Слияние почв
Зернистая — равномерно неровная поверхность с ясной зернистостью структурных отдельностей, характерная для гумусовых горизонтов степных и луговостепных почв.
Неравномерно-комковатая — весьма неровная поверхность, созданная чередованием комков разного размера и бесструктурного пылеватого материала, характерная для гумусового горизонта лесных или сухо-степных почв.
Ребристая — неровная поверхность, создаваемая угловатыми выступами ореховатых или призмовидных отдельностей, характерная для лесных почв, особенно для их иллювиальных горизонтов.
Раковистая — неровная поверхность с характерными неглубокими углублениями с острыми ребрами между ними, напоминающими раковистый излом крупных кристаллов кварца или стекла, характерная для призматических иллювиальных горизонтов, сильно обогащенных коллоидами.
Кавернозная — ровная поверхность со случайно распределенными округлыми углублениями, характерная для водно-аккумулятивных карбонатных и засоленных наносов и развитых на них почв.
Трещиноватая — относительно ровная поверхность, обычно шероховатая, пересеченная неправильной сетью тонких трещин.
Призмовидио-трещиноватая — относительно ровная или ребристая, либо гребнистая поверхность, составленная гранями призмовидных или призматических структурных отдельностеи с более или менее правильной сетью тонких трещнн между ними, характерная для иллювиальных горизонтов.
Щелеватая — относительно ровная шероховатая либо зернистая или ровная поверхность, рассеченная сетью крупных вертикальных трещин, идущих от поверхности почвы.
Шлаковидная — неровная поверхность, составленная округлыми, часто сферическими поверхностями конкреций почвенного материала, сочетающимися между собой в единой матрице; характерна для конкреционных аккумулятивных горизонтов и кор.
Поверхность скольжения (slickenside) — «зализанная» гладкая или шероховатая со штриховкой скольжения поверхность, сформированная при движении одной части почвенной массы относительно другой.
Характеристика внутренней поверхности при микроморфологическом изучении почв дается вместе с характеристикой их пористости, поскольку сама классификация морфологии пор строится в значительной степени с учетом характера их поверхности. Однако при этом учитывается и характер материала, слагающего стенки пор, т. е. материала, которым сложена внутренняя поверхность почвы, что весьма трудно сделать при макро-морфологическом исследовании почвенного профиля. Материал, слагающий стенки пустот, служит существенным диагностическим признаком разных почв и заслуживает внимательного исследования. Е. И. Парфенова и Е. А. Ярилова дают следующую схему классификации материала стенок пор или внутренней почвенной поверхности.
Не измененная основа — стенки пор, состоящие из неизмененного материала основы, характерны для почв и горизонтов, в которых не происходит перемещение плазменных веществ;
Зерна скелета (выступающие в пору из основы или лежащие на стенке в поре) — накопление зерен скелета на стенках пор может быть связано или с выносом тонких частиц при элювиальном процессе (зерна выступают в пору из основы) или с механическим привносом в пору (зерна отложены на стенках пор);
Плазменный материал—диффузионные концентрации плазменных веществ (глина, гумус, гидроокислы и т. д.) в основе у стенок пор; поровая ориентировка глины — глинистый материал основы имеет полосчатую ориентировку по краю поры за счет более упорядоченного расположения частиц плазмы самой основы, без дополнительного приноса глины и отложения ее на стенке поры; натеки — плазменные вещества отложены непосредственно на стенках пор из циркулирующих в них растворов и суспензий; они часто слоисты и имеют резкую границу с основой, хотя возможно и взаимопроникновение во внутренних слоях;
Соли (выцветы из основы в пору или осажденные на стенке в поре) — в одном случае происходит подтягивание концентрированных растворов из основы в пору, заполненную воздухом, и выделение кристаллов солей на поверхности стенок пор и в прилегающей к ним части основы, причем получается неровная граница между солевыми выцветами и основой, а выцветы уходят своими «корнями» в глубь основы; во втором случае кристаллы осаждаются на стенках пор при испарении циркулирующих растворов; частным случаем последнего явления служит перекристаллизация солей на стенках пор. Все виды выделений на стенках пор могут быть простыми, сложными и составными, т. е. состоять из одного материала (гумус, глина, соли, карбонат кальция и т. д.) либо из смеси разных веществ. В сложной форме материал одного состава включен в рассеянном виде в материал другого состава. Составной формой авторы называют сочетание одного четко ограниченного новообразования с другим, также четко ограниченным. Надо заметить, что в приведенной схеме не разделяются два явления: собственно материал почвенной основы (матрица) и новообразования на ее поверхности в порах. Брюэр, как и многие другие микроморфологи, разграничивает эти явления и рассматривает их раздельно, что, вероятно, целесообразно. В любом случае, характеризуя морфологически внутреннюю поверхность почв как в микро-так и макромасштабе, оба явления дрлжны быть отмечены и охарактеризованы соответствующими терминами. Описывая характер внутренней поверхности почв, приходится обращать особое внимание на то, является ли она «свободной» поверхностью почвенной массы или прикрыта разнообразными корочками, пленками, натеками, примазками, присыпками и т. п.
