Почвенный разрез
По́чвенный разре́з, вертикальная стенка ямы (шурфа), по которой исследуется/описывается профиль почвы. Для этого в почве закладывается прямоугольное углубление различной глубины, 3 стенки которого должны быть отвесными, а 4-я ‒ ступенчатой. Расположенная напротив ступенек стенка называется «лицевой» или «передней», 2 остальные – «боковыми».
Виды почвенных разрезов
Почвенные разрезы бывают трёх видов: полные (основные) разрезы, полуямы (контрольные), прикопки (поверхностные).
Полные разрезы закладываются на наиболее типичных элементах рельефа; в условиях расчленённого рельефа – на выровненном участке водораздельного плато, где ожидается наличие автоморфной зональной почвы. Глубина разрезов сильно варьирует в зависимости от мощности почв и целей исследований. Делают их таким образом, чтобы были видны все почвенные горизонты и частично верхняя часть неизменённой или малоизменённой материнской породы. Обычно их закладывают на глубину 1,5–2 м. Существует ряд исключений. Например, для тундровых почв глубина может быть меньше, определяясь глубиной залегания вечной мерзлоты. В почвах гидроморфного ряда лимитирующим фактором является высокий уровень почвенно-грунтовых вод. В горных условиях вследствие близкого залегания плотной коренной породы и маломощности профиля почв глубина разреза может составлять всего несколько десятков сантиметров. Наиболее глубокие разрезы (до 2,5 м) закладываются на типичных мощных чернозёмах.
Полные разрезы используются для детального изучения морфолого-генетических признаков почв и отбора образцов по генетическим горизонтам для дальнейших лабораторных исследований (химических, физико-химических, биологических и др.).
При специальных почвенно-мелиоративных исследованиях, а также при выборе земель под многолетние плодовые насаждения, культуру чая и в других случаях глубина полного разреза путём добуривания доводится до 4–6 м. Это позволяет выявить глубину залегания солевых горизонтов, уровень грунтовых вод, смену породы и т. д.
Почвенные полуямы закладываются на элементах рельефа, где возможно изменение в характере почвенного покрова (например, на склонах водораздела). Их глубина от 75 до 150 см, что достаточно для вскрытия всех генетических горизонтов и обнажения материнской породы. Они служат для дополнительного изучения основной части почвенного профиля – мощности гумусовых горизонтов, глубины вскипания и залегания солей, степени выщелоченности, солонцеватости, солончаковости и др.
Прикопки используются для выявления границ почвенных контуров при картографических исследованиях. Их глубина (50–75 см) позволяет вскрыть только важнейшие верхние горизонты почв и исследовать мощность гумусового горизонта, степень оподзоленности, эродированности, окультуренности и т. д.
Выбор места заложения разреза
Почвенный разрез является основой исследования почвенного профиля, диагностики и установления классификационной принадлежности почв. Выбор места заложения разреза начинается с изучения почвенной поверхности и соблюдения ряда условий:
Подходящим местом является наиболее распространённая в биогеоценозе парцелла.
В условиях явно выраженного микрорельефа необходимо избегать случайности заложения разреза на микроповышениях или микропонижениях.
Не рекомендуется закладывать разрез в местах вывалов деревьев или каких-либо других, в том числе антропогенных, нарушений почвенного покрова (вблизи дорог и т. д).
На пашне необходимо выбрать место по возможности у края поля, чтобы свести к минимуму ущерб, наносимый посевам.
Методика заложения разреза
После выбора места на поверхности почвы лопатой намечаются границы разреза в виде прямоугольника шириной 75–80 см и длиной 1,5–2 м. Разрез копают таким образом, чтобы 3 его стенки были отвесными, а 4-я ‒ ступенчатой, глубина каждой ступеньки –20 см. Рекомендуется закладывать разрез так, чтобы его передняя стенка была хорошо освещена. Однако в яркий солнечный день под пологом леса, во избежание солнечных бликов, целесообразно сделать наоборот.
При заложении разреза необходимо соблюдать следующие правила:
Вся масса извлекаемой почвы складывается с правой и левой стороны разреза по горизонтам, по возможности не смешивается.
Место перед передней стенкой разреза должно быть не притоптано.
Если снимается дерновый горизонт, то его нужно расчленить на отдельные куски и складировать отдельно.
Схема почвенного разреза.В процессе заложения разреза необходимо проводить постоянное исследование морфологических признаков (структура, новообразования, сложения и т. д.), поскольку можно рассмотреть бо́льшую массу почвы с лопаты, а не на незначительном участке в стенке разреза.
На свободной поверхности близ разреза по мере выбрасывания материала выкладывают полный профиль почвы. К моменту окончания копки подсушенный материал используют для описания морфологических признаков. Выложенный из достаточно большой массы профиль помогает контролировать правильность выделения горизонтов при постепенных переходах между ними, особенно в нижней части профиля, где меньше освещённость.
