10. Генетический профиль почв

В результате необратимых элементарных почвообразовательных процессов происходит дифференциация первоначально однородной толщи материнской породы на генетические почвенные горизонты. Каждый горизонт имеет специфических химический состав, физические и физико-химические свойства и определенную степень насыщенности живым веществом. Совокупности элементарных почвообразовательных процессов, протекающих совместно и приводящих к обособлению определенных почвенных генетических горизонтов, называются горизонтообразующими, или частными почвообразовательными макропроцессами. Совокупности совместно протекающих частных почвообразовательных макропроцессов, приводящих к формированию определенного почвенного профиля, слагаются в общие почвообразовательные макропроцессы (черноземный, болотный, солонцовый). Главные генетические горизонты почв:

1. Гумусово-аккумулятивные горизонты А1 – образуются в верхней части профиля, куда поступает максимальное количество растительных остатков. Имеет черный цвет. С глубиной окраска более светлая (до палево-серой). Мощность колеблется от нескольких см до 1,5 м. В некоторый почвах на поверхности имеется слой неразложившихся или слаборазложившихся органических остатков (подстилка в лесу, дернина на лугу, степной войлок в степи). Это грубогумусовый горизонт, или горизонт подстилки, А0.

2. Метаморфические горизонты, или горизонты внутрипочвенного выветривания B_m. Формируются в средней безгумусовой или малогумусовой части профиля в определенных гидротермических условиях (длительные положительные температуры, достаточная влажность, на породах, богатых первичными алюмосиликатами и силикатами). При выветривании указанных пород накапливаются глинистые минералы, образуются коллоидные осадки, горизонты метаморфизации оглиниваются. Вследствие деятельности корней и почвенной фауны нарушается сложение исходной породы (особенно если почвообразование идет на коре выветривания массивных пород). Метаморфические горизонты подразделяются по составу образующихся в них вторичных минералов.

3. Иллювиальные горизонты В. Формируются в средней и нижней частях профиля за счет вмывания в них из верхней части относительно подвижных продуктов почвообразования, перемещающихся в виде суспензий, коллоидных и истинных растворов и выпадающих в осадок по мере испарения растворов и изменения физико-химической и термодинамической обстановок. Иллювиальные горизонты обладают обычно тяжелым гранулометрическим составом, плотные, имеют крупнопризматическую, глыбистую, стобчатую структуру. Они обогащены относительно подвижными минеральными, органо-минеральными или органическими веществами, выносимыми из верхней части почвенной толщи. Внешний вид и химический состав иллювиальных горизонтов определяется разной степенью растворимости передвигающегося в почве вещества. Наиболее подвижны легко растворимые вещества. Выделяют иллювиальные кольматированные (глинистыми суспензиями) B_t, железистые B_Fe, органо-железистые, органо-алюминиевые B_h, карбонатные B_Ca и гипсовые B_Cs горизонты.

4. Элювиальные горизонты А2. Формируются над иллювиальными горизонтами за счет вымывания из них различных подвижных продуктов почвообразования и накопления остаточных, самых устойчивых труднорастворимых минералов (кварц, аморфный кремнезем). Вымывание красящих веществ (гумуса, соединений железа) и остаточное накопление светлых минералов обусловливают светлую белесую окраску элювиальных горизонтов. Вымывание глинистых частиц и коллоидов приводит к остаточному накоплению песчаных и пылеватых частиц, поэтому элювиальные горизонты выделяются в профиле легким гранулометрическим составом, пылеватостью, непрочной плитчатой или листоватой структурой.

5. Глеевые горизонты G. Формируются при постоянном или временном застое в пределах почвенной толщи влаги или при близком горизонта грунтовых вод и плохой аэрации почв. В таких почвах развиваются восстановительные процессы. Появление закисных соединений железа обусловливает голубовато- и зеленовато-серую окраски, по ходам корней и трещинам, в местах проникновения воздуха появляются ржавые и охристые пятна гидроксидов железа.