Некоторые свойства почвенной массы, определяющие ее сложение
Со сложением почв непосредственно связаны некоторые физические свойства, характеризующие их морфологический облик и относительно просто определяемые при полевом описании почв. Они характеризуют, с одной стороны, сложение почвы как таковое, и прежде всего плотность упаковки частиц и агрегатов, а с другой — устойчивость формы почвенных агрегатов при различных внешних воздействиях. Это такие свойства почвенной массы, как ее консистенция, включая липкость и пластичность, и твердость или плотность сложения. Поскольку все эти свойства в значительной степени зависят от почвенной влажности, то и описываются они при определенном состоянии влажности почвы.
Консистенция почвы (soil consistence) — «совокупность свойств, которые приобретает почва в результате действия сил сцепления и которые прежде всего сказываются в сопротивлении почвы изменению формы». В сильной степени консистенция почвы зависит от ее гранулометрического состава: песчаные почвы не способны сохранять постоянную форму даже при увлажнении, глинистые же почвы хорошо формуются при большом диапазоне влажности. Зависит она также от характера глинистых минералов, поглощающего комплекса, его насыщенности теми или иными катионами, степени гумусированности и характера гумуса, содержания свободных коллоидов, полуторных окислов, степени и характера микро- и макроагрегированности. В зависимости от вида прилагаемого к почве воздействия различают два вида консистенции почвы.
Липкость (stickiness) — способность почвенной массы прилипать к посторонним предметам (в полевых условиях определяется путем сдавливания почвы, находящейся в состоянии увлажнения несколько выше полевой влагоемкости — сырой почвы, — между большим и указательным пальцами); четыре градации липкости могут быть установлены в почвах:
Нелипкая (non-sticky) — после сдавливания на пальцах не остается прилипшего материала; слаболипкая (slightly sticky) — после сдавливания на обоих пальцах остается немного прилипшего материала, но он легко отваливается, оставляя пальцы чистыми; умеренно липкая (sticky) — после сдавливания на пальцах остается с трудом отваливающийся прилипший материал, а пальцы разжимаются с некоторым усилием; сильнолипкая, очень липкая (very sticky) — после сдавливания на пальцах остается сильно прилипший материал, а пальцы разжимаются с большим трудом.
Пластичность (plasticity) — способность почвенной массы изменять свою форму под влиянием внешнего воздействия и устойчиво сохранять приобретенную форму после снятия воздействия (в полевых условиях определяется путем скатывания почвенной массы, находящейся в состоянии увлажнения, несколько выше полевой влагоемкости — сырой почвы, в шнур); могут быть установлены пять градаций пластичности почвы: непластичная (non-plastic) — почвенный материал не скатывается в шнур; очень слабопластичная (very slightly plastic) — почвенный материал плохо скатывается в шнур толщиной не менее 8 мм; слабопластичная (slightly plastic) — почвенный материал относительно плохо скатывается в шнур толщиной не менее 3 мм и очень легко деформируется; умеренно пластичная, пластичная (plastic) — почвенный материал легко скатывается в шнур толщиной 1—2 мм и деформируется с усилием; сильнопластичная (very plastic) — почвенный материал легко скатывается в шнур толщиной менее 1 мм и деформируется лишь при сильном сдавливании. Липкость и пластичность почвы, определяемые комплексом параметров ее состава и физико-химических свойств, имеют большое значение с точки зрения морфологии почвы прежде всего для формирования почвенной структуры. Нелипкая либо сильнолипкая почва имеет плохо выраженную структуру или бесструктурна; раздельно-частичная в первом случае и массивная —во втором; слаболипкая и липкая почва имеет тенденцию к образованию хорошо оформленной структуры с высокой порозностью. Точно так же почвы с малой или слишком высокой пластичностью плохо поддаются природному (или искусственному) оструктуриванию. Устойчивость и степень выраженности почвенной структуры непосредственно зависят от консистенции почвенной массы.
Твердость почвы (soil hardness) — «противодействие почвы сжатию, толчкам, ударам, разрыву, сгибанию и ломанию».