Во время копки разреза ведётся почвенный дневник по определённым стандартам, в котором фиксируются следующие данные: дата, географическое положение, координаты, общий характер рельефа, местоположение в рельефе, характер угодья, растительность, характер грунтовых вод, почвообразующая порода и др.
Анализ почвенного профиля
Для анализа строения почвенного профиля прикрепляют сантиметр или рулетку к передней стенке разреза так, чтобы нулевая граница совпадала с поверхностью почвы. При описании разреза необходимо тщательно осмотреть все 3 стенки и сопоставить их по типичности выраженности морфологических признаков. Чаще всего «передняя» и «боковые» стенки разреза значительно отличаются друг от друга по мощности генетических горизонтов и по характеру их переходов. В этом случае для описания необходимо выбрать ту стенку, которая имеет менее нарушенное сложение почвенного профиля и является более типичной.
Для правильного выделения горизонтов и анализа их морфологии, особенно для установления границ и характера переходов между горизонтами, зачищают переднюю стенку с помощью лопаты. Проводят по середине вертикальную линию, одну половину стенки от поверхности до дна разреза препарируют ножом для обнаружения естественной поверхности почвенных агрегатов. С этой целью необходимо через каждые 2–3 см воткнуть нож на 2 см и повернуть. Часть почвенной массы немного осыплется, и на стенке разреза образуется «изрытая» поверхность.
Затем выделяют и маркируют (ножом) почвенные горизонты, сменяющие друг друга по вертикали. Первичным критерием для их выделения прежде всего служит изменение окраски, дополнительными – других морфологических признаков: структуры, гранулометрического состава, плотности сложения, характера новообразований и т. д.
Выделение некоторых горизонтов (дернина, пахотный) обычно не вызывает затруднений. Если граница между горизонтами не вполне ясна, удобно воспользоваться следующим приёмом:
провести горизонтальную линию на месте возможной границы;
взять образец почвы выше и ниже проведённой линии;
сравнить образцы на двух ладонях одновременно (используется эффект «бинокулярности зрения»), особенно если окраска является ведущим признаком;
если свойства изменились слабо, то провести границу выше или ниже ранее отмеченной и повторить сравнение образцов.
Схема морфологического анализа-описания для каждого последовательного (сверху вниз) горизонта почвенного профиля:
Определение генетического типа и индекса горизонта (либо окончательное, либо полевое).
Фиксация глубины горизонта в сантиметрах (от верхней до нижней границы с указанием её варьирования).
Оценка морфологического строения горизонта.
Определение типа строения профиля.
В полевых условиях не всегда имеется возможность правильно определить тип почвенного горизонта и его символ. Важно чётко определить глубину залегания всех горизонтов и поставить предварительный индекс. Окончательный вывод будет сделан после тщательного лабораторного анализа.
По методике Б. Г. Розанова сначала даётся общая характеристика профиля, а затем детальная характеристика горизонтов. При этом важно отметить не только само строение профиля (деление его на горизонты), но и наличие и особенности тех или иных внегоризонтных морфологических признаков (трещины, корни, включения и т. д) либо специфику распределения тех или иных морфологических признаков по горизонтам профиля (соли, вскипание, оглеение, конкреции и т. д).
Морфологический анализ горизонтов профиля
В каждом из выделенных горизонтов профиля проводится детальный макро- и мезоморфологический анализ. Необходимыми инструментами служат: линейка, лупа (увеличение 2,5–5), капельница с дистиллированной водой, капельница с 10%-ной соляной кислотой, острый нож, препаровальная игла, часовые стёкла. Целесообразно иметь шкалу почвенных окрасок Манселла. В зависимости от целей исследования необходимы приборы для определения плотности, твёрдости, полевая химическая лаборатория для тестирования важных характеристик почвы (закисное железо, рН, соли и т. д).
Порядок описания должен быть унифицирован. Почва характеризуется большим разнообразием признаков, поэтому одним из существенных вопросов является то количество признаков, которые необходимо использовать. В настоящее время необходимо соблюдать установленную форму и последовательность описания признаков и свойств почвы. Тщательно изучаются и описываются в каждом горизонте почв по определённым градациям следующие основные признаки:
влажность;
окраска;
гранулометрический состав;
структура;
сложение;
порозность;
твёрдость;
новообразования;
включения;
распространение корневых систем растений;
характер перехода одного горизонта в другой и др.
Морфологические признаки почвы характеризуются неоднородностью, поэтому необходимо оценивать её характер (разный по конкретным свойствам):
местоположение (в горизонте, в структурных отдельностях – для пор, трещин, новообразований);
степень выраженности (для структуры, пятен);
расположение (на поверхности или внутри агрегатов – для окраски и новообразований);
количественные параметры (обилие в процентах, линейные размеры пятен, структурных отдельностей, пор) и т. д.