Вальков - Почвоведение. Издательский центр МарТ
 Скачать 19.72 Mb.
|
|
Особенности почвы как природного тела. Почва занимает определенное место на нашей планете — это поверхностный горизонт земной коры, образующий небольшой по мощности слой. Почвенный покров Земли образует педосферу. Верхняя граница почвы — поверхность раздела между почвой и атмосферой нижняя граница — глубина проникновения почвообразовательных процессов (определение нижней границы почвы достаточно условно. Почва — неотъемлемая часть наземных биогеоценозов. I. Почва — глобальный результат возникновения и эволюции жизни на Земле, взаимодействия биоты с горными породами, выходящими на поверхность суши Введение. Процессы в почве включены в сложные круговороты вещества и энергии на Земле (геологический и биологический. Почва — природное образование, уникальное по сложности вещественного состава. Для почв характерна сложная пространственная организация и дифференциация признаков, свойств и процессов. Общее и важнейшее качество почв — плодородие. Биосферные функции почвы. Обеспечение существования жизни на Земле (почва — следствие жизни и одновременно условие ее существования. Обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов (циклов) веществ наземной поверхности. Регулирование химического состава атмосферы и гидросферы. Регулирование биосферных процессов, в частности плотности жизни на Земле. Аккумуляция органического вещества и связанной с ним химической энергии. Сельскохозяйственное значение почвы состоит в том, что она является основным средством сельскохозяйственного производства, предметом труда ив известной степени продуктом этого труда. В настоящее время благодаря почвенному плодородию человечество получает 98% продуктов питания, а также древесину, несинтетические продукты для разнообразных производств и многое другое. П о ч во ведение bbвbbс ист ем е н ау к Почвоведение принадлежит к наукам о природе, те. является естественнонаучной дисциплиной. Оно тесно соприкасается с фундаментальными науками (математика, физика, химия, естествен но-историческими (биологией, геологией, географией, разного рода прикладными науками (земледелие, растениеводство, агрохимия, лесоводство, мелиорация, землеустройство, инженерное строительство, экономика сельского хозяйства, здравоохранение, охрана окружающей среды и др.). В тоже время само почвоведение является целым комплексом науки включает в себя следующие разделы морфология почв Почвоведение b(изучает внешнее строение почвы, физика почв (изучает физические свойства почв, энергетика почв (изучает энергетические процессы в почве, химия почв (изучает химический состав и химические свойства почв, минералогия почв (изучает минералогический состав почв, биология почв (изучает живые организмы и биологические свойства почв, систематика почв (разрабатывает систему названий (номенклатуру) и классификацию почв, география почв (изучает закономерности географического распространения почв, экология почв (изучает почву как среду обитания живых организмов, бонитировка почв (оценивает качество почвы по уровню плодородия, мелиорация почв (разрабатывает мероприятия по улучшению агрономических и других свойств почв, охрана почв (разрабатывает мероприятия по рациональному использованию почв) и др. Как любая другая наука, почвоведение имеет свои методы исследований, адекватные предмету исследований. Прежде всего следует выделить системный (комплексный) подход к изучению почвы, который подразумевает ее исследование вне разрывной взаимосвязи и взаимообусловленности с окружающими ее объектами и явлениями, те. исследование почвы как составной части подсистемы) большей системы (биогеоценоза, биосферы. В тоже время почва сама образована меньшими подсистемами. Профильно-генетический метод требует обязательного изучения почвы с поверхности на всю ее глубину последовательно по генетическим горизонтам с последующим сопоставлением их свойств или параметров. Морфологический метод позволяет изучать почвы и различать их по внешним (морфологическим) признакам строению почвенного профиля, мощности почвы и ее отдельных горизонтов, окраске, гранулометрическому составу, структуре, сложению, новообразованиям, включениями т. д. Различают три вида морфологического анализа макроморфологический — изучение почвы невооруженным глазом, мезоморфологический — с помощью лупы и бинокуляра, и микро- морфологический — с использованием микроскопов. Морфологический анализ почвы является обязательным начальным этапом всех почвенных исследований. Сравнительно-географический метод основан на изучении связей между пространственным изменением свойств и состава почв с Введение b17географией