Геохимия как наука

       

     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:

     Горизонт  А₀ (0) – самая верхняя часть почвенного профиля. Это легкая подстилка (степной войлок), представляющая собой опад растений на различных стадиях разложения – от свежего до почти разложившегося.

     Горизонт  А_т (Н) – поверхностный горизонт почвы, состоящий из насыщенного водой торфа.

     Горизонт  А₁ (А) – верхний темный горизонт почвы, содержащий наибольшее количество органического вещества (в том числе, и наибольшее количество гумифицированного органического вещества). Этот горизонт еще называют гумусовым горизонтом.

     Переходная  часть профиля представляет собой  постепенный переход от гумусового горизонта к почвообразующей породе, здесь происходят различные, часто противоположно-направленные процессы.

     Для верхнего горизонта переходной части  профиля характерно вымывание подвижных  соединений в более низкие почвенные горизонты, в некоторых почвах очень сильное (например, в подзолистых). В этом случае обособляется самостоятельный горизонт вымывания А₂ (Е), откуда вынесены все более или менее подвижные соединения. Горизонт вымывания также называют элювиальным горизонтом, он резко выделяется в почвенном профиле своим внешним видом. Вследствие вымывания у него белесая, напоминающая цвет золы окраска, он бесструктурный или слойный, рыхлый. Элювиальный горизонт обеднен илистыми частицами, гумусом и другими соединениями частицами за счет вымывания их в нижележащие слои и относительно обогащен остаточным кремнеземом.

     В нижней половине переходной части профиля  преобладает вмывание, т.е. выпадение (осаждение) соединений тех химических элементов и мелких частиц, которые были вымыты из верхней части почвенной толщи. Глубина перемещения частиц и соединений в разных условиях различна, однако, в общем, более растворимые соединения мигрируют глубже, чем менее растворимые, поэтому понятие горизонта вмывания несколько неопределенно. Обычно в качестве горизонта вмывания (или иллювиального горизонта) выделяют горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и марганца.

     Этот  горизонт четко выделяется своей  бурой, охристо-бурой или красновато-бурой  окраской, оструктуренностью и большей (по сравнению с другими почвенными горизонтами) плотностью. Иллювиальный горизонт обозначают символом В.

     В почвах, где не наблюдаются существенные перемещения веществ, в почвенной  толще нет обособления элювиального и иллювиального горизонтов. В  таких почвах символом В обозначают переходный слой между гумусовым горизонтом и почвообразующей породой, характеризуемый постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, разложения первичных минералов, он может подразделяться на В₁ – горизонт с преобладанием гумусовой окраски, В₂ – подгоризонт с более слабой и неравномерной гумусовой окраской и В₃ – подгоризонт окончания гумусовых затеков.

     Горизонт  В_к – максимальная аккумуляция карбонатов, обычно располагается в средней или нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций.

     Горизонт  G – глеевый, характерен для почв с постоянно избыточным увлажнением, которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты – сизую, серовато-голубую или грязно-белую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитость, вязкость и т. д.

     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.

     Подстилающая  горная порода. Горизонт D (R) – подстилающая горная порода, залегающая ниже материнской (почвообразующей) горной породы и отличающаяся от нее своими свойствами.

     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. Помимо двух основных типов строения почвенного профиля – автоморфного и гидроморфного, в природе встречаются многочисленные случаи переходного строения, это объясняется сменой условий автоморфного и гидроморфного почвообразования.

     Кроме этих горизонтов выделяются переходные горизонты, для которых используются двойные обозначения, например, А₁А₂ – горизонт, прокрашенный гумусом и имеющий признаки оподзоленности (вымывания элементов), А₂В – горизонт, имеющий черты элювиального горизонта А₂ и иллювиального В, А₁С – переходный горизонт от гумусового к материнской породе и т. д.

     Второстепенные  признаки обозначаются индексом с дополнительной малой буквой, например В_g – иллювиальный горизонт с пятнами оглеения, С_k – карбонатная почвообразующая порода и т.д.

     Кроме обозначения горизонта индексом, почвоведы обязательно используют и словесные названия этих горизонтов: гумусовый, подзолистый, глеевый, торфянистый, солонцовый, иллювиально-гумусовый, погребенный и т. д.

     Обычно  переход между генетическими  горизонтами постепенный, поэтому  граница между горизонтами, в  известной мере, условна и представлена не линией, а некоторой переходной полосой. Иногда переход между горизонтами четкий, но граница при этом бывает не обязательно ровной, а языковатой. В этом случае масса верхнего горизонта в виде языков и потеков заходит в пределы нижерасположенного генетического горизонта. Учет плотности почв значительно облегчает выделение горизонтов и установление их границ.

     Приведенная система выделения почвенных  горизонтов и их буквенных обозначений  является наиболее распространенной в нашей стране, однако кроме нее есть много других подобных систем. Сейчас разрабатывается система более сложной индексации горизонтов почвенного профиля.