В почвоведении существуют три подхода к пониманию н определению твердости почвы. В одних почвенных школах (например, школа ГДР) принято понимать твердость почвы только как сопротивление ее сдавливанию или расклиниванию, т. е. определяется собственно твердость почвы по нескольким градациям
Очень незначительная — почва рыхлая, твердомер (или нож) проникает в нее без сопротивления. Малая — почва мягкая, разрушается прн легком сжатии, твердомер (или нож) проникает при легком усилии. Умеренная — почва разрушается при умеренном усилии, твердомер (или нож) проникает при давлении на несколько сантиметров. Высокая — почва разрушается с большим трудом, твердомер (или нож) проникает лишь на несколько миллиметров и при большом давлении. Очень высокая — почва не разрушается при сжатии,
а твердомер (или нож) не проникает в почву. Иной подход применяется в школе США (USDA, 1951). Почвоведы США различают два вида твердости почвы: 1) плотность сложения или консистенция во влажном состоянии (firmness, consistence when moist) н 2) твердость или консистенция в сухом состоянии (hardness, consistence when dry). Эти два параметра определяются в поле различными способами. Плотность сложения определяется в состоянии влажности между полевой влагоемкостью и воздушно-сухой почвой (влажная или слегка влажная почва) путем раздавливания почвенной массы в руке по следующим градациям: Рассыпчатая (loose) — несвязный почвенный материал. Очень рыхлая (very friable) — материал разрушается при очень легком сдавливании, но при сжимании не рассыпается. Рыхлая (friable) — материал легко разрушается при легком или умеренном сдавливании между большим и указательным пальцами. Стойкая (firm) — материал разрушается при умеренном сдавливании между большим и указательным пальцами, но при заметном сопротивлении. Очень стойкая (very firm) — материал разрушается при сильном сдавливании.
Исключительно стойкая (extremely firm) — материал разрушается лишь при очень сильном сдавливании и по частям. Слитая (compact) — сочетание стойкой плотности сложения с плотной упаковкой частиц. Твердость почвы в школе США определяется также путем раздавливания почвенного материала в руке, но в воздушно-сухом состоянии по следующим градациям:
Рассыпчатая (loose) — несвязный почвенный материал. Мягкая (soft) — материал очень слабо связан и рыхлый, рассыпается в порошок при очень легком сдавливании. Слаботвердая (slightly hard) — слабо устойчивая к сдавливанию, легко разрушается между большим н указательным пальцами. Твердая (hard) — умеренно устойчивая к сдавливанию. Очень твердая (very hard) — разрушается рукой с трудом, а между двумя пальцами не разрушается. Исключительно твердая (extremely hard) — не разрушается при сдавливании рукой. Для советской школы характерен синтетический подход к пониманию н определению твердости почвы, под которой подразумевается как собственно твердость почвенной массы, так и плотность ее сложения. Различаются следующие градации твердости или «плотности» почвы, определяемые в поле.
Очень рыхлая — полностью разрыхленная почвенная масса, в которой остаются глубокие следы при ступании на нее ногой; горсть влажной почвы при сжимании превращается в небольшой комок (пухлая, вспученная почва).
Рыхлая — почвенная масса с небольшой связанностью частиц или агрегатов, легко рассыпающаяся при копке с лопаты; твердомер (или нож) полностью входит в почву при легком нажатии.
Несколько уплотненная — почвенная масса хорошо оструктурена, легко копается и легко рассыпается с лопаты; твердомер (или нож) легко проникает в почву на несколько сантиметров при небольшом нажатии.
Твердая — почвенная масса немного пориста и бесструктурна, с трудом копается лопатой; твердомер (или нож) с трудом проникает в почву на несколько миллиметров (до 1—2 см) при сильном нажатии.
Очень твердая — почвенная масса почти не поддается лопате и разбивается лишь ломом или кнркой; твердомер (или нож) не проникает в почву при сильном нажатии.
Типы сложения почв
Необходимо дать краткое резюме в виде перечня типов сложения, обобщив весь материал по характеристике этого свойства почвы. Обычно при морфологическом описании почв в полевых условиях не дается обобщенная характеристика почв по типу сложения, а характеризуются лишь отдельные компоненты его: структура, порозность, твердость и т. п. В то же время каждый вид почвы различается по общему сложению почвенной массы в зависимости от типа почвообразования, характера почвообразующей породы, возраста почвообразования, характера использования человеком. Обобщая имеющиеся материалы, можно выделить следующие типы сложения почв.
Рыхлое сложение — частицы или агрегаты в почвенной массе не связаны между собой или связаны столь непрочно, что легко рассыпаются при механическом воздействии (копка, вспашка).
Рыхлое раздельно-частичное сложение — рыхлая почва состоит из отдельных не связанных или очень слабо связанных между собой частиц (например, песок, псевдопесок, пыль). Рыхлое структурное сложение — рыхлая почва состоит из прочных структурных отдельностей, не связанных или слабо связанных между собой (например, зернистый гумусовый горизонт некоторых черноземов или ореховатый горизонт некоторых серых лесных почв). Рыхлое конкреционное сложение — рыхлая почва состоит из прочных округлых конкреций (железистых, карбонатных), составляющих более половины почвенной массы, не связанных между собой и пересыпанных мелкоземом (например, карбонатные горизонты некоторых темных слитых почв тропиков или сероземов, железнсто-конкреционные горизонты красно-бурых почв тропических саванн).
Рыхлое каменистое сложение — рыхлая почва состоит из обломков камней, не связанных между собой, составляющих более половины почвенной массы и пересыпанных мелкоземом (например, многие горные или примитивно-щебнистые почвы).
Плотное сложение — частицы или агрегаты в почвенной массе довольно прочно связаны друг с другом, образуя сплошное тело устойчивой формы, разрушающееся лишь при некотором усилии.
