Влияние механического состава и структурного сложения почвы на агрономические свойства почв и их плодородие

Механический состав является очень важным свойством  почвы, по которому изучаемая почва  относится к той или иной разновидности. Определение механического состава  почвы по горизонтам играет большую  роль при изучении генезиса (происхождения) почвы, так как механический состав зависит не только от состава материнской породы, но и от процессов почвообразования, происходящих в почве [3, c. 98].

Распределение илистой  фракции по профилю почвы является хорошим показателем наличия процессов образования вторичных глинистых минералов (т. е. оглинения почвы). В горизонтах оглинения увеличивается содержание илистых частиц по сравнению с их содержанием в почвообразующей породе, что дает основание для выделения метаморфических горизонтов в почвенном профиле. Характер распределения илистой фракции в почве указывает в некоторой степени на интенсивность и качественную направленность процессов почвообразования.

Механический состав почвы является важной характеристикой, необходимой для определения производственной ценности почвы, ее плодородия, способов обработки и т. д. От механического состава почвы зависят почти все физические и физико-механические свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, порозность, воздушный и тепловой режим, водоподъемная сила и др. В полевых условиях при определенных навыках механический состав можно определить и без специального оборудования, так как почвы различного механического состава отличаются некоторыми механическими свойствами, которые нетрудно определить в поле.

Существует сухой и  мокрый способ приблизительного определения  механического состава в поле. (Прил. 3).

Глинистые почвы в  сухом состоянии с большим  трудом растираются между пальцами, но в растертом состоянии ощущается  однородный тонкий порошок. Во влажном состоянии эти почвы сильно мажутся, хорошо скатываются в длинный шнур, из которого легко можно сделать кольцо.

Суглинистые почвы при  растирании в сухом состоянии  дают тонкий порошок, в котором прощупывается  некоторое количество песчаных частиц. Во влажном состоянии раскатываются в шнур, который разламывается при сгибании в кольцо. Легкий суглинок не дает кольца, а шнур растрескивается и дробится при раскатывании. Тяжелый суглинок дает кольцо с трещинами.

Супесчаные почвы легко  растираются между пальцами. В растертом состоянии явно преобладают песчаные частицы, заметные даже на глаз. Во влажном состоянии образуются только зачатки шнура.

Песчаные почвы состоят  только из песчаных зерен с небольшой  примесью пылеватых и глинистых  частиц. Почва бесструктурна, не обладает связностью [12, c. 108].

Механический состав почвы является важной характеристикой, необходимой для определения  производственной ценности почвы, ее плодородия, способов обработки и т.д. От механического  состава зависят почти все физические и физико-механические свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, порозность, воздушный и тепловой режим и др. В полевых условиях определение механического состава производится по степени пластичности – наощупь. При известном навыке почвы можно достаточно четко разделять на глинистые, суглинистые, супесчаные и песчаные:

Песчаные почвы –  бесструктурны, не обладают связностью, сыпучи, при большом увлажнении можно  скатать в шарик.

Супесчаные почвы –  в сухом состоянии сыпучи, бесструктурны, во влажном состоянии легко скатываются в шар, но «шнура» или «колбаски» не образуют.

Суглинистые почвы –  в сухом состоянии легко втираются  в кожу, во влажном состоянии пластичны  и легко раскатываются в «шнур» или «колбаску». Чем тоньше «шнур» или «колбаска», тем данная почва ближе к глине.

Глинистые – в сухом  состоянии при растирании на ладони дают тонкий однородный порошок (пудру), хорошо втирающийся в кожу, во влажном  состоянии раскатываются в длинный, тонкий шнур, легко сворачиваемый  в кольцо без трещин [10, c. 84].

Окончательное название почвы по механическому составу  производится в лаборатории при  помощи специального анализа, и на основании  этого дается название почвы. Общее  название почвы по механическому  составу дается по данным механического  анализа верхнего горизонта (0–25 см).

