Особенности морфологического строения почв

2. Карбонаты (СО2).

Одним из показателей валового состава почвы является содержание в ней СО2 и карбонатов. Наличие или отсутствие свободных карбонатов является важным диагностическим признаком почв и их отдельных генетических горизонтов. Присутствие в почве заметных количеств карбонатов препятствует развитию кислотности, а иногда приводит к возникновению щёлочности, что оказывает важное влияние на подвижность многих веществ в почве и на агроэкологические особенности почв [http://biofile.ru/geo/8064.html].

Исходя из графика, верхняя граница залегания карбонатного горизонта находится на глубине около 120 см (верхняя граница горизонта Вса – 125 см). Из химического анализа разреза знаем, что в горизонтах А1, А1В и В карбонатов нет. В горизонте Вса содержание СО2 максимальное для этого профиля – 6,8%. В материнской породе содержание падает более чем в 2,5 раза – 2,5%.

3. Уровень кислотности (рН).

Графики уровней кислотности по Н2О и по KCl очень похожи. В горизонтах А1, А1В и В кислотность по Н2О нейтральная (6, 6,1 и 6,8 соответственно). Глубже в горизонтах Вса и Сса реакция щелочная (7,7 и 7,8), то есть с увеличением глубины реакция почвенного раствора постепенно из близкой к нейтральной переходит в щелочную.

4. Почвенный поглощающий комплекс (ППК).

 

Поглощённые катионы, ммоль (+)/100г.

Материальным носителем обменной способности почв является почвенный поглощающий комплекс (ППК) — совокупность минеральных, органических и органоминеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способных к обменным реакциям. Общее количество поглощённых катионов называется ёмкостью поглощения, или ёмкостью катионного обмена (ЁКО). Она зависит от содержания в почве илистой фракции, природы ППК и реакции среды. [http://www.activestudy.info/pochvenno-pogloshhayushhij-kompleks/].

Голубой график «сумма» и есть ёмкость катионного обмена. Как видно наибольшая ёмкость (50,9 ммоль (+)/100г) в горизонте А1, наименьшая (43,2 ммоль (+)/100г) – в Сса, то есть с увеличением глубины она уменьшается в данном разрезе, но не равномерно. В горизонтах А1В, В и Вса ёмкость изменяется не сильно (46,7-46,1 ммоль (+)/100г). По всей глубине профиля высокая ёмкость катионного обмена (>40).

Почва не насыщена основаниями, так как содержит Ca2+, Mg2+, H+ (Al3+ и Na+ нет).

5. Гранулометрический состав (ГС).

 

Содержание фракций, %, при размере частиц, мм.

По графикам видно, что соотношения фракций колеблются в узких пределах (для физической глины не более 4%, для физического песка не более 7,2%). Это говорит о том, что гранулометрический состав почвы не сильно меняется от горизонта к горизонту, то есть степень дифференциации профиля не большая.

Срез состоит в основном из физического песка – около 68%. Преобладает крупная пыль (0,05-0,01мм, около 39%) и песчаная фракция (0,25-0,05мм, около 21%). От горизонта А1 к горизонту А1В содержание крупной пыли падает, но увеличивается содержание песка. Содержание физической глины остаётся почти неизменным. В горизонте В наоборот содержание физического песка почти неизменно, средней и мелкой пыли становится меньше, а ила больше на 2,5%. В горизонте Вса падает процент крупной пыли и ила. Мелкая, средняя пыль и песок (0,25-0,05мм) увеличиваются. Горизонт Сса не сильно отличается по гранулометрическому составу от Вса.

Содержание физической глины в срезе почвы 31,77%. Основное название почвы по Н.А.Качинскому (классификация по механическому составу) - среднесуглинистая. Дополнительное название по преобладающей фракции – песчано-крупнопылеватая, так как преобладающими фракциями являются крупная пыль, затем песок.

Гранулометрический состав оказывает большое влияние на водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность, накопление в почве гумуса, зольных элементов и азота. Поскольку эти свойства напрямую зависят от удельной поверхности частиц и их химического и минералогического состава.

Песчаная фракция (1-0,25мм) состоит из обломков разных горных пород и минералов, среди которых преобладают кварц и полевые шпаты. Пески имеют очень высокую водопроницаемость, свободно фильтруют воду, не набухают, не пластичны.

Фракция крупной пыли (0,25-0,01мм) по минералогическому составу мало отличается от песчаной, поэтому сходна по многими свойствам с песком: не пластична, очень слабо набухает, имеет низкую влагоёмкость.

