Почвоведение

Учебник:
Почвоведение под ред. Горбылёва
Понятие и история науки почвоведения.
Почвоведение – фундаментальная историческая наука о почве, их
происхождении, строении, роли и функции её в биосфере, изучающая
главное свойство почвы – плодородие.
Почвоведение в идее зародилось с момента эпохи земледелия.
Современное почвоведение зародилось в России в конце XIX века. Т.е.
отправная точка начала современного, или генетического, почвоведения
является день, когда Василий Васильевич Докучаев после длительных
дебатов защитил докторскую диссертацию «Русский чернозём». С этого
момента началась современная, генетическое или докучаевское
почвоведение.
До Докучаева почвоведение носила эмпирический, т.е. описательный,
характер. В своей работе Докучаев скрыл факторы почвообразования.
Терминология почвоведения, в своём большинстве, состоит из простонародных русских слов,
так как основной почвоведческой школой является российская.
Почва – по В. А. Коде и Б. Г. Розанову – это обладающая плодородием сложная
полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система
поверхностным слоем коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной
породы организмов, климата, рельефа и времени.
Почва является местом обитания почвенной биоты, она обеспечивает минеральными
веществами высшие растения, почвой заканчиваются детритные цепи питания (санитарная функция
почв). И как для человека объект земледелия.
Поликомпонентность почвы заключается в том, что почва состоит из органической и
минеральной части (это органно-минеральное образование). По Вернадскому – это биокосное тело
природы.
Почва, как открытая система, тесно связана со всеми компонентами географической
оболочки: литосферой, атмосферой, гидросферой и биосферой.
Многофазность почвы представлена 3-мя фазами почвы:
1. Твёрдая фаза – органическая и минеральная часть почвы
2. Жидкая фаза – почвенный раствор
3. Газообразная – почвенный воздух.
Почва, как структурная система, состоит из слоёв тесно связанных между собой по
происхождению. Эти слои называются почвенными генетическими горизонтами. Почвенный
горизонты в сумме дают почвенный профиль. Наличие определённых горизонтов – является
диагностическим признаком.
Факторы почвообразования
Учение о факторах было сформулировано Докучаевым в его работе. Это учение он выразил в
виде записи «Уравнение Докучаева»:
П=f(K,O,Г,P)T
Почва есть комплексная функция климата (К), организмов (О), горных пород (Г), рельефа (Р) во
времени (T).
Горные породы. Процесс почвообразования начинается с выветривания пород.
Соответственно и свойства минеральной части почвы будут зависеть от горной породы, на которой
почва образовалась. Порода, на которой образовалась почва, называется почвообразующей, или
материнской. В качестве материнских пород выступают отложения четвертичного возраста Q. Для
нечернозёмной зоны (в т.ч. Псковской) материнскими породами выступают отложения ледникового
происхождения:
 Карбонатные и бескарбонатные моренные суглинки
 Озёрно-ледниковые отложения
 Водно-ледниковые отложения (флювиогляциальные)
 Аллювиальные отложения (речные)
 Делювиальные отложения
 Эоловые отложения


Элювиальные отложения
Озёрные отложения
Рельеф. Консервативный элемент медленно меняющийся. Рельеф влияет на тип строения
почвенного профиля. Положительную форму рельефа имеет почва с автоморфным типом строения
профиля. По мере перехода к отрицательным формам рельефа образуется почва с
полугидроморфным типом строения профиля. Отрицательной форме рельефа соответствуют почвы с
гидроморфным типом строения профиля.
Климат. Климат влияет на термический режим почвы и тип водного режима почвы – это
зависит от климатической широты. От климата зависит коэффициент увлажнения (это отношение
выпавших осадков к увлажняемости).
Группы климатов по типу увлажнения:
 Очень влажные – экстрагумидные. Qu>3
 Влажные – гумидные Qu~1,3
 Полувлажные – семигумидные Qu>1,5
 Полусухие – семиаридные Qu~0,5-0,3
 Сухие – аридные Qu~0,3-0,1
 Очень сухие – экстрааридные. Qu<0,3
Организмы. Прежде всего, микроорганизмы, разлагающие листовой опад, превращая его в
почвенный гумус. От типа растительного опада зависит качество почвенного гумуса и его
количество.
Время. Например, почвы Псковской области имеет возраст 10-12 тыс. лет, предыдущие
почвенные покровы уничтожил ледник. От времени почвообразования зависит мощность почвенного
профиля. Средняя мощность почвенного профиля колеблется от 1 до 2 метров. Мощность профиля
почвы Псковской области 120-150 см. Дальше начинается почвообразующая порода.
Итак, под факторами почвообразования понимаются внешние по отношению к почве
компоненты природной среды, под влиянием и при участии которых формируется почвенный покров
земной поверхности.
Выветривания горных пород
Выделяют 3 типа выветривания горных пород:
 Физическое
 Химическое
 Биохимическое
Физическое выветривание выражается в диспергации (измельчении) выветриваемых пород,
в результате чего образуются первичные минералы. Эти минералы образуют в почве фракцию песка.
К ним относятся: полевые шпаты, кварц, амфиболы и пироксены, слюды.
Химическое выветривание. При достижении горными породами высокой степени
дисперсности, начинается процесс химического выветривания, который сопровождается
перестройкой кристаллической решётки. Такое явление носит название гипергенез. В результате
чего образуются вторичные минералы, или глинистые. Это монтмориллонит, минералы
каолинитовой группы, гидрослюды. Вторичные минералы образуют в почве фракцию глины.
Биологическое выветривание. Это изменение горных пород, происходящее под влиянием
организмов и продуктов их жизнедеятельности. Оно и приводит к трансформации горной породы в
почву.
Механический (гранулометрический) состав
Механический состав – это один из морфологических признаков почвы. Н. А. Качинский
разделил твёрдую фазу почвы на механические фракции.
Каменистую часть почвы, крупный и средний песок он объединил в «скелет почвы» и
определил как физический песок.
Мелкий песок, крупную, среднюю, мелкую пыль, ил и коллоиды он определил как
«физическую глину».
2
Частицы размером больше 0,01 мм он отнёс к физическому песку, частицы меньше 0,01 мм к
физической глине.
Отсюда он дал определение гранулометрическому составу.
Гранулометрический состав – это соотношение в составе почвы фракций физического песка и
физической глины. Часто выраженное в процентах. Отсюда предложена классификация почв по
механическому составу.
Он выделил почвы: песчаные, супесчаные, суглинистые (лёгкие, средние, тяжёлые),
глинистые.
При выражении механического состава в процентах, песок бывает рыхлый и связанный.
Глина делиться на лёгкую, среднюю, тяжёлую фракцию.
Механический состав почвы зависит от почвообразующей породы. Это один из факторов,
определяющих естественное почвенное плодородие, т.е. заложенное генетически. С точки зрения
земледелия лучшими почвами являются лёгкие и средние суглинки.
При создании искусственного плодородия на практике применяется глинование песчаных и
пескование глинистых почв.
Механический состав указывается в названии почв – это гранулометрическая разновидность,
например чернозём тяжелосуглинистый.
В полевых условиях механический состав определяется визуально, на ощупь.
Почвообразовательные процессы
Почвообразовательный процесс – комплекс процессов, происходящих на материнской
породе с участием различных живых организмов, ведущих к преобразованию последней
почвообразующей породы в почву.
Суть этих процессов заключается в превращениях минеральной части породы и органических
остатков, в реакциях взаимодействия между продуктами превращений в их закреплении или
миграции, ведущих в конечном счёте к изменению физических и химических свойств и появлению
нового качественного признака плодородия. Ход этих изменений в почве находят морфологическое
отражение в формировании почвенного профиля.
Выделяют общие и элементарные процессы почвообразования: элементарные складываются в
общие:
1. Образование подстилки – это аккумуляция на поверхности почвы не разложившихся или
слабо разложившихся органических остатков.
2. Гумификация – трансформация органических остатков в гумус.
3. Аккумуляция – это эоловое или водное накопление минеральных частиц на поверхности
деятельной толщи почвы.
4. Эрозия – это снос или смыв почвенного материала с поверхности почвы.
5. Выщелачивание – обеднение – вымывание из почвы или отдельных горизонтов
растворимого материала.
6. Элювирование – это разрушение и вымывание продуктов разрушения из верхних горизонтов
почвы.
7. Иллювирование – это вмывание продуктов разрушения их верхних горизонтов почвы в
среднюю часть.
8. Лессиваж (оглинивание) – это механическая мелких минеральных частиц из горизонта А в
среднюю часть профиля (горизонт В).
9. Пойменный процесс – это ежегодное затопление и промывание почвенного профиля полыми
(половодья) и паводковыми водами.
10. Аллювиальный процесс – это ежегодное принесение и накопление механических частиц в
почвенный профиль паводковыми или полыми водами.
11. Засоление – это аккумуляция легко растворимых солей (сульфатов, хлоридов, карбонатов
кальция, магния, натрия, калия).
12. Рассоление – это вымывание легко растворимых солей (сульфатов, хлоридов, карбонатов
кальция, магния, натрия, калия) из засолённых горизонтов почвы.
3
13. Осолонцевание – это аккумуляция обменного натрия Na+ в почвенном поглотительном
комплексе.
14. Осолодение – это вынос обменного натрия Na+ из почвенного поглотительного комплекса.
15. Торфонакопление (иногда рассматривается никак почвенный, а как геологический процесс)
– это аккумуляция толщ органических остатков в форме торфа.
16. Оглеение – это переход оксидов железа Fe3+ в закисную форму железа Fe2+, в анаэробных
условиях при постоянном гидроморфизме под действием микроорганизмов, сопровождается
диспергацией минеральной части почвы. Т.о. образом оглеение является ещё и
биохимическом процессом, при оглеении почвенная масса приобретает сизые, голубоватые,
зеленоватые тона с жёлтыми пятнами на структурных отдельностях.
Fe2O3 микроорганизмы, гидроморфизм, диспергация FeO
Общие почвенные процессы почвообразования
1. Дерновый процесс.
Протекает в чистом виде под многолетней травянистой растительностью в результате разложения
травянистого опада, преимущественно бактериями, в результате чего образуется гумусовые кислоты,
подавляющая часть которых относится к гуминовым, в результате чего происходит накопление
гумуса и образование гумусового горизонта А1 тёмного или серого цвета, верхняя часть которого
скреплена корнями растений, которая называется дёрн.
2. Подзолистый процесс.
Протекает под хвойной растительностью, в классическом виде под еловыми лесами. В результате
разложения хвойного опада, где основное участие принимают плесневые грибы, образуются
гумусовые кислоты, большая часть из которых относится к фульвокислотам, и ряд других
низкомолекулярных органических веществ. Кроме того образуются соли фульвокислот – фульваты,
которые легко растворимы в воде. Данные соединения создают в почвенном растворе агрессивную
среду, в результате чего происходит разрушение органической и частично минеральной части почвы
и эллювирование продуктов разрушения из верхних горизонтов с их последующим иллювированием
в среднюю часть профиля, из-за чего в последствии образуются специфические горизонты:
элювиальный А2 и иллювиальный горизонт В1.
3. Болотный процесс.
Протекает под моховой растительностью, при периодическом или постоянном гидроморфизме. В
результате этих процессов образуются торфяные и глеевые горизонты, таким образом суть
болотного процесса заключается в торфонакоплении и оглеении.
Таким образом, дерновый процесс приводит к образованию почв дернового типа, подзолистый –
подзолистого типа, болотный – болотного типа.
Очень часто процессы почвообразования протекают совместно и накладываются один на
другой. Это отражается в почвенной номенклатуре, например, болотно-подзолистые почвы, дерновоподзолистые, дерново-глеевые и т.д.
Органическое вещество почвы
Почвенный гумус
Органический слой почвы – это совокупность живой биомассы, органических остатков
растений, микроорганизмов и животных различной степени разложения, которая переходит в гумус.
Гумус – это специфическое новообразованное вещество почвы.
В органическом веществе аккумулируется запасы всех необходимых для растений, макро- и
микроэлементов питания. Основным источником почвенного гумуса является органический опад.
Основным поставщиком органики при этом являются высшие растения.
Гумусообразование – это сложный органический процесс превращения органических остатков
в гумус, развивающийся в почве при обязательном участии микроорганизмов. Гумус представляет
собой сложную многокомпонентную систему, куда входят неспецифические гумусовые вещества –
это органические соединения исходных органических остатков, постепенно подвергающихся
трансформации (белки, липиды, лигнин и др.).
4
Промежуточные продукты трансформации, образующиеся при разложении первичной группы
соединений, это аминокислота, моносахариды, жирные и нуклеиновые кислоты.
Специфические гумусовые вещества, образующиеся в процессе гумификации растительных
остатков:
 Гуминовые кислота (Г.К.). Гуминовые кислоты в своём элементарном составе большим
содержанием углерода и азота, и меньшим содержанием углерода и кислорода, по сравнению с
другой группой гумусовых веществ. Они обладают слабо выраженными кислотными свойствами,
нерастворимы в воде, но растворимы в слабых щелочах. Это тёмноокрашенные вещества,
придающие почве чёрную окраску.
Вещества
C
H
O
N
52-62
3-4,5
32-39
3,5-4,5
Гуминовые
кислоты
44-48
4-5,5
44-48
1,5-2,5
Фульвокислоты
Образование гуминовых кислот в основном связано с разложением многолетнего
травянистого опада. Единого взгляда на строение гуминовых кислот нет.
Экспериментально установлено, что цепочку гумусовых кислот образуют соединения
ароматического ряда 5-и 6-ти членные гетероциклические соединения типа пурина, индола,
нафталина. От этих ароматических колец отходят функциональные группы: гидроксильные,
карбоксильные, карбонильные. Эти соединения являются высокомолекулярными с очень высокой
молекулярной массой. Посредством функциональных групп гуминовые кислоты соединяются с
вторичными глинистыми минералами, образуя соли – гуматы.
Гуминовые кислоты соединяются с минеральной частью почвы, закрепляются в ней, что
способствует накоплению гумуса в почве. Образование гуминовых кислот сопровождает процесс
почвообразования.
 Фульвокислоты (ФК).
В элементарном составе по сравнению с гуминовыми кислотами содержат меньшее содержание
углерода и азота, но большим количеством водорода и кислорода, поэтому обладают ярко
выраженными кислотными свойствами.
Они хорошо растворимы в воде. Светлоокрашенные вещества соломенного цвета. Образуются
при разложении хвойного опада. В почвенном растворе ФК создают агрессивную среду, что
приводит к разрушению органической и минеральной части почвы, с последующим эллювированием
продуктов разрушения из верхних горизонтов почвы и иллювированием продуктов разрушения в
среднюю часть почвы. Таким образом, образование ФК сопровождает процесс подзолообразования.
Эти три группы универсальные и обязательно присутствуют в любых типах скоплений
органических остатков, но соотношение между ними сильно варьирует из-за разного количества и
качества растительного опада.
Кроме перечисленных групп в состав гумуса входят также гумины – это нерастворимые остатки,
образующиеся при образовании ГК и ФК, а также остатки лигнина, целлюлозы, восков и смол.
Гумусовые характеристики почв:
1. Среднее содержание гумуса
a. Дерново-подзолистые почвы (2-4%)
b. Чернозёмы (10%)
c. Серозёмы (1-2%)
d. Краснозёмы (4-10%)
2. Убывания гумуса по профилю. Может быть:
a. Резкое убывание (дерново-подзолистые)
b. Постепенное (чернозёмные)
3. Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот
a. Дерново-подзолистые (0,4%)
b. Чернозёмы (2,0%)
c. Серозёмы (0,5%)
d. Краснозёмы (0,3%)
Почвы
Средний %
В % к гумусу
ГК/ФК
5
гумуса
Г.К.