факторов почвообразования. Использование этого метода позволяет делать обоснованные заключения о генезисе (происхождении) почв и закономерностях их географии. Сравнительно-исторический метод базируется на принципе актуализма, что дает возможность исследовать прошлое почв на основании изучения их современного состояния. На основе изучения погребенных почв и почвенных горизонтов, реликтовых признаков почв и их сопоставления с современными процессами можно судить о прошлом почв. Биогеоценотический (экологический) метод подразумевает одновременное сопряженное изучение всех компонентов биогеоценоза почвы, растений, животных, микроорганизмов, атмосферы, природных вод, горных пород с учетом конкретных условий географической среды. Метод моделирования заключается в исследовании сложных объектов, явлений и процессов путем их упрощенного имитирования натурного, математического, логического. В почвоведении широко используется постановка модельных экспериментов в лабораторных условиях или создание математических моделей тех или иных почвенных процессов. Метод почвенных ключей основан на детальном исследовании небольших репрезентативных участков-ключей и интерполяции полученных результатов на крупные территории с однотипной структурой почвенного покрова, что позволяет изучать большие территориальные единицы с экономией средств и ресурсов. Аэрокосмические методы включают инструментальное или визуальное изучение фотографий земной поверхности или ее прямое исследование с самолетов и космических аппаратов. Физические, физико-химические, химические и биологические аналитические методы используются для изучения состава и свойств почв. В зависимости от места проведения почвенные исследования бывают полевые и лабораторные. Полевые почвенные исследования включают экспедиционные и стационарные методы изучения почв. Метод почвенных монолитов базируется на принципе Физического моделирования почвенных процессов (передвижении вдага^юодей и т. дна почвенных колонках (монолитах) ненарушепного строения, взятых особым образом из почвенного разреза _ Почвоведение biМетод вегетационных сосудов широко используется для исследования взаимосвязей в системе почва-растение. Метод почвенных вытяжек основан на гипотезе о том, что каждый растворитель (вода, растворы разных кислот, щелочей или солей разной концентрации, органические растворители — спирт, ацетон, бензол ит. п) экстрагирует из почвы при контролируемых условиях взаимодействия какую-то определенную группу соединений интересующего исследователя элемента. Радиоизотопные методы применяются для изучения процессов миграции тех или иных элементов и их соединений в почвах ив экосистемах на основе меченых атомов (радиоактивных изотопов Часть СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВ 1.1. МОРФОЛОГИЯ И СТРУКТУРА почв. Морфология bbп о ч в Почвы обладают внешними, так называемыми морфологическими признаками, которые отражают внутренние процессы, происходящие в почвах, их происхождение (генезис) и историю развития. М о р ф о логические признаки внешние признаки почвы, по которым ее можно отличить от горной породы или одну почву от другой, а также приблизительно судить о направлении и степени выраженности почвообразовательного процесса. Главные морфологические признаки почвы строение почвенного профиля, мощность почвы и ее отдельных горизонтов, окраска, структура, гранулометрический состав, сложение, новообразования и включения. Строение почвенного профиля Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением почвы. Это результат генезиса почвы, постепенного развития ее из материнской породы, которая дифференцируется наго ризонты в процессе почвообразования. Совокупность генетических горизонтов образует генетический профиль почвы. П очвенны й профиль определенная вертикальная последовательность генетических горизонтов почвы. Почвенный профиль специфичен для каждого типа почвообразования. Генет ические почвенные горизонты это однородные, обычно параллельные поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим при знакам. Наиболее распространенным в нашей стране является использование следующих символов генетических горизонтов почв: Горизонт Ао — лесная подстилка или степной войлок. Представляет собой опад растений на различных стадиях разложения — от свежего до полностью разложившегося. Это самая верхняя часть почвенного профиля. Встречается только в естественных почвах 22 П0ЧВ08ЕДЕНИЕ Горизонт А — гумусовый горизонт. Чаще всего наиболее темноокрашенный горизонт в верхней части почвенного профиля, в котором происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы. Цвет этого горизонта варьируется