Почвенные горизонты

Почвенный горизонт — это один из нескольких однородных слоёв почвы, составляющих почвенный профиль и различающихся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам.

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 —  это сочетание генетически связанных  между собой горизонтов. Каждый почвенный тип имеет определенную вертикальную последовательность генетических горизонтов, связанную с воздействием почвообразовательных процессов на материнскую породу. К факторам образования почвенного профиля (генетических горизонтов) относятся вертикальное, нисходящее или восходящее перемещение различных веществ, а также послойное распределение корневых систем растений и микроорганизмов.

Принцип расчленения почвенной  толщи на генетические горизонты  установлен впервые В.В.Докучаевым, им же были введены для них первые буквенные обозначения.

В различных типах почв генетические горизонты существенно отличаются, однако в первом приближении выделяют два типа строения почвенного профиля  – автоморфный и гидроморфный.

Автоморфные почвы – это почвы, формирование которых проходит в условиях хорошо дренируемых водоразделов, т.е. под влиянием атмосферной влаги, систематические нисходящие токи которой обуславливают перемещение химических элементов сверху вниз. Режим почвенной влаги в этих условиях может быть как промывным, так и непромывным. Грунтовые воды расположены относительно глубоко.

Основные генетические горизонты почвенного профиля этого  типа.

Перегнойно-аккумулятивная часть профиля. Здесь преобразуется отмершее органическое вещество, систематически накапливается почвенный перегной и гумус и аккумулируются зольные элементы, необходимые для нормального питания растений. В перегнойно-аккумулятивной части профиля идут не только процессы накопления: часть химических элементов в виде подвижных как органических, так и неорганических соединений выносится за пределы гумусового горизонта, однако, в целом, преобладает тенденция к накоплению. Цвет этой части профиля меняется от черного, бурого и коричневого до светло-серого, что обусловлено составом и количеством гумуса. Мощность этой части профиля меняется в различных почвах от нескольких сантиметров до 1 метра. В эту часть профиля входят следующие горизонты:

А — гумусовый — поверхностный  горизонт аккумуляции органического  вещества, в нем накапливаются гумус и элементы питания. В зависимости от его характера выделяют следующие горизонты.

Ао — лесная подстилка, состоящая  из разлагающегося лесного опада (листья, хвоя, ветки и т. д.).

А_д — дернина — поверхностный горизонт, сильно переплетенный и скрепленный корнями травянистых растений.

A₁ — гумусово-элювиальный горизонт, в котором наряду с накоплением гумуса происходит разрушение и частичное вымывание органических и минеральных веществ.

А_пах — пахотный — поверхностный гумусовый горизонт, подвергнутый механической обработке.

В болотных почвах верхний горизонт состоит из торфа — массы полуразложившихся  растений.

T₁ — торфяной неразложенный — торфяной горизонт, в котором растительные остатки полностью сохранили свою исходную форму.

Т₂ — торфяной среднеразложенный — торфяной горизонт, в котором растительные остатки лишь частично сохранили свою форму в виде обрывков тканей.

Т₃ — торфяной разложенный — торфяной горизонт, представляющий собой сплошную органическую мажущуюся массу без видимых следов растительных остатков.

ТА — торфяной минерализованный — пахотный торфяной горизонт, измененный в процессе осушения и обработки.

А₂ — элювиальный — горизонт интенсивного разрушения минеральной части почвы и вымывания продуктов разрушения. Он располагается под гумусовым горизонтом и имеет светлую окраску (серую, белесую, палевую); по происхождению этот горизонт бывает подзолистый (кислотный гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), осолоделый (щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения), глеево-элювиальный или псевдоглеевый (разрушение и вынос продуктов почвообразования на границе с подстилающим водоупорным горизонтом).

Под элювиальным горизонтом (в подзолистых, серых лесных почвах, солодях) формируется горизонт В, отличающийся по своим свойствам от любого поверхностного горизонта.

