2 курс / 2 семестр / Методы геоэкологических исследований / ЛР №2 / Терпелец
.pdfМИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра почвоведения
Терпелец В.И., Слюсарев В.Н.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
по изучению
МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ПОЧВ
Краснодар 2010
Терпелец В.И., Слюсарев В.Н.
Учебно-методическое пособие по изучению морфологических признаков почв. - Краснодар: КубГАУ, 2010. – 31 стр.
Учебно-методическое пособие разработано в соответствии с требованиями Государственных образовательных стандартов для подготовки специалистов, бакалавров и магистров агробиологического профиля и является переработанным изданием «Методических указаний по изучению морфологических признаков и строения профиля почв» (Ю.И. Бридько, В.Г.Сергеев). Рассмотрено и утверждено учебно-методической комиссией факультетов агрохимии и почвоведения, защиты растений.
Протокол № 6 от 21.06.2010 г.
©Терпелец В.И., Слюсарев В.Н., 2010
©ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», 2010
2
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………….. 4
1.РОЛЬ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ В ДИАГНОСТИКЕ ПОЧВ….. 5
2.ОКРАСКА ПОЧВ………………………………………………………………………………………………… 7
3.СТРУКТУРА ПОЧВ…………………………………………………………………………………………… 10
4.СЛОЖЕНИЕ ПОЧВ…………………………………………………………………………………………… 13
5.ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ…………………………………………………. 14
6.НОВООБРАЗОВАНИЯ И ВКЛЮЧЕНИЯ ПОЧВ…………………………………………… 15
7.ОБЩИЕ ЧЕРТЫ СТРОЕНИЯ ПРОФИЛЯ ПОЧВ……………………………………………..20
8.ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ГОРИЗОНТЫ МИНЕРАЛЬНЫХ И ОРГАНОГЕННЫХ
ПОЧВ……………………………………………………………………………………………………………………………..20
8.1.Минеральные почвы………………………………………………………………………………….....20
8.2.Органогенные почвы……………………………………………………………………………………21
9.ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПОВ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ГОРИЗОНТОВ ПОЧВ…....23
9.1.Органогенные горизонты…………………………………………………………………………….24
9.2.Элювиальные горизонты……………………………………………………………………………..24
9.3.Иллювиальные горизонты…………………………………………………………………………...25
9.4.Метаморфические горизонты…………………………………………………………………......26
9.5.Аккумулятивные (гидрогенно-аккумулятивные) горизонты………………...27
9.6.Глеевые горизонты…………………………………………………………………………………….....27
9.7.Подпочвенные горизонты…………………………………………………………………………...27
10.МОЩНОСТЬ ПОЧВ………………………………………………………………………………………..........28
11.СХЕМА МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ПОЧВЫ……………………………..29
ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………………………………………...30
3
ВВЕДЕНИЕ
Любая почва уже своим внешним обликом заметно отличается от других тел природы, в частности, от горных пород. Эти внешние особенности получили название морфологических признаков почвы. Формируются они в процессе почвообразования и в значительной мере отражают внутренние свойства почвы.
Детальное изучение морфологии почв дает возможность получить представление об их генезисе, характере и степени выраженности процессов и режимов, под воздействием которых развивается почвообразование. Поэтому не случайно морфология почв лежит в основе их диагностики, а следовательно, и классификации.
Морфологический анализ почв в мировое почвоведение ввел В.В.Докучаев, впервые применив его при изучении черноземов. Существенный вклад в развитие морфологии почв внес основатель кафедры почвоведения Кубанского сельскохозяйственного института, профессор С.А.Захаров.
Морфология почв – самостоятельный раздел почвоведения. Его изучение начинается на практических занятиях, а закрепление полученных знаний осуществляется в полевых условиях в период учебной практики по почвоведению.
Многообразие природных условий и процессов, протекающих в почвах, генетических горизонтов в профиле и самих почв – все это создает определенные трудности в изучении почв.
В настоящей работе все базовые показатели почв применительно к строению профиля систематизированы и представляют собой взаимосвязанные информационные блоки, последовательное изучение которых даст возможность студентам самостоятельно диагностировать профиль почвы.
Правильно применяя морфологический метод и зная зависимость между внешними признаками почвы и ее внутренними свойствами, можно в полевых условиях установить название почвы, получить представление о ее составе, свойствах, плодородии и сельскохозяйственной ценности.