от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что зависит от состава и количества гумуса. Мощность гумусового горизонта колеблется от нескольких сантиметров дом и более. Горизонт Т — торфяный горизонт. Содержание органического вещества — более 70% со степенью разложенности менее 50%. Поверхностный органогенный горизонт с содержанием органического вещества от 30 до 70%, состоящий из разложенных органических остатков степень разложения — больше 50%) и гумуса с примесью минеральных компонентов, называют перегнойным горизонтом. Горизонт Ад — дерновый. Горизонт, в котором живых корней растений более Горизонт Ап или Апах — пахотный. Горизонт, измененный продолжительной сельскохозяйственной обработкой, сформированный из различных почвенных горизонтов на глубину вспашки — обычно 25—30 см. Встречается только в пахотных почвах. Горизонт Aj — минеральный гумусово-аккумулятивный. Встречается в почвах, где происходит разрушение алюмосиликатов и образование подвижных органо-минеральных веществ. Верхний темноокрашенный горизонт, содержащий наибольшее количество органического вещества. Горизонт А — элювиальный (подзолистый или осолоделый. Формируется 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 — переходный или иллювиальный. В нервом случае черноземный тип почвообразования) в этом горизонте 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. Во втором случае (подзолистый тип почвообразования) горизонт В располагается под элювиальным горизонтом и представляет собой бурый, охристо-бурый, красновато Часть. Сост а вис вой ст в а п о ч в 2 * бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов. Горизонт G — глеевый. Характерен для почв с постоянно избыточным увлажнением (болотных, тундровых, аллювиальных и др, которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты — сизую, серовато-голубую или грязно зеленую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитость, вязкость и т. д. Горизонт С — материнская (почвообразующая) горная порода. Из этой породы сформировалась данная почва. На этой глубине порода уже незатронута специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т. д.). Горизонт Д — подстилающая горная порода. Эта порода залегает ниже материнской (почвообразующей) и отличается от нее по своим свойствам (главным образом политологии. Встречается только в случае перекрывания горных пород. Кроме указанных горизонтов выделяются переходные горизонты, для которых применяются двойные обозначения, например A j A2 — горизонт, прокрашенный гумусом и имеющий признаки оподзоленности А2В — горизонт, имеющий черты подзолистого горизонта (Аи иллювиального ВВС переходный горизонт от переходного к материнской породе и т. д. Второстепенные признаки обозначаются индексом с дополнительной малой буквой, например ВСа — переходный горизонт с видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций Bg — иллювиальный горизонт с пятнами оглеения, Bt — метаморфический горизонт, характеризующийся аккумуляцией глины без заметных следов ее перемещения и др. То есть индексы при обозначении генетических горизонтов ставятся в зависимости от степени выраженности того или иного процесса, протекающего в данном горизонте. Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов. Поэтому некоторые из них могут в томили ином профиле от сутствовать. Типы строения почвенного профиля. По характеру соотношения генетических горизонтов выделяют ряд типов почвенных профилей Почвоведение bТип профиля определяется типом почвообразования, возрастом почвы, нарушенностыо природными или антропогенными педотур- бациями. Различают простое и сложное строение почвенного про филя. Простое строение почвенного профиля включает пять типов. Примитивный профиль имеют молодые почвы, когда почвообразованием затронута лишь поверхностная часть породы. Мощность такого профиля составляет несколько сантиметров ион слабо дифференцирован на горизонты. Неполноразвитый профиль свойственен почвам, формирующимся на массивно-кристаллических плотных породах или крутых склонах. Мощность профиля — несколько десятков сантиметров. При этом представлен полный набор генетических горизонтов, присущих данному типу почвообразования, нос небольшой их мощностью. Такие профили часто имеют горные почвы. Нормальный профиль характерен для зрелых почв, формирующихся на рыхлых породах в равнинных условиях. Почвы имеют полный набор генетических горизонтов, свойственных данному типу по чвообразования. Слабодифференцированный профиль присущ почвам, развивающимся на породах, бедных легко выветривающимися минералами кварцевые пески, древние ферраллитные коры выветривания. Генетические горизонты слабо выражены, выделяются