По́чвенные новообразова́ния, морфологически оформленные выделения и скопления вещества в почвенном материале, отличающиеся от вмещающего их почвенного материала по составу и сложению и являющиеся следствием почвообразовательного процесса. Систематика почвенных новообразований была разработана С. А. Захаровым в 1930 г. и затем постепенно дополнялась Р. Брюэром (1964), А. В. Македоновым (1966), В. А. Ковдой (1973), Б. Г. Розановым (1976, 1983). С. А. Захаров разделил их макроформы по происхождению на химические и биологические.

Классификация почвенных новообразований С. А. Захарова (1930)

Химические новообразования

Химические новообразования – результат химических процессов, приводящих к возникновению в почве различных соединений, которые или осаждаются на месте образования, или выпадают на некотором расстоянии, перемещаясь с почвенным раствором. С. А. Захаров классифицировал новообразования по форме и составу. По форме они разделены на:

• налёты, выцветы (тончайшие плёнки на поверхности почвы, стенках трещин, по граням структурных отдельностей);

• примазки, корочки и потёки (образуют слой вещества небольшой мощности);

• прожилки, трубочки (занимают ходы червей, насекомых, корней, поры и трещины почвы);

• конкреции, стяжения (скопления веществ, имеющие округлую форму);

• прослои (вещества, накапливающиеся в больших количествах, пропитывая отдельные слои почвы).

По составу они представлены:

• легкорастворимыми солями;

• гипсом;

• углекислой известью;

• полуторными оксидами железа и марганца;

• соединениями закисного (восстановленного) железа;

• кремнекислотой;

• перегнойным и глинистым веществом.

Новообразования биологического происхождения

Новообразования биологического происхождения (животного и растительного) встречаются в следующих формах:

• червороины (извилистые ходы червей);

• копролиты;

• кротовины (ходы кротов);

• корневины (сгнившие крупные корни);

• дендриты.

  Трубочки оксидов железа.Трубочки оксидов железа.

Дополнение классификации почвенных новообразований

Систематика С. А. Захарова, не потеряв своего значения, была дополнена микроморфологическими исследованиями Р. Брюэра и генетическими предположениями Б. Г. Розанова.

Классификация Р. Брюэра (1964)

В основе микроморфологического метода лежит исследование под поляризационным микроскопом почвенных шлифов, приготовленных из образцов почвы ненарушенного сложения. Основываясь как на макро-, так и микроморфологических исследованиях, Р. Брюэр предложил систематизировать новообразования по форме, выделив следующие виды:

• Кутаны – изменения текстуры или сложения на природных поверхностях в почвенном материале вследствие концентрации каких-либо компонентов почвы либо модификации плазмы in situ; могут состоять из любого компонента почвенного материала. Термин широко применяется в настоящее время, являясь синонимом «налётов», «выцветов», «примазок».

• Педотубулы – новообразования, состоящие из почвенного материала и имеющие трубчатую внешнюю форму в виде простых или ветвящихся трубок с относительно резкими внешними границами (синонимы «прожилки», «трубочки»).

• Глобулы – новообразования округлой формы, отличающиеся концентрацией какого-то материала и строением от вмещающего материала и отделяющиеся чёткими границами (синонимы «конкреции», «стяжения»).

• Кристаллярии – одиночные кристаллы или скопления кристаллов относительно чистых фракций плазмы вне почвенной матрицы, по форме сопоставимые с теми порами, в которых они образуются (скопления относительно «чистых» соединений).

• Субкутанные новообразования – различимые по текстуре, структуре и сложению от матрицы образования, имеющие вещественную связь с природными поверхностями, но образующиеся не непосредственно на них.

• Фекальные таблетки – экскременты почвенной фауны, копролиты, одиночные или сложные (кучками).

Классификация Б. Г. Розанова

Б. Г. Розанов попытался обобщить сведения, постепенно дополняемые разными исследователями, считая, что систематика новообразований должна строиться на 3-х критериях: происхождение, форма, состав. Используя классификацию С. А. Захарова, объединяя макро-, мезо- и микроформы, он предложил сложную схему систематики новообразований, значительно расширив возможный их генезис. Данную систематику можно применять лишь при дополнительных микроморфологических исследованиях. При анализе новообразований в почвенных горизонтах рекомендуется отмечать следующие параметры:

• положение (внутри агрегатов, между агрегатами, на поверхности агрегатов, по стенкам трещин, сплошной массой);

• морфологический тип и форму;

• обилие;

• приуроченность к определённой части горизонта;

• состав;

• окраску;

• твёрдость.