6. Горизонты гидрогенной аккумуляции подвижных соединений S. Формируются в разных частях почвы в результате выпадения из растворов веществ, приносимых со стороны с почвенными или грунтовыми водами. При испарении вод растворенные в них соли кристаллизуются на поверхности почв или внутри почвенной толщи в трещинах, порах и корневых ходах или образуя сцементированные плотные горизонты хардэны. По составу накапливающихся пород горизонты гидрогенной аккумуляции весьма различны. В засушливых областях распространены горизонты гидрогенной аккумуляции легкорастворимых солей, гипса, извести и аморфного кремнезема; в более влажных – сцементированные ожелезненные горизонты.

Почвообразующая порода, не затронутая почвообразованием, обозначается буквой C, если она быстро сменяестя другой породой, последняя обозначается индексом D.

3.Подзолы

Районы распространения подзолов во многом совпадают с районами распространения подбуров: таежные и лесотундровые области равнин и низкогорий Северного полушария. Климат такой же влажный и холодный или умеренно холодный, при котором имеет место сквозное промачивание почв и замедленный ход трансформации органических и минеральных компонентов.

Материнские породы также, как и в случае подбуров, имеют легкий гранулометрический состав, однако характеризуются существенно иными химико-минералогическими особенностями. В основном подзолы развиваются на продуктах выветривания и переотложения бедных основаниями и полуторными оксидами кислых пород. В генетическом плане это могут быть элювии, флювиогляциальные, озерные и древнеаллювиальные отложения. Условия дренированности для подзолов могут быть разными.

В составе лесов, под которыми формируются подзолы, преобладают сосна, лиственница, иногда ель и пихта, а в напочвенном покрове – кустистые лишайники, зеленые мхи, реже – сфагнум. Опад отличается очень низкой зольностью.

Подзолы имеют генетический профиль с контрастными переходами между генетическими горизонтами.

А0 – органогенный горизонт; обычно разделяется на две части: сверху типичная лесная подстилка, ниже – гораздо большая разложенность остатков, часть из них преобразована в грубый гумус; мощность – 10-15 см.

А2 – подзолистый элювиальный горизонт, резко отличается от вышележащего, белесовато-пепельный или даже белый, с признаками горизонтальной делимости, слабоуплотненный или рыхлый, мощность от нескольких до 20-30 см.

В_h – иллювиально-гумусовый или иллювиально-железисто-гумусовый, коричневато-бурого (коричневого) или охристо-бурого цвета; структура выражена слабо, но горизонт уплотнен, сцементирован, общая мощность – от нескольких до 30-50 см.

C_sial – сиаллитная почвообразующая порода, песчаная или опесчаненая, с включениями хряща и щебня.

В горизонте А0 количество органического вещества достигает 50%, в подзолистом горизонте оно резко падает, а в горизонте B_h наблюдается обычно второй максимум – до 3-8%. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. В верхней части профиля C_ГК/С_ФК составляет 0,4-0,6, а в средней и нижней может сужаться до 0,2-0,1, причем в большом количестве присутствуют именно свободные фульвокислоты. Подзолы – одни из самых кислых и ненасыщенных почв. В горизонтах А0 и А2 рН = 3,0-3,5; только ниже горизонта B_h реакция становится слабокислой. Ненасыщенность основаниями в верхней части профиля составляет 70-80%. В составе ППК преобладают H⁺ и Al³⁺. Емкость поглощения максимальна в А0 – 15-20 мгэкв/100 г, в А2 – 2-4 мгэкв/ 100 г, в В_h – более 5 мгэкв/100 г.

Для подзолов типичен элювиально-иллювиальный тип распределения валовых и особенно несиликатных форм оксидов железа и алюминия. Резкий минимум их содержания наблюдается в горизонте А2, максимум – в горизонте B_h. Небольшое увеличение содержания полуторных оксидов наблюдается в грубогумусовом горизонте. Илистая фракция распределяется равномерно.

Основным почвообразующим процессов является процесс оподзоливания, т.е. разрушения первичных и вторичных минералов под воздействием поступающих из лесной подстилки и грубогумусового горизонта органических кислот и вынос продуктов разрушения в иллювиальный горизонт и за пределы профиля. Благодаря низкой активности микроорганизмов в верхней части профиля продуцируются главным образом неспецифические и фульвокислоты. Органические соединения такого рода оказываются высокоподвижными и активно вымываются в нижнюю часть профиля.

Однако если в подбурах поступление органических веществ в минеральную часть профиля приводит к из значительной нейтрализации и потере подвижности уже сразу под органогенным горизонтом, до в подзолах этого не происходит. Кислые гумусовые вещества разлагают первичные и вторичные минералы, образуя железо-алюмо-органические комплексные соединения, которые продолжают оставаться весьма подвижными. Только пройдя определенный путь и насытясь железом и алюминием они выпадают в осадок, формируя иллювиальный альфегумусовый горизонт B_h. При этом часть профиля, между названным горизонтом и подстилкой, превращается в сильноразрушенный, отбеленный, обедненный железом и алюминием подзолистый элювиальный горизонт. В нем остаточно накапливаются устойчивые минералы – кварц и кислые полевые шпаты. Освобождающиеся при разрушении минеральной части почвы щелочные и щелочноземельные основания в условиях кислой среды выносятся за пределы почвенной толщи.

Подзолы – малоплодородные почвы, что связано с их высокой кислотностью, малым содержанием биогенных элементов, преобладанием грубого гумуса и плохими водно-химическими свойствами.

7. Торфяно-глеевые верховые ???

11. Дерново-карбонатные

Эти почвы формируются на почвообразующих породах с высоким содержанием карбонатов Ca. Они могут быть развиты под лесной, луговой и кустарниковой растительностью в условиях промывного или периодически промывного водного режима. Они располагаются на плоских, повышенных элементах рельефа, на склонах и равнинных участках – там, где на поверхность выходят или близко к ней подходя т породы, содержащие много обломочного материала известкового состава.

Морфологический профиль дерново-карбонатных почв включает следующие горизонты:

А0 – лесная подстилка из слаборазложившегося растительного опада;

А1 – гумусово-аккумулятивный горизонт, пронизанный корнями растений, в верхней части – дернинообразный;

В – развит не всегда; при увеличении степени выветрелости карбонатных пород и возрастании мощности рыхлого наноса становится более выраженным, иногда преобразуется в B_m;

С_Ca – почвообразующая порода, плотная или рыхлая.

Дерново-карбонатные почвы характеризуются высоким содержанием гумуса (до 20% и более), в составе которого нередко преобладают гуминовые кислоты, отношение С_ГК/С_ФК колеблется от 0,7-0,9 до 1,0-1,3. Реакция верхних горизонтов почвы нейтральная, реже – слабокислая, нижних – щелочная. Степень ненасыщенности – от 5-10 до 40% (при низком залегании карбонатов). В ППК доминируют Ca²⁺ и Mg²⁺. В типичных дерново-карбонатных почвах содержание валовых и подвижных форм R₂O₃ и Si₂O₃ и илистой фракции почти не изменяется по профилю.

Своеобразие свойств дерново-карбонатных почв обусловлено существенным влиянием карбонатов кальция на направление протекающих в этих почвах процессов.

Разложение поступающих органических остатков происходит в среде, насыщенной основаниями, прежде всего кальцием. При этом продуцируется повышенное количество гуминовых кислот, а также образуются малоподвижные в нейтральной среде органо-минеральные соединения: гуматы кальция и комплексные железо-алюмо-фульватные соединения. Все фракции гумуса фиксируются в верхней части профиля, формируя гумусово-аккумулятивный горизонт. Агрессивный потенциал образующихся гумусовых кислот начинает несколько возрастать только тогда, когда увеличивается мощность рыхлого малокарбонатного наноса, а богатая карбонатами почвообразующая порода залегает глубоко. В этих условиях в подгумусовом горизонте возможно развитие процессов декарбонизации и даже оподзоливания. Часто происходит внутрипочвенное оглинивание (за счет освобождения силикатного илистого материала). Выделяют несколько подтипов дерново-карбонатных почв: типичные, выщелоченные и оподзоленные почвы.

Дерново-карбонатные почвы отличаются высоким плодородием, чему способствует нейтральная реакция среды, относительно высокое содержание гуминовых кислот и хорошая оструктуренность почвенной массы.