Структура почвы.

Способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов (отдельностей) различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой.

Выделяют три группы структурных отдельностей в почвах (мм):

микроагрегаты < 0,25

мезоагрегаты 0,25 – 7 (10)

макроагрегаты > 7 (10)

Форма структурных отдельностей, их размер и прочность четко отражает характер процессов, протекающих в почве. Различные почвы, а в пределах одного профиля и различные горизонты могут иметь неодинаковую структуру. Качественная оценка структурной отдельности определяется ее размерам, пористостью, механической прочностью и водопрочностью.

В песчаных и супесчаных почвах механические элементы обычно находятся в раздельно-частичном состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными, мало структурными и бесструктурными.

В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно, поэтому в ней образуются в основном капиллярные поры. При наличии структурных агрегатов в почве создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости (рис. 6).

рис. 6. пористость культурной структурной почвы(по Н.А.Качинскому, 1982)

1 – тонкие, преимущественно капиллярные поры в структурных агрегатах, при смачивании почвы заполняются водой;

2 – средние поры в структурных агрегатах (ячейки, канальцы), при смачивании почвы на короткий период заполняются водой, потом, после ее рассасывания - воздухом;

3 – крупные поры между структурными агрегатами обычно заполнены воздухом;

4 – капиллярные поры на стыке структурных агрегатов, в сырой почве большей частью заполнены водой.

В структурных почвах структура выражена хорошо и представлена агрегатами одинаковой величины и формы. в бесструктурных почвах структура выражена плохо и неоднородна – структурных агрегатов мало, они могут иметь различную величину. В таких почвах профиль или его отдельные горизонты лишены структуры и представлены массой песчаных, пылеватых и иловатых частиц, не соединенных в структурные отдельности. Состояние твердых частиц в них может быть раздельночастичном или сцементированным в сплошную массу. Раздельночастичное состояние твердых частиц характерно для песчаных почв, сцементированное – для бесструктурных глинистых и суглинистых почв.

1

Рис. 7. Строение структурной отдельности.

1- гумусовые соединения, как правило, гуматы Са;

2 – механические элементы (песчаные, пылеватые, иловатые частицы);

3 – почвенный воздух; 4 – внутриагрегатная вода; 5 – микроорганизмы почвы.

Прочность структурных отдельностей зависит от характера биологических процессов, количества гумуса и тонкодисперсных частиц, их состава, а также от состава поглощенных катионов и почвенного раствора (рис. 7).

Массу, склеивающую и цементирующую отдельные частицы в агрегаты, образуют гели органических веществ и тонкодисперсных минералов. Поэтому песчаные почвы, лишенные глинистых частиц и содержащие мало гумусовых веществ, бесструктурные. Могут быть бесструктурными и глинистые почвы, если в составе поглощенных катионов содержится мало кальция, кальций является энергичным коагулятором, следовательно, его присутствие сопровождается коагуляцией органических и минеральных тонкодисперсных веществ. При увеличении содержания обменного натрия в почве протекают процессы пептизации, которые способствуют разрушению почвенных агрегатов. Почвы, содержащие поглощенный натрий, при намокании расплываются, а при высыхании образуют растрескавшуюся корку

Одним из важнейших свойств структуры является степень ее водопрочности, т.е. устойчивости против размывающего действия воды. водопрочная структура придает горизонту благоприятные для растений водно-воздушные свойства и улучшает питательный режим. Высокой степенью водопрочности обладает зернистая и ореховатая формы структуры, меньшей - комковатая структура; неводопрочными структурами считаются плитовидная и призмовидная структуры.

Важно, чтобы водопрочные агрегаты имели рыхлую упаковку, были пористые, обладали способностью легко воспринимать воду. Они должны иметь соответствующие размеры, чтобы в их поры легко проникали корневые волоски и микроорганизмы рис. 8.

а.

б.

Рис. 8. Схема изменения плотности упаковки:

а – увеличение плотности; б – уменьшение плотности.

Наиболее ценными являются мезоагрегаты размером 0,25-10 мм, обладающие высокой пористостью (> 45%), механической прочностью и водопрочностью. Благоприятное влияние на свойства почвы оказывает и микроструктура при условии ее пористости и водопрочности. Наилучшими являются микроагрегаты размером 0,25-0,05 мм. микроагрегаты размером средней пыли (0,01-0,005 мм) затрудняют водо- и воздухопроницаемость, способствуют повышению испаряющей способности почв.

Эти особенности строения и пористости структурных и бесструктурных почв оказывают огромное влияние на водно-воздушный и питательный режимы.

Структурные отдельности почвы обладают некоторым, правда, очень отдаленным, сходством с кристаллами. Поэтому структурные отдельности подразделяются на следующие три основные типа: кубовидный, призмовидный, плитовидный.

При изучении структурности почвы необходимо определить степень выраженности (хорошо или плохо), однородность (однородная или неоднородная). Далее определяют тип структуры, тщательно исследуя отдельные наиболее типичные агрегаты по форме и степени выраженности граней и ребер. В конце на миллиметровой бумаге измеряют величину агрегатов и уточняют название, используя классификацию по С. А. Захарову (табл. 7, рис. 9).

например, структура крупнозернистая, выражена хорошо, однородная, водопрочная. Однако, следует отметить, что структура генетических горизонтов часто бывает неоднородной. В этих случаях соответственно с характером структурных отдельностей почвенной структуре дается двойное название, например, комковато-зернистая.

Различные генетические горизонты имеют определенную структуру. Так, дерновым и гумусовым горизонтам характерна комковатая и зернистая структура, элювиальным – пластинчато-листовая, иллювиальным – ореховатая.

Для различных типов почвы характерна определенная структура. В дерново-подзолистых почв и серых лесных почв – ореховатая. Плитчатая, пластинчатая и листоватая структуры характерны для горизонтов вымывания подзолистых, солонцеватых и осолоделых почв. Образование столбчатой и призматической структуры характерно для солонцов и связано с пептизирующим действием поглощенного натрия на коллоидную часть почвы. эти горизонты обеднены коллоидами и легко расслаиваются на горизонтальные отдельности в период зимнего замерзания почвы.

Таблица 7