1.8.6.1. Метод прямого сравнения
Этот метод изначально использовался в геологии для сопоставления горных пород и продуктов их выветривания. В почвоведении метод прямого сравнения для характеристики дифференциации почвенного профиля впервые применил П.С. Коссович (1912), и с тех пор «пересчеты по Коссовичу» используются в почвенных исследованиях при изучении почв разных типов.
Сущность метода прямого сравнения или вычисления степени выноса (или накопления) какого-то компонента, заключается в непосредственном сопоставлении данных анализов почвенных горизонтов и почвообразующей породы с помощью уравнения:
или, что то же самое, уравнения:
где ain – содержание компонента i в n-ом горизонте, %; aio – содержание того же компонента в почвообразующей породе, %.
Достоинством данного метода является его простота и возможность непосредственного сопоставления двух или всех горизонтов в почве, с почвообразующей породой и между собой. Но поскольку при этом сопоставляются не массы и не запасы веществ (элементов), а их относительные содержания, то можно судить лишь о том, насколько один горизонт отличается от другого. Возможность же оценки, какой из сопоставляемых горизонтов характеризуется выносом или накоплением рассматриваемого компонента, остается за пределами метода.
1.8.6.2. Методы стабильного компонента
В основе этих методов лежит гипотеза стабильного компонента – «свидетеля». Предполагается, что какой-то из компонентов алюмосиликатной части почвы в процессе почвообразования остается стабильным, т.е. не подвергается никаким превращениям, не привносится в почву и не выносится из нее, а если это и происходит, то в ничтожных количествах. Выбор такого «свидетеля» осуществляется обычно по признаку наибольшего относительного (по сравнению с другими компонентами) его накопления в почве, как правило, в верхних ее горизонтах, где явления выноса могут быть выражены в максимальной степени.
В качестве «свидетеля» используют либо устойчивые минералы – чаще всего кварц, циркон, турмалин, либо оксиды SiO2, Al2O3, TiO2.
Методы, объединяемые в эту группу, различаются подходами, в соответствии с первоначальными задачами и объектами, для которых они были разработаны.
1.8.6.2.1. Метод молекулярных отношений
Данный подход был впервые использован Г. Гаррассовицем (1926) для характеристики кор выветривания и почв влажных тропических областей, формирующихся под влиянием процесса ферраллитизации. При развитии данного процесса Al2O3 остается практически неподвижным, тогда как все остальные компоненты в той или иной степени подвергаются выносу. Поэтому о степени выветрелости и дифференциации коры выветривания и формирующейся на ней почвы можно судить по соотношению между подвижными компонентами и Al2O3. Для этого Г. Гаррассовиц предложил использовать четыре индекса, которые рассчитываются по молекулярным отношениям оксидов:
Эти индексы нашли широкое применение для характеристики самых различных типов почв и кор выветривания. Они используются для суждения об относительной потере или накоплении вещества в тех или иных горизонтах почвы при сопоставлении их индексов с индексами исходной породы, а также для оценки общей степени выветривания породы. Кроме того, индексы используются для расчета «фактора выщелачивания», предложенного Г. Йенни (1948):
Чем меньше величина β, тем интенсивнее идет вынос щелочных элементов по отношению к Al2O3. При β=1 выноса щелочных элементов не происходит, если же β>1, то наблюдается их аккумуляция.