тесно связаны с ее механическим составом. Поэтому под разновидностью почвы понимают механический состав верхних горизонтов.
День 4-5: Получение задания
на картографирование. Анализ.
В четвертый и пятый дни практики по почвоведенью, мы самостоятельно одной бригадой проводили полевое обследование почв в районе одного квартала уральского учебно-опытного лесхоза. Нашей бригаде был дан квартал под номером 13 и 14. На этом квартале мы заложили 10 почвенных разрезов в разных выделах с разными лесорастительными условиями. Так же было заложено 9 прикопов, на которых проверили типы почв в выделах, в которых не было заложено почвенных разрезов. Полученные результаты сведены в таблицы.
Предыдущая статья: Кто продает им еду и напитки? Следующая статья: Мойка в гараже: как правильно все сделать