Ф.К.
Нерастворимый
остаток
Дерновоподзолистые
2-4
15-25
47
28
0,4
Чернозёмы
Серозёмы
Краснозёмы
10
1-2
4-10
52
21
14
27
41
50
19
32
33
2,0
0,5
0,3
Отсюда выделяют следующие типы почв (по типу Гришина и Орловой):
 Фульватный тип гумуса – отношение ГК/ФК < 0,5.
 Гумато-фульватный тип гумуса – отношение ГК/ФК 0,5-1
 Фульвато-гуматный тип гумуса – отношение ГК/ФК 1-1,5
 Гуматный тип гумуса – отношение ГК/ФК > 1,5
Группы почв по содержанию гумуса:
Безгумусовые
(Серозёмы,
подзолистые)
Очень
низкоподзолистые
(Дерновоподзолистые)
Среднегумусовые
Высокогумусовые
Очень
высокогумусовые
(тучные)
Органогенные
почвы
(перегнойные)
Торфяные
1%
2-4%
4-6%
6-10%
10-15%
15-30%
30% и
более
Значение гумуса:
 Гумус – универсальная система, определяющая и регулирующая все факторы
почвообразования, влияющая на формирование почвенного профиля и рост плодородия.
 Взаимодействие с минеральной частью почвы, гумусовые вещества и их производные
участвуют в трансформации минералов за счёт разрушения их фульвокислотами.
 Иммиграции растворимых продуктов разрушения по профилю, которая сопровождается
образованием эллювиальных (вымытых) и иллювиальных (вмытых) горизонтов почвы.
 При преобладании гуминовых кислот формируется гумусовый горизонт.
 Гумус – основной источник энергии в самых разнообразных почвенных процессах.
 Гумус аккумулирует азот – основной элемент роста растений.
 Гумус – источник углекислого газа, выделяющегося при разложении органики, что повышает
продуктивность фотосинтеза и способствует накоплению фосфора и калия, а также
микроэлементов: кальций, магний, сера, медь, кобальт, молибден, бор.
 Высокогумусовые почвы характеризуются высокой биологической активностью, благодаря
максимально сбалансированному составу микрофлоры.
 Гумус физиологически активное вещество, его составляющие играют большую роль в
регулировании состава природных вод почвенного раствора.
 Гумус выполняет санитарно-защитные функции, разрушая остатки токсикантов, снижая
негативное влияние избыточных доз минеральных удобрений, пестицидов и гербицидов.
 Первичным и основным источником органических веществ, из которых образуется гумус,
являются отмершие части растений, в виде корней и наземного опада, меньшее значение
имеют остатки червей, насекомых и позвоночных животных.
 В пахотных почвах существенное значение для увеличения запасов гумуса приобретают
органические удобрения – навоз, торф, компост и др.
Типы водного режима почв
Основным показателям, характеризующим водный режим почв, является коэффициент
увлажнения (КУ =количество осадков/испаряемость: 1 – это нормальное увлажнение >1 –
избыточное увлажнение, <1 – недостаточное увлажнение). Коэффициент увлажнение в разных
почвенных климатических зонах находится в пределах 0,1 – 3 (3 – это влажные экваториальные леса,
0,1 – тропические пустыни).
Водный режим – это совокупность процессов поступления, передвижения, физического
превращения, удержания и расхода воды. Количество воды в почве выражается с помощью баланса
6
воды, т.е. соотношение между количеством влаги, которая поступает в почву за единицу времени и
количеством воды, которая расходуется за то же самое время. Поступление воды осуществляется за
счёт:
 атмосферных осадков,
 плоскостного смыва,
 грунтовых вод при близком их залегании.
Расход воды осуществляется следующими путями:
 часть проходит в грунтовые воды,
 часть испаряется,
 часть используется на десукцию (отсасывание воды корнями растений).
Типы водного режима по А. А. Роде:
1. Мерзлотный тип, характерен для районов с вечной мерзлотой. В таких условиях оттаивает
только верхняя часть почвы, под которой находится замёрзший слой почвогрунта, является
водоупорным, поэтому оттаявшая часть почвы весь вегетационный период перенасыщена
водой.
2. Промывной тип, характерен для территорий с КУ>1. В этих почвах нисходящие потоки воды
преобладают над восходящими, и почвенный профиль в течение года полностью промывается
атмосферными осадками.
3. Водозастойный тип, характерен для болотных почв. При этом типе влажность почвы в
течение всего года находится в пределах полной влагоёмкости.
4. Периодически-промывной тип. При этом режиме КУ=1, он характеризуется сезонным
промачиванием почвенного профиля, например, связанным с весенним таянием снегов, или
сезоном дождей.
5. Не промывной тип распространён в районах с КУ<1. При этом типе промывается только
верхняя часть профиля. Нижняя часть профиля близка к влажности устойчивого увядания
растений.
6. Аридный тип встречается в пустынных и полупустынных зонах. В этих почвах в течение
всего года влажность почвенного профиля близка к влажности увядания.
7. Выпотной тип. КУ<1. Проявляется в засушливых районах при близком стоянии грунтовых
вод. При этом режиме преобладают восходящие потоки воды. При этом грунтовые воды часто
имеют высокую степень минерализации. При испарении происходит испарение воды и
образование солёных почв.
8. Дессуктивно – выпотной тип. В отличие от выпотного типа грунтовые воды не испарятся
физически, а испаряются через десукцию, при этом легко растворимые соли будут
накапливаться в средней части профиля. Водный режим этого типа складывается из двух
периодов: после снеготаяния или обильных дождей, профиль промывается. В этот период
господствуют нисходящие потоки воды, по мере высыхания нисходящие потоки сменяются
восходящими, при этом в нижней части профиля в течение всего года наблюдается высокая
влажность, как следствие верхняя часть может иссушаться до влажности устойчивого
увядания растений.
9. Паводковый тип свойственен почвам речных долин, периодически затапливаемых
паводковыми и полыми водами.
10. Ирригационный тип создаётся человеком в районах, где богарные (бесполивочные)
земледелия невозможны. Отличается частой сменой нисходящих и восходящих токов воды.
Оптимизация водного режима достигается за счёт искусственного изменения приходных и
расходных статей баланса воды.
11. Осушительный тип встречается в не чернозёмной зоне, где QU<1. Тип характерен для
искусственно осушённых, болотных и заболоченных почв. Осуществляется путём создания
мелиоративных дренажных систем.
Почвенный раствор
Образование и строение почвенных коллоидов
7
Коллоидами называются частицы размером 0,2 – 0,001μ. Коллоидные частицы проходят через
обычные фильтры, не оседают в воде, обнаруживают броуновское движение. В воде образуют
коллоидные растворы или системы.
Коллоидные свойства начинают проявляться у частиц размером меньше 1μ.
Образование коллоидов происходит 2-мя путями: конденсационным и дисперсионным.
1. Конденсационное образование. Образование коллоида идёт за счёт химического или
физического соединения молекул или ионов.
2. Дисперсионное образование. Происходит при механическом или химическим раздроблении
более крупных частиц.
По своей природе коллоиды делятся на:
1. Минеральные коллоиды
Содержат в преобладающем большинстве вторичные минералы: гидрослюды, минералы групп
монтмориллонита, каолинита, полуторные оксиды.
2. Органические коллоиды
Представлены гуминовыми кислотами и фульвокислотами, и их солями – гуматами и фульватами.
3. Органоминеральные коллоиды.
Представлены соединениями гумусовых веществ с глинистыми и другими вторичными минералами.
Почвенные коллоиды из-за высокой степени дисперсности обладают большой поверхностной
энергией. При взаимодействии почвенных коллоидов (дисперсная фаза + вода (дисперсионная
среда)) в системе возникают электрические силы. Вокруг коллоидной частицы в растворе образуется
двойной электрический слой, состоящий из зарядов противоположного знака.
Примером служит кубическая кристаллическая решётка. Каждый ион, расположенный в
кристаллической решётке связан с 6-ю соседними ионами противоположного заряда. Он полностью
уравновешивают свою атомную энергию, и находится в состоянии покоя. На поверхности решётки
ионы связаны меньше чем с 6 ионами противоположного заряда, поэтому их электрические заряды
компенсированы не полностью. На гранях у ионов есть свободные валентности.
Наличие неизрасходованных частей валентности увеличивается при диспергации вещества. Это
обуславливает появление электрического поля, и вызывает притягивание ионов из раствора, т.е. их
поглощение.
В результате присоединения ионов к поверхности кристаллической решётки вокруг коллоида
возникает слой катионов или анионов, притянутых из окружающего раствора. Они удерживаются
остаточными валентностями ионов, расположенных на поверхности решётки.
Каждый притягиваемый ион несёт электрический заряд, который не полностью расходуется
на связь с поверхностными ионами кристаллической решётки. Оставшийся избыток электрической
энергии сообщает коллоиду электрический заряд. Ионы, закреплённые на коллоиде силами
остаточных валентностей, составляют внутренний электрический слой частицы, получивший
название потенциал образующего слоя, а ионы называются ионами определяющими потенциал. В
результате различия зарядов потенциал-образующих ионов и окружающего раствора, возникает
разность потенциалов, носящая название электростатического, или термодинамического
потенциала. Коллоидная частица, обладая высоким потенциалом, не может существовать в растворе
в таком виде. Избыток энергии, сообщённый частице потенциал-определяющим слоем,
компенсируется притягиванием из раствора ионов с противоположным знаком. Они образуют вокруг
коллоидной частицы второй, внешний электрический слой – компенсирующий слой. В отличие от
ионов внутреннего слоя, которые прочно удерживаются силами свободных валентностей, этот слой
не одинаков по плотности. Часть ионов притягиваются к коллоидам с большей силой, нейтрализуя
большую часть электрического заряда, сообщённого ионами внутреннего слоя, другая часть ионов
находится вне предела влияния электростатических сил. Разность потенциалов между раствором и
компенсирующими ионами, называется электрокинетическим потенциалом.
Коллоидная частица вместе с внутренним и внешним слоями ионов, по Г. Вигнеру,
называется мицеллой.
8
Николай Иванович Горбунов предложил обобщённую схему коллоидной мицеллы.
Вокруг ядра мицеллы, которое может быть
разнообразной по составу и строению, прочно
удерживается слой ионов, несущий заряд. Это слой
потенциал-определяющих ионов. Ядро мицеллы со
слоем потенциал-определяющих ионов называется
гранулой. Между гранулой и раствором возникает
электростатический потенциал, под влиянием которого
из раствора притягиваются ионы, носящие название
компенсирующих.
Компенсирующие
ионы
располагаются вокруг ядра мицеллы двумя слоями.
Ионы, удерживаемые электростатическими силами,
образуют первый слой компенсирующих ионов. Гранула
с 1м слоем компенсирующих ионов называется
частицей. Компенсирующие ионы первого слоя не
способны к диссоциации в почвенный раствор. Поэтому
этот слой называется неподвижным, или слоем
неотдиссоциированных ионов. Между частицей и раствором возникает электрокинетический
потенциал, под его влиянием находится второй внешний слой компенсирующих ионов, носящий
название диффузного слоя, или слой отдиссоциированных ионов, которые способны диссоциировать
в почвенный (межмицеллиарный раствор). Частица вместе с диффузным слоем называется
коллоидной мицеллой.
Для наглядности коллоидной мицелле придаётся шарообразная форма в действительности
коллоидные частицы имеют вид пластинок, дисков, палочек, иголок, в зависимости от того, что
находится в ядре (какую формулу имеет молекула, находящаяся в ядре).
Структура внешних слоёв более сложная и существует роя облаков ионов. Коллоидная
частица элекронейтральная, но основная масса её принадлежит грануле. Поэтому заряд гранулы
рассматривается как заряд всего коллоида. Отрицательно заряженные гранулы имеет большинство
глинистых минералов, органические коллоиды. Гидрооксиды железа и алюминия обладают
положительным зарядом.
Органические коллоиды обладают способностью присоединения ионов за счёт
функциональных групп: карбоксильных –COOH, гидроксильных –OH, карбонильных –C=O.
Свойства коллоидов
Главным свойством коллоидов является их способность диссоциировать в окружающий
раствор ионно-диффузного слоя (удерживаемая электрокинетическими силами).
Именно благодаря этому свойству водорастворимые элементы питания не вымываются из
почвы, обеспечивая плодородие почвы.
В зависимости от знака, или заряда, коллоиды подразделяются на отрицательно заряженные
(ацидоиды), они диссоциируют в раствор ионы водорода и другие катионы. Кислоты
характеризуются ацидоидными свойствами. Положительно заряженные коллоиды называются
бозоидами. Они диссоциируют в раствор гидрооксильные ионы и другие анионы. Бозоиды
характеризуются свойствами оснований. Некоторые коллоиды способны менять заряд. Коллоиды с
двойной природой называются амфолитоидами. Среди почвенных растворов преобладают ацидоиды,
играющие важную роль в поглощении катионов кальция Ca2+, магния Mg2+, натрия Na+, калия K+,
аммония NH4+ и др. Наличие коллоидов с бозоидными свойствами важно в связи с поглощением
анионов, прежде всего, фосфат-ионов PO43-.
В природных условиях коллоиды способны взаимодействовать с водой, т.е. гидратироваться
(образуют водную плёнку вокруг мицеллы). По отношению к воде (растворителю) могут быть
9
гидрофильными и гидрофобными. Гидрофильные коллоиды способны сильно гидратироваться, т.е.
удерживать многослойные структуры воды, гидрофобные коллоиды гидратируются слабо.
Важным свойством коллоидов является их агрегативная устойчивость, т.е. способность
коллоидной системы сохранять неизменной степень дисперсности. Наибольшей устойчивостью
обладают гидрофильные коллоиды (сохраняются несколько месяцев). Гидрофобные коллоиды
быстрее теряют агрегативную способность, укрупняются и оседают в растворе, т.е. коагулируют.
Коагуляция – это агрегирование коллоидных частиц при потере водной оболочки. Происходит при
высушивании, засухе или замерзании почвы, а также при обработке почвы растворами электролитов
(кислот, щелочей, солей). В результате коагуляции коллоидов образуется осадок – состояние геля.
Некоторые коллоиды способны к обратному переходу коагулята в раствор – явление пептизации, в
состояние золя. Это связано с изменением электрического потенциала коллоидных частиц и
степенью их гидратации.
Гидрофильные коллоиды способны сильно гидратироваться и переходит в золь, поэтому они
называются обратимыми. Гидрофобные коллоиды не гидратируются и после коагуляции не
пептизируются, поэтому называются необратимыми.
Способность коллоидов к диссоциации ионов обуславливает физико-химическое поглощение
катионов и анионов в почвенном растворе (их удержание, как элементов питания). С агрегативной
устойчивостью коллоидных систем связана их способность перемещаться с током воды по
почвенному профилю. И формировать иллювиальные горизонты – горизонты вмывания.
Поглотительная способность почв
Поглотительная способность почв замечена давно. Ещё жители Приморских территорий
заметили, что пропущенная через почву солёная морская вода, пусть не полностью, но опресняется.
Поглотительная способность почвы – это способность почвы поглощать растворённые в воде
взвеси солей и газов.
Теория поглотительной способности почвы разработана русским почвоведом Константином
Коэтановичем Гедройцем. Они выделил 5 видов поглотительной способности:
I. Механическая поглотительная способность
Способность почвы как пористого тела задерживать механические вещества, т.е. почвы
выступает в роли сита.
Вода, проходящая через слои почвы, очищается – явление «эффекта родника».
Механическая поглотительная способность явление положительное, так как почва
обогащается механическими частицами, в т.ч. и гумусовыми. Большей механической
поглотительной способностью обладают суглинки; песчаные и супесчановые почвы поглощают
механические частицы слабо.
II. Физическая (молекулярная) поглотительная способность
Способность почвы поглощать молекулы различных веществ в силу разности зарядов
почвенных коллоидов и поглощаемых молекул. Т.о. поглощение молекул происходит благодаря
электрической силе притяжения поверхности почвенных коллоидов. Т.о. поглощаются молекулы
углекислого газа CO2, метана CH4, аммиака NH3, а также молекулы воды. Молекулы воды,
поглощённые почвой, называются гигроскопической влагой. Она недоступна для растений и
учитывается при почвенных химических анализах, когда необходимо сделать расчёт на абсолютно
сухое химическое вещество.
Соответственно, чем больше почвенных коллоидов, тем выше гигроскопичность почв.
Физическое поглотительная способность – положительное явление, находящая применение на
практике – это внесение жидких аммиачных удобрений. Жидкие аммиачные удобрения вносятся
только на суглинистых почвах, на песчаных не вносятся.
III. Физико-химическая (обменная) поглотительная способность
10
Это способность почвенных коллоидов обменивать катионы диффузного слоя на катионы
почвенного раствора.
Закономерности реакции обмена:
1. Реакции обмена происходят быстро, практически мгновенно.
2. Реакции обмена носят обратимый характер.
3. Обмен катионов происходит в строго эквивалентном количестве.
4. Энергия поглощения катионов различна и зависит от атомного веса и валентности катионов,
т.е. чем выше валентность и атомный вес, тем выше и энергия поглощения.
5. Энергия поглощения зависит также от ионного радиуса, т.е. чем выше ионный радиус, тем
выше энергия поглощения.
Схема поглощения катионов по К. К. Гедройцу:
Li+<Na+<NH4+<K+<Mg2+<H+<Ca2+<Al3+<Fe3+
Водород в почвенном растворе образует не атомарную ионную форму, а форму иона-гидрооксония.
На этом виде поглотительной способности почвы основывается агрохимическая наука.
6. Сумма катионов, находящихся на диффузном слое всех почвенных коллоидов – емкость
катионного поглощения (ЕКП). ЕКП выражается в млмоль/100гр почвы.
Пример: дерново-подзолистые почвы имеют ёмкость катионного поглощения до 20 млмоль/100 г
почвы. ЕКПЧЕРНОЗЕМА=60 млмоль/100гр. почвы. Емкость катионного поглощения зависит от
количества коллоидов и от механического состава. Максимальная ЕКП на средних и тяжелых
суглинках.
7. Данная особенность связана с почвенными коллоидами. Совокупность почвенных коллоидов
называется почвенным поглотительным комплексом (ППК). Чем больше почвенных коллоидов,
тем выше поглотительная способность, следовательно, и больше элементов питания поглощается
почвой (т.е. повышается почвенное плодородие).
Данный вид поглотительной способности – явление положительное. На этом виде
поглотительной способности основана система внесения удобрений.
Для агрохимической оценки почвы важно, какие катионы находятся в поглощенном
состоянии (всего 6 катионов):
Ca2 , Mg2+ , H+ , Al3+
pH<7,0
КУ>1
Тропики
2
2+
Ca , Mg
pH=7,0
КУ=1
Степь
2
2+
+
+
Ca , Mg , Na , K
pH>7,0
КУ<1
Лесная зона
Подзолистые и дерново-подзолистые почвы в составе обменных катионов имеют водород и
алюминий, следовательно, их реакция кислая.
Чернозёмы в составе обменных катионов имеют кальция Ca2+ и магний Mg2+, поэтому их
реакция нейтральна.
11
Каштановые почвы сухих степей, бурые полупустынные почвы в составе обменных катионов
имеют натрий Na+ и калий K+, поэтому и имеют щелочную реакцию.
На этом свойстве поглотительной способности основаны методики внесения в почву калийных
и азотных.
На песчаных и супесчаных почвах удобрение вносится только весной или летом. На суглинках
калийные и азотные удобрения можно вносить осенью.
IV. Химическая поглотительная способность
Способность почв образовывать в результате химических реакций между анионами диффузного слоя
почвенных коллоидов и катионами почвенного раствора нерастворимые в воде соединения:
С точки зрения плодородия это явление отрицательное, так как часть доступного фосфора
переходит в недоступную для растений форму. На практике в почву вносят гранулированный
суперфосфат, который растворяется медленно, создавая высокую концентрацию фосфора.
По способности химического поглощения анионы делятся на 3 группы:
1.
Непоглощаемые почвой (NO3- , NO2- , Cl-)
2.
Анионы со средней поглотительной способностью (CO32-, SO42-). На этом основано
известкование кислых и гипсование щелочных.
3.
Фосфат-ион (PO43-) , хорошо поглощаем почвой. В почве, в почвенном растворе
образуют нерастворимые соли в виде: Ca3(PO4)2, AlPO4, FePO4. Поэтому основное фосфорное
удобрение – суперфосфат – вносится в почвы в гранулированном виде. При внесении в почву
гранулы больше соприкасаются с почвой, медленнее растворяются и создают вокруг себя высокую
концентрацию подвижного фосфора.
В не чернозёмной зоне недостаток фосфора испытывают дерново-карбонатные почвы. На
карбонатном фоне происходит закрепление подвижного фосфора.
V. Биологическая поглотительная способность
Способность почвы поглощать органическое вещество, содержащее зольные элементы (Ca, P,
K) и азот, при разложении органического опада и образовывать при этом гумусово-аккумулятивные
горизонты (1см гумусового горизонта образуется за 200-300 лет).
Свойства почвы по отношению к pH
Почвенная кислотность (ПК) – важнейшая агрохимическая характеристика почвы и
важнейший экологический фактор, которая выражается через pH.
Повышенная кислотность почв ухудшает рост, и развитие растений подавляет
жизнедеятельность полезных бактерий, способствует развитию почвенных грибов и болезнетворных
микроорганизмов. Ухудшает физико-химические свойства почв.
Реакция почвенной среды определяется соотношением водородных и гидрооксильных ионов.
Обычно для характеристики реакции раствора (кислотности почв) пользуются величиной pH
(отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода).
Реакция почвенного раствора, как и любой среды, может быть: кислая, нейтральная,
щелочная. Нейтральной pH для почв является показатель pH от 6,1 до 7,0. Меньше 6,1 – реакция pH
кислая, выше 7,0 – щелочная.
При кислой реакции преобладает грибковая микрофлора, при нейтральной реакции –
бактериальная микрофлора, щелочная же реакция угнетает микрофлору вовсе. Для каждого
растительного сообщества существует собственное оптимальное значение pH. При сдвиге pH в ту
или другую сторону может произойти сукцессия организмов, образующих сообщества.
Для всех с/х культур имеются свои оптимальные значения pH. Для большинства оптимальной
считается нейтральная или слабокислая реакция. Растения легче переносят кислую среду, чем
щелочную. Для почв нечерноземной зоны (Псковская область) характерна кислая реакция почвы.
Оптимальные значения pHHCl для некоторых растений
Культуры
pHHCl
Капуста
6,0-7,1
12
Озимая пшеница
6,3-7,7
Яровая пшеница
6,0-7,3
Рожь
5,0-7,7
Горох
6,0-7,0
Лён
5,5-6,5
Картофель
5,0-5,5
Клевер
6,0-7,0
Яблоня
5,5-6,0
Груша, слива, вишня
6,5-7,0
Почвенная кислотность делится на актуальную (активную) и
кислотность.
потенциальную (скрытую)
Актуальная почвенная кислотность (pHH2O) – кислотность жидкой фазы почвы
(почвенного раствора), определяемая по водной вытяжке. Данную кислотность
обуславливают минеральные и органические кислоты, находящиеся в почвенном растворе –
они образуются в результате химического выветривания горных пород, разложения
растительных остатков, в результате жизнедеятельности почвенной микрофлоры.
II.
Потенциальная почвенная кислотность - кислотность твердой фазы почвы, способная
подкислять раствор при взаимодействии с солями. Она обусловлена ионами водорода H+ или
алюминия Al3+, которые находятся в поглощённом состоянии (на диффузном слое коллоидов).
В зависимости от того, какие соли используют для выявления потенциальной кислотности, её
подразделяют на:
 Обменная кислотность (pHKCl) – образуется при вытеснении из почвы ионов водорода или
алюминия растворами нейтральных солей (KCl, NaCl, BaCl2)
Чаще всего для этого используют 1М раствор KCl, таким образом она определяется по солевой
вытяжке и является одним из факторов, определяющих естественное почвенное плодородие
I.
Как фактор искусственного плодородия на практике проводится известкование кислых почв
(1 раз в 5 лет). Известкование проводится по обменной кислотности. Дозы извести (CaCO3) зависит
от pHKCl и от механического состава почвы. На тяжелых почвах доза извести выше, чем на легких –
это связано с большей емкостью катионного поглощения у тяжелых почв. При значении pHKCl и
выше почвы не известкуется.
Дозы CaCO3 в зависимости от pH
Почвы
Доза CaCO3 при pHKCl
4,5 и менее
4,6
4,8
5,0
5,2
5,4-5,5
Супеси и
лёгкие
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
2,0
супеси
Средние и
6,0
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
13
тяжёлые
суглинки
В зависимости от значения pHKCl выделяют следующие группы почв:
Название
pHKCl
Сильнокислые
< 4,5
Кислые
4,6-5,5
Слабокислые
5,6-6,0
Нейтральные
6,1-7,0
Слабощелочные
7,1-7,5
Щелочные
7,6-8,0
Сильнощелочные
>8,0
 Гидролитическая кислотность (H) – образуется при обработке почвы щелочными солями
(СH3COONa) и дает более полное представление о почвенной кислотности.
Значения гидролитической кислотности применяется для уточнения доз извести и служит
показателем насыщенности почвы основаниями. Чем выше гидролитическая кислотность, тем выше
насыщенность почвы основаниями.
Определяется гидролитическая кислотность путем титрования и выражается в ммоль / 100г
почвы.
Обозначается гидролитическая кислотность H.
Щелочность почвы
Щелочная реакция почвы определяется содержанием в ППК ионов натрия Na+ и калия K+.
Щелочность почвы – щелочная реакция почвы связана с наличием в почвенном
поглощающем комплексе обменных катионов Na+ и частично K+.
Почва с сильнощелочной реакцией нуждается в гипсовании – внесении CaSO4 (гипс).
Буферность почвы:
Буферность почвы – способность почвы задерживать сдвиг реакции в сторону подкисления
или подщелачивания. Кислые почвы имеют буферность в сторону подщелачивания, почвы со
щелочной реакцией имеют буферность в сторону подкисления.
14
Почвенная влага, водные свойства и водный режим почв
Одно из условий формирования почвы — наличие в ней воды. Воде принадлежит основная
роль как в выветривании горных пород, так и в развитии почв. Новообразование минералов, образование гумусовых веществ, формирование почвенных гори зонтов — все это происходит при
участии воды.; Благодаря воде в почве протекают многие биологические, физические и химические
процессы, совершается транспортировка веществ, происходит развитие растений и
микроорганизмов. Почвенная влага является терморегулирующим фактором, в значительной степени
определяющим баланс тепла в почве и ее температурный режим, от ее количества зависят физикомеханические свойства почв, а в конечном итоге — и их плодородие.
При этом как недостаток, так и избыток влаги отрицательно сказывается на плодородии почв,
снижает окупаемость минеральных и органических удобрений, уменьшает эффективность
практически всех агротехнических мероприятий.
В природных условиях в почве всегда содержится то или иное количество влаги. Если массу
этой влаги выразить в процентах от массы сухой почвы, то можно рассчитать абсолютную влажность
почвы:
W=100•Мв/Мп,
где W — абсолютная влажность почвы, %; Мв — масса воды; Мп — масса абсолютно сухой почвы.
Для характеристики степени насыщения почв водой введено понятие относительной
влажности, которая рассчитывается как процент абсолютной влажности от полной влагоемкости:
WOTH=100•W/ПВ,
где W0TH — относительная влажность, %; ПВ — полная влагоемкость, %.
Для большинства культурных растений оптимальная относи тельная влажность почвы
находится в пределах 70-100% от пол ной влагоемкости.
Основной источник воды в почве — атмосферные осадки.
Однако обеспеченность растений водой зависит не только от количества осадков, но и от
водных свойств самой почвы, от способности почвы испарять, впитывать, поднимать по капиллярам
влагу, удерживать и отдавать ее растениям.
При одинаковых осадках разные почвы могут содержать различное количество доступной для
растений влаги, что во многом зависит от их гранулометрического и минералогического составов,
структурного состояния и гумусированности.
Категории и формы воды в почве
В зависимости от температуры вода в почве может находиться в трех состояниях: твердом,
парообразном и жидком. Твердая влага представлена льдом. В таком состоянии вода находится при
отрицательной температуре. Замерзшая вода не подвижна и недоступна растениям. При температуре
выше 0°C она становится жидкой или парообразной.
Парообразная влага находится в почве в форме водяного пара. Она занимает поры аэрации и
перемещается по ним или с то ком почвенного воздуха, или же диффузионно — от пор с более
высокой абсолютной упругостью пара к порам с меньшей упру гостью. Это во многом зависит от
температуры почвы. При ее увеличении возрастает давление водяного пара и пар начинает
передвигаться к менее прогретым горизонтам. Именно поэтому при большой амплитуде колебания
температуры воздуха в дневное и ночное время могут возникать восходящие и нисходящие потоки
движения парообразной воды. По мере снижения температуры водяные пары способны
конденсироваться на поверхности почвенных частиц и переходить, таким образом, в жидкое со
стояние.
Сорбционные
силы
обусловлены
свободной
поверхностной энергией, присущей почвенным частицам и
воде. Благодаря этой энергии почвенные частицы способны
притягивать к себе дипольные молекулы воды. Такой процесс
называется сорбционным (сорбцией), а само явление —
гидратацией. Благодаря этому явлению вокруг ионов и
коллоидных частиц может образоваться водная (гидратная)
оболочка.
15
Капиллярные силы, их еще называют менисковыми, обусловлены поверхностным натяжением
воды и явлениями смачивания. Поверхностное натяжение объясняется тем, что молекулы воды,
которые находятся в поверхностном слое, постоянно испытывают действие сил, стремящихся
втянуть их внутрь жидкости. Возникновение этих сил обусловлено резким отличием условий
существования молекул на поверхности жидкости и внутри нее. Внутри жидкости каждая молекула
воды испытывает равномерное притяжение и отталкивание со стороны окружающих молекул.
Благодаря воде, передвигающейся под действием капиллярных сил, в засушливые периоды
года может происходить пополнение запасов влаги в пахотном горизонте почвы, а также перемещение водорастворимых солей, коллоидов, тонких суспензий из нижних горизонтов в верхние.
Влага, которая находится в почве, при взаимодействии с ее твердой и газообразной фазами,
корнями растений и живыми организмами обогащается различными водорастворимыми соединениями и превращается в почвенный раствор. Этот раствор вследствие взаимного притяжения
растворенного вещества и молекул воды обладает определенным осмотическим давлением.
В почве осмотическое давление возникает при взаимодействии воды и обменных ионов, а
также в тех случаях, когда почвенный раствор имеет неодинаковую концентрацию в его различных
частях. Обменные ионы, находящиеся вокруг мельчайших коллоидных частиц, притягивают к себе
из почвенного раствора молекулы воды и создают вокруг себя водные оболочки, отталкивающие их
от почвенных частиц. Именно такое отжимающее усилие воды рассматривается в почвоведении как
проявление осмотического давления. Благодаря осмотическим силам вода в почвенной толще
способна передвигаться от участков с низкой концентрацией к участкам с большей концентрацией.
Что касается гравитационных сил, то под их действием свободная влага, находящаяся в
крупных порах, может передвигаться из верхних горизонтов в нижние и уходить за пределы почвенного профиля.
Для оценки совокупного действия сил, под влиянием которых вода находится в почве,
введено понятие «потенциал почвенной влаги». Он характеризует энергию, с которой почва удерживает воду. Если почва полностью насыщена водой и не содержит солей, то потенциал ее влаги
равен нулю. С уменьшением влажности значение данного показателя возрастает, и почва при
обретает способность поглощать чистую воду. Такая способность почвы называется ее сосущей
силой. Величина этой силы у сухих почв может достигать 10 тыс. атм.
Кристаллизационная вода. Эта вода входит в состав кристаллических решеток минералов и
характеризуется полной неподвижностью.
Связанная вода. Она удерживается в почве за счет сорбции парообразной и жидкой влаги на
поверхности ее твердой фазы. Под разделяется на две формы: прочносвязанную и рыхлосвязанную.
Прочносвязанная вода удерживается на поверхности почвенных частиц за счет адсорбции
паров воды. Она непосредственно соприкасается с механическими элементами почвы и образует
вокруг них тонкую пленку, состоящую из двух-трех слоев молекул воды. Эта влага называется
гигроскопической. Являясь чрезвычайно прочно связанной с твердой фазой почвы, она неподвижна,
совершенно недоступна растениям, не растворяет растворимые в свободной воде вещества, обладает
более высокой плотностью и более низкой, чем свободная влага, температурой замерзания.
Рыхлосвязанная вода образуется при соприкосновении почвенных частиц с водой,
находящейся в жидком состоянии. Она представляет собой дополнительную водную пленку,
расположенную вокруг прочносвязанной влаги. Молекулы этой пленки удерживаются как за счет
сил диполей воды, так и за счет гидра тирующей способности обменных катионов. Толщина пленки
достигает нескольких десятков молекул воды, которые могут передвигаться под действием
сорбционных сил от одних почвенных частиц к другим.
Свободная влага. Свободной влагой называется влага, кото рая находится в жидком состоянии и
передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил. В зависимости от
интенсивности проявления этих сил свободная влага также делится на две формы: капиллярную и
гравитационную.
Капиллярная влага находится в капиллярных порах и передвигается в них за счет
капиллярных сил. В свою очередь, она тоже делится на капиллярно-подпертую и капиллярноподвешенную.
16
Капиллярно-подпертая влага формируется при увлажнении почвы грунтовыми водами, которые
снизу как бы подпирают влагу, находящуюся над ними в капиллярных порах. При этом слой почвы,
заполненный капиллярной влагой и расположенный непосредственно над грунтовыми водами,
называется капиллярной каймой.
Капиллярно-подвешенная влага создается из атмосферных осад ков или при поливе почвы.
Существует несколько ее разновидностей, среди которых наибольший интерес представляют
стыковая, внутриагрегатная и сорбционно-замкнутая влага.
Стыковая капиллярно-подвешенная влага расположена в виде отдельных скоплений вокруг
точек соприкосновения почвенных частиц. Она удерживается в почве с помощью капиллярных сил и
характерна, как правило, для песчаных почв
Внутриагрегатная капиллярно-подвешенная влага удерживается капиллярными силами в
капиллярных порах, расположенных внутри почвенных комков.
Сорбционно-замкнутая влага расположена в некапиллярных порах, изолированных
перемычками связанной воды. Эта разновидность капиллярно-подвешенной влаги удерживается в
почве с помощью сорбционных сил.
Капиллярно-подвешенная влага доступна для растений и сохраняется в почве длительное время. Ее количество во многом
зависит от гранулометрического состава почвы. Чем тяжелее
почва, тем больше капиллярно-подвешенной влаги может накапливаться в ней.
Гравитационная влага. Это вода, которая находится в крупных
порах. По этим порам она может передвигаться вниз под
действием силы тяжести; доступна для растений и подразделяется
на просачивающуюся воду и воду водоносных горизонтов.
Просачивающаяся влага — эго влага, которая передвигается сверху вниз под действием силы
тяжести. Влага водоносных горизонтов располагается над водоупорным слоем и удерживается в
пределах почвенного профи ля за счет его непроницаемости. Наличие в почвенной толще избы
точного количества свободной гравитационной влаги нежелательное явление, так как способствует
развитию заболачивания.
Водные свойства почв
К основным водным свойствам почвы относят ее водопроницаемость, водоудерживающую и
водоподъемную способности.
 Водопроницаемость. Способность почвы впитывать и пропускать через себя воду называется
водопроницаемостью. Ее можно разделить на две стадии. Первая стадия называется впитыванием.
Она проявляется в более сухих почвах, когда свободные от влаги поры начинают заполняться водой.
Вторая стадия представлена фильтрацией. Она, как правило, проявляется во время обильных
осадков. В это время в почве, которая уже полностью насыщена водой, влага начинает передвигаться
под влиянием силы тяжести и градиента напора.
Интенсивность водопроницаемости почвы зависит от размера и количества пор. Легкие песчаные и
супесчаные почвы, имеющие большое количество крупных пор, всегда отличаются высокой
водопроницаемостью. Даже после большого количества атмосферных осадков вода на поверхности
таких почв практически не задерживается и очень быстро уходит в нижние горизонты.
В более тяжелых по гранулометрическому составу почвах уровень водопроницаемости зависит от их
плотности и структурного состояния. При этом рыхлые, хорошо оструктуренные почвы всегда
характеризуются более высоким значением данного показателя.
Влияет на водопроницаемость и состав поглощенных катионов. Например, почвы, насыщенные
катионами Na+, при увлажнении сильно набухают и становятся для воды почти непроницаемыми.
Как высокая, так и низкая водопроницаемость неблагоприятна для развития растений. При
небольшом значении данного показателя во время дождей может происходить гибель
сельскохозяйственных культур от намокания. При высокой водопроницаемости в корнеобитаемом
слое чрезвычайно трудно создать необходимый запас доступной для растений влаги и во время за
сухи растения,а таких почвах гибнут в первую очередь
17
 Водоподъемная способность. Это свойство почвы поднимать влагу по капиллярным порам
из нижних слоев в верхние. Наиболее интенсивно вода передвигается за счет капиллярных сил в
порах, диаметр которых находится в пределах
0,1—0,003 мм.
С увеличением диаметра пор скорость
поднятия воды увеличивается, однако высота ее
подъема падает. Поры, размер которых менее
0,003 мм, как правило, заполнены связанной
пленочной влагой, и в них высота и скорость
подъема воды заметно снижаются. Вода в таких
порах передвигается только как пленочная.
Тем не менее можно сказать, что чем тяжелее
почва по гранулометрическому составу и чем
меньше ее структурные отдельности, тем большей высотой капиллярного подъема воды она обладает
С агрономической точки зрения водоподъемная способность почвы имеет очень важное
значение. Благодаря ей влага грунтовых вод может подниматься по капиллярам к пахотному
горизонту почвы и участвовать в водном питании растений. Это особенно важно в засушливые годы,
когда сельскохозяйственные культуры могут страдать из-за недостатка влаги. Вместе с тем при
глубоком залегании грунтовых вод капиллярно-подвешенная влага может также передвигаться к
поверхности почвы и испаряться в атмосферу. Особенно интенсивно это происходит в
бесструктурных почвах. Для снижения потерь воды при испарении проводят закрытие влаги,
сущность которого заключается в рыхлении верхнего слоя почвы и создании в нем большого
количества крупных некапиллярных пор, водоподъемная способность которых незначительная.
£ IO
Определенную опасность представляет и близкое (< 1,5 м) залегание от поверхности почвы сильно
минерализованных грунтовых вод. Несмотря на гораздо меньшую скорость капиллярного подъема,
они также могут достигать верхнего слоя почвы. При этом вода, особенно в сухое время года,
испаряется, а соли остаются. В таком случае может произойти быстрое засоление почвы.
Почвенно-гидрологические константы Жизнь растительного мира, как и всего живого, без воды
невозможна. Растения за время вегетации потребляют огромное количество влаги, которой больше
расходуется на транспирацию и меньше — на создание биомассы. При этом расход воды растениями
характеризуется коэффициентом транспирации и показателем относительной транспирации.
Коэффициент транспирации — это отношение количества воды, израсходованного растениями за
единицу времени, к общему количеству сухого вещества, образованному ими за то же время.
Относительной транспирацией называется отношение фактической транспирации растений при
данной водообеспеченности к потенциальной транспирации при свободном доступе воды.
Растения на создание 1 т сухого вещества биомассы расходуют от 400 до 600 т воды при ее
свободном доступе. У отдельных культур значение данного показателя может превышать 1000 т.
Однако не вся почвенная влага доступна растениям. Та ее часть, которая может быть усвоена
растениями, называется продуктивной. Она удерживается в почве меньшими силами, чем сосущая
сила корневых волосков, которая у большинства растений не превышает 15 атм (1500 кПа). Если
продуктивная влага, содержащаяся в почве, полностью израсходована, то растения начинают
завядать. Влажность почвы, при которой наступает устойчивое завядание растений, называется
влажностью завядания (ВЗ). Она определяется по формуле
ВЗ = МГВ • 1,5,
где МГВ — максимальная гигроскопическая влажность, %; 1,5 — коэффициент завядания.
Коэффициент завядания для разных растений различен, но в среднем принято считать, что он равен
1,5.
Влажность завядания зависит не только от вида растений, но и от свойств самой почвы. Обычно, чем
тяжелее по гранулометрическому составу почва и чем больше содержится в ней органического
вещества, тем выше ее влажность завядания. У песчаных почв она в среднем равна 1-3%, у
супесчаных — 3-6, у суглинистых — 6-15, у торфяно-болотных почв — 50% и более.
18
Влажность почвы при ее насыщении до полной влагоемкости можно условно разделить на несколько
интервалов, при которых могут наблюдаться различные категории почвенной влаги (прочно
связанная, рыхлосвязанная, свободная), отличающиеся своим по
ведением, свойствами и доступностью растениям. Эти интервалы
влажности почвы называются почвенно-гидрологическими константами. Основными из них являются максимальная гигроскопичность (МГ), влажность завядания (ВЗ), влажность
разрыва капилляров (ВРК), наименьшая влагоемкость (НВ),
полная влагоемкость (ПВ). Эти константы широко используются
в агрономической практике при характеристике запасов воды в
почве и оценке обеспеченности растений доступной влагой.
В зависимости от степени доступности растениям вода, находящаяся в почве, может быть подразделена на пять категорий (по
А.А. Роде): недоступную для растений; весьма труднодоступную;
труднодоступную;
среднедоступную;
легкодоступную,
переходящую в избыточную.
Вода, недоступная для растений. Это мертвый запас влаги, который представлен прочносвязанной водой. Он обычно равен
максимальной адсорбционной влагоемкости или немного превышает ее. Недоступность этой категории влаги объясняется тем,
что всасывающая сила корней растений гораздо меньше сил,
которыми прочносвязанная влага удерживается на поверхности
почвенных частиц.
Вода, весьма труднодоступная для растений. В ее состав
входит в основном рыхлосвязанная (пленочная) вода, количество
кото рой в почве характеризуется диапазоном влажности,
находящейся в пределах от максимальной адсорбционной
влагоемкости до влажности завядания. Весьма трудная ее
доступность растениям обусловлена низкой подвижностью.
Труднодоступная вода. Интервал влажности, обусловленный
этой водой, находится между влажностью завядания и влажностью разрыва капилляров. При такой
влажности почвы резко снижается продуктивность растений, но они не погибают.
Среднедоступная вода. Находится в пределах от влажности разрыва капилляров до влажности
почвы, соответствующей ее наименьшей влагоемкости. Эта категория влаги весьма подвижна и
довольно легко потребляется растениями. Чем ближе влажность почвы к наименьшей влагоемкости,
тем продуктивность растений становится все более высокой. При этом принято считать, что границы
влажности почвы, обусловленной физиологически активной водой, находятся между наименьшей
влагоемкостью и влажностью завядания растений.
Вода легкодоступная, переходящая в избыточную. Обусловливает влажность почвы,
находящуюся в пределах от ее наименьшей до полной влагоемкости. Избыточная вода может
заполнять поры аэрации, затрудния и почвенных организмов и способ заболачивания.
МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ
Морфологическое описание почвы
Морфологические признаки – внешние признаки почвы. Признаки характерные конкретным
почвенным таксонам называются диагностические.
План описания почвы
1. Индекс горизонта и его генетическое название.
2. Верхняя и нижняя граница горизонта, мощность в сантиметрах.
3. Окраска (её интенсивность и однородность).
4. Влажность.
5. Механический состав (гранулометрический состав).
6. Структура.
19
7. Сложение.
8. Новообразования (если есть).
9. Включение (если есть).
10. Характер корневой системы растений.
11. Переход между горизонтами.
12. Название почвы.
Индексы горизонта и их генетические названия – в основе их выделения
лежит докучаевский принцип – обозначать почвенные горизонты заглавными
латинскими буквами (АВС), т.е. по Докучаеву почвенный профиль имеет строение
ABC. Единой международной унифицированной системы индексов не существует.
Помимо больших основных индексов, существуют малые цифровые и буквенные
индексы, которые пишутся справа внизу. Цифровые индексы указывают на порядок
горизонтов, буквенные отражают особенности процессов почвообразования.
Т.о. по Докучаеву почвенный профиль имеет следующее строение:
А – верхние горизонты;
В – средняя часть профиля; иллювиально-переходная часть профиля
С – почвообразующая порода; почвообразующие породы
Название горизонта С зависит от литологии почвообразующей породы.
В некоторых случаях выделяют горизонт D – подстилающая порода, или
подпочва; выделяется в тех случаях, когда на процесс почвообразования оказывает
влияние нижележащая горная порода, а мощность почвообразующей породы крайне мала.
Примеры индексов генетических горизонтов и их название.
А0:
Лесная подстилка, или моховой очёс
- AL
Свежий не разложившийся опад
-AF
Полуразложившийся
опад,
сохранивший
свое
анатомическое строение.
-AH
Хорошо разложившийся опад, потерявший свое
анатомическое строение.
Ad
Дёрн или дерновый горизонт (верхняя часть гумусового
горизонта, скрепленная корнями растений).
A1
Гумусовый горизонт, или гумусово-аккумулятивный
A2
Элювиальный горизонт (вымывание), или подзолистый
B1
Иллювиальный горизонт (вмывание)
B2
Переходный горизонт; черты почвообразующей породы.
G
Глеевый горизонт
g
Частичное оглеение
ḡ
Поверхностное оглеение
g
Грунтовое оглеение
Ca
Горизонты содержат карбонаты
h
Следы иллювированного гумуса (вмытого гумуса).
