2.31. Оценка плотности и пористости суглинистых и глинистых почв в вегетационный период по н.А. Качинскому

Плотность почвы, г/см3	Общая порозность почвы, %	Оценка плотности	Оценка пористости
< 1,0	> 70	Почва вспушена или богата органическим веществом	Избыточно пористая – почва вспушена
1,0…1,1	65…55	Типичные величины для культурной или свежевспаханной почвы	Отличная – культурный пахотный слой
1,1…1,2	55…50	Пашня слабо уплотнена	Хорошая, характерная для окультуренных почв
1,2…1,3	50…45	Пашня уплотнена	Удовлетворительная, характерная для освоенных почв
1,3…1,4	45…40	Пашня сильно уплотнена	Неудовлетворительная для пахотного слоя
1,4…1,6	40…35	Типичные величины для подпахотных горизонтов (кроме черноземов)	Чрезмерно низкая – характерна для уплотненных подпахотных и иллювиальных горизонтов
1,6…1,8		Сильно уплотненные иллювиальные горизонты

Структурное состояние почв Под структурностью почвы понимают ее способность распадаться на агрегаты под влиянием механических воздействий. Структура почвы — совокупность агрегатов различной величины, формы, пористости, механической прочности и водопрочности. При оценке структуры следует отличать морфологическое ее понятие от агрономического.

Для морфологического описания почв С.А.Захаровым разработана классификация структур, включающая три типа (с подразделением на роды): кубовидная (глыбистая, комковатая, ореховатая, зернистая), призмовидная (столбчатовидная, столбчатая, призматическая), плитовидная (плитчатая, чешуйчатая). Роды делятся на виды по величине агрегатов.

Для агрономической оценки структуры Н.И.Саввиновым предложена классификация, согласно которой к агрономически ценным относятся агрегаты размером от 0,25 до 10 мм, более крупные почвенные отдельности считаются глыбистой частью почвы, а более мелкие — распыленной. Эти три рода подразделя­ются на виды (табл. 54).

54. Агрономическая классификация почвенной структуры

(по А.И. Савинову)

Роды	Виды	Размер агрегата (диаметр), мм
Глыбистое	Крупные глыбы	>100
	Средние	50-100
	Мелкие	10-50
Комковатая	Крупные комочки	3,0-10,0
	Средние	1,0-3,0
	Мелкие	0,5-1,0
	Зернистые	0,25-0,5
Распыленная	Микроструктурные элементы	0,01-0,25
	Пылевато-глинистые частицы	<0,01

2.32. Оптимальная и равновесная плотности средне- и тяжелосуглинистых почв и её изменение (дрейф) в течение вегетационного периода, г/см3 (по а.Ф. Бондареву и в.В, Медведеву, 1980)

Почва	Плотность почвы		Дрейф
	Оптимальная для зерновых	Равновесная
Дерново-подзолистая	1,33	1,50	0,17
Чернозем оподзоленный	1,22	1,25	0,03
Чернозем типичный	1,20	1,24	0,04
Чернозем обыкновенный	1,20	1,27	0,07
Чернозем южный	1,20	1,28	0,08
Темно-каштановая	1,23	1,32	0,09
Каштановая	1,25	1,35	0,10

Группы и виды почвенных агрегатов (по С.А. Захарову)

№ группы	Группы агрегатов	Особенности строения	Виды агрегатов	Размеры агрегатов, мм
Кубовидная – равномерное развитие по трем осям
I	Глыбистая	Грани и ребра плохо выражены	крупноглыбистые	>100
			мелкоглыбистые	100 -50
II	Комковатая	То же	крупнокомковатые	50 -30
			среднекомковатые	30 -10
			мелкокомковатые	10 – 0,5
III	Пылеватая	То же	пылеватые	< 0,5
IV	Ореховатая	Грани и ребра хорошо выражены Ребра острые. Поверхность граней ровная	крупноореховатые	>10
			ореховатые	10-7
			мелкоореховатые	7-5
V	Зернистая	Округлые, грани шероховатые, матовые, иногда гладкие, блестящие	крупнозернистые	5 – 3
			зернистые (крупитчатые)	3-1
			мелкозернистые-порошистые	1-0,5
Призмовидная – развитие преимущественно по вертикальной оси (размеры по главной оси)
VI	Столбовид-ная	Неправильная форма, слабо выражены грани, округлые ребра	крупностолбовидные	>50
			столбовидные	50-30
			мелкостолбовидные	<30
VII	Столбчатая	Грани и ребра выражены. Округлый верх	Крупностолбчатые	>50
			столбчатые	50-30
			мелкостолбчатые	<30
VIII	Призмати-ческая	острые ребра, часто глянцевые грани	крупнопризматические	>50
			призматические	50-30
			мелкопризматические	<30
Плитовидная – развитие преимущественно по горизонтальным осям. Размеры по высоте
IX	Плитчатая	Слоеватая, с горизонтальной “спайностью”	сланцеватые	>5
			плитчатые	5-3
			пластинчатые	3-1
			листоватые	<1
X	Чешуйчатая	С небольшими изогнутыми плоскостями и острыми ребрами	скорлуповатые	>3
			грубочешуйчатые	3-1
			мелкочешуйчатые	<1

