СОСТАВ ПОЧВЕННОЙ МАССЫ

Самой существенной особенностью почвенного тела является то, что это четырехфазная система (Роде, 1971). Все четыре фазы в разной степени представлены во всех почвах, и почва как при­родное тело существует только в единстве своих четырех фаз.

Эти фазы следующие: твердая, жидкая, газовая и живое веще­ство организмов, населяющих почву.

Рис. 22. Соотношение в объемных процентах между твердой (а), жидкой (б), газовой (б) и живой (г) фазами в дерновом горизонте луговой почвы (/), в гумусовом горизонте чернозема (2) и солонцовом горизонте солонца (3) в состоянии предельной полевой влагоемкости (А) и в воздушно-сухом

состоянии (Б)

^Твердая фаза почвы — это ее основа, каркас, матрица, фор­мирующаяся в процессе почвообразования из материнской горной породы, и в значительной степени унаследующая состав и свой­ства. последней. Степень близости между составом, строением и свойствами почвы и материнской породы зависит от типа, интенсив­ности и возраста почвообразования, а также от свойств самой исход­ной породы. Это полидисперсная многокомпонентная система, фор­

мирующая каркас почвенного тела. Она состоит из остаточных ми­нералов горной породы и вторичных продуктов почвообразова­ния — растительных остатков, продуктов их частичного разложе­ния, гумуса, вторичных глинных минералов, простых солей и окис­лов элементов, освобожденных при выветривании на месте или принесенных со стороны агентами геохимической миграции, раз­личных новообразований.

Рис. 23. Сложение и фазовый состав почвы: 1 — твердая фаза (агрегаты почвенных частиц); 2 — поры, заполненные воздухом; 3 — крупные поры, за­полненные водой; 4 — заполненные водой капиллярные поры; 5 — грибная плесень; 6 — личинки и куколки почвенной фауны; 7 — ход дождевого червя; 8 —кор­невая система растений, 9 — раковины моллюсков

Твердая фаза почвы характеризуется механическим (грану­лометрическим), минералогическим и химическим составом, с од­ной стороны, и сложением и структурой твердого каркаса почвы — с другой.

В данной книге мы не будем рассматривать минералогиче­ский и химический состав почв, поскольку эти вопросы подробно

изложены в любом современном учебнике почвоведения, а вот сложение твердой фазы почвы непосредственно составляет пред­мет морфологии почв и заслуживает детального рассмотрения здесь.

Жидкая фазы почвы — это почвенный раствор, исключитель­но динамичная по объему и составу часть почвы. Содержание и свойства почвенного раствора зависят от водно-физических свойств почвы и от ее состояния в данный момент в соответствии с условиями грунтового и атмосферного увлажнения при данном состоянии погоды. В районах с низкими зимними температурами в холодный сезон жидкая фаза почвы переходит в твердое со­стояние (замерзает) и принимает существенное участие в динами­ческих явлениях почвообразования: расширение и сжатие почвен­ной массы, криотурбации, оструктуривание, необратимая коагуля­ция коллоидов. Жидкая фаза — это кровь почвенного тела, слу­жащая главным фактором дифференциации почвенного профиля, так как главным образом путем вертикального и латерального передвижения воды в почве происходит в ней перемещение тех или иных веществ в суспендированном либо растворенном состоянии (коллоидные и истинные растворы).

Формы воды и их соотношение в почве зависят от ее меха­нического и минералогического состава, от структурности, опре­деляющей размер и конфигурацию почвенной порозности, и, ко­нечно, от степени ее влажности в данный момент.

А. А. Роде (1965) выделяет следующие формы почвенной Благи.

; Кристаллизационная (конституционная) влага те молеку­лы воды, которые входят в состав минеральных, органо-минераль­ных и органических компонентов почвы, составляя неотъемлемую часть их кристаллических решеток или макромолекул.

Твердая влага лед, появляющийся и исчезающий в почве при изменениях температуры.

Парообразная влага пары воды в почвенном воздухе, со­держание которых резко меняется с температурой.