В классификации по происхождению выделяют следующие группы почвенных новообразований:

• элювиальные;

• иллювиальные;

• гидрогенно-аккумулятивные;

• диффузионные (сегрегационные);

• метаморфические;

• прикорневые;

• биогенные;

• унаследованные;

• реликтовые.

Типы почвенных новообразований

Новообразования легкорастворимых солей

Наиболее характерны для полузасушливых и засушливых областей (пустыни) в солончаках и засолённых почвах. Формируются при выпадении в осадок солей из испаряющегося почвенного раствора. Формы разнообразны (в зависимости от степени соленакопления): наиболее часты белые и белесоватые прожилки, крапинки, выцветы, корочки по включениям камней, в экстремальных условиях – коры.

Новообразования гипса

Образуются в почвах полузасушливых и засушливых регионов (пустыни и молодые водноаккумулятивные поверхности морских, озёрных и речных побережий внутриконтинентальных районов). Новообразования гипса весьма специфичны и хорошо выделяются макроморфологически. Наиболее широко распространены крупные одиночные кристаллы, двойники, «ласточкины хвосты», сростки, друзы, «гипсовые розы»; особенно крупные и чётко оформленные в песчаных почвах, но мельче и многочисленнее – в тяжёлых. Гипс обычен в нижних горизонтах сухостепных почв (чернозёмы, каштановые почвы, солонцы). В полупустынях и пустынях чаще всего располагаются мощные выделения гипса в виде кор («шестоватый гипс»). Свежеотложенные новообразования гипса имеют вид светлых налётов и выцветов, белых крапинок, прожилок мучнистого облика, а крупные прозрачные кристаллы характерны для более древних образований. Большие аккумуляции гипса в почвах всегда имеют гидрогенную природу: их образование связано с древними или современными грунтовыми водами, из которых гипс выпадает после карбоната кальция, формируя гипсово-известковые коры.

Новообразования карбонатов

Являются одними из наиболее распространённых в почвах, что связано с широким распространением карбонатных пород и высокой миграционной способностью карбонатов. Встречаются в почвах разных природных зон; но в наибольшей степени характерны для почв полузасушливых и засушливых регионов (лесостепь, степь, саванны, полупустыни и пустыни). В большинстве случаев состоят почти полностью из кальцита, с большой примесью гумуса, гипса, кремнезёма и т. д.

Значительное разнообразие форм известковых новообразований свидетельствует о многообразии процессов и условий их образования. Известны практически все возможные генетические типы. Порово-пропиточные формы равномерно пропитывают и цементируют почвенную массу, проявляя себя морфологически в виде мучнистой присыпки и пропитки. Широко распространён «псевдомицелий». Более сегрегированные формы представлены «белоглазкой» – несцементированными белыми карбонатными скоплениями диаметром в несколько сантиметров – и прочными «журавчиками». Коровые выделения карбонатов встречаются в виде мощных прослоев (луговая известь, луговой мергель, известковые панцири и плиты). Трубковидные выделения проявляются по ходам живых и отмерших корней растений.

Новообразования кремнезёма

Встречаются в гумидных кислых и аридных щелочных условиях (тундре, тайге, тропиках и субтропиках). Геохимическая миграция кремнезёма ещё недостаточно изучена, а формы новообразований в разных почвах существенно различны.

В тундровых почвах встречаются опаловидные плёнки и корочки, в подзолистых и серых лесных – белёсая мелкокристаллическая или аморфная «присыпка», языки, пятна, натёки. В пустынях и полупустынях – опаловидные и халцедоновые конкреции, прослои и коры, часто известково-кремнистые и кремне-гипсовые.

Новообразования железа и марганца

Хорошо изученная, широко представленная во многих почвах и всеми возможными формами группа, развивающаяся в условиях гумидного климата (тундра, тайга, влажные тропики); при избыточном увлажнении формируются и в почвах других зон. Большая роль в их образовании принадлежит организмам (корневые системы растений и микроорганизмы) и подвижным фракциям гумуса.

Выделяются 2 большие группы этих новообразований, связанные с окислительно-восстановительной обстановкой:

• в окислительных условиях железо и марганец в химических соединениях находятся в высокой степени окисления (Fe⁺³, Mn⁺⁴); окраска новообразований при этом ржавая, охристая и тёмно-бурая;

• при восстановительных – элементы присутствуют в низкой степени окисления (голубая, синяя и сизая окраска определяется соединениями Fe⁺²).