Структуру почвы оценивают количественно на основании распределения содержания агрегатов (воздушно-сухих и в воде) по их размерам. Аналогично тому, как это делается в гранулометрическом анализе, структура выражается в содержании фракций агрегатов определенного размера (диаметра). Первым количественным показателем структуры является содержание воздушно-сухих агрегатов различного размера. Получается этот показатель благодаря рассеву воздушно-сухого почвенного образца в лаборатории на ситах с различным диаметром отверстий. Как правило, используют сита с диаметрами отверстий 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0.5 и 0.25 мм, соединяя их в последовательный набор – от большего диаметра к меньшему. На верхнее сито с диаметром 10 мм высыпается предварительно взвешенный средний образец почвы, сита встряхивают, и агрегаты располагаются в ситах соответственно их размерам: на верхнем – >10 мм (фракция > 10 мм), на следующем с диаметром 7 мм – фракция 7–10 мм, с диаметром 5 мм – фракция 5–7 мм и т.д., а в остатке будут микроагрегаты и элементарные почвенные частицы диаметром <0.25 мм – пылеватая часть почвы. Содержание каждой фракции легко можно рассчитать как соотношение этой фракции к взятой навеске. Самые крупные агрегаты – глыбы, и самые мелкие – пылеватая часть почвы, указывают на неблагоприятное агрофизическое состояние почвенной структуры. А агрегаты размерами 10–0.25 мм – самые важные в агрономическом отношении; поэтому их и называют агрономически ценными. Содержание агрономически ценных агрегатов – важнейший показатель ее состояния: чем выше их содержание, тем лучше почва. Пользуются обычно следующими качественными оценками структуры на основании количества агрегатов именно этого, агрономически ценного диапазона, 10–0.25 мм:

>60% – отличное агрегатное состояние

60–40 – хорошее

<40% – неудовлетворительное

Используют также коэффициент структурности (К_стр):

(2.36)

Как видно из приведенного выражения К_стр, этот коэффициент также основан на количестве агрономически ценных агрегатов. Соответственно, и диапазоны К_стр, используемые для качественной оценки структуры, составляют:

>1.5 – отличное агрегатное состояние

1.5–0.67 – хорошее

<0.67 – неудовлетворительное.

Другим показателем структуры является ее устойчивость к внешним воздействиям, среди которых наиболее существенным является воздействие воды. Это чрезвычайно важно, так как почва должна сохранять свою уникальную комковатую зернистую структуру после обильных осадков и последующего легкого подсушивания, когда образуется не плотная не проницаемая для газов и воды корка, а вновь хорошо различимые почвенные комочки, агрегаты. Это качество структуры называют водоустойчивостью. Характеризуют это качество структуры также с помощью рассева на ситах, но не на воздухе, а в стоячей воде. Для этого предварительно (капиллярно) увлажненный почвенный образец переносят на верхнее сито (в данном случае – это сито с диаметром отверстий 5 мм, сита 10 и 7 мм не используются: такого размера водоустойчивых агрегатов в естественных почвах практически не наблюдается). После легкого покачивания набора сит в воде с каждого из них смывают водоустойчивые агрегаты и определяют их содержание. Как и в случае с ситовым анализом воздушно-сухих агрегатов – «сухого» просеивания, – получают распределение содержания водоустойчивых агрегатов по их размерам (диаметрам).

Наилучшие агрономические свойства почв степной зоны складываются при размере агрегатов 0,25…3 мм, дерново-подзолистых 0,5…5 мм. При оценке противодефляционной устойчивости почв учитывают содержание агрегатов более 1 мм в слое 0 – 5 см. Важнейшими условиями агрономической ценности структуры являются ее водопрочность и пористость.

Содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое черноземов колеблется преимущественно в пределах 40—60 %, что определяет устойчивость сложения и оптимальные значения плотнос­ти почвы для многих культур. Уменьшение содержания водо­прочных агрегатов в типичных черноземах ниже 40 % отрицательно сказывается на ряде физических свойств и в первую очередь на водопроницаемости. При снижении количества водо­прочных агрегатов с 45—55 до 30 % водопроницаемость снижается в 3 раза [90].

Неустойчивость сложения дерново-подзолистых почв связана с невысоким содержанием в них водопрочных агрегатов, которое изменяется от 15—17 % под пропашными культурами до 20—30 % под зерновыми и до 30—40 % под многолетними травами. Эта неустойчивость особенно резко проявляется в экстремальные по погодным условиям годы. Дерново-подзолистые суглинистые почвы с содержанием водопрочных агрегатов менее 20 % могут уплотняться в пахотном слое в годы с избыточным увлажнением до 1,5—1,6 г/см. Оптимальное для требовательных культур и устойчивое сложение дерново-подзолистых почв достигается при содержании водопрочных агрегатов (>0,25 мм) более 40 %.

Для оценки верхнего предела оптимального содержания водопрочных агрегатов нет достаточного количества данных. Ориентировочно им можно считать уровень 75 (80) %. При более высоком содержании водопрочных агрегатов значительно возрастает порозность аэрации, в результате увеличивается непроиз­водительный расход влаги на физическое испарение.

И.В.Кузнецова [90] предложила ориентировочную шкалу оценки водопрочной структуры почв среднего и тяжелого гранулометрического состава и отвечающего ей сложения почв (табл. 55).