Горизонты почвенного профиля

Перед вами передняя стенка почвенного разреза. Укрепите на ней (на гвозде, булавке и др.) сантиметр так, чтобы его ноль совпал с поверхностью земли. Теперь вы можете судить о мощности горизонта. Разрез демонстрирует вам глубину залегания, гранулометрический состав, глубину появления воды, наличие камней, карбонатов и других включений.

На передней стенке разреза хорошо видны горизонты. Они отличаются прежде всего по цвету. Горизонты почв России имеют черный, серый, белый, охристо-ржавый, коричневато-палевый, холодный синий и сизо-голубой цвет. Каждый из этих цветов отражает условия формирования почв, несет свою информацию. О чем говорит эта гамма цветов и как называются генетические горизонты почв?

1. ГУМУСОВЫЙ ГОРИЗОНТ. Все минеральные (т.е. не торфяные) почвы (за исключением подзолов) в верхней части профиля имеют темно окрашенный (от светло-серого до темно-серого или черного) горизонт, обогащенный гумусом. Его мощность колеблется в широком интервале: от 1-3 см до 1-3 дм и более. Этот горизонт возник в результате накопления гумуса (органического вещества почвы), утратившего тканевое строение. Его индекс А1.

На пашне в верхнем слое почвы в результате обработки формируется пахотный гумусовый горизонт. Он имеет нижнюю ровную границу, параллельную поверхности. На почвах с мощным гумусовым горизонтом А1 пахотный горизонт может находиться только в его самом верхнем слое. Пахотный горизонт обычно имеет мощность 0-20-25 см. Его индекс-Апах (или Ар).

На залежи, на лугах и сенокосах верхняя часть гумусового горизонта может быть плотно переплетена корнями живых травянистых растений, образующих дернину. Дернину выделяют самостоятельно по мощности ее отвала рукой. Ее индекс — Av. Мощность дернины свидетельствует, в частности, о степени сложности мероприятий по окультуриванию и созданию пахотного слоя.

2. ПОДЗОЛИСТЫЙ ГОРИЗОНТ. Нечерноземная зона — зона широкого распространения почв подзолистого типа. Часто говорят — подзолистая зона, и это справедливо. Почвы подзолистого типа выделяют по наличию в горизонте почвенного профиля подзолистого горизонта (т.е. под цвет золы). Он залегает под гумусовым горизонтом или сразу с поверхности и обозначается индексом А2 (рис. 4).

Подзолистый горизонт обладает светлой окраской (светлопалевой в непереувлажненных, хорошо дренированных почвах) или ярко-белой (в почвах, подверженных переувлажнению). Подзолистый горизонт имеет бесструктурный пылеватый характер. Его присутствие свидетельствует о том, что верхние слои почвенного профиля отличаются бедностью элементами питания, имеют кислую реакцию.

Подзолистый горизонт обладает низким плодородием, поскольку кислые растворы, поступающие из гумусового верхнего горизонта, выносят из него все металлы (кальций, магний, марганец, железо, алюминий). Остается лишь кварц; это объясняет белесую окраску горизонта и его низкое плодородие, поскольку кварц бесплоден. Подзолистый горизонт имеет индекс А2.

На пашне, особенно на хорошо окультуренной пашне с мощным горизонтом Апах., подзолистый горизонт может быть разрушен при обработке и вовлечен в пахотный горизонт. О его существовании в профиле до начала интенсивной обработки судят, во-первых, по наличию сохранившегося нижнего горизонтального белесого слоя; во-вторых, белесых крупных пятен_; залегающих под пахотным горизонтом и, в-третьих, по присутствию подзолистых языков, оставшихся от подзолистого горизонта.

3. ИЛЛЮВИАЛЬНЫЙ ГОРИЗОНТ. Под подзолистым горизонтом светлого цвета в суглинистых почвах залегает коричневый (светло-коричневый) горизонт, в который из верхних горизонтов вмываются ил, органическое вещество, железо, другие металлы. В легких почвах этот горизонт может быть темного цвета. Иллювиальный горизонт имеет индекс В. Если он обогащен илом — вводят обозначение t (Bt); гумусом h (Bh).

4. МАТЕРИНСКАЯ ПОРОДА. Порода, на которой формируется почва, не измененная почвообразованием. Материнская порода обычно залегает на глубине более одного метра (если почва незаболочена). Ее индекс С.