В — иллювиальный горизонт, в который  вмываются и где частично накапливаются  продукты почвообразования. В зависимости от вмытых веществ различают следующие горизонты.

B_h — иллювиально-гумусовый горизонт кофейного цвета из-за содержания железисто-гумусовых веществ.

B_t — иллювиально-железистый горизонт охристого или коричневого цвета, содержащий железистые продукты разрушения минеральной части верхнего горизонта.

В_к — иллювиально-карбонатный горизонт, часто содержащий карбонатные новообразования в виде рыхлого скопления карбонатов кальция.

В почвах, не имеющих элювиального горизонта (в черноземах, каштановых почвах), в которых не проявляется вертикальное перемещение веществ, горизонт В называется переходным от гумусово-аккумулятивного к материнской породе. По интенсивности темной окраски и характеру сложения он подразделяется на подгоризонты В₁ и В₂.

G — глеевый горизонт — формируется в болотных и заболоченных почвах в условиях постоянного избыточного увлажнения. Он окрашен в сизоватые, голубоватые тона образующимися здесь соединениями двухвалентного железа и марганца. Отличается бесструктурностью и низкой пористостью.

В условиях временного избыточного  увлажнения глееватость может проявляться  и в других горизонтах профиля. В  этом случае к основному индексу  добавляют букву «g», например A_2g, B_g.

Почвообразующая порода.

Ниже переходной части профиля  залегает материнская (почвообразующая) горная порода, на которой сформировалась данная почва. В почвоведении эта порода обозначается как горизонт С, она уже не затронута специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, выносом элементов и т.д.), однако верхняя часть горизонта несет следы почвообразования в виде соединений, привнесенных сюда из верхней части почвенного профиля.

С — материнская горная порода — горизонт, слабо затронутый почвообразовательными  процессами и не имеющий признаков  описанных выше почвенных горизонтов.

Подстилающая горная порода.

D — подстилающая порода —  выделяется в том случае, когда  почвенные горизонты образовались  на одной породе, а ниже лежит  другая порода, отличающаяся литологическими  свойствами.

Гидроморфные почвы

Почвенный профиль гидроморфных почв, т. е. почв, формирование которых происходит в условиях близкого расположения грунтовых вод. В этом случае процесс почвообразования идет под воздействием грунтовых вод, которые периодически или постоянно обогащают почвенную толщу определенным химическими элементами и создают специфическую геохимическую обстановку. Режим почвенной влаги в этих условиях соответствует выпотному или застойному.

При близком залегании грунтовых  вод и капиллярном их подъеме  в почвенную толщу различные  соединения выпадают примерно в той же последовательности, как и при нисходящем движении вод. Однако в то время как при нисходящем движении ближе к поверхности расположены менее растворимые соединения, при восходящем движении грунтовых вод картина обратная – более растворимые соединения находятся близко к поверхности или располагаются непосредственно на ней.

Почвенный профиль гидроморфных почв состоит, во-первых, из более или  менее выраженной перегнойно-аккумулятивной части, и во-вторых, из системы минерально-аккумулятивных горизонтов, каждый из которых называется по слагающему его соединению.

Переход одного горизонта в другой в различных почвах может быть разным: резким, ясным, заметным или постепенным. Поэтому характер перехода между почвенными горизонтами в профиле имеет диагностическое значение и часто указывает на направление и интенсивность почвообразования.

Мощность почвы — это вертикальная протяженность ее горизонтов от поверхности  до материнской породы. У различных типов почв средняя мощность колеблется от 40...50 до 100...150 см. В суровых природных условиях тундры почвообразовательный процесс может протекать только в верхней части пород выше вечной мерзлоты, поэтому мощность всей почвы здесь незначительна (20...30 см). В степях под густой травянистой растительностью мощность черноземов может достигать 200...300 см.

Мощность отдельных горизонтов характеризует генезис и агрономическую ценность почв. Так, мощный гумусовый  горизонт свидетельствует о значительном развитии аккумуляции, слабом вымывании и, следовательно, о больших запасах питательных веществ. Бедность и низкая производственная ценность подзолистых почв объясняется резко выраженным элювиальным горизонтом, из которого вымыты элементы питания.

