Тема 3

Агрегатный (структурный) анализ и определение водопрочности почвенных агрегатов

Механические элементы твердой фазы почвы, формирующие ее гранулометрический состав, под влиянием различных факторов объединяются в структурные отдельности (агрегаты) различной формы и размера. Структура почвы представляет собой более высокий уровень организации твердого вещества почвы и играет важную роль в формировании агрономических свойств и режимов почвы: водно-воздушный режим, сложение, условия обработки и в целом плодородие почвы.

Совокупность агрегатов различного размера, формы и качественного состава называется почвенной структурой, а способность почвы распадаться на агрегаты при механическом воздействии – структурностью.

Структурные почвы, по сравнению с малоструктурными и бесструктурными, обладают хорошей водо- и воздухопроницаемостью, благоприятным температурным режимом, высокой противоэрозионной устойчивостью, легче обрабатываются, создают благоприятные условия прорастания семян и распространения корневых систем растений. Важными свойствами почвенных агрегатов являются их механическая прочность и водопрочность. Наиболее агрономически ценны макроагрегаты размером 0,25–10 мм. Структурной считается почва, содержащая более 55 % водопрочных агрегатов размером

0,25–10 мм.

В зависимости от размера агрегатов структуру подразделяют на следующие группы: глыбистая – больше 10 мм; макроструктура – 10–0,25 мм; грубая микроструктура – 0,25–0,1 мм; тонкая микроструктура – меньше 0,01 мм.

Структура почвы отдаленно имеет некоторое сходство с кристаллами, и ее отдельности подразделяются на следующие три основных типа (рис. 3):

– кубовидный тип характеризуется примерно одинаковыми размерами отдельностей по всем трем направлениям (длина, ширина,

33

высота). Отдельности этого типа обычно представлены неправильными многогранниками или изометричными комочками;

–призмовидный тип характеризуется вытянутостью по вертикальной оси;

–плитовидный тип отличается сплюснутостью по вертикальной оси.

Каждый из этих типов имеет свои виды, выделяемые по степени выраженности граней и ребер структурных отдельностей. Важное значение для характеристики структуры почв имеет размер отдельностей.

На основании соотношения морфологии и размера производится классификация структурных элементов почвы (табл. 9).

I – кубовидный тип (1 – комковатая структура, 2 – ореховатая, 3 – зернистая, 4 – пылеватая); II – призмовидный тип (5 – столбчатая структура,

6 – призматическая); III – плитовидный тип (7 – пластинчатая структура, 8 – листоватая)

Рис. 3. Морфология видов структурных элементов (педов)

34

Различным генетическим горизонтам почв присущи определенные формы структуры. Для гумусо-аккумулятивных горизонтов характерна комковатая и зернистая структуры, для элювиальных – пластинчато-листоватая; для иллювиальных – ореховатая. Форма структуры является важным морфологическим признаком почвы, однако в агрономическом отношении важна не столько форма структурных отдельностей, сколько их размер и прочность.

Высокой механической прочностью обладают агрегаты глинистых и тяжелосуглинистых по гранулометрическому составу иллювиальных горизонтов, например, солонцовых. В сухом состоянии они разрушаются с большим трудом, однако в воде легко распадаются на составляющие их механические элементы. Поэтому наряду с механической прочностью агрономически ценная структура должна обладать и водопрочностью.

Водопрочность – способность агрегатов длительное время противостоять размывающему действию воды.

Для оценки структурности почв проводят их структурный (агрегатный) анализ. Целью агрегатного анализа является установление относительного содержания в почве агрегатов различного размера. Разделение агрегатов производится при помощи стандартного набора сит с диаметром ячеек 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм. При проведении агрегатного анализа почву нельзя растирать и даже сильно встряхивать во избежание разрушения почвенных агрегатов.

Методика работы для выполнения первого задания

1.Из каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы берется почвенный материал объемом, умещающимся на ладони. При этом выбираются не первые попавшиеся или самые крупные структурные отдельности, а тот объем почвенного материала, который типичен (представителен) для данного горизонта (подгоризонта). Отобранный материал раскладывается на лист бумаги (желательно миллиметровой).

2.На листе бумаги отобранный материал сортируется по морфологическому признаку (табл. 9), причем сортировку производят сразу на уровне видов структурных элементов. После сортировки отдельностей определяют преобладающие по количеству-массе

36

основной (преобладающий) и дополнительный виды структурных элементов, поскольку почвенная структура чаще всего бывает смешанной. По соотношению видов дается предварительное название структуры горизонта (подгоризонта), где основной (преобладающий) вид ставится на последнее место: например, призматическиореховатая структура (здесь ореховатый вид – основной), комко- вато-ореховато-призматическая структура (призматический вид – основной).

3.Отсортированные по видам структурные отдельности далее анализируются по их средним размерам. Предварительное название структуры уточняется с учетом размера отдельностей. Для детализации размеров отдельностей вводятся в название дробные градации. Размерные диапазоны вида структурных элементов разбиваются на следующие поддиапазоны: мелкий, средний, крупный. Для определения размеров отдельностей рекомендуется пользоваться миллиметровой бумагой. В дальнейшем эту процедуру можно проводить уже «на глаз».

4.Дается полное название структуры горизонта (подгоризонта) с учетом морфологии и размеров ее отдельностей. Пример полного названия структуры: структура крупноореховато-среднепри- зматическая, среднекрупно-комковатая и т.д.

Для оценки готовности почвы к посеву имеется шкала по содержанию водопрочных (табл. 10) и воздушно-сухих агрегатов

(табл. 11).

Таблица 10 – Оценка водопрочности агрегатов макроструктуры почв

37

Таблица 11 – Оценка структурного состояния почв

Отличная оценка готовности почвы к посеву, по мнению В.С. Зыбалова, М.Н. Кокоревой (2005), может быть в случае, когда при сухом просеивании она содержит 70 % агрегатов размером от

0,25 до 10 мм.

Методика работы для выполнения 2–5 заданий

1.Почвенный образец с ненарушенной структурой, отобранный из определенного генетического горизонта, осторожно рассыпают на листе бумаги.

2.Методом двукратного квартования отбирают средний образец почвы.

3.Навеску 200 г надо в 2–3 приема последовательно просеивать через каждое сито стандартного набора. При этом сито ставят наклонно и осторожно постукивают по краю.

4.Оставшийся на сите материал взвешивают, переносят в фарфоровую чашку или стакан и накрывают бумагой, на которой написаны номер образца и фракция.

5.Почвенную массу, пропущенную через первое сито на лист бумаги, переносят на второе сито и просеивают, как указано в пункте 3. Операцию повторяют с каждым ситом, вплоть до сита с отверстиями диаметром 0,25 мм.

6.Полученные массы фракций надо пересчитать на 100 % от массы взятой навески. В результате расчетов будет получено представление о содержании агрегатов разной величины в почве. Результаты заносят в таблицу 8.

После выделения фракций агрегатов можно определить их водопрочность по методу Н.Н. Никольского.

38