Структура и сложение почв

Структура почв — взаимное расположение структурных отдельностей (агрегатов) определенной формы и размеров.

Выделяются три группы структурных отдельностей в почвах:

• • микроагрегаты (< 0,25 мм);
• • мезоагрегаты (0,25—10 мм);
• • макроагрегаты (> 10 мм).

Агрегаты состоят из соединенных между собой частиц (механических элементов). Они удерживаются в сцепленном виде в результате коагуляции коллоидов, склеивания, слипания под действием сил Ван-дерВаальса, остаточных валентностей и водородных связей, адсорбционных и капиллярных явлений в жидкой фазе, а также с помощью корневых тяжей, гифов грибов и слизи микроорганизмов.

Различают три основных типа структуры (рис. 1.3, табл. 1.1), каждый из которых в зависимости от характера ребер, граней подразделяется на роды, а в зависимости от размера — на виды.

Рис 1.3. Типичные структурные элементы почв (по С. А. Захарову):

I тип: 1 — крупнокомковатая; 2 — среднекомковатая; 3 — мелкокомковатая; 4 — пылеватая; 5 — крупноореховатая; 6 — ореховатая; 7 — мелкоореховатая; 8 — крупнозернистая; 9 — зернистая; 10 — порошистая; II тип: 11 — столбчатая; 12 — столбовидная; 13 — крупнопризматическая; 14 — призматическая; 15 — мелкопризматическая; 16 — тонкопризматическая; III тип: 17 — сланцевая; 18 — пластинчатая; 19 — листоватая; 20 — грубочешуйчатая; 21 — мелкочешуйчатая Классификация структурных отдельностей почв (по С. А. Захарову).

Таблица 1.1

Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии масса почвы разделена на отдельности той или иной формы и размеров. Бесструктурное состояние имеют почвы, в которых механические элементы либо не соединены между собой в более крупные агрегаты (рыхлый песок), либо залегают сплошной сцементированной массой.

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

Различные генетические горизонты имеют определенную структуру. Так, дерновым и гумусовым горизонтам присуща комковатая и зернистая структура, элювиальным — пластинчато-листоватая, иллювиальным — ореховатая.

Существует агрономическое (агрофизическое) и морфологическое (морфолого-генетическое) понимание структуры. В агрономическом смысле почва считается структурной, если в ее составе преобладают агрономически ценные мезоагрегаты, т. е. отдельности размером от 0,25 до 10 мм. Иные почвы считаются бесструктурными.

Для определения агрономической ценности структуры почвы используют коэффициент структурности почвы К:

где а — количество мезоагрегатов; Ъ — сумма макрои микроагрегатов в почве.

Таким образом, с агрономической точки зрения структурной считается почва, в которой комковато-зернистые водопрочные агрегаты размером от 0,25 до 10 мм (т. е. мезоагрегаты) составляют более 55%.

Сложение почвы — взаимное расположение в пространстве и соотношение механических элементов, структурных отдельностей и связанных с ними пор в почве. Это внешнее выражение плотности и пористости почвы. Сложение почвы зависит от ее структуры, гранулометрического и химического состава и от влажности почвенных горизонтов.

По плотности в сухом состоянии сложение бывает слитое, плотное, рыхлое и рассыпчатое.

Слитое (очень плотное) сложение — лопата или нож при сильном ударе входят в почву на незначительную глубину, не более 1 см; характерно для слитых черноземов, иллювиальных горизонтов солонцов.

Плотное сложение — лопата или нож при большом усилии входят в почву на глубину 4—5 см, и почва с трудом разламывается руками; типично для иллювиальных горизонтов суглинистых и глинистых почв.

Рыхлое сложение — лопата или нож легко входят в почву, почва легко разламывается руками, хорошо оструктурена, но структурные агрегаты слабо сцементированы между собой; наблюдается в хорошо оструктуренных гумусовых горизонтах.

Рассыпчатое сложение — почва обладает сыпучестью, отдельные частицы не сцементированы между собой; характерно для пахотных горизонтов супесчаных и песчаных почв.

Пористость почвы характеризуется формой и размерами пор внутри структурных отдельностей или между ними. По пористости различают следующие типы сложения почв:

• 1. По расположению пор внутри структурных отдельностей: тонкопористое — почвенная масса пронизана порами диаметром менее 1 мм; пористое — почвенная масса пронизана порами в 1—3 мм; губчатое — в почве много пустот от 3 до 5 мм; ноздреватое (или дырчатое]I — почвенная масса содержит полости от 5 до 10 мм; ячеистое — пустоты крупнее 10 мм; трубчатое — почва пронизана каналами, прорытыми крупными землероями.
• 2. По расположению пор между структурными отдельностями в сухом состоянии: тонкотрещиноватое — полости шириной менее 3 мм; трещиноватое — полости размером 3—10 мм; щелеватое — полости шириной более 10 мм.

Сложение имеет большое практическое значение, так как оно характеризует почву с точки зрения трудности ее обработки. Давно установлено, что глинистые и тяжелосуглинистые (тяжелые) почвы требуют значительно больше усилий при обработке, чем среднесуглинистые и песчаные (легкие). Также от сложения зависят водно-физические свойства почвы, легкость проникновения воды и корней растений в почву.