Fe
Горизонт содержит иллювированное железо
S
Горизонт содержит легкорастворимые соли
t
Оглинивание, прослойки глины
Z
Горизонт, переработанный почвенной фауной
A0Т = T Торфянный или торфянистый горизонт
TI
TII
Слои торфа разной степени разложения
III
T
Al
Аллювиальные почвы
()
Горизонт выражен слабо или эродирован
[]
Горизонт погребён
Горизонты несущие на себе черты 2-х горизонтов обозначают
20
I.
двойными индексами.
А1 А2 Гумусо-элювиальный
А2 В1 Элювиально-иллювиальный
В1-В2 Иллювиально-переходный
BC
Переход в почвообразующую породу
GC
Глеевый, переход в почвообразующую породу
Данная система индексов применяется для естественных ненарушенных почв; для городских
почв основным диагностическим горизонтом является U.
II.
Верхняя/нижняя граница горизонта, мощность в сантиметрах. Измеряются с точностью до
одного сантиметра; в случае кармана берется его средняя часть.
III.
Окраска - в основе лежит треугольник окрасок по Захарову.
По его мнению в основе лежат всего три цвета: черный (цвет
гумуса), красный (цвет Fe2O3), белый (цвет SiO2; Al2O3;
CaCO3 и FeO). При смешивание основных цветов,
образуются промежуточные окраски, а при смешивание
промежуточных и основных цветов, образуется вся гамма
почвенных цветов.
IV.
Влажность (в поле определяется на ощупь).
Влажность сильно влияет на интенсивность окраски.
V.
Механический состав (гранулометрический) – это
соотношение в почве физического песка и физической
глины. Определяется на ощупь сухим или
влажным методом. Н. А. Качинский
разделил всю твердую фазу почвы на фракции: каменистая часть – скелет
почвы; крупный, средний и мелкий песок; крупная, средняя и мелкая пыль;
ил; коллоиды. Фракция больше 0,01 мм – физический песок. Фракция
меньше 0,01 – физическая глина.
Классификация почв по механическому составу
Название почвы
Частицы %
Песчаные (рыхлые/связанные)
Супесчаные
Суглинистые
Легкие суглинки
Средние суглинки
Тяжелые суглинки
Глинистые
< 0,01 мм
> 0,01 мм
0 - 10
10 - 20
90 - 100
80 - 90
20 - 30
30 - 40
40 - 50
> 50
70 - 80
60 - 70
50 - 60
< 50
Механический состав почвы зависит от почвообразующей породы. Механический состав один
из факторов, определяющих естественное плодородие, заложенное генетически. С точки зрения
земледелия лучшие почвы – легкие и средние суглинки. При создание искусственного плодородия на
практике, применяется глинование песчаных почв и пескование глинистых почв. Механический
состав указывается в названии почв - это гранулометрическая разновидность.
VI.
Структурность почвы – это способность почвы распадаться на отдельные агрегаты, сами
агрегаты на которые распадается почва,
называется почвенной структурой.
Почва делится на структурную и
бесструктурную
(песок,
глина)
–
не
распадающуюся
на
компоненты,
21
следовательно почвенная структура зависит от механического состава.
Классификация почвенной структуры (по С.А. Захарову):
В основе классификации лежат: форма, размер агрегатов, наличие ребер и граней.
Род
Вид
Размер
I тип – Кубовидная
Одинаково вытянутая во всех направлениях
Глыбистая – неправильная форма
и неровная поверхность. В Крупноглыбистая
>20 мм в диаметре
основном
неводопрочная, Мелкоглыбистая
образуется при ранней вспашки
почвы, когда почва не достигает
своей физической спелости.
Комковатая
–
неправильная Крупнокомковатая
20 –10 мм
округлая
форма,
неровные Комковатая
10 –1 мм
округлые
и
шероховатые Мелкокомковатая
1–0,25 мм
поверхности разлома, грани не Пылеватая
<0,25 мм
выражены.
Относительно
водопрочная, ей соответствуют
легкие и средние суглинки.
Ореховатая – более или менее Крупноореховатая
20 – 10 мм
правильная форма, грани хорошо Ореховатая
10 –7 мм
выражены, поверхность ровная, Мелкоореховатая
7–5 мм
ребра острые. Очень водопрочная,
соответствуют тяжелые суглинки.
Зернистая – более или менее
правильная
форма,
иногда Крупнозернистая
5–3 мм
округлая с слабо выраженными
гранями
(шероховатыми, Зернистая
3–1 мм
матовыми
или
гладкими
и Мелкозернистая
1–0,5 мм
блестящими).
Очень
водопроницаема,
Ей
соответствуют средние и тяжелые
суглинки.
II тип – призмовидная
Вытянута в вертикальном направлении
Столбчатая
–
правильной Крупностолбчатая
3–5 см
формы, без ребер и граней.
Неводопрочная.
Соответствуют
<3 см
средние и тяжелые суглинки
Мелкостолбчатая
Призматическая – грани хорошо Крупнопризматическая
выражены, с ровной глянцеватой Призматическая
поверхностью, с острыми ребрами Мелкопризматическая
>5 см
5–3 см
3–1 см
III тип – Плитовидная
Вытянута в горизонтальном направлении
Плитчатая
5–3 мм
Пластинчатая
3–1 мм
22
<1 мм
Листоватая
I тип: 1 – крупнокомковатая, 2 – среднекомковатая, 3 – мелкокомковатая, 4 – пылеватая, 5 –
крупноореховатая, 7 – мелкоореховатая, 8 – крупнозернистая, 9 – зернистая, 10 – порошистая, 11 –
«бусы» из зерен почвы;
II тип: 12 – столбчатая, 13 – столбовидная, 14 – крупнопризматическая, 15 – призматическая, 16 –
мелкопризматическая, 17 – тонкопризматическая;
III тип: 18 –сланцеватая, 19 – пластинчатая, 20 – листоватая,
21 – грубочешуйчатая, 22 – мелкочешуйчатая.
Супеси и легкие суглинки при вспашке после механической обработки почвы
способны разрушаться – пылеватая структура. При наличии в почве двух или более структур
на последние место становится преобладающий тип структуры.
Почвенная структура один из факторов, определяющих естественное почвенное
плодородие, кроме того это морфологический признак. С точки зрения земледелия, наиболее
важной фракцией в почве является зернистая. Чем выше содержание зернистой фракции в
почве, тем лучше почва оструктурена. Оструктуренность почвы влияет на агрофизические
свойства такие как: аэрация, водопропускная способность, водоподъёмная структура почвы.
Следовательно, хорошо оструктуренные почвы эффективно впитывают влагу и медленнее её
отдают. В чистом виде зернистую структуру имеют наиболее плодородные почвы такие как:
дерново – карбонатные; нечернозёмные зоны и чернозёмы.
VII. Сложение – внешнее выражение плотности почв; определяется с помощью ножа и лопаты.
VIII. Новообразования – это скопление в почве веществ и тел, связанных с процессом
почвообразования, точнее образующихся in situ (в данном месте, не откуда не принесённые).
1) Биологические:
 Червоточины - ходы всех роющих беспозвоночных;
 Копролиты - перегнойные вещества, пропущенные через ЖКТ дождевых червей;
 Кротовины – ходы всех роющих позвоночных животных;
 Дендриты – отпечатки корней;
 Корневины - пустоты от корней.
2) Химические:
 Закисное железо (глеи);
 Оксиды железа в виде оранжевых, бурых, красно-бурых пятен, в виде бобовин - ортштейнов, а
также в виде плотных песчаных прослоек – ортзандов;
 Углекислая известь в виде белых прожилок, а также в виде белоглазки и псевдомицелья;
 Железисто-марганцевые конкреции;
 Присыпка кремнезёма – белый налет на структурных отдельностях;
23

Легкорастворимые соли – в виде припудренности солей на структурных отдельностях и в виде
белых прожилок;
 Скопление перегнойных веществ – пятна и прослойки черного цвета;
 Скопление гипса.
IX.
Включения – сложение в почве веществ и тел не связанных с процессом
почвообразования in vitro (из другого места).
 Естественные – помогают диагностировать почвообразующую породу
- валуны и валунчики (безкарбонатные моренные суглинки),
- известняковая щебенка (карбонатно-моренные суглинки),
- галька (водно-ледниковые отложения).
 Антропогенные – позволяют судить о воздействие человека на почву, на какую глубину и в
какое время. Основные группы: керамика, кости, древесный уголь, кирпич, фарфор, стекло,
металлические изделия, полимеры.
X.
Характер корневой системы - позволяет судить о том, из каких горизонтов растения
потребляют элементы питания.
 Горизонт густо пронизан корнями растений
 Корни растений
 Единичные корни растений
XI.
Переход
• Ровный и неровный
• Резкий и постепенный
• Ясный и неясный
• Затеки
• Языки
• Карманы
В полевых условиях из каждого разреза берется мазок и наносится на соответственную клетку
почвенной колонки, при камеральной обработки, по описанию, почвенный разрез рисуется в цвете.
При описание разреза в полевых условиях ему приписывается номер, нумерация во время
сезона сквозная. Определяется привязка, точнее район, где заложен разрез (рельеф, тип фитоценоза,
преобладающие виды). Более точно разрез привязывается к любым стационарным объектам.
Классификация почв
Общие вопросы классификации
В современной почвенной классификации основной таксономической единицей является тип
почвы – группа почв, характеризующаяся сходством процессов трансформации органического
вещества и минеральных соединений, миграции, строения внешнего профиля, что определяется
однотипностью агромероприятий по сохранению и воспроизводству их плодородия.
Подтип – выделяется в пределах типа, отличается по выраженности основного или
налагающего процесса почвообразования. Например, в типе подзолистые почвы выделяют
собственно подзолистую, подзолисто глееватые, подзолисто глеевые.
Вид почв – выделяет в составе подтипа и отражает степень развития того или иного
почвообразующего процесса, например мелко подзолистого, поверхностно подзолистого, не
глубоко-подзолистого, глубоко-подзолистого или собственно подзолы.
Разновидность
(гранулометрическая
разновидность)
–
характеризуется
гранулометрическим составом почв. По гранулометрической разновидности почвы могут быть:
 Песчаные
 Супесчаные
 Суглинистые
 Глинистые.
Литологический род – характеризует литологию почвообразующей породы, т.е. на какой
породе образовалась почва, например, подзолистая на озерно-ледниковых отложениях.
Группы почв со схожим строением профиля объединяются в генетические ряды.
Генетические ряды почв:
24
 Автоморфный ряд: подзолистые, дерново-подзолистые, дерново-карбонатные.
 Полугидроморфный ряд: болотно-подзолистая, глеевые.
 Гидроморфный ряд: болотные.
Примеры названия почвы: неглубоко-подзолистые, глееватая, супесчаная на озёрно-ледниковых
отложениях.
Номенклатура почв:
Существует международная номенклатура, утвержденная ФАО ЮНЕСКО.
По этой номенклатуре типам почв дается окончание soli, как дань русской школе
почвоведенья, в международной почвенной номенклатуре закреплены слова подзол, чернозём,
солончак.
В отечественной номенклатуре приняты следующие признаки названия почв:
1. По окраске (цвет) с добавлением слова «зём», например, чернозём, краснозём, серозём;
По мимо этоого широко используется:
2. Ландшафтный признак (географическая привязка); основные процессы почвообразования и
окончания – зём. Например, серая лесная, бурая лесная, бурая полупустынная.
Кром того в названиях почв отображаются процессы почвообразования, например, подзолистая,
дерново-подзолистая, болотно-подзолистая
Почвы таёжно-лесной зоны
Лесо-таёжная зона располагается в области умеренно-холодного климатического пояса
России. Она включает большие территории как в европейской, так и в азиатской частях страны. Ее
общая площадь – это примерно 1150 млн га. Она с запада широким поясом проходит от границы
России до вод Охотского моря на востоке, включая почти всю Карелию, северные области
европейской России. В Западной Сибири занимают большую часть территории, на Дальнем Востоке
образуют зоны по среднему течению Амура, 1/3 таёжно-лесной зоны принадлежит горным районам,
где преобладают горно-таёжные почвы.
В зоне выделяют 2 подзоны:
1) Подзона северной тайги. Представлена хвойными лесами.
2) Подзона южной тайги. Представлены смешанными и широколиственными лесами
I. Подзолистые почвы – почвы, формирующиеся в подзоне северной тайги под хвойными
лесами. Типичные подзолы формируются под еловыми
лесами.
Тип водного режима – промывной, тип
почвообразующей породы. Формирование почв идёт на
отложениях
ледникового происхождения
–
это
бескарбонатные моренные суглинки, озерно-ледниковые
и
водно-ледниковые отложения.
В ряде случае на процесс почвообразования может
накладываться глеевый, а иногда и дерновый процесс.
Основной процесс почвообразования – подзолистый.
Строение профиля
Профиль подзолистой почвы четко дифференцирован на генетические горизонты.
A0 – лесная подстилка, состоящая из трех горизонтов: свежего опада;
полуразложившегося опада, сохраняющий своё анатомическое строение; хорошо
разложившийся опад, потерявший своё анатомическое строение. В нижней части лесная
подстилка оторфянена.
A1A2 – гумусово-элювиальный горизонт белесовато-серого цвета. Представляет
собой небольшую прослойку мощностью до 3-4 сантиметров. Встречается у почв
сосновых боров с хорошо выраженным травяно-кустарничковым ярусом, в результате
чего подзолообразование частично накладывается дерновый процесс.
25
A2 – элювиальный горизонт – белёсый, бесструктурный, рыхлый, часто. У типичных подзолов
имеет мощность до 20 см и более, переходит в следующие горизонты многочисленными языками,
карманами, затеками.
B1(fe) – иллювиальный горизонт, неоднороден по окраске: оранжевый, красновато-бурый
черно-бурый. Содержит иллювированное железо в виде многочисленных пятен, ортзандов и
ортштейнов.
B2 – переходный горизонт несет на себе черты почвообразующей породы, может содержать
следы иллювированного железа.
C – почвообразующая порода: бескарбонатные отложения ледникового происхождения.
Агрохимическая характеристика:
 Содержание гумуса – меньше 1%
 ГК/ФК < 0,5
 Тип гумуса – гумато-фульватный, по профилю гумус убывает резко
 рНKCl = 4,0 - 5,5
 Состав обменных катионов Са2+, Mg2+ < Н+, Al3+
 ЕКП < 10 млмоль/100 грамм почвы
 Валовый состав неоднороден
 В пределах профиля не подвержен вскипанию (не содержит карбонатов)
Классификация:
Подтипы подзолистых почв выделяются в зависимости от степени проявления процесса
оглеения
1. Собственный подзол
А0 + А2 + В1(fe) + В2 + С
2. Подзолисто-глееватая
А0 + А2 + В1(fe) + В2(g) + Сg
3. Подзолисто-глеевая
А0 + А2 + В1(fe) + G + Сg
Виды выделяются выраженности основного процесса подзолообразования, который находит
выражение в строении почвенного профиля в мощности элювиального горизонта.
a) Поверхностно-подзолистые
А2 < 5 см
b) Мелкоподзолистые
А2 = 5-20 см
c) Неглубокоподзолистые
А2 = 20-30 см
d) Глубокоподзолистые, или подзолы
А2 > 30 см
Сельскохозяйственное использование:
Генетически подзолистые почвы имеют крайне низкое естественное плодородие. Для их
сельскохозяйственного использования в условиях севера необходимо создание гумусового
горизонта. Это достигается за счет внесения максимальных доз органики, минеральных удобрений,
севооборотов с многолетними травами, известкования, уборки валунов, предотвращения
заболачивания и борьбы с мелкоконтурностью.
