Краткий курс почвоведения от специалистов отдела защиты растений, агрохимии, качества и безопасности растениеводческой продукции ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора» поможет лучше понимать свои поля. Читайте далее!
Как известно, плодородие является важнейшим свойством почв, лежащим в основе экономического, экологического благополучия и развития. В свою очередь плодородие зависит от ряда факторов природного и антропогенного характера, одним из которых является почвенная структура.
Почвенная структура представляет собой совокупность агрегатов, различной формы и размеров, различной механической прочности и водопрочности, на которые почва распадается в своем естественном состоянии. Причем, эта совокупность характерна не только для определенного типа, подтипа почв, но и для каждого почвенного генетического горизонта.
Механические почвенные элементы удерживаются в составе почвенных агрегатов при помощи различных сил и связей, в том числе: в результате коагуляции коллоидных частиц, процессов склеивания и слипания в результате действия сил межмолекулярного взаимодействия, остаточных валентностей, водородных связей, процессов адсорбции и капиллярных явлений, с помощью корневых тяжей, гифов грибов и т.д. Таком образом, можно сделать вывод, что структура почв зависит от минералогического и химического состава почв, который частично наследуется от материнской почвенной породы, частично связан с химическим составом животных и растительных органических остатков, поступающих в почву.
Кроме того, почвенная структура зависит от степени дисперсности, то есть гранулометрического состава почв, от способности элементарных почвенных частиц различного состава и размера взаимодействовать друг с другом. Так почвы, в гранулометрическом составе которых преобладают довольно крупные песчаные частицы, не способные к взаимодействию, будут являться бесструктурными или почвами с непрочной комковатой структурой. Иначе дело обстоит с почвами, в составе которых доминируют илистые частицы (не менее 40 %). В этих условия происходит слипание мелких частиц, в результате чего формирование агрегатной и межагрегатной пористости становится невозможным, образуются слитоземы.
Значительный вклад в формирование почвенной структуры вносит гидротермических режим почв, химический состав грунтовых вод. При этом, с другой стороны, сама структура оказывает существенное влияние на воздушный, водный и температурный режимы. Огромное значение для почвенной структуры имеет интенсивность и характер хозяйственной деятельности. Нерациональная механическая обработка, избыточная нагрузка сельскохозяйственной техники приводят к разрушению почвенной структуры и переуплотнению почв, разрушению системы почвенных пор. При этом, оптимальные способы обработки могут способствовать уменьшению плотности, увеличению почвенной пористости.
Значимость структуры в обеспечении плодородия, а также экологической устойчивости почв как природного тела связана с тем, что почвенная структура определяет многие свойства, внутрипочвенные процессы и режимы (водный, воздушный и биологический).
Традиционно в учении о почве различают типы и роды почвенной структуры. Так тип округло-кубовидной структуры включает агрегаты, равномерно развитые по трем осям. Данный тип почвенной структуры характерен для верхних гумусовых горизонтов почв и включает несколько родов, в том числе: комковатую; ореховатую; зернистую и другие.
Тип призмовидной структуры характеризуется доминирующим развитием вертикальной оси, в результате процессов вертикального внутрипочвенного перемещения. Таким образом, данный тип структуры типичен для иллювиальных горизонтов. Внутри данного структурного типа выделяются такие рода, как: столбовидная; призмовидная и призматическая.
Третий тип структуры почв называется плитовидным. Для этого структурного типа характерно развитии горизонтальных осей, связанного с процессами горизонтального перемещения. Таким образом, данный тип почвенной структуры характерен для элювиальных горизонтов почв. Выделяются два рода этой структуры: плитчатая и чешуйчатая. Во многих случаях почвы имеют смешанную структуру: комковато-зернистую, ореховато-комковатую, комковато-глыбистую, ореховато-призмовидную и т. п., что означает преобладание в том или ином горизонте структурных отдельностей разной формы и размеров.
Говоря о почвенной структуре, следует различать данное понятие с морфологической и агрономической точки зрения. Если рассматривать почву как природный объект, то любая почва обладает структурой, характерной для определенного типа почвообразования и является оптимальной для данных условий. В то же время, с агрономической точки зрения ценной является мелкокомковатая, зернистая структура с размером агрегатов от 0,25 до 10 мм, пористая механически упругопрочная и водопрочная.
Формирование почвенной структуры происходит в результате разнообразных процессов, важнейшим из которых является взаимная коагуляция коллоидных частиц, приводящая к формированию агрегатов и микроагрегатов почв. На развитие данного процесса существенное влияние оказывают ионы, растворенные в почвенном растворе. Так, ионы кальция, железа трехвалентного приводят к формированию механически прочных и водопрочных агрегатов, в то время как ион натрия способствует образованию неустойчивых, легко подверженных размыванию агрегатов почв. Кроме того, большую роль в образовании ценной почвенной структуры, пористости агрегатов играют почвенные микроорганизмы (клубеньковые бактерии, азотобактер), почвообитающие животные, грибные гифы и корни растений, выделения которых являются цементирующим материалом. Важное значение имеет смена режимов: увлажнение-осушение, промерзание-высушивание. Комбинация данных факторов приводит к образованию прочной комковато-зернистой структуры, обеспечивающей оптимальные условия для роста растений и животных, достаточный запас питательных элементов.
Зная теоретические механизмы образования почвенной структуры, можно планировать процессы ее формирования и улучшения, включающие в том, числе внесение органического вещества, органоминеральных удобрений, в том числе с применением технологии вермикультуры, минеральных удобрений, гуминовых веществ, соблюдение севооборота, введение клина многолетних трав, использование искусственных структурообразователей, известкование кислых почв, гипсование щелочных (сильно солонцеватых почв и солонцов), в некоторых случаях необходимо пескование или глинование почв.
Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений, агрохимии, качества и безопасности растениеводческой продукции ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора».
Фото: Дмитрий Лукьянов.