Морфология почвы - Soil morphology
Морфология почв - это изучение формирования и описание типов почв в различных почвенных горизонтах . К.Ф. Марбут отстаивал при классификации почв использование морфологии почв, а не теорий почвообразования, поскольку теории генезиса почв эфемерны и динамичны.
Наблюдаемые атрибуты, обычно анализируемые в полевых условиях, включают состав, форму, структуру почвы и организацию почвы. Цвет основной почвы и такие особенности, как пятнистость, распределение корней и пор, консистенция почвы и наличие минералов, также способствуют классификации.
Наблюдения обычно проводятся на почвенном профиле для анализа различных почвенных горизонтов . Профиль - это двухмерный вертикальный разрез в почве, ограничивающий одну сторону педона. Педон - мельчайшая единица, содержащая все горизонты почвы. Педоны обычно имеют площадь 1 квадратный метр сверху и фиксируют поперечный диапазон изменчивости почвы до коренной породы.
Почвенные горизонты
Почвенные горизонты - это разные слои почвенного профиля, которые характеризуются разными свойствами, полученными в результате различных процессов почвообразования.
O Horizon - слой, в котором преобладает органический материал, обычно из подстилки растений или животных. Этот горизонт подвержен быстрым изменениям и поэтому обычно не используется при описании почвы.
Горизонт - слой, сформированный чуть ниже горизонта O, обычно называемый верхним слоем почвы. Этот слой представляет собой минеральный горизонт, затемненный органическими веществами.
E Horizon - Минеральный горизонт, который характеризуется потерей оксидов, железа и глины в процессе выщелачивания, также известного как элювиация. Обычно имеет высокую концентрацию частиц песка и ила, поскольку глина выщелачивается.
B Горизонт - Минеральный горизонт, который определяется материалами, накопленными из вышеуказанных горизонтов. Минералы и оксиды, которые были потеряны при элювиации в над горизонте E, иллювируются в этот слой.
C Горизонт - слой, наиболее характерный для материнского материала почвы. Состоит из полувыветрелого материала, который находится между почвой и камнем. Это слой, который обладает наибольшей биологической активностью.
Слой R - неконсолидированная коренная порода
Формирование почвы
Форма
Почвы образуются из соответствующего материнского материала, который может совпадать, а может и не соответствовать составу коренной породы, на которой они лежат. Исходный материал может быть разрушен посредством биологических и химических процессов, а также естественных процессов, таких как ветровая и водная эрозия. Химические и физические свойства этого основного материала отражаются на качествах получаемой почвы. Климат, топография и биологические организмы - все это влияет на формирование почв в различных географических точках.
Топография
На крутом рельефе будет больше стока по сравнению с плоским рельефом. Повышенный сток может препятствовать образованию почвы, так как верхние слои продолжают обрываться, потому что они недостаточно развиты, чтобы поддерживать рост корней. Рост корней может помочь предотвратить эрозию, поскольку корни удерживают почву на месте. Это явление приводит к тому, что почвы на склонах становятся более тонкими и менее развитыми, чем почвы на равнинах или плато.
Климат
Различный уровень осадков и ветра влияет на формирование почвы. Увеличение количества осадков может привести к увеличению уровня стока, как описано ранее, но регулярное количество осадков может стимулировать рост корней растений, что останавливает сток. Рост растительности на определенной территории также может способствовать увеличению глубины и питательности верхнего слоя почвы, поскольку разложение органического вещества способствует укреплению органических горизонтов почвы.
Биологические процессы
Различные уровни микробной активности могут иметь ряд последствий для почвообразования. Чаще всего биологические процессы нарушают существующее почвенное образование, что приводит к химическому перемещению. движение этих химических веществ может сделать доступными питательные вещества, которые могут увеличить рост корней растений.
Микроморфология
В то время как микроморфология почвы начинается в полевых условиях с рутинного и осторожного использования ручной линзы с 10-кратным увеличением, гораздо больше можно описать путем тщательного описания тонких срезов, сделанных из почвы с помощью петрографического поляризационного светового микроскопа . Почву можно пропитать эпоксидной смолой, но чаще всего полиэфирной смолой (crystic 17449), нарезать и измельчить до толщины 0,03 миллиметра и исследовать, пропуская свет через тонкую плазму почвы.
