Генетические горизонты почвы
Генети́ческие горизо́нты по́чвы, относительно однородные, залегающие более или менее параллельно поверхности слои почвы, возникшие в результате привноса, миграции, выноса и превращения веществ. Почвенные горизонты отличаются один от другого и от материнской породы по окраске, структуре, сложению, составу, характеру новообразований и другим признакам. Сочетание тех или иных горизонтов, их последовательность дают определённый тип генетического профиля почв и характеризуют его строение. Именно наличие совокупности сформированных на месте почвенных горизонтов отличает почву от других природных формирований на земной поверхности.
Для обозначения основных генетических горизонтов почв принято использовать заглавные буквы латинского алфавита. Дополнительные характеристики горизонтов, такие как наличие солей карбонатов, морфологически выраженной солонцеватости и т. д., обозначают малыми индексами.
Последовательное обозначение сверху вниз генетических горизонтов почвенного профиля индексами дает формулу строения профиля: O – A – EL – Bt – C. Переходные горизонты, в которых присутствуют признаки верхнего и нижнего горизонтов, обозначают индексами соответствующих выше- и нижележащих горизонтов, написанных рядом: AB; ВС. Если в некоторых случаях горизонт может замещаться другим, то рядом с индексом основного горизонта в круглых скобках пишут индекс замещающего горизонта: О(АО).
При морфологически выраженном слоистом строении исходной породы (когда мощности слоёв породы и почвенных горизонтов соразмерны) в дополнение к обозначению горизонтов латинскими буквами вводят обозначение слоёв римскими цифрами (II, III и т. д.). Нумерацию слоёв начинают с римской цифры II, опуская при индексировании цифру I, которая относится к вышележащему горизонту.
В различных классификационных системах индексы для обозначения генетических горизонтов могут различаться в большей или меньшей степени. Ниже представлена система генетических горизонтов, использованных при описании почв, выделенных на Почвенной карте России, масштаб 1:15 000 000, 2022 г.
Основные горизонты почвенного профиля и породы и их обозначения
Подстилочный горизонт (О) – лесная подстилка, очёс мхов, тундровый и степной войлок. Поверхностный органогенный горизонт, состоящий из остатков растений опада прошлых лет. Содержит не менее 35 % от массы горизонта (более 70 % по объёму) органического вещества различной степени разложения. Может иметь стратификацию по степени разложения органического материала.
Торфяные горизонты – группа органогенных горизонтов, которые состоят из органического материала разной степени разложения (не более 50 %) и разного ботанического состава.
Содержит более 35 % от массы горизонта или не менее 70 % по объёму органического вещества. Формируются в условиях длительно-сезонного или постоянного переувлажнения. Возникают в результате резкого замедления процессов минерализации и гумификации растительных остатков, что приводит к накоплению над минеральной поверхностью почвы органогенной массы. Среди торфяных горизонтов различают торфяный, олиготрофно-торфяный, эутрофно-торфяный, сухоторфяный.
Торфяный горизонт (Т) состоит из органического материала разной степени разложения и разного ботанического состава. Формируется в условиях регулярного переувлажнения. Имеет мощность до 50 см. Подстилается минеральным горизонтом, оглеенным или водонасыщенным.
Олиготрофно-торфяный горизонт (То) формируется в верхней части торфяной толщи верховых болот. Состоит преимущественно из остатков сфагновых мхов разной степени разложения. Характеризуется светлой окраской, низкой (менее 6 %) зольностью и сильнокислой или кислой реакцией. В течение значительной части вегетационного периода насыщен водой. Имеет мощность более 50 см, постепенно переходит в органогенную породу.
Эутрофно-торфяный горизонт (Тe) формируется в верхней части торфяной толщи низинных и переходных болот. Состоит из остатков гигрофильной растительности любого ботанического состава, в которой сфагновые мхи не доминируют. Степень разложения, как правило, большая, чем в олиготрофно-торфяном горизонте. Характеризуется тёмной окраской и высокой (6–18 %) зольностью, реакция колеблется от кислой до нейтральной. В течение значительной части вегетационного периода насыщен водой. Имеет мощность более 50 см, постепенно переходит в органогенную породу.