Разнообразие форм и вещественного состава новообразований железа и марганца во многом обусловлено их способностью к изменению валентности в зависимости от реакции среды и окислительно-восстановительных условий, что отражается на их подвижности. Немаловажную роль играет также высокая реакционная способность элементов.

Формы железистых и железисто-марганцевых новообразований весьма разнообразны.

Порово-пропиточные связаны с равномерной пропиткой и цементацией оксидами и гидрооксидами фрагментов почвенной массы, отличаются охристым, ржавым оттенком. Более сегрегированные новообразования представлены пятнами, примазками, прожилками, псевдофибрами (чётко выделяющимися тонкими железистыми прослойками причудливой формы).

Наибольшее распространение среди железисто-марганцевых новообразований имеют конкреционные формы: ортштейны (бобовины, дробовины) – сферические выделения правильной формы диаметром до 2 см. Встречаются конкреции и других форм, размеров, в частности крупные стяжения (рудяк, желваки).

Особо выделяют ортзанд – сцементированные оксидами и гидрооксидами железа прослойки ржавого или красно-бурого цвета. Во влажных тропиках и субтропиках часто формируются железистые коры и панцири. Встречаются трубковидные новообразования железа, образующиеся обычно по ходам живых и отмерших корней.

Описанные выше новообразования представлены соединениями 3-валентного (оксидного) железа. Реже встречаются новообразования 2-валентного (восстановленного) железа.

Они представлены голубоватыми и сизыми порово-пропиточными формами, в основном пятнами и разводами. В болотных почвах встречаются коровые выделения соединений железа в восставленной форме: линзы торфо-вивианита, прослои минерала вивианита, который имеет белый цвет, очень быстро переходящий при соприкосновении с кислородом воздуха в синий.

Новообразования глин и гумуса

Данные новообразования встречаются в элювиально-иллювиально дифференцированных почвах (подзолистые почвы – тайга; солонцы и солоди – степь). Они проявляются в виде глинистых, гумусовых или глинисто-гумусовых плёнок, потёков, корочек разной толщины (кутан) по граням структурных отдельностей и в трещинах в средней части профиля почв в иллювиальных горизонтах. Встречаются специфические гумусово-глинистые трубчатые новообразования по ходам корней.

Изредка формируются особые глинистые новообразования – желваки, связанные с жизнедеятельностью почвенной фауны либо с натёчным заполнением почвенных камер. В степных почвах по граням структурных отдельностей часты тёмные плёнки, корочки, дендриты. В солонцовом горизонте (степные почвы) – «лаковые» плёнки по граням структурных отдельностей. В болотных почвах гумус входит в состав округлых «ортштейнов». Значительную часть гумусовые вещества составляют в таких новообразованиях, как корневины, кротовины, червороины, копролиты.

Новообразования, генезис и свойства почв

По новообразованиям в почве можно судить о её генезисе, составе и агрохимических свойствах. Каждый тип почвы характеризуется своим особым набором и соотношением новообразований, их специфическим положением в профиле, приуроченностью к определённым генетическим горизонтам. Например, в дерново-подзолистых почвах (тайга) в верхних горизонтах могут присутствовать мелкие железисто-марганцевые конкреции, в срединных – кремнезёмистые языки, а глубже – глинистые, железистые плёнки по граням структурных отдельностей. В чернозёмах (степь) в верхних горизонтах обязательны копролиты, червороины, кротовины, а ниже – карбонатные новообразования сначала в виде крапинок, затем мицелия, а также «белоглазки» и «журавчиков». Имеет место и природная география, зональность, геохимическая провинциальность почвенных новообразований.

Наличие червороин, копролитов указывают на высокую биогенность почвы и благоприятные почвенные свойства и режимы. Сизоватые пятна являются показателем переувлажнения почвы, что может негативно сказаться на росте растений. Наличие карбонатов (обнаруживается по «вскипанию» почвы с соляной кислотой) свидетельствует об обогащении почвы кальцием и, соответственно, о нейтральном рН, более благоприятном для почвы. Белёсая окраска почвенного горизонта (напоминает цвет печной золы) и вертикальные его затёки являются следствием проявления подзолообразовательного процесса и характеризуют бедность почвы всеми питательными элементами растений, т. к. по химическому составу он является оксидом кремния (белым песком). Плотные сцементированные прослойки ржавого цвета (оксидов железа), встречающиеся в нижней части почв, служат серьёзным механическим барьером для корневой системы растений. Солевые корочки и выцветы солей указывают на присутствие в почве легкорастворимых солей, которые, как правило, вредны для растений. По характеру корочек, по форме кристаллов можно судить и о химическом составе солей.