Средняя пыль (0,01-0,005мм) содержит много слюды. Слюды придают фракции некоторую пластичность и связанность. Средняя пыль уже более дисперсна, чем предыдущие крупные фракции. Средняя пыль лучше удерживает влагу и характеризуется слабой водопроницаемостью. Частицы неспособны к коагуляции и структурообразованию. Почвы, в которых преобладает фракция средней пыли, легко распыляются, склонны к уплотнению и образованию сплошной корки.

Мелкая пыль (0,005-0,001мм) высоко дисперсна. Кусочки горных пород отсутствуют, характерно наличие минералов, как первичных, так и вторичных. Доля кварца в ней резко уменьшается, она может содержать органические вещества. Появляются свойства, не присущие крупным фракциям: способность к коагуляции и структурообразованию. В неструктурных почвах присутствие этой фракции способствует развитию явлений набухания, усадки, низкой водопроницаемости, липкости, трещиноватости, плотного сложения.

Ил (<0,001мм) состоит преимущественно из вторичных глинистых минералов, гумусовых и органоминеральных веществ. Все коллоиды почвы входят в состав этой фракции. Илистую фракцию называют плазмой почвы.  Это главный участник практически всех происходящих в почве процессов. Содержание ила предопределяет многие генетические характеристики почвы. Например, количество запасов гумуса или поглощенных оснований, глубина появления карбонатов коррелируют с содержанием илистой фракции в почвах. В илистой фракции сосредоточен почти весь гумус, сконцентрированы азот, фосфор, и другие биофильные элементы. От количества ила, содержащегося в почвах, и его способности к агрегированию во многом зависят физические свойства почв, их влагоёмкость и структурное состояние, водопроницаемость. Ил – главный поглотитель, абсорбент многих тонкодисперсных веществ, в том числе и загрязнителей окружающей среды, различных катионов, включая как элементы-биофилы, так и тяжелые металлы и радиоактивные элементы.

Таким образом, гранулометрический состав оказывает большое влияние  на регулирование водного режима и тепловых свойств почв. Это важнейшее условие среды обитания растений. Обычно, чем легче гранулометрический состав, тем меньше в почвах гумуса и элементов питания растений [http://biofile.ru/geo/8128.html].

6. Валовой состав почвы.

 

Содержание оксидов (% на безводную безгумусную бескарбонатную навеску).

Содержание оксида кремния с увеличением глубины падает. В гумусном и переходном горизонте 79,3%, в горизонте В 77,9%, в карбонатных горизонтах 76,3%. Содержания вниз по профилю оксидов железа и алюминия колеблются в небольших пределах (0,85% и 1,67% соответственно). Отмечается увеличение содержания этих оксидов в горизонте В.

Общее значение и роль соединений кремния в почвах Д.С.Орлов (1985) определяет следующими основными положениями:

- соединения кремния  в большинстве почв и горизонтов  создают их материальную основу, основной костяк почвенной массы, выполняя тем самым важнейшую  конституционную роль;

- количественное  распределение кремния по почвенному  профилю служит одним из важнейших  показателей типа протекающих  процессов, а по отношению SiO2: R2O3 (R в нашем случае Al или Fe) различают типы выветривания;

- с соединениями  кремния непосредственно связаны  многие важнейшие свойства почвы. От содержания и состава алюмосиликатов  — глинистых минералов, зависят  связность и липкость почв, их  набухаемость, а также ёмкость  катионного обмена. Кремний в  форме анионов орто- и метакремниевых  кислот (SiO4)4+ и (SiO2) силикатов натрия и калия, частично в форме золя, постоянно поступает в почвенные растворы и грунтовые воды в результате гидролиза раздробленных алюмосиликатов и растворения кварца, халцедона, опала, а также минерализации растительных остатков. Как свидетельствуют А. Кабата-Пендиас и X. Пендиас (1989), кремний легко переходит из минералов в почвенные растворы, если он находится в последних в неравновесной концентрации. Такой переход зависит, прежде всего, от степени окристаллизованности кремнезёма, величины pH и водного режима почвы. В присутствии угольной кислоты, хлористых и сернокислых солей происходит интенсивный гидролиз измельчённого базальта, гранита, нефелина с переводом в растворы значительных количеств SiО2 (до 20-100 мл/л). Испарение, транспирация или замерзание растворов, содержащих кремнезём, вызывают выпадение его в осадок в форме гелей, аморфной "присыпки”, корочек или плотной коры [http://www.ecosystema.ru/08nature/soil/i11.htm].

Содержание оксидов (% на безводную безгумусную бескарбонатную навеску).

 

Содержание оксидов марганца, натрия и фосфора по всей глубине профиля почти не изменяется (максимальное колебание у натрия - 0,24%). Процент магния с глубиной увеличивается с 1,33% до 1,89%, а в горизонте Сса падает до 1,51%. Содержание калия падает от поверхности к горизонту В с 2,41% до 1,08%. В горизонте Вса видим повышение концентрации до 1,71%, а в Сса опять снижение до 1,19%. Самый интересный график кальция – до горизонта В уровень изменяется в пределах 0,25% (2,36% => 2,18% => 2,44%), а в карбонатных горизонтах резко возрастает до 5,2%.

