ПОЧВОВЕДЕНИЕ. Образование и свойства почв

 

 

Микросложение почв. Матрица почвы. Плазма и скелетные зерна почвенного материала

 

Под микросложением почв (микростроение по Е. И. Парфеновой и Е. А. Яриловой, 1977) понимается то сложение почвенного материала, характеристическое для разных почвообразующих пород, почв и специфических почвенных горизонтов, которое наблюдается с помощью микроскопа в тонких шлифах почв ненарушенного строения

 

Обычно это сложение почвенных агрегатов, включая особенности их поверхности. Микросложение почв изучается в разделе почвоведения — микроморфологии почв.

 

Развитие микроморфологии почв как раздела почвоведения связано с именем австрийского почвоведа Вальтера Кубиены, опубликовавшего в 1938 г. книгу «Микропочвоведение», где он систематически изложил новые представления о микросложении почв и ввел соответствующую терминологию. Большой вклад в развитие микроморфологии почв внесли И. И. Феофарова, Е. И. Парфенова, Е. А. Ярилова, Н. Г. Минашина, Г. Альтемюл- лер, А. И. Ромашкевич, Р. Брюэр, А Йонгериус, В. В. Добровольский, Г. В. Добровольский, С. А Шоба, М И. Герасимова.

 

Микросложение почвы в принципе повторяет ее макросложение, однако имеет и некоторые специфические особенности, не видимые невооруженным глазом. Это та же структурная многофазная система, основа которой или матрица представлена твердой фазой почвы, включающей почвенную плазму и зерна скелета.

 

Матрица почвы — это ее каркас, состоящий из твердых частиц почвы или их микроагрегатов с пустотами (порами) между ними. Представление о почвенной матрице, плазме и скелете, резко различающихся по своей роли в почвообразовании, было введено В. Кубиеной (1938).

 

Плазма почвенного материала — это та его часть, которая способна к перемещению, реорганизации и (или) концентрации в процессе почвообразования; она включает весь материал коллоидного размера, минеральный или органический, и относительно растворимый материал, не связанный в зернах скелета. Часто используемыми синонимами понятия «плазма» являются «тонкодисперсная часть (масса) почвы» и «глинистая масса». Плазма почвы представлена в основном глинистыми минералами, свободными полуторными оксидами, гумусом.

 

 

Скелетные зерна почвенного материала — это индивидуальные зерна, исключая морфологически выраженные отдельности новообразований (см. ниже), относительно устойчивые и нелегко перемещаемые, концентрируемые или реорганизуемые в процессе почвообразования; они включают минеральные зерна и устойчивые кремниевые либо органические компоненты (элементарные почвенные частицы) крупнее коллоидного размера.

 

Таким образом, микросложение почвы — это пространственное соотношение (форма, размеры, расположение) матрицы, включающей скелет, плазму и поры, и почвенных микроновообразований ( 6).

 

Для большинства почв характерна микрозональность сложения: неоднородность окраски всей почвенной массы или отдельных ее частей, различия в агрегированности, зоны повышенной или пониженной концентрации тех или иных компонентов, различия в соотношении между скелетом, плазмой и новообразованиями. Микрозональность может проявиться и по какому-то одному компоненту, например по гумусу, соединениями железа, гипсу, кальциту, солевым выделениям. Согласно А. И. Ромашке - вич и М. И. Герасимовой (1982), можно выделить следующие проявления микрозональности в микросложении почв.

 

1.         Микрозональность в распределении оксидов и гидроксидов железа, проявляющаяся как при автоморфном почвообразовании на породах с неоднородным распределением железосодержащих минералов, так и, особенно, при гидроморфном почвообразовании при оглеении и псевдооглеении, в результате которых имеет место сегрегация соединений железа.

2.         Микрозональность в распределении глинистого вещества, часто унаследуемая от осадочных почвообразующих пород или

появляющаяся при неоднородном распределении в исходных породах легковыветривающихся минералов. Обычным случаем такой микрозональности служит образование натеков тонкодисперсного материала в иллювиальных горизонтах.