с трудом и очень постепенно сменяют друг друга. Нарушенный (эродированный) профиль имеют эродированные почвы, верхняя часть профиля которых уничтожена эрозией. Сложное строение почвенного профиля также включает пять ти пов. Реликтовый профиль содержит различные по генезису погребенные горизонты (иногда целые профили) или горизонты, характерные для предшествующих фаз почвообразования. Многочленный профиль свойственен почвам, формирующимся на многочленных породах при их смене в пределах почвенной толщи. Полициклический профиль формируется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речного аллювия, вулканического пепла, эоловых наносов). Нарушенный ( перевернутый) профиль образуется при перемещении нижних горизонтов на поверхность почвы. Причины могут быть Часть. Сост а вис вой ст в а п о ч в 25 как антропогенные (например, при плантажной вспашке, таки природные (ветровал в лесу, деятельность землероев). Мозаичный профиль образуется при большой пространственной неоднородности сочетания генетических горизонтов. С другой стороны, почвенные профили разделяют по характеру распределения веществ. Аккумулятивный профиль имеют почвы с максимальным накоплением тех или иных веществ с поверхности и снижением их содержания с глубиной (например, распределение гумуса. При этом кривая распределения вещества может быть вогнутой (регрессивно-акку мулятивный профиль, выпуклой (прогрессивно-аккумулятивный) и прямой (равномерно-аккумулятивный). Элювиальный профиль характеризуется минимумом вещества на поверхности и увеличении его содержания с глубиной (например, распределение карбоната кальция. Кривая распределения вещества может быть вогнутой (регрессивно-элювиальный профиль, выпуклой (прогрессивно-элювиальный) и прямой (равномерно-элювиальный). Элювиально-иллювиальный профиль наблюдается при минимуме вещества в верхней части и максимуме в средней или нижней. Грунтово-аккумулятивный профиль отличается накоплением веществ из грунтовых вод в нижней и средней части профиля. Недифференцированный профиль характеризуется равномерным содержанием вещества по всей почвенной толще. Мощность почвы и ее отдельных горизонтов М ощ ност ь почвы — это толщина ее от поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У разных почв мощность неодинакова, от 40—50 см до 150— 200 см и более. М ощ ност ь почвенного горизонта это толщина горизонта от поверхности почвы или вышележащего горизонта до нижележащего горизонта. Границы почвенных горизонтов и подгоризонтов устанавливают по совокупности всех признаков (цвет, структура, сложение, плотность и др.). Характер перехода между горизонтами почвы Граница между почвенными горизонтами характеризуется по двум признакам. По форме она может быть ровной, волнистой, карманной Почвоведение, затейной, размытой, пильчатой, полисадной. Посте пени выраженности обычно различают три типа переходов резкий переход — смена одного горизонта другим происходит на протяжении 2—3 см ясный переход Ч смена горизонтов происходит на протяжении 5 см постепенный переход — очень постепенная смена горизонтов на протяжении более 5 см. Окраска почвы Цвет почвы — наиболее доступный для наблюдения морфологический признак. Он широко используется в почвоведении для присвоения названий почвам (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и др. Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования и влажности. Наиболее важны для окраски почв три группы веществ. Гумусовые вещества придают почве черную, темно-серую и серую окраску соединения железа — красную, оранжевую и желтую, а соединения железа — сизую и голубоватую окраску кремнезем, карбонат кальция, каолинита также гипс и легкорастворимые соли — белую и белесую окраски. Различное сочетание указанных групп веществ определяет большое разнообразие почвенных цветов и оттенков. Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета. Чем большее количество гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов разложения минеральной части почв, осолодения, засоления, окарбоначивания, те. присутствие в почве кремнезема, каолина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей. Почвы редко бывают окрашены в какой-либо один чистый цвет. Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (например, серо-бурая, белесовато-сизая, красновато-корич невая и т. д, причем название преобладающего цвета ставится на последнем месте. При определении окраски почвы в полевых условиях необходимо учитывать влажность почвы и степень освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более темную окраску, чем воздушно-су хая. В тени почва выглядит темнее, чем на солнце Часть. Сост а вис вой ст в а |