Плотное структурное сложение — плотная почва имеет выраженную структуру того или иного типа (большинство почв).
Плотное слабоструктурное сложение — плотная почва имеет лишь едва намечающуюся структуру, обычно призмовидную либо комковатую или глыбистую (например, выпаханные горизонты дерново-подзолистых почв или горизонты В/С многих почв на суглинистых породах).
Плотное слоистое сложение — плотная почва имеет явную слоистость, являющуюся результатом либо почвообразования, либо породообразования (например, горизонт С красноземов на зебровидных глинах, ортзандовый горизонт песчаных подзолов, молодые почвы на глинистом или суглинистом слоистом аллювии).
Плотное ячеистое сложение — плотная почва имеет четко выраженные округлые разнообразной формы полости, выполненные иным по сравнению с окружающей матрицей материалом (например, плинтит).
Плотное капиллярное сложение — плотная почва не имеет структуры или лишь слаботрещиноватая, но пронизана густой сетью тонких капиллярных пор (например, лессовидный суглинок или лесс в нижних горизонтах профиля).
Плотное массивное сложение — плотная почва не имеет структуры и видимой порозности и выламывается крупными бесформенными глыбами с высокой твердостью в сухом состоянии (например, глеевый горизонт).
Плотное криотурбационное сложение — плотная почва имеет четко выраженную спутанно-волокнистую тонкую слоистость и характеризуется тиксотропностью (криотурбационные горизонты мерзлотных почв). Слитное сложение — частицы и мнкроагрегаты в бесструктурной почвенной массе очень прочно связаны между собой, образуя сплошную вязкую набухающую массу при увлажнении, сильно растрескивающуюся на крупные глыбы или столбовидные отдельности при высыхании (например, вертисоли или почвы рисовых полей).
Каменное сложение — частицы — микроагрегаты или конкреции сцементированы в сплошную каменную массу, не поддающуюся разрушению без специальных инструментов.
Каменное сплошное сложение — массивный сплошной сцементированный горизонт не обнаруживает никакой видимой структуры либо только зернистость и нерегулярную трещиноватость (например, карбонатные коры пустынь). Каменное слоистое сложение — массивный сцементированный горизонт не обнаруживает никакой видимой структуры либо только зернистость и нерегулярную трещиноватость при ясной слоистости (например, солевые или гипсовые коры пустынь) Каменное ячеистое сложение — массивная плотная сцементированная матрица сплошь пронизана округлыми полостями той или иной формы, пустыми или заполненными более мягким материалом (например, ячеистый латерит). Каменное конкреционно-шлаковидное сложение — массивный горизонт, состоящий нз прочно сцементированных округлых или шлаковидных конкреций и стяжений (например, гороховатый латерит или канкар). Важное примечание должно быть сделано к характеристике массивного и слитого сложения почв. Дело в том, что массивная бесструктурная почвенная масса отнюдь не однородна, а всегда имеет определенное сложение, которое может быть названо микрозональным сложением. Оно характеризуется тем, что в почвенной массе выделяются нерегулярно расположенные микрозоны концентрации тех или иных процессов, тех или иных веществ или организмов, иногда связанные с деятельностью почвенных организмов или корневых систем растений, иногда — с неоднородностью почвенной массы, исходной либо приобретенной в результате почвообразования или обработки почвы, Особенно четко такое микрозональное слитое или массивное сложение проявляется в глеевых горизонтах или в пахотных горизонтах почв рисовых полей. Например, в пахотном горизонте почвы затопленного рисового поля на общем фоне серо-сизой бесструктурной массы почвы четко выделяются черные точки, крапинки, прожилки интенсивной сульфатредукции, ржаво-охристые точки, крапинки, прожилки окислительной обстановки; в целом почвенная масса может быть очень пестрой, пятнистой, что хорошо видно как во влажном, так и в сухом ее состоянии.
Микрозональность сложения вообще является универсальной характеристикой почвы, характерной практически для всех типов сложения почв. Даже в четко дифференцированных на горизонты и хорошо оструктуренных почвах в каждом из горизонтов можно отметить определенное микросложеиие. Например, выделяются элювиальные микрозоны в гумусово-аккумулятивных горизонтах почв, иллювиальные микрозоны — в элювиальных. В бесструктурной почве они особенно ясны, но всегда в той или иной степени присутствуют и в структурной почве. Есть основания предполагать, что микрозональное сложение почвы имеет важное значение в ее генезисе (локализация тех или иных процессов на каких-то стадиях горизонтообразования), а также в корневом питании растений. Это явление пока представляется слабо исследованным и нуждается в дальнейшем серьезном изучении. При анализе, вероятно, целесообразно пользоваться предложенной Э. А. Корнблюмом схемой разделения почвенного горизонта на морфоны, а последних на морфемы, но при более четком определении этих понятий, чем они даны в настоящее время и, главное, при ясном определении Соотношений морфонов со структурными отдельностями (педами) и другими внутрипочвенными образованиями.