Сухоторфяный горизонт (Tj) состоит из остатков мезофильных растений разной степени разложения. Формируется в мезоморфных условиях. Бо́льшую часть года находится в сухом состоянии. В пределах 1 м подстилается неглеевым минеральным горизонтом или плотной породой.
Гумусово-аккумулятивные горизонты (А) – группа верхних минеральных горизонтов, наиболее тёмноокрашенных в профиле; содержат хорошо гумифицированный органический материал, образованный на месте и находящийся в тесной связи с минеральной частью почвы. Обычно хорошо оструктурены. Имеют широкий спектр окрасок: выделяются серые, палевые, тёмно-серые, чёрные, тёмно-бурые, красновато-бурые, коричневые. Как правило, содержат наибольшее количество корней в профиле. Гумус этих горизонтов образован за счёт глубокой трансформации корневых растительных остатков и наземного опада, смешанного с минеральной массой благодаря деятельности почвенной фауны.
Грубогумусовый горизонт (АО) – верхний органо-минеральный горизонт, содержащий значительное количество (от 30 до 70 % по объёму) органического материала различной степени разложения, который находится преимущественно в механической смеси с минеральной частью почвы и легко от неё отделяется.
Подзолистый горизонт (Е) – белёсый минеральный горизонт лёгкого (песчаного и супесчаного) гранулометрического состава. Зёрна скелета и плазма сильно обеднены красящими соединениями железа. Имеет сплошное залегание и контрастно выделяется в профиле по цвету. Бесструктурный или со слабо выраженной комковатой структурой.
Не имеет морфологических признаков оглеения и сегрегации. Формируется преимущественно в окислительной обстановке в результате кислого выветривания силикатов и интенсивного выноса щёлочноземельных и щелочных элементов, соединений кремния, железа и алюминия. Реакция среды кислая и сильнокислая. В горизонте остаточно накапливаются кварц, устойчивые К-Na-полевые шпаты, нередко вторичные силикатные продукты выветривания (вермикулит, почвенный хлорит, бейделлит). Горизонт характерен для подзолов, дерново-подзолов, подзолов глеевых и других типов почв, формирующихся в широком эколого-географическом диапазоне гумидных областей.
Элювиальный горизонт (EL) – наиболее светлый в профиле минеральный горизонт, белёсый с сероватым, палевым или буроватым оттенком. Наиболее лёгкий по гранулометрическому составу, но обычно не легче супесчаного. Почвенная масса организована в субгоризонтальные (плитчатые, листоватые и т. п.) структурные отдельности. Масса горизонта по сравнению с нижележащей толщей обеднена илистой фракцией и соединениями железа и алюминия. Обычна сегрегация соединений железа и марганца в конкреции, что свидетельствует о формировании горизонта в условиях чередования окислительных и восстановительных обстановок. Характерны процессы разрушения силикатных минералов (особенно тонкодисперсных), миграции илистых и пылеватых фракций (лессиваж, партлювация) и соединений железа в нижележащие горизонты. Реакция среды варьирует от сильнокислой до нейтральной. Горизонт характерен для обширной группы текстурно-дифференцированных почв (подзолистые, подзолисто-глеевые, солоди и др.), развитых на суглинистых породах в гумидных и семигумидных областях преимущественно лесной зоны.
Гумусово-элювиальный горизонт (AEL) – белесовато-серый или серый с гнёздами белесого материала. Как правило, структура комковатая с тенденцией к горизонтальной делимости. Обеднён илом и полуторными оксидами по сравнению с нижележащим горизонтом. Характерен для серых лесных почв.
Минеральный внутрипочвенный горизонт (B), лежащий под горизонтами АО, А, Е, ЕL, AEL, характеризующийся любым изменением цвета и структуры по сравнению с этими горизонтами и отличающийся от горизонтов G и C. Может быть как иллювиальным, так и метаморфическим (Bhf, Bt, Bm, Ban, Bsn). В случае морфологически не выраженной принадлежности к этим горизонтам как переходный горизонт употребляется без дополнительного индекса.
Альфегумусовый горизонт (Bhf) характеризуется наличием обильных гумусово-железистых плёнок на поверхности щебня, минеральных зёрен скелета, агрегатов мелкозёма. Обогащён несиликатными формами оксидов железа и алюминия и/или гумусом по сравнению с выше- и нижележащими горизонтами. В зависимости от преобладания соединений гумуса или железа в составе кроющих плёнок окраска горизонта варьирует от жёлто-охристого до кофейно-коричневого цвета. Горизонт образован главным образом процессом иллювиирования органоминеральных соединений железа и алюминия из вышележащих горизонтов (О, АО, Е). Распространён в подбурах, подзолах и других почвах, сформированных на щебнисто-мелкозёмистых и песчаных породах в гумидных областях тундры и таёжно-лесной зоны.
Текстурный горизонт (Bt) – горизонт более тяжёлого, чем вышележащий, гранулометрического состава, обычно не легче среднесуглинистого; бурой или коричнево-бурой окраски. Образован процессами иллювиирования вынесенных из вышележащих горизонтов растворов железа и суспензий ила (лессиваж) и пыли (партлювация). Имеет ореховато-призматическую структуру, нередко с признаками привноса тонкодисперсного материала в виде иллювиальных плёнок (кутан) по трещинам, порам, граням структурных отдельностей. Часто кутаны заметно оглеены в сравнении с вмещающей массой и/или перекрыты осветлёнными песчано-пылеватыми скелетанами. Характерен для обширной группы текстурно-дифференцированных почв (подзолистых, подзолисто-глеевых, солодей и др.).
Метаморфический горизонт (Bm) – минеральный горизонт, расположенный в средней части почвенного профиля, основные морфологические признаки которого сформировались в результате изменения исходной массы материнской породы на месте (in situ) преимущественно в окислительной обстановке. Окраска может меняться от палевых и жёлтых тонов до бурых и коричневых, вплоть до красных. Метаморфизм минеральной массы может иметь разный характер: структурный – изменение физической структуры, минералогический – образование автохтонных железистых плёнок на зёрнах скелета и агрегатах, оглинивание – накопление ила и валового алюминия без признаков иллювиирования. Реакция среды может быть от кислой до слабощелочной. Характерен для широкого спектра почв гумидных и аридных областей со слабодифференцированным профилем.
Охристый горизонт (Ban) формируется в результате выветривания пирокластических пород. Выделяется ярко-охристой окраской и икряной структурой, в виде водопрочных округлых отдельностей размером 1–5 мм. Обладает низкой плотностью (<1,0 г/см3) и псевдотиксотропией (мылкий на ощупь, при растирании руками выделяется влага). Характерно высокое содержание оксалатнорастворимых форм железа, алюминия и кремния, а также слабоокрашенного органического вещества. Характерен для почв лесных ландшафтов зоны умеренных пеплопадов территорий современного вулканизма.
Солонцовый горизонт (Bsn) – плотный, с хорошо выраженной многопорядковой столбчатой или ореховато-призматической структурой, прочной в сухом состоянии и неустойчивой при намокании. Структурные отдельности покрыты сплошными тёмными глянцевыми гумусово-глинистыми или глинистыми кутанами. Верхняя часть столбчатых отдельностей перекрыта обильной белёсой присыпкой.
Глеевый горизонт (G) – минеральный горизонт с преобладанием холодных тонов окраски (сизых, зеленоватых или голубых), занимающих более 50 % площади вертикального среза горизонта с локальными ржавыми и охристыми пятнами в зонах окисления (по периферии горизонта, по трещинам, корневым ходам). Обычно бесструктурный, компактного сложения.