В Псковской области подзолистые почвы находятся под хвойными лесами. Наибольшие их
площади сосредоточены в северных и южных районах области. А их сохранность напрямую связана
с сохранностью лесов.
II.
Дерново – подзолистые почвы - образуются под смешенными
лесами в подзоне южной тайги. Это основной тип почв нечернозёмной зоны в том
числе и в Псковской области.
Профиль достаточно чётко дифференцирован на генетические горизонты.
Основные процессы почвообразования – дерновый и подзолистый, в профиле это
отражается в виде наличие тёмноокрашенной гумусового горизонта и
иллювиального, белёсого цвета.
Тип водного режима – промывной. Почвообразующая порода –
бескарбонатные моренные суглинки и озёрно-ледниковые отложения. Это зона
26
образуется под смешенными лесами и вторичными лугами. Зона дерново-подзолистых почв
расположена южнее подзолистых.
Строение профиля:
А0 – Аd – лесная подстилка или дёрн, в зависимости от условий
почвообразования;
A1 – гумусовый горизонт, мощностью до 30 см от тёмно-серого цвета до
чёрного цвета, чаще лёгкий или средний суглинок. По структуре зернистокомковатый, переход в следующий горизонт ясный и резкий. Переход в
следующий горизонт яркий резкий.
А2 – элювиальный, белёсый или желтовато-белёсый по цвету.
Бесструктурный или комковато-бесструктурный, переход в следующий горизонт пятнами
и затёками.
В – средняя часть профиля может быть выражена в виде чёткой
стратификации на иллювиальный и переходные горизонты, может сочетать в
себе черты и иллювиального и переходного горизонтов одновременно, а также
может быть представлен только переходным горизонтом В.
C – почвообразующая порода ледникового происхождения.








Агрохимическая характеристика:
Содержание гумуса – 2-4%
ГК/ФК = 0,5-1
Тип гумуса – гумато-фульватный, гумус по профилю убывает резко
рНKCl = 5,0 – 5,5
Состав обменных катионов Са2+, Mg2+ < Н,+ Al3+
ЕКП < 10-20 ммоль/100 г почвы
Валовый состав неоднороден
В пределах профиля не подвержен вскипанию
Классификация:
Подтипы выделяются по условиям почвообразования, т.е. наличию и степени оглеения:
1. Дерново-подзолистая обыкновенная
Ad + A1 + A2 + B1 + В2 + C
2. Дерново-подзолистая глееватая
Ad + A1 + A2 + В1 + B(g) + Cg
3. Дерново-подзолистая глеевая
Ad + A1 + A2 + В1 + g + Cg
Виды выделяются по выраженности подзолистого процесса, в профиле это выражается в
мощности горизонта А2:
а) Дерново-слабоподзолистые
А2 – 0-3 см
b) Дерново-среднеподзолистые
А2 – 5-15 см
c) Дерново-сильноподзолистые
А2 – 15-25 см
d) Дерново-глубокоподзолистые (подзол)
А2 > 25 см
Сельскохозяйственное использование:
Дерново – подзолистые почвы являются основным пахотным фондом нечернозёмной зоны.
Генетически это почвы низкого естественного плодородия, но при правильной агротехнике, они
легко окультуриваются и способны давать высокие стабильные урожаи, но при прекращении их
обработки они также легко возвращаются в исходное состояние. Для повышения их
плодородия необходимо введение травопольных севооборотов, внесение повышенных
доз органических и минеральных удобрений, периодическое известкование,
предотвращение заболачивания и уборка валунов.
III.
Дерново – карбонатные почвы не образуют единой почвенной зоны и
встречаются в разных почвенно – климатических зонах, поэтому являются
27
интразональными (по версии некоторых авторов, азональные). В условиях нечерноземья их
образование идёт при промывном типе водного режима на карбонатных почвообразующих
породах: карбонатно-моренные суглинки и элювий известняков. Образуются в основном под луговой
растительностью и приурочены к положительным формам рельефа.
Строение профиля:
Ad – дёрн, образован корневыми системами многолетних
растений, является верхней частью хорошо выраженного гумусового
A1(Са) – гумусовый, тёмно-серый или чёрный, хорошо
Комковато-зернистый или зернистый (чаще), содержит включения
известняковой щебёнки. Вскипает у типичных дерново–карбонатных
Переход в следующий горизонт ясный.
B(Са) – переходный. По механическому составу средний или
суглинок. По структуре часто ореховатый, содержит включения
известняковой щебёнки, вскипает у типичных и выщелоченных
карбонатных почв. Переход постепенный.
С(Са) – карбонатный моренный суглинок или элювий известняка. Вскипает.
Агрохимическая характеристика:
 Содержание гумуса – 4-6%
 ГК/ФК = 1
 Тип гумуса – гумато-фульватный, гумус по профилю убывает резко
 рНKCl = 5,5 – 6,1
 Состав обменных катионов Ca2+, Mg2+ > H+, Al3+
 ЕКП < 10-20 ммоль/100 г почвы
 Валовый состав относительно неоднороден
 Вскипает в зависимости от подтипа
травянистых
горизонта.
оструктурен.
почв.
тяжело
дерново-
Классификация:
Типы выделяются по глубине залегания карбонатов:
1. Дерново-карбонатная типичная
Ad + A1(Са) + BСа + CСа
Вскипает с поверхности. Приурочены к вершинам холмов, вскипают с поверхности, имеют
маломощный профиль до 50 см. Особенностью подтипа является его высокая щебнистость.
2. Дерново-карбонатная выщелоченная
Ad + A1 + BСа + CСа
Вскипают в горизонте В. Приурочены к склонам холмов, мощность профиля от 50 до 80 см,
щебнистость средняя.
3. Дерново-карбонатная оподзоленная
Ad + A1 + (A2) + B + CСа
Вскипает только в горизонте С. Приурочены к подножьям холмов, мощность профиля от 120 до 150
см, щебнистость низкая, может содержать пятна или небольшие прослойки оподзаливания
белесоватого цвета.
Дерново-карбонатные почвы являются частным случаем дерновой почвы, т.е. имеют профиль ABC.
Болотные почвы
Дерново-глеевые луга
На влажных лугах карбонаты выщелачиваются и формирование почв при этом идёт при
периодическом гидроморфизме, в таких условиях формируются дерново-глеевые почвы,
содержащие закисное железо в виде глея.
Подтипы дерново-глеевых почв выделяются по степени оглеения:
1.
Дерновая
Ad + A1 + B + C
2.
Дерново-поверхностно-глеевая
Ad + A1 + g + C
3.
Дерново-грунтово-глеевая
Ad + A1 + g + Gg
Широко распространения дерново-глеевые почвы не имеют и встречаются небольшими
пятнами седи других почв зоны
Сельскохозяйственное использование:
28
Генетически дерново-карбонатные почвы обладают высоким плодородием, не случайно
первые поселения человека земледельческой эпохи приурочены к дерново-карбонатным почвам. Не
нуждаются в известковании. Часто из-за высокой щебнистости затруднена их механическая
обработка. Кроме этого, требует повышенных доз фосфорных удобрений, так как на высоком
карбонатном фоне фосфат-ион поглощается почвой и переходит в недоступную форму Ca3(PО4)2,
данное явление происходит благодаря химической поглотительной способности. Для
предотвращения разрушения плоскостного смыв необходимо проведение противоэрозионных
мероприятий – распашка поперек склонов.
Болотно-подзолистые почвы – являются переходным звеном от автоморфных
подзолистых к гидроморфным болотным. Их образование идёт при участии подзолистого
и болотного процессов, что отражается в их номенклатуре. В лесотаёжной зоне они не
образуют больших ареалов и встречаются небольшими пятнами, но в сумме они имеют
значительную долю в почвенном покрове лесотаёжной зоны. Их образование протекает в
полугидроморфных условиях на породах ледникового происхождения. В основном, это
бескарбонатные моренные суглинки и озёзрно-ледниковые отложения. Формируются
болотно-подзолистые почвы под заболоченными лесами и лугами.
Почвы, формирующиеся под заболоченными лесами называются торфяно-подзолистоглеевые.
IV.
Строение профиля:
А0 – лесная подстилка или моховой очёс.
Т – торфяный (торфянистый), тёмно-бурый, комковатый, в средней
степени разложившийся торф. Переход в следующий горизонт резкий.
А2(g) – элювиальный горизонт. Сизовато-белесый, неоднородный по
окраске, неоднородный по механическому составу легко или средне суглинистый,
с глинистыми прослойками. Частично оглеен. Содержит закисное железо.
G – глеевый горизонт, неоднородный по окраске, сизый с голубоватыми и
зеленоватыми пятнами, местами грязно-бурый с охристыми пятнами Fe2O3 на
структурных отдельностях, плотный или слитый, по механическому составу
тяжело глинистый или суглинистый с разнообразной структурой, где преобладает
глыбистая структура.
Cg – C – почвообразующая порода, может быть как оглеена полностью при
грунтовом оглеении, так и оглеена при поверхностном.





Агрохимические характеристики:
Содержание органического вещества до 30%
pHKCl = 4-5;
Состав обменных катионов Сa2+, Mg2+ < H+, Al3+;
Валовый состав неоднородный;
Не вскипает.
Классификация
Подтипы выделяются по степени оглеения в нижней части профиля:
1. Торфянисто-подзолистые поверхностно-глеевая.
А0+ T +A2(g)+G +Cg
2. Торфянисто-подзолистые грунтово-глеевая.
А0+ A0T+A2(g)+G +C (Сg)
Виды генетические виды выделяют:
1. По мощности в профиле глеевого горизонта:
 Поверхностно-глеевые
до 50 см
 Профильно-глеевые
включает ВС
 Глубокоглеевые
глубже 100 см
 Глубокоглеевые
глубже 100 см
29
2. По мощности торфянистого горизонта:
 Подстилочные
 Торфянистые
 Торфяные
А0Т < 10 см
А0Т – 10-30 см
А0Т > 30 см
Сельскохозяйственное использование:
Агрохимическая характеристика почвы говорит о низком естественном плодородии.
Благодаря мелкоструктурности, как резервный пахотный фонд не рассматривается.
V.
Перегнойно-подзолистоглеевые
Их отличает мощный около 30 см чёрный перегнойный горизонт с хорошо разложившимися
растительными остатками, комковато-зернистая структура с содержанием органического вещества в
перегнойном горизонте 20-30%. Ниже расположен элювиальный горизонт A2(g) постепенно
переходящий в глеевый и ниже расположен горизонт С, который может быть оглеён как с
поверхности, так и с грунта.
Классификация схожа с системой торфяно-подзолистоглеевых. При грунтовом оглеении
образуется перегнойно-подзолисто-грунтовоглеевая почва Аd + П + A2(g) +G +Cg;
При поверхностном оглении – перегнойно-подзолисто-поверхностноглеевая почва Аd + П + A2(g) +G
+Cg
Почвы заболоченных лугов после проведения коренной мелиорации могут быть введены в
сельскохозяйственный оборот, поэтому рассматриваются как резервный пахотный фонд.
Болотные почвы
Болотные почвы не приурочены к конкретной почвенно-климатической зоне, поэтому
относятся к интразональным. Болотные почвы распространены на территории таёжно-лесной и
тундровой зон. В России наибольшие массивы болотных почв приходятся на северо-Запад и
европейский Север а так же в Западно-Сибирской низменности и на Дальнем Востоке.
Их формирование связано с застойным и мерзлотным типами водного режима. Основной
процесс почвообразования – болотный. Выделяют 3 типа болот:
 Верховые болота – вид болот, питание которых осуществляется атмосферными осадками.
Середина болота выше, чем его края, что обусловлено подушкой сфагновых мхов. Почва
торфяная.
 Низинные болота – травяные болота грунтового питания, наиболее богатые минеральными
солями. Края такого болота выше, чем его середина. Почва перегнойная.
 Переходные болота – сфагново-осоковые болота, в основном грунтового питания. Являются
сукцессией на уровне сообществ. Почва перегнойно-торфяная.
I.
Почва верхового болота (торфяная) – образуется на озёрных, озёрно-ледниковых
отложениях и бескарбонатных моренных суглинках. Большая часть профиля представлена
органогенным горизонтом.
Строение профиля:
А0 – моховой очёс или растущая часть мхов.
T (T1+T2+T3) – торфяный горизонт. Плохо разложившийся торф,
содержащий много растительных остатков. Степень разложения торфа с
глубиной увеличивается, поэтому торфяный горизонт разделяют на
подгоризонты – по степени разложения торфа.
GC – глеевый горизонт, переходящий в почвообразующую породу.
С – озерные, озерно-ледниковые отложения и бескарбонатные
моренные суглинки.


Агрохимические характеристики:
Зольность – 2-5%;
Содержание N – 1-2%;
30


рН = 3,2 – 4,2 (сильно кислая);
Влагоемкость – 900-1200%.
Классификация:
Подтипы выделяются по мощности органогенного горизонта Т
а) Торфяная
Т > 50 см
b) Торфяно-глеевая
Т < 50 см
Сельскохозяйственное использование:
Верховые болота играют важную роль в поддержании равновесия в экосистемах. Благодаря
низкому уровню агрохимических свойств, как резервный пахотный фонд не рассматриваются. Все
обитатели фитоценозов имеют ксерофитные признаки. Эти почвы обладают неудовлетворительными
агрохимическими свойствами, как резервный пахотный фонд не рассматриваются.
II.
Почва низинного болота (перегнойная) – основными эдификаторами являются зеленные
мхи. Индикаторами являются вахта трёхлистная и белокрыльник.
Строение профиля:
А0 – растущая часть мхов, моховой очес. Представлен зелеными мхами.
А0п – перегнойный горизонт, черный, мелкокомковатый, хорошо
разложившийся торф, содержащий единичные растительные остатки. Переход
резкий.
GC – глеевый горизонт, переходящий в почвообразующую почву.
С – озерные, озерно-ледниковые отложения и бескарбонатные моренные
суглинки.
Агрохимические характеристики:
 Зольность – 10-25% (высокая);
 Содержание N – 2-4%;
 pH – 5,5 – 6,2 (слабокислая);
 Влагоемкость 300-600%.
Классификация:
Виды выделяются по мощности органогенного горизонта А0П
а) Перегнойно-глеевая
А0П < 50 см
b) Перегнойная
А0П > 50 см
Сельскохозяйственные использование:
Почвы низинных болот обладают высокими агротехническими свойствами. Могут
рассматриваться как основной пахотный фонд, после проведения коренной мелиорации.
Тип болота
Верховые
болота
Переходные
болота
Низинные
болота
Подтип
Торфяноглеевая
Торфяная
Перегнойноторфянаяглеевая
Перегнойноторфяная
Перегнойноглеевая
Мощность,
см
<50
Зольность,
%
Азот,
%
pHH2O
Объёмный
вес %
Влагоёмкость
%
2-5
1-2
3,2-4,2
0,04-0,05
900-1200
5-10
2-5
0,5-5,8
0,11-0,16
800-900
10-25
2-4
5,5-8,2
0,16-0,26
300-800
>50
<50
>50
<50
31
Перегнойная
>50
Болотные почвы
Болотные почвы не приурочены к конкретной почвенно-климатической зоне,
поэтому относятся к интразональным. Болотные почвы распространены на
территории таёжно-лесной и тундровой зон и занимают 3923 тыс. км2 равнинных
территорий почти на всех континентах. В России наибольший массив приходится на
Северо-Запад и Европейский севере, а так же в Западно-Сибирской низменности и на
Дальнем Востоке.
Их формирование связано с застойным и мерзлотным типами водного режима.
Основной процесс почвообразования – болотный. Выделяют три типа болот:
 Верховые – вид болот, питание которых осуществляется атмосферными
осадками. Середина болота выше, чем его края, что обусловлено подушкой
сфагновых мхов. Почва торфяная.
 Низинные – травяные болота грунтового питания, наиболее богатые
минеральными солями. Края такого болота выше, чем его середина. Почва
перегнойная.
 Переходные – сфагново-осоковые болота, в основном грунтового питания. Являются
сукцессией на уровне сообществ. Почва перегнойно-торфяная.
III.
Почва верхового болота (торфяная) – образуется на озерных, озерно-ледниковых
отложениях
и
безкарбонатных
мо
32
IV.
ренных суглинках. Большая часть профиля представлена органогенным горизонтом.
Строение профиля:
А0 – моховой очес или растущая часть мхов.
А0Т – торфяный горизонт. Плохо разложившийся торф содержит
много органических остатков. Степень разложения торфа с глубиной
увеличивается. Часто торфяный горизонт разделяют на подгоризонты по степени разложения торфа.
GC – глеевый горизонт, переходящий в почвообразующую
породу.
С – озерные, озерно-ледниковые отложения и бескарбонатные
моренные суглинки.
Агрохимические характеристики:
Зольность – 2-5%;
рН = 3,2 – 4,2 (сильно кислая);
Содержание N – 1-2%;
Влагоемкость – 900-1200%.
Классификация:
Виды выделяются по мощности органогенного горизонта А0Т
а) Торфяная
А0Т > 50 см
b) Торфяно-глеевая
А0Т < 50 см




Сельскохозяйственное использование:
Верховые болота играют важную роль в поддержании равновесия в экосистемах. Благодаря
низкому уровню агрохимических свойств, как резервный пахотный фонд не рассматриваются. Все
обитатели фитоценозов имеют ксерофитные признаки.
V.
Почва низинного болота (перегнойная) – основными эдификаторами являются зеленные
мхи. Индикаторами являются вахта трёхлистная и белокрыльник.
Строение профиля:
А0 – растущая часть мхов, моховой очес. Представлен зелеными мхами.
А0п – перегнойный горизонт, черный, мелкокомковатый, хорошо
разложившийся торф, содержащий единичные растительные остатки. Переход
резкий.
GC – глеевый горизонт, переходящий в почвообразующую почву.
С – озерные, озерно-ледниковые отложения и бескарбонатные
моренные суглинки.
Агрохимические характеристики:
Зольность – 10-25% (высокая);
Содержание N – 2-4%;
pH – 5,5 – 6,2 (слабокислая);
Влагоемкость 300-600%.
Классификация:
Виды выделяются по мощности органогенного горизонта А0П
а) Перегнойно-глеевая
А0П < 50 см
b) Перегнойная
А0П > 50 см
Сельскохозяйственные использование:
Почвы низинных болот обладают высокими агротехническими свойствами. Могут
рассматриваться как основной пахотный фонд, после проведения коренной мелиорации.




33
VI.
Переходные болота (перегнойно-торфяная почва) – эдификаторами являются сфагновые
и зеленые мхи.
Строение профиля:
А0 – моховой очес из сфагновых и зеленых мхов.
А0ПT – перегнойно-торфяный, бурый, крупнокомковатый, в средней
степени разложившийся торф. Степень разложения торфа лучше, чем у
торфяной, но хуже чем у перегнойной почв.
GC – глеевый горизонт, переходящий в почвообразующую почву.
С – озерные, озерно-ледниковых отложения и бескарбонатные
моренные суглинки.
Агрохимические характеристики:
Зольность – 5-10%
Содержание N – 2-3%;
pH – 3,5 – 5,8;
Влагоемкость 600-900%
Классификация:
Виды выделяются по мощности органогенного горизонта А0ПT
а) Перегнойно-торфяно-глеевая
А0ПT < 50 см
b) Перегнойно-торфяная
А0ПT > 50 см
Сельскохозяйственное использование:
Переходные болота занимают крайне незначительную площадь. Как сельскохозяйственные
угодья не используются, как резервный пахотный фонд не рассматриваются.




Почвенный покров лесо-степной зоны суббореального пояса
Почвы лесо-таёжной зоны образуются в степях и являются переходным звеном между
почвами таёжных зон (дерново-подзолистыми) и почвами безлесных областей (чернозёмы),
Суббореальный или умеренно-теплый, биоклиматический пояс расположен южнее
бореального. Условия увлажнения крайне разнообразны, от влажно-лесных до типично пустынных.
Почвенное разнообразие суббореального пояса биоклиматически представлено типами и подтипами
серых лесных почв, черноземов, каштановых и бурых полупустынных почв. Лесные территории
суббореального пояса на равнинах приурочены в основном к Западной Европе и широкое
распространение получили в различных горных системах Евразии (Карпаты, Крым, Кавказ, Алтай).
В южных частях азиатского сектора суббореального пояса в основном преобладают степные,
сухостепные, полупустынные пространства и пустыни.
Почвы формируются на лёссах и лёссовидных суглинках. Это осадочные горные породы не
ледникового происхождения, содержащие карбонаты.
Тип водного режима – периодически промывной. Основной процесс почвообразования –
дерновый, на который частично накладывается подзолистый.
I.
Серая лесная почва – формируется в лесостепной зоне, является
переходным звеном от почв подзолистого типа к черноземам.
Основной процесс почвообразования – дерновый, на который
накладывается подзолистый. Почвообразование идет на лёссах
(осадочных горных породах) или лёссовидных суглинках.
Растительность лесостепная, с хорошо выраженным травянистым
ярусом. Тип водного режима – периодически промывной.
Строение профиля:
Аd-A0 – дерновый горизонт, в зависимости от условий
почвообразования.
A1 – гумусовый горизонт, до 35 см. Серый комковатый,
хорошо оструктуренный; в следующий горизонт переходит
постепенно.
34
A1A2 – гумусово-элювиальный горизонт, светло-серый, белесоватый, переходит в следующий
горизонт затеками.
B – переходный горизонт, красновато-коричневого цвета, ореховатый по структуре.
CCa – лёсс, палевый или светло-коричневый, тяжелосуглинистый, пористый, содержит
карбонаты.
Агрохимические характеристики:
 Содержание гумуса – 2-6%
 ГК/ФК = 1,5
 Тип гумуса – фульвато-гуматный, гумус по профилю убывает резко
 рНKCl = 5,5 – 6,1
 Состав обменных катионов Ca2+, Mg2+> H+, Al3+
 ЕКП < 20-40 ммоль/100 г почвы
 Валовый состав неоднороден
 Вскипает в почвообразующей породе
Классификация:
Подтипы выделяются по мощности гумусового горизонта А1 и содержанию гумуса в
процентах
Подтипы почв
Мощность А1, см
Гумус, %
Светлосерые
До 30-35
2-3
Серые
25
3-4
Тёмносерые
10-20
4-6
Сельскохозяйственное использование:
Значительная часть серых лесных почв распахана. Для сохранения почв необходимо:
предотвращение водной и ветровой эрозии (распашка поперек склонов); создание лесозащитных
полос, снегозадержание и внесение средних рекомендуемых доз органических и минеральных
удобрений.
II.
Чернозёмы - образуются в лесостепной и степной зонах Евразии и
прериях Северной Америки. Данные почвы – самые плодородные почвы мира.
Происхождение чернозёма было раскрыто в работе В. В. Докучаева
«Русский чернозём». В. Докучаев назвал чернозем «царем почв», по его мнению,
образование чернозема связано с оптимальным («удивительно счастливым»)
сочетанием всех факторов почвообразования. Образуется при периодически
промывном типе водного режима, на лёссах под ковыльно-злаковой
растительностью и, по Докучаеву, под «дикой степной растительностью».
Основной процесс почвообразования – дерновый. Профиль слабо
дифференцирован на генетические горизонты. Мощность профиля у
сверхмощных чернозёмов достигает 2 метров.
Строение профиля:
Аd – дёрн, представлен степным войлоком.
A1 – верхний первый гумусовый горизонт, чёрный или серовато-чёрный,
зернистый. Тяжелосуглинистый, переход в следующий горизонт постепенный,
неясный.
B1(Ca) – второй нижний гумусовый горизонт. Чернозёмы – единственные
почвы мира у которых оба горизонта А1 и В1 являются гумусовыми. Комковатый,
у некоторых подтипов вскипает. Переходит в следующий горизонт постепенно.
B2(Ca) – переходный горизонт, темно-коричневый, тяжелосуглинистый,
ореховато-комковатый, содержит гумус. У некоторых подтипов вскипает и
содержит белоглазку.
СCa – лёсс, палевый, тяжелосуглинистый плотный, пористый, содержит карбонаты.
Агрохимические характеристики:
 Содержание гумуса – 10% и более
 ГК/ФК = 2
35


Тип гумуса – гуматный, гумус по профилю убывает постепенно
рНKCl и состав обменных катионов:
- оподзоленные и выщелоченные рНKCl < 7 – Са2+, Мg2+> H+, Al3+;
- типичный чернозем рНKCl =7 - Са2+, Мg2+;
- обыкновенные и южные – рНKCl > 7 - Са2+, Мg2+> Na+ , K+.
 ЕКП < 60 ммоль/100 г почвы
 Валовый состав однородный
 Глубина залегания карбонатов уменьшается от оподзоленных (горизонт ССа) к южным
(горизонт В2 содержит белоглазка).
 Содержание гумуса и мощность гумусового горизонта нарастает от оподзоленного к
типичному. Типичные черноземы имеют максимальное содержание гумуса и максимальную
мощность гумусового горизонта, которая уменьшается к южным черноземам.
Классификация:
Виды выделяются по мощности по мощности гумусового горизонта А1
Подтип
А+В в см
Глубина залегания карбонатов
Оподзоленный
70-80
С 120-150
Выщелоченный
80-90
В, 90-120
Типичный
Обыкновенный
Южный
90-120 и более
65-85
45-60
В, 80-70
В нижней части гор А, В2,
белоглазка
В средней части гор А, В2,
белоглазка
1. По мощности А+В1:
 Маломощные
< 40 см
 Среднемощные
40-80 см
 Мощные
80-120 см
 Сверхмощные
> 120 см
2. По содержанию гумуса в горизонте А1:
 Малогумусовые
<6%
 Среднегумусовые
6-9 %
 Высокогумусовые
>9%
3. По степени оподзоленности:
 Слабо оподзоленные
 Средне оподзоленные
 Сильно оподзоленные
4. По степени эродированности (для пахотных почв):
 Слабо эродированные
 Среднее эродированные
 Сильно эродированные
На юге Западной Сибири образуется лугово-черноземные почвы. Они образуются при
близком залегании грунтовых вод и оглеением в нижней части профиля – это лугово-чернозёмные
зоны. В степной зоне гидроморфизм обозначается в названии через слово «луговой». Луговочернозёмные почвы характеризуются ещё большей размытостью гумуса по профилю. Наибольшие
площади лугово-чернозёмные почвы занимают на юге Западной Сибири.
Сельскохозяйственные использование:
Большая часть черноземных почв распахана – это основной пахотный фонд Российской
Федерации. Для сохранения их плодородия необходимо: предотвращать ветреные и водные эрозии
(распашка поперек склонов и создание лесозащитных полос); снегозадержание; использование более
легкой техники; возвращение элементов питания в почву путем внесения минеральных удобрений.
36
III.
Каштановые почвы – образуются в подзоне
сухих степей, расположены южнее черноземных почв.
Образованы при непромывном и выпотном или десукционновыпотном типах водного режима. Под ковыльнотипчаковыми ассоциациями на лёссах, часто засоленных.
Профиль четко дифференцирован на генетические
горизонты. Основной процесс почвообразования – дерновый,
часто в сочетании с засолением. Основной диагностический
признак – наличие в средней части профиля белоглазки
(CaCO3).
Строение профиля:
Аd- дерн или степной войлок;
А1 – гумусовый горизонт, темно-серый или черный, зернистый. Мощность гумусового
горизонта до 40 см, переходит в следующий горизонт многочисленными затеками;
ВСа – гумусовый переходный горизонт, каштановый или серовато-бурый, тяжелосуглинистый;
ореховато-комковатый; вскипает, так как содержит белоглазку;
ССа - СS – лёсс или засоленный лёсс.
Валовый состав типичного чернозёма
Глубина, Гумус, N, %
CO2,
В % на прокалённую бескарбонатную навеску
см
%
%
SiO2
Al2O3
Fe2O3
R2O3
MgO
P2O5
0-10
10,61
0,52
78,97
10,67
4,32
14,99
1,14
0,32
20-30
8,23
0,46
78,28
10,52
4,20
14,72
1,10
0,36
40-50
6,34
0,36
78,32
10,64
4,24
14,88
1,12
0,29
70-80
4,82
0,28
78,41
10,68
4,30
14,98
1,11
0,25
110-120
2,22
0,17
1,21
78.28
10,55
4,40
14,95
1,09
0,18
Агрохимические характеристики:
Содержание гумуса – 2-6%
ГК/ФК = 1,5
Тип образования гумуса – фульватно-гуматный
рНКСд = 7,5-8,0
Состав обменных катионов: Ca2+,Mg2+,Na+,K+
ЕКП = 20-40ммоль/100 г
Валовый состав Валовый состав неоднородный
Вскипает в горизонте В, содержит белоглазку
Классификация:
Виды выделяются по степени оглеения
I.
Каштановая (обыкновенная)
Ad+A1+BCa+CCa
II.
Лугово-каштановая
Ad+A1+BCa(g)+CCa(g)
III.
Каштаново-луговая
Ad+A1+GCa+CCa(g)
Виды выделяются по мощности гумусового горизонта А1
а) Темно-каштановая
А1 = 30-40 см
b) Каштановая
А1 = 20-25 см
с) Светло-каштановая
А1 = 15-20 см
Сельскохозяйственное использование:
Для сохранения плодородия каштановых почв необходимо: предотвращать ветровые и водные
эрозии (распашка поперек склонов и создание лесозащитных полос); снегозадержание;
предотвращение вторичного засоления (путем нормирования полива, так как богарное
(бесполивочное) земледелие в зоне сухих степей невозможно), агротехнические мероприятия,
направленные на предотвращение потери влаги.








37
Засоленные почвы.
Засоленные почвы — почвы, содержащие во всём профиле или в его
части легкорастворимые минеральные соли в количествах, вредных
для растений (более 1%). Основной процесс почвообразования –
засоление, это аккумуляция легко растворимых солей СО32-, SO42-, Cl,Ca2+,Mg2+,Na+,K+.
К засоленным почвам относятся – солончаки, солонцы и солоди
кроме этого засолению могут подвергаться и другие типы почв.
Засоленные почвы не образуют сплошной почвенной зоны и
относятся к интразональным.
Причины засоления:
Засоление может наступать под действием природных факторов, а также под действием человека.
Первичное засоление – осуществляется под действием природных факторов
 Близкое залегание высокоминерализованных грунтовых вод (содержание легкорастворимых
солей).
 Засолённая почвообразующая порода
 Эоловый перенос солей
 Недостаток увлажнения (выпотной тип водного режима)
 Биогенные факторы осуществляются при десукционно-выпотном типе водного режима –
солянковая растительность поднимает минерализованные воды на поверхность, благодаря
глубокой корневой системе.
Вторичное засоление – связано с сельскохозяйственной деятельностью человека.
 При избыточном поливе часть ирригационных вод попадает в грунтовые воды, вызывая тем
самым их объём. При выпотном типе водного режима преобладают восходящие потоки
воздуха, поэтому при испарении легкорастворимые почвы остаются в почвенном профиле.
Солончаки
Солончаки – почва, засолённая по всему профилю. Максимальное количество солей
приходится на верхнюю часть профиля.
Солончаком считается почва, содержащая в сухом остатке более 10% легкорастворимых
солей. Максимальное количество солей содержат корковые солончаки (образующие сверху корку
солей).
Почва не имеет своего собственного профиля и принимает профиль той почвы, на которой
образуется.
Это отражается в номенклатуре солончаков, с указанием на почвы на какой он образовался,
например, солончак на чернозёме. Морфологические признаки и агрохимические свойства будут
соответствовать зональной почве, на которой образовался солончак, меняется лишь частично окраска
из-за присыпки легко растворимых солей, а также прожилок солей белого цвета.
Строение профиля на примере солончака на чернозёме:
А1(S) – верхний гумусовый горизонт, засоленный со скоплением легкорастворимых
солей в виде присыпки и прожилок
B1(S) – второй гумусовый горизонт, содержит легкорастворимые соли
B2(S) – переходный горизонт, засоленный с содержанием легкорастворимых солей;
CS – засоленный лёсс.
Агрохимические характеристики:
Сильно варьируются, и зависит от зоны почвообразования, на которой образуется
солончак. Все солончаки содержат большое количество обменного Na+, поэтому
характеризуются высокой щелочностью. Максимальная щелочность у содового
солончака – достигает рН = 9,0-9,5.
38
Строение профиля на примере солончака на чернозёме луговом:
А1(S) – верхний гумусовый горизонт, засоленный со скоплением легкорастворимых
солей в виде присыпки и прожилок
B1(S) – второй гумусовый горизонт, содержит легкорастворимые соли
Gs – засолённый глей;
CS – засоленный лёсс, оглеён.
Классификация:
Номенклатура солончаков зависит от почвы, на которой он образовался.
По способу образования выделяют следующие группы солончаков:
Эолово-бугристые – образованы при переносе солей ветром
Тип и строение
Особенности
Подтип
Условия образования
профиля
формирования
Гидроморфные,
При обязательном
Типичные
Близкое залегания
As+Bs(g)+Csg
участии грунтовых вод (гидроморфные)
сильно
минерализованными
грунтовых вод
Луговые
Близкое залегание
грунтовых вод
невысокой
минерализации
Болотные
Очень близкое
залегание
минерализованных
грунтовых вод
Соровые
Днища высохших
солёных озёр и русел
древних рек
Приморские
Приморские молодые
террасы
Мерзлотные
В районах вечной
мерзлоты
Вторичные
При вторичном
засолении
оросительными водами
Автоморфные,
Без участия грунтовых Остаточные
Реликтовые на
As+Bs+Cs
вод
засолённых породах
Эолово-бугристые
При переносе солей
ветром
Род
По составу анионов
Cl-|SO42HCO3-|Cl-
Род
По составу катионов
Na++K+|Ca2++Mg2+ Ca2+|Mg2+
+SO43-
Хлоридный
Сульфатнохлоридный
Хлоридносульфатный
Сульфатный
Карбонатносульфатный
Сульфатносодовый
>2
1-2
-
0,2-1
-
<0,2
-
<0,2
>1
-
>2
Натриевый
Магниевонатриевый
Кальциевонатриевый
Кальциевомагниевый
Магниевокальциевый
39
>2
1-2
<1
1-2
>1
<1
<1
<1
>1
Деление на рода дается по составу анионов и катионов сухого остатка или почвенного раствора
Группировка почв по глубине залегания солей от поверхности
Название
Расстояние от поверхности
Солончаки
Начиная от поверхности
Солончаковые
С 5-30 см
Солончаковатые
С 30-100 см
Глубокосолончаковатые
С 100-150 см
Несолончаковатые
Глубже 150 см
Сельскохозяйственное использование:
Естественное плодородие солончаков крайне низкое. Они не пригодны для возделывания
сельскохозяйственных культур, из-за высокого содержания солей, токсичных для всех культурных
растений. Использование солончаков возможно только после их коренной мелиорации (промывки от
легкорастворимых солей и установки дренажных систем для снижения уровня засоленности
грунтовых вод).
Солонцы
Солонцы - встречаются среди чернозёмов, каштановых, бурых полупустынных почв, а также в
районах вечной мерзлоты, среди мерзлотно-таёжных почв Восточной Сибири. Почвы засолены в
средней части профиля. Имеют свой профиль, но несут черты зональной почвы, на которой они
образовались. Это отражается в их номенклатуре, например, солонец чернозёмный. Образуются при
рассолении солончаков.
Строение профиля:
А1 – гумусово-элювиальный горизонт, или «надсолонцовый». Горизонт. В данном
горизонте происходит вымывание солей. Окраска его зависит от зональной почвы,
более рыхлый, бесструктурный или пластинчато-комковатый
В1(S) – иллювиально-гумусовый, или «солонцовый» горизонт. Темно-бурый или с
коричневым оттенком, структура столбчатая или призматическая. Слитый
(плотный) в сухом состоянии, на структурных отдельностях выражена глянцевитая
лакировка. Во влажном состоянии вязкий, бесструктурный. Содержит присыпку
кремнезёма на структурных отдельностях
B2(Ca) – иллювиально-карбонатный горизонт. Менее уплотнен, бурно вскипает,
содержит много СаСО3, в виде яркой белоглазки, белых прожилок и
псеводмицелия
CS – засоленный лёсс.
Агрохимические характеристики:
Засолен в средней части профиля, так как образовался при рассолении солончака. Основной
процесс почвообразования – осолонцевание (аккумуляция обменного Na+ в ППК почвы). Имеет
резкую щелочную реакцию, которая достигает максимального значения в «солонцовом» горизонте
рНH2O = 9,0-9,5. В составе горизонта на ряду с Са2+ и Мg2+ содержится много обменного Na+.
Содержание гумуса варьирует от 1-2% до 5-7%. ЕКП тоже сильно варьирует в зависимости от
содержания гумуса от 5-8 до 20-25. Валовый состав неоднородный.
Классификация солонцов:
Подтипы (зональный признак):
Автоморфные солонцы (черноземы, каштановые, бурые полупустынные)
Полугидроморфные солонцы (лугово-черноземные; лугово-каштановые; лугово-бурыеполупустынные; лугово-мерзлотные)
Гидроморфные солонцы (черноземно-луговые, каштаново-луговые, бурые-полупустынные-луговые,
мерзлотно-таежные-луговые, болотные луговые)
Рода выделяют по глубине засоление и его химизму (катионно-анионный состав).
40
Сельскохозяйственное значение:
Природное плодородие солонцов крайне низкое. При использовании их в сельскохозяйственном
производстве необходимо проведение коренной мелиорации: гипсование в условиях достаточной
слабо обеспеченности, глубокой мелиоративной вспашке для вовлечения СаСО3 и гипса самой
почвы; внесение повышенных норм органических и минеральных удобрений, а так же травосеяние
на фоне орошения.
Солоди
Солоди – образуются при рассолении солонцов, при процессе осолодения – вынос обменного Na+ из
ППК почвы. Профиль резко дифференцирован на генетические горизонты. Образуются в
лесостепной и степной зоне, а так же в условиях вечной мерзлоты. Широко представлены в Западной
Сибири и Дальнем Востоке.
Строение профиля:
А0-Ad – лесная подстилка или дерн, в зависимости от процесса
почвообразования
A1 – гумусовый горизонт. Серый и темно-серый, рыхлый; мощностью до 20 см
A2 – осолоделый горизонт, белесый, плитчатый или бесструктурный
B – иллювиальный горизонт, темно-бурого и бурого цвета; содержит
железисто-марганцевые конкреции; сильно уплотнён; структура ореховатопластинчатая. В следующий горизонт переходит затёками и языками;
CS – засоленная почвообразующая порода разного генеза. Имеет плотное
сложение, содержит большое количество карбонатов, часто бывает оглеена и
окрашена в сизые тона.
Агрохимические характеристики:
Содержание гумуса – от 2-3% до 4-6%
Тип гумуса – гумато-фульватный, гумус по профилю убывает резко
рН меняется по профилю - в верхней части среда кислая, в нижней части –
среда щелочная
Состав обменных катионов – Са2+,Mg2+; в верхней части Н+, а в нижней Na+
ЕКП – 5-15 млмоль/100 гр. почвы
Валовый состав неоднородные, вскипает в горизонте СS
Классификация:
Подтипы выделяются по условиям почвообразования и строению профиля:
Лесные (типичные)
А0+А1+А2+В+СS
Луговые (дерновые)
Аd+A1+A2+B+CS
Торфянистые (болотные)
А0+Аd+A2(g)+G+CS(g)
- Торфяные А0Т> 30 см и торфянистые А0Т<30 см
- Глеевые G и глееватые g.
Сельскохозяйственное значение:
Характеризуются низким естественным плодородием, при использовании их под пашню необходимо
внесение высоких норм органических и минеральных удобрений, землевание пятен солоди, нередко
их известкование.
Тип и строение
профиля
Автоморфные
A1+B1+Bк+Bг+Cs
Подтип по
Основные
зональному признаку морфологические
признаки
Чернозёмные
Каштановые
Бурые полупустынные
Профиль резко
расчленён на
горизонты
41
Род
По глубине засоления
(верхняя граница
выделения солей):
Полугидроморфные
A1+B1+B2(к)+Сs
Гидроморфные
A+B1+B2+Csg
Лугово-чернозёмные
Лугово-каштановые
Лугово-бурые
полупустынные
Лугово-мерзлотные
Чернозёмно-луговые
Каштаново-луговые
Бурые полупустынные
луговые
Лугово-болотные
Луговые мерзлотные
Резко выражены
карбонатный и
гипсовый горизонты
А часто заметно
оторван, в В2 и С
ясное оглеение
Солончаковые 5-30 см
Высокосолончаковые 30-50
см
Солончаковатые 50-100 см
Глубокосолончаковатые
100-150 см
Несолончаковатые >150 см
По химизму засоления:
Содовые
Содово-сульфатные
Содово-хлоридные
Хлоридно-сульфатные
Сельско-хозяйственное использование солонцов: природное плодородие солонцов крайне низкое,
при использовании их в с/х производстве необходимо проведение коренного улучшения: гипсование
в условиях достаточной влагообеспеченности (или мелиоративные вспашки для вовлечения CaCO3
или гипса самой почвы), внесение повышенных норм органических и минеральных удобрений, а
также травосеяния на фоне орошения.
Солоди – образуются при дальнейшем рассолении солончака. Один из процессов
почвообразования – осолодение – это вынос обменного натрия из ППК почвы. Образуются солоди в
лесо-степной и степной зоне, их значительные площади находятся на юге западной сибири. Среди
лугово-чернозёмных почв. Образуются также среди мерзлотно-таёжных почв восточной Сибири.
Образуется под лесной, луговой и болотной растительностью.
Агрохимические свойства:
 Содержание гумуса различно и колеблется от 2-3 до 10%
 Тип гумуса – гумато-фульватные
 ГК/ФК = 0,5
 Гумус убывает резко
 В верхней части профиля Ca, Mg, H, Al, в нижней части профиля Ca, Mg, Na, K. Поэтому
кислотность почвы меняется по профилю, в верхней части она кислая, в нижней щелочная.
 Валовый состав неоднородный
Подтип и строение
Основные морфологические признаки подтипа
Род
профиля
Типичные
(лесные), Мощность А0 1-3 см, А1<5 см, оглеение в С
Бескарбонатные
A0+A1+A2+B+C
Незасолённые
и
несолонцеватые
Луговые
(дерновые), Мощность Ad 1-5 см А1 – 5-25 см, оглеение в С
Солонцеватые
Ad+A1+A2+B+C
иВ
Солончаковатые
Торфянистые (болотные), А0>5 см, торфянистый, А1- 5-10 см, оглеение по
о
Aт +A1+A2g+Bg+C
всему профилю
Солоди характеризуются низким природным плодородием, при использовании их под пашню
необходимо внесение высоких норм органических и минеральных удобрений, нередко известкование
Почвы влажных субтропиков – краснозёмы и желтозёмы
Образуются при алитном типе выветривания горных пород. Одним из процессов
почвообразования является ферролитизация. Тип водного режима – промывной, в РФ краснозёмы
встречаются в черноморском побережье краснодарского края, в целом краснозёмы и желтозёмы
приурочены к океаническим побережьям материаков, это юго-восточное побережье северной
Америки, Юго-восточное побережье Африки, Восточное побережье Австралии, Новая Зеландия
(Северный остров), Восточное побережье Евразии.
Профиль
краснозёмов
из
постепенно
сменяющих друг друга горизонтов.
42
А0 – лесная подстилка
А1 – гумусовый горизонт, серый или красно-серый, комковато-зернистый или комковатый, рыхлый,
тяжело-суглинистый
(А2) – эллювиальный горизонт, встречается только в оподзоленных краснозёмах, имеет палевую
окраску
В – переходный горизонт, красный, тяжелосуглинистый
С – материнская порода красноцветная, кора выветривания алитная
Агрохимические свойства:
Содержание гумуса варьирует от4-8% до 10%
Тип гумуса резко фульватный
ГК/ФК = <0,5
Гумус по профилю убывает резко
Состав обменных катионов Ca, Mg < H,Al
pHKCl=5,5
В пределах профиля не вскипает
Подтипы выделяются по строению профиля
1) А0+А1+В+С
Краснозём типичный
2) А0+А1+А2+В+С
Краснозём оподзоленный
3) А1+В+С
Краснозёмы эродированные
Сельскохозяйственные
Серозёмы
Почвы - сухих субтропиков. На территории РФ серозёмы занимают крайне незначительную
площадь и встречаются только лишь частично при каспийской низменности. В целом чернозёмы
занимают значительную площадь на территории центральной и средней Азии. Тип водного режима –
непромывной – образуются под травянистыми сообществами пустынных и полупустынных областей
субтропического пояса. Почвообразующая порода – лёсс. Профиль серозёма слабо дифференцирован
на генетические горизонты.
Строение профиля:
А1(Са) – гумусово-аккумулятивный слой
Агрохимические характеристики:
 Содержание гумуса 1-4%
 ГК/ФК 1-1,5
 Тип гумуса – фульвато-гуматный
 Гумус по профилю убывает постепенно
 pHKCl=7-8
 Состав обменных катионов Ca, Mg < Na, K
 ЕКП = 10 ммоль/100 г почвы
 Валовый состав однороден
 Вскипает с поверхности\
Классифицируют серозём по мощности горизонта, содержанию гумуса и содержания карбонатов:
Подтип
Малокарбонатный
Светлый
Типичный
Тёмный
Мощность А в см
~10
10-15
15-18
20 (25)
Гумус, %
1,0
1-2
2-3
3-4
CaCO3, в % в А
0,5-3,5
4-8 (10)
2-8
1-6,5
Сельскохозяйственное использование: в зоне сухих субтропиков богарное земледелие невозможно.
Для успешного земледелия необходимо создание сети оросительных каналов; соблюдение норм полива; для
предотвращения вторичного засоления; гипсование щелочных почв, введение сидеральных севооборотов.
43