Зернистая — равномерно неровная поверхность с ясной зернистостью структурных отдельностей, характерная для гумусовых горизонтов степных и луговостепных почв.
Неравномерно-комковатая — весьма неровная поверхность, созданная чередованием комков разного размера и бесструктурного пылеватого материала, характерная для гумусового горизонта лесных или сухо-степных почв.
Ребристая — неровная поверхность, создаваемая угловатыми выступами ореховатых или призмовидных отдельностей, характерная для лесных почв, особенно для их иллювиальных горизонтов.
Раковистая — неровная поверхность с характерными неглубокими углублениями с острыми ребрами между ними, напоминающими раковистый излом крупных кристаллов кварца или стекла, характерная для призматических иллювиальных горизонтов, сильно обогащенных коллоидами.
Кавернозная — ровная поверхность со случайно распределенными округлыми углублениями, характерная для водно-аккумулятивных карбонатных и засоленных наносов и развитых на них почв.
Трещиноватая — относительно ровная поверхность, обычно шероховатая, пересеченная неправильной сетью тонких трещин.
Призмовидио-трещиноватая — относительно ровная или ребристая, либо гребнистая поверхность, составленная гранями призмовидных или призматических структурных отдельностеи с более или менее правильной сетью тонких трещнн между ними, характерная для иллювиальных горизонтов.
Щелеватая — относительно ровная шероховатая либо зернистая или ровная поверхность, рассеченная сетью крупных вертикальных трещин, идущих от поверхности почвы.
Шлаковидная — неровная поверхность, составленная округлыми, часто сферическими поверхностями конкреций почвенного материала, сочетающимися между собой в единой матрице; характерна для конкреционных аккумулятивных горизонтов и кор.
Поверхность скольжения (slickenside) — «зализанная» гладкая или шероховатая со штриховкой скольжения поверхность, сформированная при движении одной части почвенной массы относительно другой.
Характеристика внутренней поверхности при микроморфологическом изучении почв дается вместе с характеристикой их пористости, поскольку сама классификация морфологии пор строится в значительной степени с учетом характера их поверхности. Однако при этом учитывается и характер материала, слагающего стенки пор, т. е. материала, которым сложена внутренняя поверхность почвы, что весьма трудно сделать при макро-морфологическом исследовании почвенного профиля. Материал, слагающий стенки пустот, служит существенным диагностическим признаком разных почв и заслуживает внимательного исследования. Е. И. Парфенова и Е. А. Ярилова дают следующую схему классификации материала стенок пор или внутренней почвенной поверхности.
Не измененная основа — стенки пор, состоящие из неизмененного материала основы, характерны для почв и горизонтов, в которых не происходит перемещение плазменных веществ;
Зерна скелета (выступающие в пору из основы или лежащие на стенке в поре) — накопление зерен скелета на стенках пор может быть связано или с выносом тонких частиц при элювиальном процессе (зерна выступают в пору из основы) или с механическим привносом в пору (зерна отложены на стенках пор);
Плазменный материал—диффузионные концентрации плазменных веществ (глина, гумус, гидроокислы и т. д.) в основе у стенок пор; поровая ориентировка глины — глинистый материал основы имеет полосчатую ориентировку по краю поры за счет более упорядоченного расположения частиц плазмы самой основы, без дополнительного приноса глины и отложения ее на стенке поры; натеки — плазменные вещества отложены непосредственно на стенках пор из циркулирующих в них растворов и суспензий; они часто слоисты и имеют резкую границу с основой, хотя возможно и взаимопроникновение во внутренних слоях;
Соли (выцветы из основы в пору или осажденные на стенке в поре) — в одном случае происходит подтягивание концентрированных растворов из основы в пору, заполненную воздухом, и выделение кристаллов солей на поверхности стенок пор и в прилегающей к ним части основы, причем получается неровная граница между солевыми выцветами и основой, а выцветы уходят своими «корнями» в глубь основы; во втором случае кристаллы осаждаются на стенках пор при испарении циркулирующих растворов; частным случаем последнего явления служит перекристаллизация солей на стенках пор. Все виды выделений на стенках пор могут быть простыми, сложными и составными, т. е. состоять из одного материала (гумус, глина, соли, карбонат кальция и т. д.) либо из смеси разных веществ. В сложной форме материал одного состава включен в рассеянном виде в материал другого состава. Составной формой авторы называют сочетание одного четко ограниченного новообразования с другим, также четко ограниченным. Надо заметить, что в приведенной схеме не разделяются два явления: собственно материал почвенной основы (матрица) и новообразования на ее поверхности в порах. Брюэр, как и многие другие микроморфологи, разграничивает эти явления и рассматривает их раздельно, что, вероятно, целесообразно. В любом случае, характеризуя морфологически внутреннюю поверхность почв как в микро-так и макромасштабе, оба явления дрлжны быть отмечены и охарактеризованы соответствующими терминами. Описывая характер внутренней поверхности почв, приходится обращать особое внимание на то, является ли она «свободной» поверхностью почвенной массы или прикрыта разнообразными корочками, пленками, натеками, примазками, присыпками и т. п.