Прочносвязанная влага слой воды толщиной в 2 3 моле­

кулы, формирующийся на поверхности почвенных частиц под влиянием адсорбционных сил.

Рыхлосвязанная влага слой воды вокруг почвенных частиц толщиной в несколько десятков молекул, образующийся за счет гидратации ионов и дипольных моментов прочносвязанной воды.

Свободная влага вода, не связанная сорбционными силами с почвенными частицами и существующая в различных формах: а) подвешенная стыковая капиллярно-подвешенная в виде раз­общенных скоплений на стыках почвенных частиц, внутриагрегат- ная капиллярно-подвешенная в пронизывающих агрегаты, капил­

лярах, насыщенная капиллярно-подвешенная в тонких порах поч­вы и сорбционно-замкнутая в виде микроскоплений в некапил­лярных порах, изолированных перемычками связанной воды;

б) подпертая гравитационная — подперто подвешенная капилляр­ная вода в мелкопористых слоях почвы, подстилаемых более круп­нопористыми слоями,и подпертая капиллярная вода в капил­лярах, подпираемых водоносным горизонтом; в) свободная гра­витационная — просачивающаяся в виде нисходящего тока под влиянием силы тяжести и вода водоносного горизонта, удержи­ваемая водоупором.

Мы не будем рассматривать почвенно-гидрологические кон­станты, водно-физические свойства и водные режимы почв, отсы­лая читателя к соответствующим .руководствам по почвоведению, так как это не входит в задачу данной книги, как и вопросы со­става и свойств почвенного раствора.

Газовая фаза почвы это воздух, заполняющий свободные от воды поры почвы. Почвенный воздух существенно отличается от атмосферного по составу прежде всего за счет большего содер­жания углекислого газа и меньшего содержания кислорода. Состав почвенного воздуха очень динамичен и меняется не только в тече­ние года, но и в течение суток в зависимости от температуры воздуха и почвы. С глубиной в почве обычно уменьшается содер­жание кислорода и увеличивается содержание углекислого газа в почвенном воздухе. В сухой почве воздуха больше, во влаж­ной меньше, поскольку в общем объеме почвенной порозности вода и воздух взаимно замещают друг друга в зависимости от состояния почвы в тот или иной момент. Воздухоемкость почвы зависит от общего объема почвенной порозности, а воздухопро­ницаемость — от конфигурации пор: чем больше в почве не изо­лированных друг от друга крупных пор аэрации, тем выше ее воздухопроницаемость и лучше газообмен в ней.

Живая фаза почвы — это живое вещество населяющих почву организмов, непосредственно участвующих в процессе почвообра­зования. К ним относятся многочисленные микроорганизмы (бак­терии, атиномицеты, грибы, водоросли), представители почвенной микро- и мезофауны (простейшие, насекомые, черви) и, наконец, наибольшая по объему живая часть почвы — корневые системы растений. Некоторые исследователи (например, Роде, 1971) пола­гают, что корневые системы растений не должны включаться в состав живой фазы почвы. Однако с этим трудно согласиться, имея в виду их роль в строении, сложении и составе почвы и в почвообразовании в целом. В некоторых случаях корневые систе­мы составляют более половины почвенного объема, например в дерновом горизонте. Они являются непосредственным источником почвенного гумуса после отмирания, участвуют в обменных реак­циях с почвенным раствором и твердой фазой, выделяют в окру­жающую почвенную среду различные вещества и поглощают дру­гие, изменяют окислительно-восстановительный потенциал и pH в окружающей среде, постоянно участвуют в водо- и воздухообме­не почвы.

Итак, четыре фазы составляют почвенную массу. С точки зре­ния морфологии почв наибольший интерес из них представляет твердая фаза, образующая каркас почвенного тела, его специфи­ческое сложение. В сложении почвенной массы можно различать макросложение, т. е. почвенный профиль и его горизонты, мезо- сложение или почвенную структуру и, наконец, микросложение.