 

 

 

 

 

 

 

 

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ПОЧВЫ

 

Тип – таксономическая единица почв, которые развиваются в однотипно-сопряжённых биологических, климатических и гидрологических условиях и характеризуются ярким проявлением основного процесса почвообразования (подзолистый процесс, накопление гумуса, солончаковый процесс и т.д.) при возможном сочетании с другими процессами. Для типа почв характерна однотипность поступления органических веществ и процессов их превращения и разложения, однотипный характер миграции и аккумуляции веществ, однотипное строение почвенного профиля.

Подтип – это группа почв в пределах типа, качественно отличающихся по проявлению основного и налагающегося процесса почвообразования и являющихся переходными ступенями между типами.

Род выделяют в пределах подтипа почв, где качественные генетические различия определяются влиянием местных условий почвообразования (состав почвообразующих пород, химический состав грунтовых вод и прочее).

Вид выделяется в пределах рода почв, где различия проявляются в степени развития почвообразовательного процесса и их взаимной сопряжённости (среднемощная, низковскипаемая и так далее).

Разновидность определяется по гранулометрическому составу верхнего горизонта почвенной разности.

Разряд выделяется на основе генетических свойств почвообразующих пород [http://kpfu.ru/docs/F1913706959/gusarov_pochvpokrov_47.pdf].

 

Я считаю, что исследуемая почва относится к типу чернозём, так как все исследования, сделанные выше, указывают именно на это.

Чернозёмы оподзоленные сформировались в лесостепной зоне под луговой степной растительностью. В них встречаются следы оподзоливания в виде кремнезёмистой присыпки, гумусовый слой несколько осветлённый и имеет слабокислую реакцию, обусловленную содержанием небольшого количества ионов Н+ в поглощённом состоянии, карбонатов в первом метре почвенного профиля нет [http://mse-online.ru/pochva/klassifikaciya-chernozemov.html].

Подтип – оподзоленный. В средней части профиля есть кремнезёмистая присыпка, осветлённый гумусовый слой (в обычных чернозёмах он тёмный), реакция из анализа рН слабокислая или близкая к нейтральной. Илистой фракции больше всего в горизонте В (вмыта из вышележащих слоёв). Также в горизонте В тёмно-коричневые коллоидные плёнки. И, наконец, карбонатов до глубины 120 см, исходя из графика, нет.

Род – обычный. Признаки и свойства соответствуют основным характеристикам подтипа. Другой род нам не подходит.

Вид – среднегумусный (содержание гумуса в верхнем горизонте 6-10%) среднемощный (мощность гумусовых горизонтов 40-80 см).

Разновидность – среднесуглинистый (содержание физической глины 30-40%).

Разряд – на лёссовидном суглинке (из описаний природных условий).

Проведённый анализ и графики буду сравнивать с описанием чернозёмов из источника №6.

В настоящее время окончательно утвердилась единая точка зрения, что чернозёмы являются почвами, развитыми под многолетней растительностью травяных степей в зонах лесостепи и степи в условиях непромывного водного режима или же периодически промывного на севере чернозёмной зоны в отдельные, очень влажные годы.

Климат. Распространение чернозёмных почв приурочено к степной и лесостепной зонам. Сухость климата обусловлена не столько малым количеством осадков, сколько характером их выпадения, высокой температурой продолжительного лета с сильными сухими ветрами, способствующими большому испарению влаги.

Среднее количество атмосферных осадков, выпадающих в течение года на большей части чернозёмной полосы, составляет около 400-500 мм. В нашем случае 450-500 мм.

Достаточный запас влаги почвы степной зоны имеют главным образом лишь в весенний период и в первую часть лета. Этой влаги вполне хватает для хорошего развития степной растительности, отличающейся сравнительно коротким вегетационным периодом. Отсутствие влаги в остальной период исключает возможность интенсивного развития микробиологических процессов в почве. Поэтому остатки отмершей растительности, не успевая из-за отсутствия влаги полностью минерализоваться, накапливаются в почве в виде устойчивых гуминовых соединений.

Почвообразующие породы. Материнские породы, на которых формируются чернозёмные почвы, очень разнообразны. В европейской части СССР черноземная область характеризуется широким развитием лёсса и лёссовидных пород. Наш участок на лёссовидном суглинке.

Преобладающими породами в Западносибирской низменности являются лёссовидные глины и суглинки аллювиального и отчасти делювиального происхождения. Большинство почвообразующих пород чернозёмной полосы богато карбонатами кальция и магния.