3.         Микрозональность по гумусу наблюдается в большинстве почв, отражая локальную концентрацию органических остатков в почве на разных стадиях гумификации. Она может быть связана с наличием в почве копролитов (экскрементов почвенной фауны).

4.         Микрозональность, связанная с миграцией солей в порах: максимальная концентрация солей на стенках пор и минимальная внутри микроагрегатов.

5.         Микрозональность переорганизации почвенной массы, связанная обычно с изменением условий почвообразования, часто при антропогенных воздействиях.

 

Микрозональность в почвах четко выражена и с точит зрения биологической активности, что объясняется локализацией живого вещества в почвах — корневых систем растений, ходов и жилищ почвенной фауны и особенно колоний микроорганизмов. Последние концентрируются на стенках пор, на гумусовых сгустках, на частицах разлагающихся растительных и животных остатков, адсорбируются на поверхности глинистых минералов.

 

Микрозональность сложения почвы формируется уже на самых начальных стадиях почвообразования на скальных горных породах, поскольку преобразование породы в почву происходит не фронтально, а по микрозонам. На осадочных породах на начальных этапах почвообразования происходит микрозональная переориентация глинистого вещества.

 

В общем можно сказать, что чем моложе почва, тем более контрастно выражена в ней микрозональность сложения. С развитием почвообразования имеет место гомогенизация почвенного материала и его микросложения. Однако на этот общий процесс гомогенизации накладываются частные почвенные процессы, приводящие к новой микрозональности. Даже в наиболее гомогенных гумусовых горизонтах А черноземов наблюдается микрозональность в формах выделения гумуса, степени гумусирован- ности, характере ориентации глинистого вещества. На стадии развитого почвообразования таким образом приобретенная при первичном почвообразовании микрозональность может сохраниться, уменьшиться вплоть до исчезновения или, наоборот, усилиться, либо приобрести новый характер.

 

Следующий пример микрозональности в профиле дерново- подзолистой глееватой почвы дает представление об общем характере микрозональности почв:

в горизонте А — микрозоны гумусонакопления с концентрацией сгустков органического вещества; элювиальные микрозоны, отмытые от тонкодисперсного материала;

в горизонте Е — элювиальные микрозоны, отмытые от тонкодисперсного материала; микрозоны иллювиирования с натеками глинистого материала, особенно обильные в нижней части; микрозоны сегрегации железистых соединений;

в горизонте В — микрозоны, сохранившие сложение материнской породы; микрозоны иллювиирования с натеками глинистого материала; элювиальные микрозоны, отмытые от тонкодисперсного материала;

в горизонте Bg — микрозоны горизонта В плюс четко выраженные микрозоны концентрации гидроксидов железа (микрозоны окисления) и микрозоны осветления (микрозоны восстановления).

 

А. И. Ромашкевич и М. И. Герасимова (1982) привели пример микрозонального горизонта АЕ серой лесной почвы, в котором выделяются следующие микроучастки: 1) вымывания тонкодисперсного материала; 2) вмывания тонкодисперсного материала; 3) аккумулятивные со значительным количеством гли- нисто-гумусовых образований; 4) стяжения гидроксидов железа в виде микроконкреций и диффузных колец-оболочек.

 

Микрозональность сложения почв имеет крайне важное значение для их плодородия, ибо с ней связаны процессы корневого питания растений. Соответственно, задача земледельца — добиться как можно более гомогенного корнеобитаемого слоя для культурных растений.

При рассмотрении микросложения почв основное внимание обращается на взаимное расположение скелета, плазмы и пор в матрице. По этому показателю В. Кубиена (1938) и затем Р. Брюэр (1964) выделили 4 типа «основной структуры» почвы, а Е. И. Парфенова и Е. А. Ярилова (1977) —7 типов «Элементарного микростроения» ( 7).

 

Песчаное (гранулярное) — в шлифах видны соприкасающиеся или близко расположенные зерна скелета крупнее 0,1 мм; плазма отсутствует или ее очень мало, в виде пленок на минеральных зернах или в небольшом количестве между зернами; характерны поры упаковки (зернистая основная структура по Кубиене — Брюэру) ( 7, а).