4
1.РОЛЬ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ
ВДИАГНОСТИКЕ ПОЧВ
Каждый тип почвы в процессе своего формирования приобретает ряд устойчивых и характерных только для него морфологических (внешних) признаков, которые обнаруживаются при изучении строения почвенного профиля, вскрытого разрезом.
Морфологические признаки, общепринятые в почвоведении, следующие: окраска, структура, сложение, гранулометрический состав, новообразования и включения, строение и мощность почвенного профиля. Морфологические признаки отражают происхождение почвы, ее связь с географической средой, историю развития и эволюцию, внутренние свойства.
Морфологический анализ почв в мировое почвоведение ввел В.В.Докучаев, впервые применив его при изучении черноземов. Существенный вклад в развитие морфологии почв внесли заведующие кафедрой почвоведения Кубанского государственного аграрного университета, профессора С.А.Захаров и С.И.Тюремнов.
При изучении строения профиля почвы необходимо руководствоваться следующим:
1.Почва формируется в результате сложного воздействия и взаимодействия элементарных почвенных процессов, которые отражают действие факторов почвообразования на свойства почв по схеме: факторы почвообразования → процессы почвообразования → почвы (свойства, профиль).
2.Морфологические признаки почв и разные части профиля неравнозначны по возрасту, т. к. одни из них являются результатом современных процессов, а другие – прошлых (древних), когда существовали другие факторы почвообразования.
3.Все морфологические признаки почв можно разделить на 3 группы: а)
свойственные только отдельным горизонтам; б) рассеянные по всему профилю; в) свойственные только некоторой части профиля, границы которой не совпадают с границами горизонтов.
Рассмотрим более подробно эти особенности почвенного профиля.
1. Факторы почвообразования классифицируются по их вкладу, вносимому в процесс формирования почв:
а) материнские породы и живые организмы (растения, микроорганизмы и почвенные животные) – создают почвенную массу;
б) климат и рельеф – оказывают глубокое влияние на ход почвообразования;
в) время и хозяйственная деятельность – особые факторы, т. к. воздействие всех факторов на почвообразование протекает во времени, а хозяйственная деятельность изменяет природное почвообразование на культурное.
Факторы почвообразования вследствие разнообразия природных условий имеют широкий спектр количественных и качественных уровней, что на-
5
ходит отражение в многообразии возникающих элементарных почвенных процессов (ЭПП):
–ЭПП, в которых ведущую роль играет превращение минеральной части почвенной толщи:
а) первичное (примитивное) почвообразование; б) оглинение (сиалитизация).
–ЭПП, в которых ведущую роль играет превращение и передвижение минеральных и органических продуктов почвообразования:
а) засоление (солончаковый процесс); б) рассоление (солонцовый процесс и осолодение); в) оглеение;
г) выщелачивание; д) лессиваж; е) оподзоливание; ж) слитогенез.
Вдальнейшем все перечисленные ЭПП найдут свое отражение в классификации типов генетических горизонтов почв.
2.Второй критерий учитывает равновозрастность признаков и разных частей профиля.
Почва – память – это совокупность устойчивых и консервативных свойств почвенного профиля, являющихся результатом действия факторов и процессов почвообразования в течение всего периода почвообразования (от начала первичного почвообразования до момента наблюдения).
Почва – момент – это совокупность динамических свойств, которые появляются в результате воздействия на почву факторов и процессов почвообразования в момент наблюдения или вблизи него (годы, десятки лет). В эту совокупность входят с малыми характерными временами образования и короткой устойчивостью (табл.1). К этим современным признакам можно отнести процессы засоления, проявления глееватости при периодическом гидроморфизме, образование агроирригационного горизонта и плужной подошвы, выщелачивание карбонатов и легкорастворимых солей и т. д. На их образование необходимо относительно мало времени, и они довольно быстро исчезают, если изменяются условия, вызывающие их.
Таблица 1 − Группировка свойств почв по примерной величине характерного времени образования (И.А.Соколов, В.О. Таргульян)
|
Свойства почв |
Характерное время (гумидные, уме- |
|
ренные области) |
|
|
|
|
1. |
Влажность, температура |
Часы, сутки |
2. |
Состав почвенных растворов |
Сутки, месяцы |
3. |
Состав почвенного поглощающе- |
|
го комплекса |
Месяцы, годы |
|
4. |
Глеевые горизонты |
Десятки, сотни лет |
5. |
Гумусовый профиль, карбонатный |
|
профиль |
Сотни, тысячи лет |
|
6. |
Профиль, дифференцированный |
|
по содержанию ила |
Тысячи, десятки тысяч лет |
|
7. |
Зрелый минералогический про- |
|
филь, выветривание полевых шпа- |
|
|
тов |
Десятки, сотни тысяч лет |
|
8. |
Выветривание кварца, рутила и |
|
др. |
Миллионы лет |
|
|
|
|
6
Реликтовые свойства – это признаки современной почвы, которые не соответствуют современным условиям почвообразования. Например, в черноземах Краснодарского края реликтовые признаки проявляются в виде луговатости (гидроморфизма) прошлых эпох, когда их формирование начиналось с аллюви- ально-луговых почв (железисто-марганцевые конкреции, журавчики, повышенное содержание магния и разбухающих минералов и др.).
В серых лесных почвах в качестве реликта выделяется второй гумусовый горизонт, расположенный в нижней части гумусового горизонта или под оподзоленным лессивированным горизонтом А1А2.
Таким образом, при анализе почвенного профиля необходимо выделять современные (почва – момент), поздние (почва – память) и древние (реликтовые) признаки.
3. Значение деления морфологических признаков на 3 группы обусловлено следующим.
Признаки первой группы являются важнейшими, они определяют почвообразование; второй и третьей – второстепенными (внегоризонтные почвенные образования).
Это связано с тем, что общий почвообразовательный процесс складывается из нескольких элементарных, независимых один от другого, каждый из которых формирует обособляющиеся горизонты. При этом горизонты, вызванные одним процессом, могут не совпадать с горизонтами, появившимися в результате других процессов.
Например, в черноземах процесс гумусонакопления охватывает не только гор. А, но и верхнюю часть гор. В, поэтому здесь выделяют гор. АВ, а при установлении названия вида используют мощность гумусового слоя (А+АВ).
Таким образом, почвенный профиль, изучаемый в полевых условиях на основании морфологических признаков, дает ценную «биографическую» информацию о конкретном типе или подтипе почвы. Эта работа является обязательной при полевом обследовании территории хозяйств.
2. ОКРАСКА ПОЧВ
Окраска почвы – важнейший морфологический признак, тесно связанный с ее химическим и минералогическим составом, физическими свойствами, о чем свидетельствуют цветовые названия почв: подзол (под цвет золы), чернозем, краснозем, бурая, каштановая и др. почвы. Окраска почвы частично унаследуется от почвообразующей породы, но в значительно большей степени она приобретается в процессе почвообразования.
С.И. Тюремнов показал, что разнообразие почвенной окраски определяется сочетанием черного, красного (желтого) и белого цветов; С.А. Захаров все разнообразие окрасок и их оттенков свел в единую схему (рис. 1).
Рассмотрим химические соединения, которые формируют окраску почв. Черная окраска обусловлена гумусовыми веществами; более темную ок-
раску придают гуминовые кислоты, а более светлую фульвокислоты. При со-
7
держании гумуса менее 5 % почвы имеют серый цвет; при 8-10 % – интенсивно черный. Таким образом, черный цвет почвы в верхних горизонтах является признаком высокого естественного плодородие почв (черноземы, дерновокарбонатные).
В ряде случаев черный цвет обусловлен и другими соединениями окислами марганца (подзолистые почвы) и сернистым железом (болотные почвы).
Белая окраска определяется каолинитом, кварцем, легкорастворимыми солями, известью, гипсом (оподзолениые, лессивированные и др. почвы).
Цветовые окраски – красная и желтая – обусловлена содержанием железа. малоили негидратированные окислы железа (гематит) придают почве красный цвет, а гидратированные (лимонит) – желтый. Такие цвета, включая и оранжевый, имеют красноземы и желтоземы
Соломенно-желтую окраску, в почвах имеет сульфат железа (образуется при окислении сульфидов в плавневых и пойменных почвах при мелиорациях).
Бурая окраска характерна для глинистых почв с высоким содержанием вторичного минерала иллита, слюдистых минералов и смеси гидратированных в разной степени окислов железа. Бурый цвет возникает и при смешении в разных пропорциях – черной, белей, красной и желтой окрасок, в связи с чем этот цвет широко представлен во многих типах почв.
Синяя окраска связана с минералом вивианитом, встречается в болотный почвах в глубоких слоях.. Ее производное – сизая окраска – широко распространена в болотных и полуболотных почвах, обусловлена наличием закисного железа.