Общее название почвы  по механическому составу дается по данным механического анализа  верхнего горизонта (0-25 см). Например, дерново-среднеподзолистая, суглинистая или чернозем южный, глинистый и т. д. Если наблюдается  резкое различие механического состава верхнего и нижнего горизонтов, то это обстоятельство должно отразиться и в названии почвы. Например, дерново-луговая, тяжелосуглинистая почва на песчаных отложениях или дерново-сильноподзолистая суглинистая почва на супесчаных наносах и т. д. [7, c. 127

Чем больше в почвах тонких гранулометрических фракций, тем больше в них доступных растениям  питательных веществ: Са, К, Р, Mg, Fe, и  др. В то же время при сильном  раздроблении ухудшаются водно-физические свойства почвы. Оптимальный гранулометрический состав почвы для большинства лесных пород заключен между песками и глинами: в супесях, легких и средних суглинках. Важную роль играет гранулометрический состав почвы подстилающих горных пород. Прослойки суглинков внутри песков и супесей, а также подстилание песчаных почв суглинками существенно изменяют режим увлажнения и увеличивают плодородие почв. Даже небольшие различия в гранулометрическом составе почвы обусловливают поселение неодинаковых растительных сообществ на соседних территориях. Гранулометрический состав почвы определяют лабораторными и полевыми методами [11, c. 107].

Все многообразие почв по гранулометрическому составу объединяют в группы с характерными для них  физическими, физико-химическими и  химическими свойствами.

Классификация, разработанная  Н.А. Качинским, учитывает генезис  почв, способность их глинистой фракции  к образованию структурных агрегатов, которая зависит от содержания гумуса в почвах, состава обменных катионов в почвенном поглощающем комплексе  и минералогического состава механических элементов. Чем выше способность глинистой фракции к формированию агрегатов, тем меньше проявляются отрицательные свойства в почве при равном содержании физической глины. Например, черноземы приобретают тяжелоглинистые свойства с содержанием физической глины >85%, тогда как солонцы даже при >65%. В почвенном поглощающем комплексе солонцового горизонта преобладают катионы натрия, которые из-за сильной гидратированности обусловливают диспергирование илистой фракции и придают солонцам неблагоприятные физические свойства [4, c. 58].

Таким образом, по механическому  составу породы и почвы можно  подразделить на песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Понятие о структуре  почвы.

5.1 Структурность почвы

 

Структурность почвы один из важнейших ее признаков, имеющий большое значение для определения генетической и аргопроизводственной характеристики почв. Структурность почвы - ее способность распадаться на отдельные агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов.

Выделяют (по С. А.Захарову) три основных типа структурности почвы: кубовидная, когда структурные отдельности почвы равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям; призмовидная, если структурные отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси; плитовидная, если структурные отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены по вертикали [8, c. 106].

Структурная почва обладает хорошим воздушными и тепловыми  свойствами. В ней нормально проходят биологические процессы. Она обеспечивает доступность питательных веществ растениям. Структурная почва хорошо поддается механической обработке.

Под структурой почвы  понимают совокупность отдельностей, или агрегатов, различных по величине, форме, прочности и связности. Структурная  отдельность – агрегат – состоит из первичных частиц (механических элементов), или микроагрегатов, соединенных друг с другом в результате коагуляции коллоидов, склеивания, слипания [17, c. 67].

Агрегаты, образованные из первичных механических элементов, относят к первому порядку. Силами остаточных валентностей, а также путём склеивания и слипания могут образовываться агрегаты второго, третьего и т. д. порядка.

По мере увеличения размера  агрегата связь между отдельными составляющими его ослабевает, а, следовательно, уменьшается связность и прочность.

Различают два вида понятия  структурности почвы: морфологические  и агрономические. В морфологическом  понимании хорошей будет всякая чётко выраженная структура: ореховатая, столбчатая, призмовидная, пластинчатая и т. п. Каждой генетически различной почве, а внутри её отдельным горизонтам присуща своя, характерная структура. Её формирование тесно связано с условиями образования данного почвенного типа.

Агрономически ценной является только такая структура, которая  обеспечивает плодородие почвы. Оптимальные условия водного и воздушного режимов с мелкокомковатой и зернистой структурой [12, c. 92].

В настоящее время  почвенную структуру по размерам агрегатов подразделяют следующим  образом: глыбистая (агрегаты > 10 мм); комковато-зернистая, или макроструктура (агрегаты 10-0,25 мм); микроструктура (агрегаты < 0,25 мм).

Связность почвы зависит  от количества иловатых и особенно коллоидных частиц. Прочность агрегата зависит от качества перегноя, она  обусловлена цементацией механических элементов свежеосаждённым перегноем [15, c. 188].

