Факторы структурообразования

Твёрдая фаза почвы, как было показано ранее, состоит из механических элементов разного размера и состава. При определённых условиях механические элементы склеиваются друг с другом в структурные агрегаты.

Почвенная структура – это совокупность почвенных агрегатов (отдельностей) различной формы и величины. Форма структурных отдельностей, их размер и прочность чётко отражают характер почвообразовательных процессов. Структурные отдельности почвы обладают некоторым (очень отдельным) сходством с кристаллами. Поэтому структурные отдельности подразделяются на 3 основные типа:

1) кубовидный (одинаковые размеры по трём измерениям, форма многогранника);

2)призмовидный (преобладание одного измерения, форма призмы);

3)плитовидный (отдельность упрощена по высоте, форма плитки).

В пределах этих трёх типов на основании размера произведена классификация структурных отдельностей. Например, в кубовидном типе выделяется глыбистая, комковатая, ореховатая, зернистая, пылевая. В призмовидном типа: столбчатая, призматическая. В плитовидном типе: плитчатая, пластинчатая, листовидная. Генетические горизонты различных типов почвы характеризуется определенной структурой, например, зернистая структура характерна для гумусового горизонта чернозёмов, столбчатая для горизонта вмывания солонцов, ореховатая структура – для иллювиального горизонта дерново-подзолистых почв, листоватая – для подзолистого горизонта дерново-подзолистых почв.

Формирование структуры почвы протекает под действием факторов структурообразования: 1) физико-механических; 2) физико-химических; 3)химических; 4) биологических.

1. Физико-механические – обуславливают механическое разделение почвы под влиянием изменения давления или механического воздействия. Такое разделение оказывает давление корней растений, горизонтальное и вертикальное растрескивание почв при периодическом промерзании и оттаивании, попеременном увлажнении и высушивании, деятельность роющих, капающих животных, воздействие сельскохозяйственных орудий.

2.Физико-химические факторы проявляются в цементирующем воздействии и коагуляции почвенных коллоидов. В результате необратимой коагуляции (осаждения) почвенных коллоидов катионами Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺,Al³⁺ происходит скрепление почвенных отдельностей. Образующиеся гели имеют хорошие клеящие свойства. Таким образом, если поглощающий комплекс почв насыщен двух и трёхвалентными катионами, то образуется хорошая водопрочная зернистая или мелкокомковатая структура. При наличии одновалентных катионов, таких как Na⁺, необратимой коагуляции не происходит и прочной структуры почв не образуется.

Наилучшими структурообразователями являются гуматы кальция, который образуется при коагуляции кальцием органических веществ гумуса. Образуются гели гумусовых веществ, насыщенные кальцием, которые сцементируют почвенные частицы. Не всякий перегной обладает одинаковыми структурообразующими свойствами. Наиболее хорошим структурообразователем является свежеосаждённая гуминовая кислота. По мере старения и частичной минерализации, её клеящие свойства уменьшаются. Поэтому для поддержания водопрочной структуры в почвах необходимо, чтобы они всё время пополнялись новыми запасами гуминовых кислот.

3.Химические факторы структурообразования – к ним относится образование различных труднорастворимых химических соединений (углекислого кальция, MgSiO₃ и др), которые при пропитывании агрегатов почвы цементируют их.

4.Биологические факторы в структурообразовании играют основную роль. К ним относятся растительность и животные, населяющие почву. Растения механически уплотняют почву, разделяют её на комки и участвуют в образовании гумуса. Наиболее сильное оструктуривающее влияние на почву оказывает многолетняя травянистая растительность. Она обладает сильноразветвленной корневой системой, которая при разложении образует большое количество связанного с кальцием гумуса. Издавна известна деятельность дождевых червей в оструктуривании почв. Частички почвы, проходя через кишечный тракт дождевых червей, уплотняются и выбрасываются в виде небольших комочков – копролитов. Эти комочки обладают высокой водопрочностью.

Некоторые исследователи полагают, что главная роль в склеивании почвенных агрегатов принадлежит продуктом метаболизма микроорганизмов, особенно грибов и актиномицетов.

Существует понятие о структурной и бесструктурной почве. Структурной считается почва, содержащая более 55 % водопрочных агрегатов размером 0,25 – 10 мм. Бесструктурная почва во влажном состоянии заплывает, при подсыхании на поверхности образуется корка. Необходимо иметь в виду, что не всякая водопрочная структура агрономически ценная. Важно, чтобы водопрочные агрегаты имели рыхлую упаковку, были пористые. При плотной упаковке агрегатов пористость их низкая (30-40%), в почвенные поры с трудом проникают микроорганизмы и корневые волоски.

Контрольные вопросы

1.Значение общих физических и физико-механических свойств почвы в определении почвенного плодородия?

2.Как классифицируется почва по гранулометрическому составу?

3.Образование почвенной структуры и ее значение в почвенном плодородии.

Литература

1. Почвоведение / Под. Ред. Кауричева И.С., М.: Агропромиздат, 2008. – С. 189-192.

2. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения.- М., 2007. С.141, 38.

3. 3. Серебряков А.К. География почв с основами почвоведения: Курс лекций. Ч.1.- Ставрополь: Изд-во СГУ, 2008, С.35-38.

2.2. ФИЗИЧЕСКИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Почвенная вода, водные свойства и водный режим

Почвенная вода (влага) – это одна из важнейших и мобильных частей почвы. При участии воды идут процессы выветривания, гумификации и минерализации органических остатков. Почвенная влага является основой жизни микроорганизмов и высших растений. При участии почвенной влаги происходит перемещение вещества внутри почвенного профиля и обособление генетических горизонтов. От состояния влажности почвы меняются её физические свойства.

Проблемами почвенной гидрологии занимались почвоведы Г.Н. Высоцкий, А.А. Измайльский, Н.П. Адамов, Н.А. Качинский, А.Н. Роде.