Пористость
Пористость из верхнего слоя почвы является мерой порового пространства в почве , которые , как правило , уменьшается по мере размера зерна увеличивается. Это происходит из-за образования почвенных агрегатов в почвах с более мелкой текстурой под действием биологических процессов почвы . Агрегация связана с прилипанием частиц и повышенным сопротивлением уплотнению. Пористость почвы зависит от ее объемной плотности , которая зависит от состава почвы. Песчаные почвы обычно имеют более высокую насыпную плотность и более низкую пористость, чем илистые или глинистые почвы. Это связано с тем, что более мелкозернистые частицы имеют больше порового пространства, чем более крупные частицы. В таблице ниже показаны объемные плотности залегания, которые позволяют и ограничивают рост корней для трех основных классификаций текстур. Пористость почвы является важным фактором, определяющим количество воды, которое может удерживать почва, сколько воздуха она может удерживать и, следовательно, насколько хорошо корни растений могут расти в почве.
Пористость почвы сложна. Традиционные модели рассматривают пористость как непрерывную. Это не учитывает аномальные особенности и дает только приблизительные результаты. Более того, он не может помочь в моделировании влияния факторов окружающей среды, влияющих на геометрию пор. Был предложен ряд более сложных моделей, включая фракталы , теорию пузырьков, теорию растрескивания , булев зернистый процесс, упакованную сферу и множество других моделей.
Текстура почвы
Текстура почвы - это анализ и классификация различного количества частиц, присутствующих в почве. Треугольники текстуры почвы используются для определения количества присутствующих глины, песка и ила. Объем этих частиц определяет внешний вид, ощущение и химические свойства почвы.
Методы определения текстуры
Измерение текстуры вручную - это простой способ оценить количество песка, ила и глины и, в конечном итоге, определить тип почвы. Обычно это делается в полевых условиях, когда недоступны точные инструменты измерения.
Оценка текстуры почвы в поле
Чтобы оценить вручную, ученые возьмут горсть просеянной почвы и увлажнят ее водой, пока она не скрепится. Затем почва скатывается в шар диаметром около 1-2 дюймов, называемый комком, до тех пор, пока он не перестает быть липким. Затем, держа в руке болюс, большой палец пытается выдавить почву в так называемую ленту. Лента удачно получается при толщине почвы 2 мм и ширине 1-2 см. Такие характеристики, как длина ленты, цвет увлажненной почвы и уровень крошки, учитываются и используются для оценки типа почвы.
Оценка текстуры почвы в лаборатории
Опытный почвовед может определить текстуру почвы в поле с приличной точностью, как описано выше. Однако не все почвы поддаются точному полевому определению текстуры почвы из-за наличия других частиц, которые мешают измерению концентрации песка, ила и глины. Минеральная структура может быть искажена высоким содержанием органического вещества почвы , оксидами железа, аморфными алюмосиликатами или алюмосиликатами ближнего порядка и карбонатами. Чтобы точно определить количество глины, песка и ила в почве, ее необходимо отнести в лабораторию на анализ. Стратегия, известная как анализ размера частиц (PSA), выполняется, начиная с предварительной обработки почвы для удаления всех других частиц, таких как органическое вещество, которые могут помешать классификации. Предварительная обработка должна оставлять из почвы строго песок, ил и частицы глины. Предварительная обработка может состоять из таких процессов, как просеивание почвы для удаления более крупных частиц, что позволяет правильно распределить почву. Затем можно использовать ареометры для расчета количества присутствующего песка, ила и глины. Это состоит в смешивании предварительно обработанной почвы с водой, а затем в том, чтобы дать смеси отстояться, отмечая показания ареометра. Частицы песка являются самыми крупными и поэтому оседают быстрее всего, за ними следуют частицы ила и, наконец, частицы глины. Затем срезы сушат и взвешивают. Сумма трех разделов должна составлять 100%, чтобы тест считался успешным. Отсюда почва может быть классифицирована с помощью почвенного треугольника , который обозначает тип почвы на основе процентного содержания каждой частицы в образце.
Микроморфология почв в археологии
Микроморфология почв была признанным методом в почвоведении уже около 50 лет, и опыт изучения почвенных почв и палеопочв впервые позволил использовать ее при исследовании археологически погребенных почв. В последнее время наука расширилась, чтобы охватить характеристику всех археологических почв и отложений, и была успешна в предоставлении уникальной культурной и палеоэкологической информации из целого ряда археологических памятников.