     Окраска и цвет почвы  – наиболее выразительные морфологические признаки, по которым выделяются генетические горизонты в профиле и устанавливаются их границы. Эти признаки характеризуют тип почвообразования и состав почвообразующих пород.

     Понятия цвет и окраска в почвоведении различаются. Термин окраска – более общий и характеризует изменения (неоднородность, пятнистость) цветовых характеристик горизонта. Термин цвет – колористическое понятие, относится непосредственно к сочетанию тонов, интенсивности и другим хроматическим параметрам. Многие почвы получили свое название по преобладающему цвету: черноземы, красноземы, сероземы и т.д.

     Окраска отдельного почвенного горизонта может  быть однородной и неоднородной. Однородная – весь горизонт однообразно окрашен в какой-либо цвет, часто осветляется к нижней границе. Неоднородная – горизонт окрашен в различные цвета, при этом форма участков разного цвета может быть различной (пятна, полосы, мраморовидность). Окраска почвенной массы никогда не бывает «чистой» (монотонной), а сопровождается дополнительными тонами, придающими ей тот или иной оттенок.

     Цвет  почвы зависит от наличия в  почве того или иного количества красящих веществ. Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета (серые и коричневые). Чем больше гумуса содержит почва, тем темнее ее цвет. Железо и марганец придают почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов разложения минеральной части почв). Белый цвет может быть признаком осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствия в почве кремнезема, каолина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей. Синие (сизые) и зеленые цвета всегда связаны с переувлажнением почв и с присутствием специфических минералов, содержащих закись железа.

     Цвет  нижних горизонтов почвенного профиля, в основном, определяется окраской почвообразующих пород, их составом и степенью выветривания. Наиболее характерны различные оттенки коричнево-бурого цвета, обусловленные окраской плейстоценовых отложений – широко распространенных почвообразующих пород.

     Цвет  почвы в значительной степени  зависит от степени влажности  и источника освещения, поэтому  окончательное определение цвета  принято делать по образцам в сухом  состоянии при рассеянном дневном освещении.

     Определение цвета носит несколько субъективный характер. Чтобы избавиться от субъективизма в описании цвета почв на протяжении всей истории почвоведении различные авторы пытались унифицировать почвенные цвета. В нашей стране наиболее широкое применение получил треугольник цветов С.А.Захарова (рис. 3). В вершинах этого треугольника – белый, черный и красный цвета, а по сторонам и медианам нанесены названия различных цветов, производных от смешения трех основных. За границей широко используются цветные таблицы Манселла, где каждый цвет характеризуется тоном (оттенком), интенсивностью (степенью осветленности) и насыщенностью тона (чистотой спектрального цвета) и может быть обозначен буквенно-цифровыми индексами, удобными для создания базы данных с целью компьютерной обработки информации.

     

     Структурность почв – это способность почвы естественно распадаться на отдельности (агрегаты), состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Форма структурных отдельностей, их размер и прочность четко отражают характер процессов, протекающих в почве.

     Структура почвы оказывает влияние на аэрацию  почвы и ее водопроницаемость, определяет устойчивость почвы против эрозии. На образование почвенной структуры  оказывают влияние: корневая система  травянистой растительности, деятельность почвенной фауны, а также различные  физические процессы: увлажнение и  высыхание, замерзание и оттаивание, нагревание и охлаждение. Главными клеющими веществами почв при их оструктуривании являются: гумус, глинистое вещество, гидроксиды железа и алюминия. Поэтому песчаные почвы, лишенные глинистых частиц и содержащие мало гумусовых веществ, бесструктурны. Важную роль структурообразования в гумусовом горизонте играют травянистые растения, создающие своей корневой системой комковатую структуру.

     По  форме структурные отдельности  подразделяются на три основных типа: кубовидный тип (отдельности имеют  одинаковые размеры по всем трем измерениям и обычно представлены неправильными многогранниками), призмовидный тип (преобладает одно из трех измерений, в силу чего отдельность более или менее вытянута вверх); плитовидный тип (отдельность уплощена по высоте и развита по двум другим измерениям). В нашей стране используют классификацию структурных отдельностей по форме, размеру и характеру поверхности, разработанную в 1927 С.А.Захаровым.

     Название  структуры почвы дается по преобладающим  отдельностям. Каждому типу почв и  каждому генетическому горизонту  характерны определенные типы почвенных  структур. Например, для гумусовых горизонтов характерна зернистая, комковато-зернистая, порошисто-комковатая структура; для элювиальных горизонтов – плитчатая, листоватая, чешуйчатая, пластинчатая; для иллювиальных – столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая и т.д.

     В полевых условиях для определения  структуры почв из исследуемого горизонта  ножом вырезают небольшой образец  грунта и подбрасывают его несколько  раз на ладони до тех пор, пока он не распадется на структурные отдельности. Их рассматривают и определяют степень  их однородности, размер, форму, характер поверхности.