Некоторые свойства почвенной массы, определяющие ее сложение
Со сложением почв непосредственно связаны некоторые физические свойства, характеризующие их морфологический облик и относительно просто определяемые при полевом описании почв. Они характеризуют, с одной стороны, сложение почвы как таковое, и прежде всего плотность упаковки частиц и агрегатов, а с другой — устойчивость формы почвенных агрегатов при различных внешних воздействиях. Это такие свойства почвенной массы, как ее консистенция, включая липкость и пластичность, и твердость или плотность сложения. Поскольку все эти свойства в значительной степени зависят от почвенной влажности, то и описываются они при определенном состоянии влажности почвы.
Консистенция почвы (soil consistence) — «совокупность свойств, которые приобретает почва в результате действия сил сцепления и которые прежде всего сказываются в сопротивлении почвы изменению формы». В сильной степени консистенция почвы зависит от ее гранулометрического состава: песчаные почвы не способны сохранять постоянную форму даже при увлажнении, глинистые же почвы хорошо формуются при большом диапазоне влажности. Зависит она также от характера глинистых минералов, поглощающего комплекса, его насыщенности теми или иными катионами, степени гумусированности и характера гумуса, содержания свободных коллоидов, полуторных окислов, степени и характера микро- и макроагрегированности. В зависимости от вида прилагаемого к почве воздействия различают два вида консистенции почвы.
Липкость (stickiness) — способность почвенной массы прилипать к посторонним предметам (в полевых условиях определяется путем сдавливания почвы, находящейся в состоянии увлажнения несколько выше полевой влагоемкости — сырой почвы, — между большим и указательным пальцами); четыре градации липкости могут быть установлены в почвах:
Нелипкая (non-sticky) — после сдавливания на пальцах не остается прилипшего материала; слаболипкая (slightly sticky) — после сдавливания на обоих пальцах остается немного прилипшего материала, но он легко отваливается, оставляя пальцы чистыми; умеренно липкая (sticky) — после сдавливания на пальцах остается с трудом отваливающийся прилипший материал, а пальцы разжимаются с некоторым усилием; сильнолипкая, очень липкая (very sticky) — после сдавливания на пальцах остается сильно прилипший материал, а пальцы разжимаются с большим трудом.
Пластичность (plasticity) — способность почвенной массы изменять свою форму под влиянием внешнего воздействия и устойчиво сохранять приобретенную форму после снятия воздействия (в полевых условиях определяется путем скатывания почвенной массы, находящейся в состоянии увлажнения, несколько выше полевой влагоемкости — сырой почвы, в шнур); могут быть установлены пять градаций пластичности почвы: непластичная (non-plastic) — почвенный материал не скатывается в шнур; очень слабопластичная (very slightly plastic) — почвенный материал плохо скатывается в шнур толщиной не менее 8 мм; слабопластичная (slightly plastic) — почвенный материал относительно плохо скатывается в шнур толщиной не менее 3 мм и очень легко деформируется; умеренно пластичная, пластичная (plastic) — почвенный материал легко скатывается в шнур толщиной 1—2 мм и деформируется с усилием; сильнопластичная (very plastic) — почвенный материал легко скатывается в шнур толщиной менее 1 мм и деформируется лишь при сильном сдавливании. Липкость и пластичность почвы, определяемые комплексом параметров ее состава и физико-химических свойств, имеют большое значение с точки зрения морфологии почвы прежде всего для формирования почвенной структуры. Нелипкая либо сильнолипкая почва имеет плохо выраженную структуру или бесструктурна; раздельно-частичная в первом случае и массивная —во втором; слаболипкая и липкая почва имеет тенденцию к образованию хорошо оформленной структуры с высокой порозностью. Точно так же почвы с малой или слишком высокой пластичностью плохо поддаются природному (или искусственному) оструктуриванию. Устойчивость и степень выраженности почвенной структуры непосредственно зависят от консистенции почвенной массы.
Твердость почвы (soil hardness) — «противодействие почвы сжатию, толчкам, ударам, разрыву, сгибанию и ломанию».