 

Плазменно-песчаное (агломератное) — рыхло расположенные песчаные зерна крупнее 0,1 мм, между которыми находится скоагулированная плазма в виде сгустков (агломероплазмо- вая основная структура по Кубиене — Брюэру) ( 7, б).

Песчано-пылеватое — песчаные зерна крупнее 0,1 мм беспорядочно расположены в плотной пылеватой массе с малым количеством плазмы ( 7, в).

 

Песчано-плазменное (порфиро видное) — характеризуется присутствием материала в основном двух размерных категорий: плазмы (часто глинистой или включающей пылеватые частицы), которая может быть как неагрегированной, так и агрегированной, и рассеянных в ней песчаных зерен крупнее 0,1 мм (пор- фироскелетная основная структура по Кубиене — Брюэру) ( 7, г).

 

Плазменно-пылеватое — скелет состоит в основном из зерен

размера пыли (0,05—0,005 мм), густо расположенных в плазме; возможны вкрапления песчаных зерен; плазма бывает агрегированной и неагрегированной (рис 7, д)

Пылевато-плазменное — зерна скелета размера пыли (0,05— 0,005 мм) редко рассеяны в агрегированной или неагрегированной (плотной) плазме ( 7, е)

Плазменное — скелет почти полностью отсутствует или его может быть очень мало; плазма преимущественно плотная ()

 

В понятие элементарного микростроения почвы включается также характер агрегированности материала Соответственно выделяется несколько типов микроструктур почвы поровая микроструктура с изолированными порами; губчатая, с обособленными агрегатами; микроструктура растрескивания с изолированными трещинами, с редкими пересекающимися трещинами, с обособленными блоками; неагрегированная масса без пор и трещин.

 

Характеристическим для разных типов почв и почвенных горизонтов служит также строение тонкодисперсного материала — плазмы. При этом введено понятие о псевдокристалле как агрегате глинистых частиц, под которым понимается объединение или ориентация групп глинистых частиц под влиянием сил притяжения водных пленок на их поверхности. Псевдокристаллы обнаруживают оптические свойства, как и индивидуальные кристаллы.

 

В почвах обычно встречаются две формы глинистых псевдокристаллов: чешуйка и волоконце, различие между которыми сводится к степени удлиненности по одной из осей. Встречается иногда и зернистая форма псевдокристаллов в виде разного размера овальных образований.

 

Типы микростроения плазмы создаются ориентацией псевдокристаллов глинистой массы, среди которых выделяются чешуйчатое, спутанно-волокнистое или спутанно-полосчатое, перекрест- но-волокнистое, параллельное, кольцевое и натечное (Т. Д. Морозова, 1965) либо чешуйчатое (тонкочешуйчатое, крупночешуйчатое, рыхлочешуйчатое, связночешуйчатое), волокнистое (беспо- рядочно-волокнистое, параллельно-волокнистое, перпендикуляр- но-волокнистое или сетчатое, спутанно-волокнистое) и зернистое строение (А. И. Ромашкевич и М. И. Герасимова, 1982).

 

Глинистые частицы обладают ярко выраженной способностью ориентироваться определенным образом в отношении друг друга, что и приводит к образованию их агрегатов (псевдокристаллов), создающих то или иное микростроение почвенной плазмы. Такие образования в почвах получили название ориентированных или оптически ориентированных глин.

 

Плазма, состоящая преимущественно из органических (гумусовых) веществ или гумусо-минеральных комплексов, также имеет специфические особенности строения, типология которых детально разработана в микроморфологии почв.

 

В микроморфологии органического вещества почвы выделяются следующие компоненты: 1) растительные остатки разной степени разложения; 2) аморфный гумус — хлопьевидные сгустки; 3) гумоны — округлые полупрозрачные и непрозрачные плотные тела с более или менее четкими границами размером 5— 8 мк; 4) тонкодисперсный подвижный гумус в виде темно-бурых полос или натеков; 5) гумусо-глинистая плазма плотного строения.

 

 

К содержанию: Ковда, Розанов: Почвообразование

 

Смотрите также:

 

Химия почвы   Состав и свойства почвы  Почва  Грунтоведение  Что такое почва   из чего состоит почва земля