Зеленая (оливковая) окраска появляется, при избыточной увлажнении: ее определяют зеленоватые глинистые минералы (нонтронит), содержащие железо.
Палевые оттенки почв появляется при сочетании белого с красным и жёлтым.
Окраска почв, связана не только с ее химическим составом, но и с рядом элементарных почвенных процессов (ЭПП).
Черный цвет: |
1) гумусонакопление |
2) торфонакопление |
|
|
1) оподзоливание |
2) лессиваж |
|
Белый цвет: |
3) выщелачивание |
4) засоление |
|
|
5) осолонцевание |
6) осолодение |
|
Красный цвет: |
1) латеритизация |
2) оглинение |
|
Желтый цвет: |
1) латеритизация |
2) оглинение |
|
Бурый цвет: |
1) торфонакопление |
2) оглинение |
|
3) осолонцевание |
4) осолодение |
||
|
|||
Синий, сизый, зеленый, |
1) оглинение |
2)оглеение |
|
оливковый цвета: |
|
||
|
|
8
ЧЕРНЫЙ
гумусовые
вещества
темно-каштановый |
|
|
темно-серый |
||
|
|
темно |
бурый |
|
|
каштановый |
|
|
|
серый |
|
светло-каштановый |
|
БУРЫЙ |
|
светло-серый |
|
коричневый |
|
|
|
|
белесоватый |
|
|
светло |
бурый |
|
|
|
|
|
|
|
палевый |
КРАСНЫЙ |
|
|
|
|
БЕЛЫЙ |
гематит |
|
|
|
|
SiO2, CaCO3 |
|
|
|
|
|
CaSO4·2H2O |
|
оранжевый |
желтый |
светло-желтый |
||
|
|
(лимонит) |
|
|
|
Синяя |
|
|
|
Зеленая |
|
Сизая |
Вивианит |
|
|
Оливковая |
Нонтронит |
Рис. 1 – Треугольник цветов почв по С.А. Захарову
9
Окраска почвы зависит от влажности и структуры. Во влажном состоянии цвет почвы всегда более темный, чем в сухом. Глыбистые, комковатые и зернистые почвы кажутся более темными, чем распыленные.
Окраска почвы характеризуется 2-3 словами, из которых последнее слово указывает на основной цвет, предпоследнее выражает интенсивность этой окраски, а первое слово отмечает какой-либо оттенок.
Например, буровато-темно-серая (или темно-серая с буроватым оттен-
ком).
При описании профиля отмечается равномерность окрашивания горизонтов (равномерное, неравномерное) и переход окраски в нижележащий горизонт (постепенный, резкий, отчетливый).
По окраске можно сделать предварительный вывод о плодородии почвы и отдельных ее горизонтов, зная связь между цветом почвы, с одной стороны, химическим составом и элементарными почвообразовательными процессами – с другой.
Черный (темно-серый) цвет верхних горизонтов – высокое плодородие (черноземы, дерновые, дерново-карбонатные почвы). Бурый, серый, коричневый, палево-серый, каштановый цвет – плодородие почвы ниже; почвы ценные, но имеют обычно плохую структуру (бурые лесные, сероземы, каштановые почвы).
Оливковый, сизоватый, голубоватый, ржавый цвет в виде пятен и оттенков – плодородие почв низкое (болотные и лесные почвы, где проявляется оглеение).
Белый, белесоватый цвет – для земледелия малопригодны (подзол, солодь).
Цвет почвы является одним из таксономических подразделений номенклатуры почв, где наряду с основной окраской, определяющей название почвы (тип почвы) и основной (центральной) подтип (например, серая, каштановая почва), по интенсивности окраски выделяют и крайние названия подтипов (например, светло- и темно-серая; светло- и темно-каштановая почвы). Обычно крайние подтипы, отличаясь от основного (типичного или обычного подтипа) являются переходными к соседним типам почв.
3. СТРУКТУРА ПОЧВ
Почвенная структура это совокупность агрегатов различной величины, формы, порозности, механической прочности и водопрочности, характерных для каждой почвы и ее горизонтов.
Агрегаты (структурные агрегаты, структурные отдельности) – это совокупность механических элементов, взаимно удерживающихся в силу коагуляции коллоидов, склеивания, слипания и других физико-химических и механических явлений.
Структурность почвы – это ее способность распадаться в естественном состоянии на агрегаты разных размеров и форм (рис. 2). Если почва не распадается на естественные структурные агрегаты, то тогда она будет бесструктур-
10