Введение
Классификация типов почв
Таксономия почв USDA (ST), разработанная Министерством сельского хозяйства США и Национальным кооперативным обследованием почв, представляет собой детализированную классификацию типов почв по нескольким параметрам (наиболее часто – по их свойствам) и на нескольких уровнях: ряд, подряд, великая группа, подгруппа, семейство и серия. Классификация была первоначально разработана Гаем Дональдом Смитом, бывшим директором исследований почвенных обследований Министерства сельского хозяйства США.
USDA soil taxonomy (ST) developed by the United States Department of Agriculture and the National Cooperative Soil Survey provides an elaborate classification of soil types according to several parameters (most commonly their properties) and in several levels: Order, Suborder, Great Group, Subgroup, Family, and Series. The classification was originally developed by Guy Donald Smith, former director of the U. S. Department of Agriculture's soil survey investigations.
Обсуждение
Таксономия – это систематическое распределение; почвенная таксономия USDA имеет шесть уровней классификации. Они, от наиболее общих к специфическим: порядок, подпорядок, большая группа, подгруппа, семейство и ряд. В этой системе классификации используются количественно измеримые свойства почвы – глубина, влажность, температура, текстура, структура, катионообменная ёмкость, степень насыщения основаниями, минералогия глины, содержание органического вещества и солей. В почвенной таксономии выделяют 12 почвенных порядков (высший иерархический уровень). Названия порядков заканчиваются суффиксом sol. Критерии для различных почвенных порядков включают свойства, отражающие основные различия в генезе почв. Порядки: Alfisol – почвы с алюминием и железом. Они характеризуются горизонтами накопления глины и формируются в условиях достаточной влажности и тепла для не менее трех месяцев вегетационного периода. Они составляют 10% почв во всем мире. Andisol – почвы вулканического пепла. Это молодые почвы, покрывающие 1% площади мира, свободной ото льда. Aridisol – сухие почвы, формирующиеся в условиях пустыни, с менее чем 90 последовательными днями влажности в течение вегетационного периода и не подверженные выщелачиванию. Они составляют почти 12% почв на Земле. Формирование почвы происходит медленно, накопленное органическое вещество встречается редко. Могут присутствовать подповерхностные зоны кальцита или дюрипана. Многие аридизоли имеют хорошо развитые Bt-горизонты, свидетельствующие о перемещении глины в прошлые периоды большей влажности. Entisol – недавно образованные почвы, лишенные хорошо развитых горизонтов. Обычно встречаются на рыхлых речных и пляжных отложениях песка и глины или вулканического пепла; некоторые имеют горизонт A на коренной породе. Они составляют 18% почв во всем мире. Gelisol – почвы вечной мерзлоты с вечной мерзлотой в пределах двух метров от поверхности или с гелическими материалами и вечной мерзлотой в пределах одного метра. Они составляют 9% почв во всем мире. Histosol – органические почвы (ранее называвшиеся торфяными), составляют 1% почв во всем мире. Inceptisol – молодые почвы с формированием подповерхностных горизонтов, но с небольшим выносом и накоплением веществ. Они составляют 15% почв во всем мире. Mollisol – мягкие, глубокие, темные почвы, формирующиеся на лугах и в некоторых широколиственных лесах с очень мощными горизонтами A. Они составляют 7% почв во всем мире. Oxisol – сильно выветренные почвы, богатые оксидами железа и алюминия (сесквиоксидами) или каолином, но с низким содержанием кремнезема. Из-за обильных тропических осадков и высоких температур они содержат мало питательных веществ и имеют низкую катионообменную ёмкость остаточных глин. Они составляют 8% почв во всем мире. Spodosol – кислые почвы с органическим коллоидным слоем, комплексированным железом и алюминием, выщелоченными из вышележащего слоя. Это типичные почвы хвойных и лиственных лесов в более прохладном климате. Они составляют 4% почв во всем мире. Ultisol – кислые почвы во влажных тропиках и субтропиках, обедненные кальцием, магнием и калием (важными питательными веществами для растений). Они сильно выветрены, но не так сильно, как Oxisol. Они составляют 8% почв во всем мире. Vertisol – почвы инверсии. Они богаты глиной и имеют тенденцию разбухать при увлажнении и сжиматься при высыхании, часто образуя глубокие трещины, в которые могут проваливаться поверхностные слои. Из-за высокой степени расширения их трудно обрабатывать и использовать для строительства дорог и зданий. Они составляют 2% почв во всем мире. Указанные проценты относятся к площади суши, свободной ото льда. "Горные почвы", составляющие остаток (11,6%), представляют собой смесь вышеперечисленных или классифицируются как "Каменистые горы", не имеющие почвенного покрова. Вышеуказанные почвенные порядки в последовательности