В почвоведении существуют три подхода к пониманию н определению твердости почвы. В одних почвенных школах (например, школа ГДР) принято понимать твердость почвы только как сопротивление ее сдавливанию или расклиниванию, т. е. определяется собственно твердость почвы по нескольким градациям
Очень незначительная — почва рыхлая, твердомер (или нож) проникает в нее без сопротивления. Малая — почва мягкая, разрушается прн легком сжатии, твердомер (или нож) проникает при легком усилии. Умеренная — почва разрушается при умеренном усилии, твердомер (или нож) проникает при давлении на несколько сантиметров. Высокая — почва разрушается с большим трудом, твердомер (или нож) проникает лишь на несколько миллиметров и при большом давлении. Очень высокая — почва не разрушается при сжатии,
а твердомер (или нож) не проникает в почву. Иной подход применяется в школе США (USDA, 1951). Почвоведы США различают два вида твердости почвы: 1) плотность сложения или консистенция во влажном состоянии (firmness, consistence when moist) н 2) твердость или консистенция в сухом состоянии (hardness, consistence when dry). Эти два параметра определяются в поле различными способами. Плотность сложения определяется в состоянии влажности между полевой влагоемкостью и воздушно-сухой почвой (влажная или слегка влажная почва) путем раздавливания почвенной массы в руке по следующим градациям: Рассыпчатая (loose) — несвязный почвенный материал. Очень рыхлая (very friable) — материал разрушается при очень легком сдавливании, но при сжимании не рассыпается. Рыхлая (friable) — материал легко разрушается при легком или умеренном сдавливании между большим и указательным пальцами. Стойкая (firm) — материал разрушается при умеренном сдавливании между большим и указательным пальцами, но при заметном сопротивлении. Очень стойкая (very firm) — материал разрушается при сильном сдавливании.
Исключительно стойкая (extremely firm) — материал разрушается лишь при очень сильном сдавливании и по частям. Слитая (compact) — сочетание стойкой плотности сложения с плотной упаковкой частиц. Твердость почвы в школе США определяется также путем раздавливания почвенного материала в руке, но в воздушно-сухом состоянии по следующим градациям:
Рассыпчатая (loose) — несвязный почвенный материал. Мягкая (soft) — материал очень слабо связан и рыхлый, рассыпается в порошок при очень легком сдавливании. Слаботвердая (slightly hard) — слабо устойчивая к сдавливанию, легко разрушается между большим н указательным пальцами. Твердая (hard) — умеренно устойчивая к сдавливанию. Очень твердая (very hard) — разрушается рукой с трудом, а между двумя пальцами не разрушается. Исключительно твердая (extremely hard) — не разрушается при сдавливании рукой. Для советской школы характерен синтетический подход к пониманию н определению твердости почвы, под которой подразумевается как собственно твердость почвенной массы, так и плотность ее сложения. Различаются следующие градации твердости или «плотности» почвы, определяемые в поле.
Очень рыхлая — полностью разрыхленная почвенная масса, в которой остаются глубокие следы при ступании на нее ногой; горсть влажной почвы при сжимании превращается в небольшой комок (пухлая, вспученная почва).
Рыхлая — почвенная масса с небольшой связанностью частиц или агрегатов, легко рассыпающаяся при копке с лопаты; твердомер (или нож) полностью входит в почву при легком нажатии.
Несколько уплотненная — почвенная масса хорошо оструктурена, легко копается и легко рассыпается с лопаты; твердомер (или нож) легко проникает в почву на несколько сантиметров при небольшом нажатии.
Твердая — почвенная масса немного пориста и бесструктурна, с трудом копается лопатой; твердомер (или нож) с трудом проникает в почву на несколько миллиметров (до 1—2 см) при сильном нажатии.
Очень твердая — почвенная масса почти не поддается лопате и разбивается лишь ломом или кнркой; твердомер (или нож) не проникает в почву при сильном нажатии.
Типы сложения почв
Необходимо дать краткое резюме в виде перечня типов сложения, обобщив весь материал по характеристике этого свойства почвы. Обычно при морфологическом описании почв в полевых условиях не дается обобщенная характеристика почв по типу сложения, а характеризуются лишь отдельные компоненты его: структура, порозность, твердость и т. п. В то же время каждый вид почвы различается по общему сложению почвенной массы в зависимости от типа почвообразования, характера почвообразующей породы, возраста почвообразования, характера использования человеком. Обобщая имеющиеся материалы, можно выделить следующие типы сложения почв.
Рыхлое сложение — частицы или агрегаты в почвенной массе не связаны между собой или связаны столь непрочно, что легко рассыпаются при механическом воздействии (копка, вспашка).
Рыхлое раздельно-частичное сложение — рыхлая почва состоит из отдельных не связанных или очень слабо связанных между собой частиц (например, песок, псевдопесок, пыль). Рыхлое структурное сложение — рыхлая почва состоит из прочных структурных отдельностей, не связанных или слабо связанных между собой (например, зернистый гумусовый горизонт некоторых черноземов или ореховатый горизонт некоторых серых лесных почв). Рыхлое конкреционное сложение — рыхлая почва состоит из прочных округлых конкреций (железистых, карбонатных), составляющих более половины почвенной массы, не связанных между собой и пересыпанных мелкоземом (например, карбонатные горизонты некоторых темных слитых почв тропиков или сероземов, железнсто-конкреционные горизонты красно-бурых почв тропических саванн).
Рыхлое каменистое сложение — рыхлая почва состоит из обломков камней, не связанных между собой, составляющих более половины почвенной массы и пересыпанных мелкоземом (например, многие горные или примитивно-щебнистые почвы).
Плотное сложение — частицы или агрегаты в почвенной массе довольно прочно связаны друг с другом, образуя сплошное тело устойчивой формы, разрушающееся лишь при некотором усилии.
