Структурность почвы

1         Структурность почвы. Ее значение  для растений и меры восстановлению, сохранению и улучшению 

  

Структура почвы  – важный показатель физического  состояния плодородия почвы. Она  определяет благоприятное строение активного слоя почвы, ее водные и  водно-гидрологические константы. Частицы твердой фазы почвы, как правило, склеиваются в комочки (агрегаты). Способность почвы распадаться на агрегаты различной величины называется структурностью. 

С агрономической точки зрения особый интерес представляет мелковатая и зернистая структура с размером частиц 0,25 – 10 мм. Одновременно эта структура должна быть пористой, механически упругой прочной и водоупорной. Особое значение наряду с водоупорностью приобретает оптимальная пористость структурных агрегатов. Например, в черноземной почве пористость агрегатов находится на уровне 50% их объема.  

Большое значение имеет механическое разделение почвенной  массы на комки (агрегаты), которое  в природных условиях происходит под воздействием корневых систем растений, жизнедеятельности биоты почвы, под влиянием периодических промораживания – оттаивания, увлажнения и высушивания почвы, а в обрабатываемых землях под воздействием почвообрабатывающих орудий. 

Основную роль в образовании водопрочной структуры  почвы играют биологические факторы. Структурное состояние –

наиболее достоверный, интегральный показатель плодородия почвы (его агрофизических факторов).  

Состояние структуры  почвы непосредственно определяет параметры строения пахотного слоя. Капиллярная пористость агрегатов в структурной почве дополняется высокой некапиллярной пористостью межагрегатных промежутков. В структурной почве поддерживается наиболее благоприятное соотношение между объемом твердой фазы и общей пористостью почвы. Заданное, агрономически наиболее благоприятное строение пахотного слоя устойчиво поддерживается почвой в течение длительного времени. Почва сохраняет наиболее благоприятный интервал оптимальной плотности, который не выходит за пределы равновесной. В такой почве создаются благоприятные условия для поддержания оптимальных для возделывания растений водно-воздушного и теплового режимов. 

С другой стороны  скорость и высота капиллярного поднятия воды в бесструктурной почве значительно  выше, чем в структурной почве. Структурные почвы, по сравнению  с бесструктурными, содержат больше гумуса, азота и фосфора. Причина этого – более активные процессы в условиях оптимального физического состояния структуры почвы. Пахотные почвы в условиях экстенсивного земледелия, как правило, в течение нескольких лет теряют хорошую структуру. 

Глубокий пахотный слой обеспечивает более благоприятный  водно-воздушный и тепловой режимы почвы. Глубокий пахотный слой – своеобразный регулятор влажности почвы, как  при недостатке, так и при избытке  выпадающих осадков. Лучшие условия  увлажнения почвы обеспечивают благоприятный питательный режим почвы, обусловленной, в свою очередь, нормально протекающими процессами разрушения – синтеза органического вещества. Установлено, что глубокий пахотный слой обеспечивает благоприятную минерализацию органического вещества при эффективной одновременной его гумификации и при благоприятном качественном состоянии. 

В глубоком пахотном слое количество нитрифицирующих микроорганизмов, а также почвенной фауны значительно  больше. В нем увеличивается содержание подвижных форм фосфора и калия. Благоприятный комплекс почвенных условий, создающихся в глубоком пахотном слое, сильно влияет  на развитие корневых систем растений, а, следовательно, и на урожай.  

Способность почвы  к устойчивому обеспечению растений  водой зависит от агрофизических факторов плодородия. Конкретное действие агрофизических факторов по отношению к воде проявляется через водные свойства почвы: водоудерживающую способность, влагоемкость, водопроницаемость и водоподъемную способность. 

Одним из приемов, уменьшающих непроизводительные потери воды из почвы, является мульчирование поверхности почвы, широко применяющееся в овощеводстве. Для мульчирования применяют торф, солому, навоз, опилки и др. 

Почвенный воздух необходим для дыхания корней растений, почвенных организмов, биохимических процессов превращения питательных элементов. В бесструктурной почве воздух и вода – антагонисты, на структурных почвах создаются условия для одновременного оптимального обеспечения почвы воздухом и водой. Оптимальное содержание воздуха в пахотном слое почвы для отдельных культур следующее: для зерновых – 15 - 20 % общей пористости, пропашных – 20-30 %, многолетних трав – 17 - 21 %. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

С другой стороны  скорость и высота капиллярного поднятия воды в бесструктурной почве значительно выше, чем в структурной почве. Структурные почвы, по сравнению с бесструктурными, содержат больше гумуса, азота и фосфора. Причина этого – более активные процессы в условиях оптимального физического состояния структуры почвы. Пахотные почвы в условиях экстенсивного земледелия, как правило, в течение нескольких лет теряют хорошую структуру. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Структурность почвы

Структура почвы 

Soil structure

Структурность почвы - способность почвы распадаться  на комочки различной формы и величины. Почвенные комочки удерживают влагу, в них происходят обменные реакции, в структурной почве достаточно воздуха.

Для образования  структурности почвы необходима деятельность корневой системы растений, разрыхляющих почву, а также наличие  почвенных коллоидов, способствующих слипанию частиц почвы (гуминовых кислот, свежеосажденных оксидов железа и др.)

Структурные почвы  в отличие от бесструктурных проницаемы для воздуха и воды и могут  обеспечивать корни растений кислородом. 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 Структура и физические свойства почвы 

     Структурой  называют отдельности ( агрегаты) различной величины и

формы, на которые  может распадаться почва. Способность  почвы

распадаться на такие отдельности называется структурностью. Структура

влияет на ряд  важных в агрономическом отношении свойства почвы, что

сказывается на плодородии и других экологических  свойствах. В

структурных почвах по сравнению с бесструктурными, создаются более

благоприятные условия водного, воздушного, теплового  и питательного

режимов. Наиболее благоприятная в агрономическом смысле комковато-

зернистая структура  с размером агрегатов 0,25-10,0 мм. Важным свойством

структуры является ее водопрочность. Водопрочность –  это способность

агрегатов противостоять  размывающему действию воды. Водопрочная

структура под действием воды или не разрушается, или лишь частично

распадается на микроагрегаты. Неводопрочная структура  под действием

воды распадается  на составляющие ее частицы. Если водопрочная  структура

имеет рыхлую упаковку и, следовательно, высокую пористость (больше

45%), то почва  легко воспринимает воду, а в  их поры свободно проникают

корневые волоски  и организмы. При плотной упаковке пористость почв

низкая (30-40%), поры тонкие, в них с трудом проникает  вода и корневые

волоски, организмы. Различают водопрочность истинную и условную.

Истинная –  если агрегаты в воздушно- сухом  состоянии при быстром

погружении в  воду не теряют форму и не разрушаются  до размеров меньше

0,25 мм. Условная  – если агрегаты не разрушаются  в воде, будучи

смоченными перед  погружением в воду. Условная водопрочность одних и

тех же агрегатов  всегда выше истинной.

     В  бесструктурной почве наблюдаются  два крайних состояния

увлажнения: избыточное и недостаточное:

     а)  все промежутки почвы заполнены  водой, а воздух отсутствует,

развиваются анаэробные процессы, корни не получают кислорода;

     б)  в почве много воздуха и  кислорода, но имеется недостаток  в воде.

     В  структурной почве вода рассасывается  по комкам, а промежутки

между комками  заполнены воздухом. Воздух содержится и в порах аэрации,

которые расположены  внутри комков. Таким образом, в структурной  почве

одновременно  присутствуют в достаточном количестве вода и воздух.

Структурная почва  богаче и доступными для растений питательными

веществами. Структурная  почва имеет хорошую водопроницаемость, в ней

слабо выражен  поверхностный сток, т. е она лучше  противостоит эрозии.

Вода в ней  меньше испаряется.

     Следует  учитывать и роль микроструктуры (от 0,25 до 0,01 мм).

Водопрочная микроструктура повышает влагоемкость, улучшает водо- и

воздухопроницаемость      почвы.    Однако     почвы     с    преобладанием

микроагрегатов     способны      к   уплотнению,      а    это    уменьшает

водопроницаемость, повышает скорость испарения влаги  из почвы, ухудшает 

                                                                         25 
 

газообмен между  почвенным и атмосферным воздухом. Микроагрегаты

податливы водной и ветровой эрозии. Поэтому только микроагрегатная

структура не может  обеспечить благоприятные условия  для роста растений и

защиту почв от эрозии.

      В формировании структуры различают  два основных процесса:

механического разделения почвы на агрегаты (комки), т.е. процесс ее

крошения и  процесс образования прочных, не размываемых в воде

отдельностей, т. е. образование водопрочной структуры.

      Разделение почвы на комки  осуществляется в результате  изменения

объема почвы  при переменном высушивании и  увлажнении, промерзании и

оттаивании, вследствие давления корней, деятельности копающих животных,

червей, рыхлящих орудий.

      Водопрочность приобретается в результате сцепления механических

частиц и микроагрегатов коллоидными веществами (органическими  и

минеральными). Чтобы отдельности, сцепленные коллоидами, не

растворялись, коллоиды должны быть необратимо скоагулированы. Такими

коагулянтами  в почве чаще всего являются

2-х и 3-х  валентные катионы кальция, магния, железа и алюминия. При

наличие одновалентных  катионов необратимой коагуляции не происходит и

прочной структуры  не образуется. Наиболее прочно скрепляющими

веществами являются органические коллоиды, в частности гуматы кальция,

т.е. гумус, образующийся в ходе почвообразования. Агрегаты, образующиеся

при участии  только минеральных коллоидов, не обладают водопрочностью.

Цементирующими         веществами     являются    коллоидные    продукты

жизнедеятельности и автолиза микроорганизмов. Непосредственно  клеящим

материалом являются живые микроорганизмы – грибы, бактерии.

      На формирование почвенной структуры  большое влияние оказывают

растительность, дождевые черви, промораживание почвы. Травы оказывают

наиболее сильное  оструктуривающее влияние. Созданная  под травами

структура наиболее устойчива и лишь постепенно утрачивает водопрочность.