возрастающей степени развития: Entisol, Inceptisol, Aridisol, Mollisol, Alfisol, Spodosol, Ultisol и Oxisol. Histosol и Vertisol могут встречаться в любом из вышеперечисленных порядков на любой стадии их развития. Подпорядки почв в пределах одного порядка дифференцируются на основе свойств почвы и горизонтов, зависящих от влажности и температуры почвы. В Соединенных Штатах выделено 47 подпорядков. Категория больших групп почв представляет собой подразделение подпорядка, в котором тип и последовательность почвенных горизонтов различают одну почву от другой. В Соединенных Штатах выделено около 185 больших групп. Горизонты, характеризующиеся глиной, железом, гумусом и уплотненными слоями, а также признаки почвы, такие как расширение и сжатие глин (вызывающие самоперемешивание), температура и значительное количество различных солей, используются в качестве отличительных признаков. Большие группы подразделяются на три типа подгрупп: типичные, переходные и экстраградные. Типичная подгруппа представляет собой базовую или "типичную" концепцию большой группы, к которой принадлежит описываемая подгруппа. Переходная подгруппа описывает свойства, указывающие на ее сходство с почвами других больших групп, подпорядков или порядков. Эти свойства недостаточно развиты или выражены, чтобы включить почву в большую группу, к которой она переходит, но указывают на сходство. Экстраградные признаки – это аномальные свойства, которые не позволяют отнести почву к другой классификации. В Соединенных Штатах определено около 1000 подгрупп почв. Семейство почв – это группа почв в пределах подгруппы, описывающая физические и химические свойства, влияющие на реакцию почвы на агротехнические мероприятия и инженерные применения. Основные характеристики, используемые для дифференциации семейств почв, включают текстуру, минералогию, pH, проницаемость, структуру, консистенцию, режим осадков местности и температуру почвы. Для некоторых почв критерии также указывают процент содержания ила, песка и крупнообломочного материала, такого как гравий, галька и камни. В Соединенных Штатах выделено около 4500 семейств почв. Семейство может содержать несколько почвенных рядов, описывающих физическое местоположение, используя название заметного физического объекта, такого как река или город, рядом с местом отбора образца почвы. Например, Merrimac – для реки Мерримак в Нью-Гэмпшире. В Соединенных Штатах выделено более 14 000 почвенных рядов. Это позволяет давать очень точные описания почв. Почвенная фаза ряда (ранее называвшаяся "тип почвы") описывает текстуру поверхности почвы, уклон, каменистость, засоленность, эрозию и другие условия.
Alfisol – soils with aluminium and iron. They have horizons of clay accumulation, and form where there is enough moisture and warmth for at least three months of plant growth. They constitute 10% of soils worldwide. Andisol – volcanic ash soils. They are young soils. They cover 1% of the world's ice free surface. Aridisol – dry soils forming under desert conditions which have fewer than 90 consecutive days of moisture during the growing season and are nonleached. They include nearly 12% of soils on Earth. Soil formation is slow, and accumulated organic matter is scarce. They may have subsurface zones of caliche or duripan. Many aridisols have well developed Bt horizons showing clay movement from past periods of greater moisture. Entisol – recently formed soils that lack well developed horizons. Commonly found on unconsolidated river and beach sediments of sand and clay or volcanic ash, some have an A horizon on top of bedrock. They are 18% of soils worldwide. Gelisol – permafrost soils with permafrost within two metres of the surface or gelic materials and permafrost within one metre. They constitute 9% of soils worldwide. Histosol – organic soils, formerly called bog soils, are 1% of soils worldwide. Inceptisol – young soils. They have subsurface horizon formation but show little eluviation and illuviation. They constitute 15% of soils worldwide. Mollisol – soft, deep, dark soil formed in grasslands and some hardwood forests with very thick A horizons. They are 7% of soils worldwide. Oxisol – are heavily weathered, are rich in iron and aluminum oxides (sesquioxides) or kaolin but low in silica. They have only trace nutrients due to heavy tropical rainfall and high temperatures and low CEC of the remaining clays. They are 8% of soils worldwide. Spodosol – acid soils with organic colloid layer complexed with iron and aluminium leached from a layer above. They are typical soils of coniferous and deciduous forests in cooler climates. They constitute 4% of soils worldwide. Ultisol – acid soils in the humid tropics and subtropics, which are depleted in calcium, magnesium and potassium (important plant nutrients). They are highly weathered, but not as weathered as Oxisols. They make up 