Плотное структурное сложение — плотная почва имеет выраженную структуру того или иного типа (большинство почв).
Плотное слабоструктурное сложение — плотная почва имеет лишь едва намечающуюся структуру, обычно призмовидную либо комковатую или глыбистую (например, выпаханные горизонты дерново-подзолистых почв или горизонты В/С многих почв на суглинистых породах).
Плотное слоистое сложение — плотная почва имеет явную слоистость, являющуюся результатом либо почвообразования, либо породообразования (например, горизонт С красноземов на зебровидных глинах, ортзандовый горизонт песчаных подзолов, молодые почвы на глинистом или суглинистом слоистом аллювии).
Плотное ячеистое сложение — плотная почва имеет четко выраженные округлые разнообразной формы полости, выполненные иным по сравнению с окружающей матрицей материалом (например, плинтит).
Плотное капиллярное сложение — плотная почва не имеет структуры или лишь слаботрещиноватая, но пронизана густой сетью тонких капиллярных пор (например, лессовидный суглинок или лесс в нижних горизонтах профиля).
Плотное массивное сложение — плотная почва не имеет структуры и видимой порозности и выламывается крупными бесформенными глыбами с высокой твердостью в сухом состоянии (например, глеевый горизонт).
Плотное криотурбационное сложение — плотная почва имеет четко выраженную спутанно-волокнистую тонкую слоистость и характеризуется тиксотропностью (криотурбационные горизонты мерзлотных почв). Слитное сложение — частицы и мнкроагрегаты в бесструктурной почвенной массе очень прочно связаны между собой, образуя сплошную вязкую набухающую массу при увлажнении, сильно растрескивающуюся на крупные глыбы или столбовидные отдельности при высыхании (например, вертисоли или почвы рисовых полей).
Каменное сложение — частицы — микроагрегаты или конкреции сцементированы в сплошную каменную массу, не поддающуюся разрушению без специальных инструментов.
Каменное сплошное сложение — массивный сплошной сцементированный горизонт не обнаруживает никакой видимой структуры либо только зернистость и нерегулярную трещиноватость (например, карбонатные коры пустынь). Каменное слоистое сложение — массивный сцементированный горизонт не обнаруживает никакой видимой структуры либо только зернистость и нерегулярную трещиноватость при ясной слоистости (например, солевые или гипсовые коры пустынь) Каменное ячеистое сложение — массивная плотная сцементированная матрица сплошь пронизана округлыми полостями той или иной формы, пустыми или заполненными более мягким материалом (например, ячеистый латерит). Каменное конкреционно-шлаковидное сложение — массивный горизонт, состоящий нз прочно сцементированных округлых или шлаковидных конкреций и стяжений (например, гороховатый латерит или канкар). Важное примечание должно быть сделано к характеристике массивного и слитого сложения почв. Дело в том, что массивная бесструктурная почвенная масса отнюдь не однородна, а всегда имеет определенное сложение, которое может быть названо микрозональным сложением. Оно характеризуется тем, что в почвенной массе выделяются нерегулярно расположенные микрозоны концентрации тех или иных процессов, тех или иных веществ или организмов, иногда связанные с деятельностью почвенных организмов или корневых систем растений, иногда — с неоднородностью почвенной массы, исходной либо приобретенной в результате почвообразования или обработки почвы, Особенно четко такое микрозональное слитое или массивное сложение проявляется в глеевых горизонтах или в пахотных горизонтах почв рисовых полей. Например, в пахотном горизонте почвы затопленного рисового поля на общем фоне серо-сизой бесструктурной массы почвы четко выделяются черные точки, крапинки, прожилки интенсивной сульфатредукции, ржаво-охристые точки, крапинки, прожилки окислительной обстановки; в целом почвенная масса может быть очень пестрой, пятнистой, что хорошо видно как во влажном, так и в сухом ее состоянии.
Микрозональность сложения вообще является универсальной характеристикой почвы, характерной практически для всех типов сложения почв. Даже в четко дифференцированных на горизонты и хорошо оструктуренных почвах в каждом из горизонтов можно отметить определенное микросложеиие. Например, выделяются элювиальные микрозоны в гумусово-аккумулятивных горизонтах почв, иллювиальные микрозоны — в элювиальных. В бесструктурной почве они особенно ясны, но всегда в той или иной степени присутствуют и в структурной почве. Есть основания предполагать, что микрозональное сложение почвы имеет важное значение в ее генезисе (локализация тех или иных процессов на каких-то стадиях горизонтообразования), а также в корневом питании растений. Это явление пока представляется слабо исследованным и нуждается в дальнейшем серьезном изучении. При анализе, вероятно, целесообразно пользоваться предложенной Э. А. Корнблюмом схемой разделения почвенного горизонта на морфоны, а последних на морфемы, но при более четком определении этих понятий, чем они даны в настоящее время и, главное, при ясном определении Соотношений морфонов со структурными отдельностями (педами) и другими внутрипочвенными образованиями.