5. ГЛЕЕВЫЙ ГОРИЗОНТ. Индикатором на постоянное или очень длительное переувлажнение является глеевый горизонт, обладающий характерной холодной окраской — синеватой, сероватосизой, голубоватой, белесоватой (на песках). Глеевые горизонты отличаются тем, что в их границах не менее 80% площади горизонта имеют такую однородную холодную окраску.

Глеевый горизонт практически не корнеобитаем, постоянно обводнен, в нем отсутствует кислород. Индекс глеевого горизонта G. Присутствие ржаво-охристых пятен (до 20%) отражается индексом Go — глей окисленный; при их отсутствии — Gr — глей редуцированный.

6. ОГЛЕЕННЫЙ ГОРИЗОНТ. Горизонт может испытывать относительное непродолжительное переувлажнение и сохранять признаки основного генетического горизонта (например, подзолистого, иллювиального и др.). В этом случае переувлажнение как бы маркирует этот горизонт признаками, свидетельствующими о том, что на глубине залегания данного горизонта периодически происходит застой избыточной влаги. Это очень важная в практическом отношении информация. В таких горизонтах плохо развиваются корни растений, культуры подвергаются угнетению и гибели.

Оглеенные горизонты обозначают индексом вместе с основным индексом горизонта (например — Bg). Это значит, что иллювиальный горизонт имеет признаки переувлажнения.

В оглеенных горизонтах выделяют три степени оглеения: слабую (g'), среднюю (g'') и сильную (g'''). При слабой степени оглеения холодная окраска синеватого, голубоватого, сизого цветов занимает до 20% площади фона исследуемого горизонта; при средней — 20-50%; при сильной — 50-80% площади. Если эта окраска покрывает 80% площади горизонта и более, горизонт получает название глей (G).

Для того, чтобы схематически представить себе расположение перечисленных генетических горизонтов (А1 или Апах; А2; В; Bg; G, т.е. гумусового, подзолистого, иллювиального, иллювиального оглеенного и глеевого), посмотрите внимательно на рис. 3. Здесь показано положение перечисленных горизонтов в профиле широко распространенных болотно-подзолистых почв. При беспорядочной смене оглеенных и неоглеенных фрагментов горизонт оглеения называют мраморовидным и обозначают индексом — mr (например, Вmr, Gmr).

7. ТОРФЯНЫЙ ГОРИЗОНТ. Активное переувлажнение приводит к накоплению в поверхностных горизонтах органических остатков. Если их более 30% от массы, видны волокна, остатки рас- тений-торфообразователей, то формируется торфяный (или органогенный) горизонт. Нередко мощность торфа достигает 3-4 м, но чаще — 1-2 м. Та часть торфяной толщи, которая контактирует с воздухом, обычно имеет черный цвет. В черный цвет окрашена вся осушенная толща торфяных почв. Но ниже постоянного уровня грунтовых вод торф имеет более светлый желтоватый, бурый, соломистый цвет. В неосушенных почвах, обладающих торфяным горизонтом, наблюдается постоянное переувлажнение. Индекс торфяного горизонта — Т.

8. КАРБОНАТНЫЙ ГОРИЗОНТ. Рассмотрим вопрос о том, содержатся ли в горизонтах профиля ваших почв карбонаты — известь (карбонат кальция), доломит (карбонат кальция и магния), мергель (известь с примесью глинистых частиц). Это можно установить так.

Со дна разреза и постепенно вверх по профилю отберите небольшие комочки почвы, положите их на блюдце или плоскую консервную банку и затем осторожно смочите образцы несколькими каплями 10%-ной соляной кислоты. Если кислота впитывается почвой спокойно, без выделения углекислого газа в виде пузырьков, значит она не содержит карбонатов. Следовательно, горизонт обладает кислой реакцией (эту пробу не следует проводить лишь в подзолистом горизонте, поскольку он заведомо кислый). В горизонтах, содержащих карбонаты, обработка образца соляной кислотой вызывает бурное вскипание, образование множества пузырьков углекислоты на его поверхности. Кроме карбонатов, равномерно рассеянных в почвенном мелкоземе, широко распространены отложения с включением камней из плотных карбонатных пород. Поэтому при проверке горизонта на карбонатность следует обратить внимание, во-первых, на включения камней из плотных карбонатных пород и, во-вторых, на так называемый карбонатный «мицелий». Последний заполняет поры почвенного мелкозема. Поэтому при проверке горизонтов на карбонатность следует смочить его мелкозем и камни 10 %-ной соляной кислотой. Вскипание образца от такого смачивания свидетельствует о его карбонатности. Карбонатность отражают индексом к (например, В2к).

Плотные ожелезенные горизонты. Фиксировать наличие плотных ожелезенных горизонтов важно потому, что они, во-первых, создают механическое препятствие в профиле почв для свободного развития корней древесных культур и, во-вторых, нередко обладают повышенным содержанием железа в концентрациях, опасных для сельскохозяйственных растений.

Ожелезненные плотные горизонты встречаются в легких (песчаных и супесчаных) почвах и представлены различными горизонтами.

9. ПСЕВДОФИБРОВЫЙ ГОРИЗОНТ. Псевдофибры — тонкие (до 0,5-1,5 см, реже — до 5 см), преимущественно горизонтальные, окрашенные в ржавый цвет, зоны цементации песка окисью железа. Псевдофибры возникают в результате выноса железа вертикальным нисходящим током почвенной влаги. Псевдофибры присутствуют, преимущественно, в неоподзоленных или слабооподзоленных легких почвах, не испытывающих явного переувлажнения и заболачивания (рис. 5). Происхождение псевдофибр не связано с грунтовыми водами. Их наличие в профиле отражает индекс і у основного горизонта (например, Bi).

10. ОРТЗАНДОВЫЙ ГОРИЗОНТ. Ортзанд — зона мощной цементации легкого горизонта почвенного профиля оксидами железа. Происхождение ортзандового горизонта всегда связано с влиянием слабо ожелезненных грунтовых вод (обычная концентрация двухвалентного железа в таких водах — 1-10 мг/литр). Ортзанд как бы маркирует наибольшую высоту подъема грунтовых вод к дневной поверхности в годовом цикле в профиле данной почвы Этот горизонт, в отличие от псевдофибрового, всегда располагается непосредственно над глеевым горизонтом (рис. 6). Ортзанд имеет значительную мощность — от 1 до 2, 3 и даже 4 дециметров. Чем сильнее заболочена почва, тем мощнее ортзандовый горизонт, но тем меньше в нем содержится железа. Ортзандовые горизонты являются существенным препятствием для роста корневой системы растении и, часто, для свободной миграции влаги. Эти горизонты могут встречаться практически во всех легких почвах, если их формирование связано с влиянием слабоожелезненных грунтовых вод. Ортзандовый горизонт имеет индекс Ort.

11. РУДЯКОВЫЙ ГОРИЗОНТ. Рудяк (рудяковый горизонт) возникает там, где грунтовые воды обладают весьма высоким содержанием железа (от 20 до 50-100 мг/литр). Как правило, почвы, содержащие рудяковые горизонты, отличаются значительной заболоченностью. Они располагаются на таких элементах рельефа, где происходит резкое изменение уровня грунтовых вод. От полного обводнения почвенного профиля весной или осенью до глубокого иссушения в период летней межени. Рудяковые горизонты состоят из крупных структур, напоминающих по форме камни и валуны диаметром 10-20 см и более (рис. 7). Они очень плотные, имеют ржаво-бурый цвет с марганцевой окраской. Горизонт состоит из множества рудяковых отдельностей. Рудяковые горизонты непроницаемы для корней, а очень высокая концентрация железа в рудяковых горизонтах после осушения и их выветривания может оказаться весьма неблагоприятной для растений. Рудяковые горизонты всегда расположены в верхней части почвенного профиля. Их индекс — F.

При очень высоких концентрациях железа в грунтовых водах (более 80-100 мг/литр) в поверхностных слоях почв формируются особо мощные (до 0,5-0,6 м) рудяковые горизонты — железистые панцири или железистые коры (рис. 8). Почвы с железистыми корами малопригодны для земледелия.

Псевдофибры, ортзанды, рудяковые горизонты и железистые коры образуются в минеральных легких (песчаных и супесчаных) почвах. Причем три последних горизонта возникают под влиянием в разной степени ожелезненных грунтовых вод.

Рис. 8. Железистые коры в профиле луговых сильноожелезненных глеевых почв. Окско-Мещерское полесье.

12. ГОРИЗОНТ АККУМУЛЯЦИИ АМОРФНОГО ЖЕЛЕЗА. Если под влиянием ожелезненных грунтовых вод формируются болотные почвы, то плотные ожелезненные горизонты не возникают. Но в этом случае нередко на поверхности торфяных почв скапливается значительная масса коллоидальной гидроокиси железа ярко-охристого цвета. Мощность горизонтов аккумуляции аморфного железа может достигать 10-20; 25 см. После осушения такие горизонты формируют практически всю толщу пахотного горизонта.

Горизонты скопления аморфной гидроокиси железа также возникают под влиянием грунтовых вод с высокой концентрацией двухвалентного железа (70-120 мг/ литр и более). Их обозначают индексом Och.

Наряду с заболачиванием почв ожелезненными грунтовыми водами возможно переувлажнение почв жесткими грунтовыми водами.

13. МЕРГЕЛЕВЫЕ ИЛИ ИЗВЕСТКОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ. Горизонты гидрогенной аккумуляции карбонатов в виде мергеля или извести (мергель-известковые отложения, содержащие заметную примесь глинистых частиц) можно обнаружить под слоем торфа на массивах, заболоченных жесткими грунтовыми водами. Белесые горизонты мергеля (сероватые) или извести (белые) обычно имеют значительную мощность (несколько дециметров). Они бурно вскипают от соляной кислоты. Нередко наличие этих горизонтов маркирует выходы напорных грунтовых вод и площади, особо трудно поддающиеся осушению. Эти карбонатные сплошные горизонты могут оказаться весьма неблагоприятным субстратом для земледелия, если они непосредственно выходят на дневную поверхность. Индекс таких карбонатных горизонтов — СА.

Итак, мы рассмотрели основные генетические горизонты почв внепойменных территорий. По этим горизонтам можно установить типовую принадлежность каждого почвенного профиля.

Но прежде чем это проделать, отметим и еще один вид почвенных горизонтов, который весьма широко распространен в почвах пойм крупных рек. Именно здесь формируются наиболее плодородные в Нечерноземной зоне пойменные почвы, обладающие нередко идеальными физическими свойствами.

14. СТРУКТУРНЫЕ ЗЕРНИСТЫЕ ГОРИЗОНТЫ. Эти горизонты формируются в профилях суглинистых и глинистых почв, приуроченных к центральной, наиболее благоприятной для земледелия части пойменной террасы. Структурные зернистые горизонты таких почв на севере в поймах рек средней и северной тайги имеют светло-бурый и бурый цвет; в южнотаежной подзоне — темно-бурую окраску (рис. 9). Эти горизонты обладают, несмотря на тяжелый гранулометрический состав, высокой водопроницаемостью, благоприятной влагоемкостью, воздухоносной порозностью, невысокой плотностью сложения. Возникновение таких структурных горизонтов связано с их своеобразным генезисом (происхождением). В отличие от всех минеральных почв Нечерноземья, которые возникают в результате постепенной переработки материнской породы под воздействием процесса почвообразования и развития профиля вглубь этой минеральной толщи, в поймах роль материнской породы играет наилок. Это твердая взвесь, которая при каждом паводке откладываемся на поверхности почвы. Наилок весной после спада паводка имеет крупнопористое сложение (текстуру). Поры возникают в результате разложения и брожения органических остатков, которых много на поверхности поймы. При обсыхании поймы к наилку подтягиваются растворы, содержащие кальций, железо, алюминий, а сам наилок обогащается органическим веществом в результате быстрого развития травянистой растительности. Перегнивающее органическое вещество, металлы фиксируют крупные поры свежего наилка. Наилок приобретает свойства гумусового горизонта. Но на следующий год он погребается слоем тонкого наилка и также приобретает свойства гумусаккумулятивного горизонта. Таким образом, почвы центральной поймы обычно представляют бесконечную сумму погребенных гумусаккумулятивных горизонтов. Поэтому пойменные зернистые почвы отличаются столь своеобразными и благоприятными для растений свойствами.

Структурные горизонты пойменных почв лесной зоны, обладающие высокой порозностью, небольшой плотностью сложения (примерно 1 г/см³), окрашены в различные оттенки бурого цвета. Их индекс Ааг.