В течение значительной части вегетационного периода насыщен водой, вследствие чего может иметь плывунную или тиксотропную консистенцию. Образуется при восстановлении окисных соединений железа до его закисных растворимых форм, что приводит к обнажению поверхностей силикатных минералов серо-сизо-зеленоватого цвета и к формированию минералов двухвалентного железа типа вивианита, дающего сине-голубоватые окраски. Горизонт развивается во всех природных зонах в почвах любого гранулометрического состава, но наиболее характерен для суглинистых и глинистых почв при наличии периода длительного переувлажнения.
Солончаковый горизонт (S) характеризуется наличием в верхнем 10-сантиметровом слое почвенного профиля легкорастворимых солей в количестве 1 % и более, что исключает произрастание большинства растений, кроме галофитов. Обычно содержит мало гумуса (меньше 2 %) и имеет светлый, серый, буроватый или палевый цвет, но встречаются и тёмно-серые горизонты (гумуса больше 2 %) и чёрные сульфидные горизонты. Обычно на поверхности горизонта в сухом состоянии образуются солевые выцветы и/или солевая корка. Формируется в результате процессов испарительной концентрации водорастворимых солей при восходящей и/или латеральной миграции растворов. Характерен преимущественно для почв аридных областей и в горах, и на равнинах.
Почвообразующая порода (C), существенно не изменённая почвообразованием.
Подстилающая порода (D), отличающаяся от почвообразующей, залегает под почвенным профилем, существенно не изменена почвообразованием.
Органогенная порода (TT), представленная торфяной залежью, залегающей глубже 50 см.
Дополнительные малые индексы
Малые индексы обозначают следующие свойства (характеристики) генетических горизонтов почвенного профиля:
v – горизонт, состоящий (на 50 % или более) из живых частей растений (степной войлок, дернина, очёсы мхов);
h – наличие признаков иллювиирования органического вещества из вышележащих органогенных горизонтов;
f – наличие признаков аккумуляции гумусово-железистых соединений в виде желтоватых или желтовато-охристых тонов за счёт железистых плёнок на поверхности минеральных зёрен и агрегатов;
t – наличие признаков привноса тонкодисперсного материала в виде плёнок по трещинам, порам, граням структурных отдельностей;
g – наличие в горизонте морфологических признаков оглеения, недостаточных для отнесения его к глеевому горизонту G;
n – наличие твёрдых железо-марганцевых конкреций, которые можно выделить из почвенной массы;
ca – наличие карбонатов кальция и магния;
cs – наличие визуально различимых выделений гипса;
s – наличие визуально различимых выделений легкорастворимых солей;
d – наличие признаков динамических явлений перемещения почвенной массы;
dh – наличие погребённых фрагментов органогенных горизонтов в минеральной толще, свидетельствующее об активных динамических перемещениях почвенной массы в результате криотурбационных процессов;
p – наличие обломков пород размером более 1 см (щебень, валуны, галька и т. п.) в количестве >10 % по объёму;
pca – наличие щебня карбонатных пород среди бескарбонатного мелкозёма;
cap – наличие щебня карбонатных пород среди карбонатного мелкозёма;
sn – наличие в горизонте морфологических признаков солонцеватости в виде тенденции к столбчатости или призмовидности в структуре, уплотнения и потемнения окраски, глянцевых плёнок по граням структурных отдельностей, обычно более тёмных, чем внутрипедная масса;
[hh] – «второй гумусовый горизонт», выделяющийся более тёмным цветом в пределах элювиального или в верхней части текстурного горизонтов сплошной полосой или в виде линз, реже – клиньев;
ve – наличие признаков слитости: деформации почвенной массы при набухании и усадке в циклах увлажнения – иссушения, трещиноватости в сухом и вязкости во влажном состоянии, поверхностей скольжения (сликенсайдов);
⊥ – наличие в горизонте льдистой мерзлоты.