8% of the soil worldwide. Vertisol – inverted soils. They are clay rich and tend to swell when wet and shrink upon drying, often forming deep cracks into which surface layers can fall. They are difficult to farm or to construct roads and buildings due to their high expansion rate. They constitute 2% of soils worldwide. The percentages listed above are for land area free of ice. "Soils of Mountains", which constitute the balance (11.6%), have a mixture of those listed above, or are classified as "Rugged Mountains" which have no soil. The above soil orders in sequence of increasing degree of development are Entisols, Inceptisols, Aridisols, Mollisols, Alfisols, Spodosols, Ultisols, and Oxisols. Histosols and Vertisols may appear in any of the above at any time during their development. The soil suborders within an order are differentiated on the basis of soil properties and horizons which depend on soil moisture and temperature. Forty seven suborders are recognized in the United States. The soil great group category is a subdivision of a suborder in which the kind and sequence of soil horizons distinguish one soil from another. About 185 great groups are recognized in the United States. Horizons marked by clay, iron, humus and hard pans and soil features such as the expansion contraction of clays (that produce self mixing provided by clay), temperature, and marked quantities of various salts are used as distinguishing features. The great group categories are divided into three kinds of soil subgroups: typic, intergrade and extragrade. A typic subgroup represents the basic or 'typical' concept of the great group to which the described subgroup belongs. An intergrade subgroup describes the properties that suggest how it grades towards (is similar to) soils of other soil great groups, suborders or orders. These properties are not developed or expressed well enough to cause the soil to be included within the great group towards which they grade, but suggest similarities. Extragrade features are aberrant properties which prevent that soil from being included in another soil classification. About 1,000 soil subgroups are defined in the United States. A soil family category is a group of soils within a subgroup and describes the physical and chemical properties which affect the response of soil to agricultural management and engineering applications. The principal characteristics used to differentiate soil families include texture, mineralogy, pH, permeability, structure, consistency, the locale's precipitation pattern, and soil temperature. For some soils the criteria also specify the percentage of silt, sand and coarse fragments such as gravel, cobbles and rocks. About 4,500 soil families are recognised in the United States. A family may contain several soil series which describe the physical location using the name of a prominent physical feature such as a river or town near where the soil sample was taken. An example would be Merrimac for the Merrimack River in New Hampshire. More than 14,000 soil series are recognised in the United States. This permits very specific descriptions of soils. A soil phase of series, originally called 'soil type' describes the soil surface texture, slope, stoniness, saltiness, erosion, and other conditions.
Режимы влажности почвы
Режим влажности почвы, часто отражающий климатические факторы, является основным определяющим фактором продуктивности наземных экосистем, включая сельскохозяйственные системы. Режимы влажности почвы определяются на основе уровней грунтовых вод и количества воды в почве, доступной растениям в течение года в конкретном регионе. Для характеристики почв используется несколько классов режимов влажности. Эти категории служат терминологическими модификаторами на уровне подпорядка почвы. Режим влажности почвы – основные характеристики: Водный – почва насыщена водой и практически лишена газообразного кислорода в течение достаточного времени, что свидетельствует о плохой аэрации (оглеение и пятнистость); характерен для заболоченных территорий. Удический – влажность почвы достаточно высока в течение года в большинстве лет для удовлетворения потребностей растений; характерен для влажных регионов. Устический – влажность почвы занимает промежуточное положение между удическим и аридным режимами; как правило, доступная для растений влага присутствует в течение вегетационного периода, но возможны периоды сильной засухи; характерен для полузасушливых регионов. Аридный – почва сухая в течение как минимум половины вегетационного периода и влажная менее 90 последовательных дней; характерен для засушливых (пустынных) регионов. Ксерический – режим влажности почвы встречается в климате средиземноморского типа с прохладной, влажной зимой и тёплым, сухим летом. Подобно устическому режиму, он характеризуется длительными периодами засухи летом.