Окраска почвы имеет большое  диагностическое значение, поскольку  отражает ее химический и минералогический составы. Опытный специалист по одной  только окраске может достоверно определить многие свойства почвы и ее плодородие в целом. По цветовым оттенкам почвы можно определить, какие процессы протекают в почве и ее генезис.

Черная и темная окраска обусловлены  содержанием гумуса: чем больше гумуса, тем темнее окраска почвы. При  9...12%-ном содержании гумуса почва имеет черную окраску, при 4...6%-ном — темно-серую, темно-бурую или каштановую. Почвы с низким содержанием гумуса имеют окраску, свойственную почвообразующей породе. Некоторым почвам черную окраску придают темные первичные минералы, сульфиды, гидроксиды марганца, а иногда специфическая почвообразующая порода.

Белая окраска и светлые тона других окрасок характерны для почв, в которых присутствуют кварц, каолинит, полевой шпат, известь и соли. Красная окраска почвы обусловлена накоплением оксидов железа. Чем более окислена богатая оксидами железа почва, тем краснее ее окраска. Желтая окраска почвы связана с наличием гидроксидов железа. Сизоватые, голубоватые и зеленоватые тона вызваны образованием соединений двухвалентного железа в анаэробных условиях при избыточном увлажнении. Почвы такого цвета относятся к глеевым или оглеенным.

Неоднородная, пятнистая окраска  — следствие чередования различных  процессов (окисления и восстановления). Такая окраска является важным диагностическим  признаком.

При описании морфологических признаков  обычно указывают степень окраски (темно-бурая, светло-каштановая) или отмечают оттенок (белесая с желтоватым оттенком). Интенсивность окраски зависит от влажности: влажная почва более темная, чем сухая.

Сложение почвы — это внешнее  выражение плотности и пористости почвы. Оно зависит от свойств материнской породы, гранулометрического состава, структуры почвы, а также от деятельности почвенной фауны и развития корней растений.

По степени плотности различают: очень плотное, плотное, рыхлое и  рассыпчатое сложение.

Очень плотное, или слитое, сложение свойственно связным глыбистым  бесструктурным почвам, а также иллювиальным горизонтам некоторых солонцовых почв. Такие почвы копать лопатой невозможно, приходится применять лом или кирку.

Плотное сложение характерно для иллювиальных горизонтов большинства суглинистых  и глинистых почв. При копании  лопатой требуется значительное усилие.

Рыхлое сложение присуще структурным  суглинистым и глинистым почвам, а также верхним гумусированным горизонтам песчаных и супесчаных почв. Такое сложение имеют пахотные горизонты после обработки их в спелом состоянии.

Рассыпчатое сложение имеют безгумусные  песчаные почвы. При механическом воздействии на такие почвы для них характерна сыпучесть.

Пористость обусловлена формой и размером пор внутри структурных  отдельностей. По характеру пор выделяют следующие виды сложения: тонкопористое  — поры менее 1 мм; пористое — 1...3; губчатое — 3...5; ноздреватое — 5... 10; ячеистое — более 10 мм.

По трещиноватости между структурными отдельностями различают сложение: тонкотрещиноватое — трещины  шириной менее 3 мм; трещиноватое — 3...10; щелеватое — более 10 мм.

Сложение почвы — важный агрономический признак, определяющий скважность, а следовательно, аэрируемость, водопроницаемость, а также сопротивление почвы при обработке.

Новообразования — это скопления  различных веществ, образующихся в  результате почвообразовательного  процесса и отличающихся от вмещающего их почвенного материала по составу и сложению. Различают новообразования химического и биологического происхождения.

К химическим новообразованиям относят  легкорастворимые соли, гипс, карбонаты (СаСОз), гидроксиды железа, соединения двухвалентного железа, кремнезем, гумусовые и другие вещества.