Структура почвы является одним из важнейших факторов её плодородия. В структурной почве создаются  оптимальные условия водного, воздушного и теплового режимов, что в  свою очередь, обуславливает развитие микробиологической деятельности, мобилизацию и доступность питательных веществ для растений.

Структурная почва имеет  высокую пористость. Благодаря хорошей водопроницаемости она хорошо промачивается водой, выпадающие осадки полностью впитываются. Поэтому отсутствует поверхностный сток, а следовательно, исключены эрозионные процессы. Во влажной структурной почве благодаря наличию капиллярных пор аэрации между ними одновременно совмещаются анаэробные процессы. Внутри агрегатов, когда капиллярные поры заняты водой, протекают анаэробные процессы, сопровождающиеся образованием ульминовых кислот. В это же время в порах аэрации, на поверхности комков, идут процессы в аэробных условиях с образованием гуминовых кислот и минеральных соединений, нужных для питания растений [11, c. 123].

В бесструктурной распылённой  почве тяжёлого гранулометрического  состава складываются неблагоприятные  физические условия. Вода и воздух в  ней являются антагонистами. Пористость и влагоёмкость представлены малыми величинами. Вследствие плохой водопроницаемости бесструктурная почва плохо впитывает воду, сток её по поверхности приводит к эрозии. Плохая водопроницаемость, малая влагоёмкость не обеспечивают достаточных запасов воды. Весной и осенью поры в такой почве бывают заполнены водой, а воздух в них отсутствует. С повышением же температуры благодаря тонкопористому сложению происходит интенсивное испарение воды и просушивание почвы на большую глубину. Растения в этот период страдают от засухи. После дождя или полива поверхность бесструктурной почвы заплывает, резко повышается липкость. При высыхании такая почва сильно уплотняется, на поверхности поля образуется плотная корка, что затрудняет рост и развитие растений. При сильном просушивании образуются глубокие трещины и при этом корни растений могут быть порваны. Требуются повторные рыхления после дождя и полива. Распыленные почвы легко подвергаются ветровой эрозии [4, c. 92].

Таким образом, способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой.

Структура является важным свойством почв; она определяет ряд  других свойств почвы и влияет на ее плодородие. Качественная оценка структуры определяется ее размером, пористостью, механической прочностью и водопрочностью.

 

5.2 Виды почвенной структуры

 

Хорошо окультуренная  структурная почва при вспашке  легко распадается на комковатые или зернисто-комковатые отдельности. Бесструктурные почвы представляют собой либо рассыпчатую массу (песчаные), либо, наоборот, однородно-плотную монолитную массу, распадающуюся при обработке на крупные глыбы.

Наиболее детально классификация  структуры и сложения почв разработана  С. А. Захаровым. Структурой почвы называют отдельности более или менее  четкой геометрической формы, на которые распадается почва, без применения какого-либо значительного механического воздействия. Форма структурных отдельностей зависит от свойств почвы, определяемых механическим составом и почвообразовательным процессом [7, c. 76].

Структурные агрегаты создаются под влиянием природных условий и хозяйственной деятельности человека. В зависимости от формы и размеров структурные отдельности подразделяют на типы, роды и виды.

Кубовидный тип – структура равномерно развита по трём взаимоперпендикулярным осям. Грани и рёбра плохо выражены, агрегаты плохо оформлены:

род Глыбистая

вид Крупноглыбистая – ребро куба > 10 см

вид Мелкоглыбистая – ребро куба 10–5 см

род Комковатая

вид Крупнокомковатая – ребро куба 5–3 см

вид Комковатая – ребро куба 3–1 см

вид Мелкокомковатая – ребро куба 1–0,5 см

род Пылеватая

вид Пылеватая – ребро куба < 0,5 см

Грани и рёбра хорошо выражены, агрегаты ясно оформлены:

род Ореховатая

вид Крупноореховатая – ребро куба > 10 мм

вид Ореховатая – ребро куба 10–7 мм

вид Мелкокоореховатая – ребро куба 7–5 мм

род Зернистая

вид Крупнозернистая – ребро куба 5–3 мм

вид Зернистая (крупитчатая) – ребро куба 3–1 мм

вид Мелкозернистая (порошистая) – ребро куба 1–0,5 мм

Призмовидный тип – структура развита преимущественно по вертикальной оси. Грани и рёбра плохо выражены, агрегаты плохо оформлены: