Структура почв: от размеров агрегатов до сохранения здоровья почв

Регулярно посещая хозяйства и просматривая результаты Агрохимического обследования   (АХО) почв единственным параметром, характеризующим физическое состояние почв , является – гранулометрический состав и  упускаются из виду  параметры, характеризующие   структуру почвы – коэффициент структурности, водопрочность агрегатов , плотность, порозность. А в тоже  время, обсуждая проблемы с почвой, агрономы часто обращают внимание на  ухудшение структуры  до пылевидного или глыбистого  состояния- но, при этом,  количественно состояние структуры  ни как не оценивается.

Я  предлагаю вашему вниманию  очередной пост о структуре почвы . Сегодня мы поговорим с вами о понятии – структура и структурообразование. Чуть позже – как  управлять структурой почв, используя доступные технологические приемы .

 Общее понятие о структуре и структурообразовании

Немного истории….

Присутствие в почве различных агрегатов естествоиспытатели отмечали еще в 18 веке. Так, М.И. Афонин, изучая в 1771 году высокогумусные чернозёмные почвы, описывал «ореховатый чернозём» . Один из авторитетных исследователей второй половины 18-го века И.М. Комов отмечал, что чернозём «всегда мягким и сочным бывает, от чего, когда его пашут, то глыбы, плугом подрезанные, блестят и, полежав на воздухе, в мелкие комочки рассыпаются» . К концу 19 века этим почвенным феноменом заинтересовались западноевропейские ученые, которые при помощи лизиметрических и лабораторных опытов установили зависимость различных физических свойств почвы от размера её комочков и от содержания пыли .

Сооснователь науки о почве П.А. Костычев (1911) обращал внимание ученого сообщества на необходимость исследования агрофизических свойств почв. Он отмечал, что после обработки плугом целинных почв, нарушается ее структура и, как следствие, снижаются урожаи. При этом он писал, что, если такую почву оставить на год без распашки (перелог), то степная растительность восстанавливает плодородие почвы.

Ближе к середине 20 века почвенной структуре в почвоведении стали уделять больше внимания. Первостепенное значение агрофизическому состоянию почвы в плодородии отдавал В.Р. Вильямс. Он считал, что только благоприятные агрофизические условия позволяют эффективно реализовывать различные методы повышения плодородия, в том числе внесение удобрений.

По классификации П.В. Вершинина (1953) выделяют микроструктуру, макроструктуру и мегаструктуру. Агрегаты размером меньше 0,25 мм называют микроструктурой, от 0,25 до 10 мм – макроструктурой и более 10 мм – мегаструктурой (глыбистой). Агрономическое значение имеют микро- и макроструктура. Согласно исследованиям В.Р. Вильямса: оптимальные условия для вегетации растительных организмов создаются при величине структурных от-дельностей в почве от 1 – 10 мм.

 Устойчивость к дефляции ( ветровой эрозии)

 Установлено, что  наиболее подверженными дефляции являются агрегаты диаметром от 0,05 до 0,4 мм, устойчивыми – 0,4 – 0,8 мм и наиболее дефляционно-резистентными – крупнее 0,8 мм . Помимо устойчивости к ветровой эрозии, важнейшим качеством почвенных агрегатов является прочность.

Водопрочность

Способность почвы противостоять размывающему действию воды называют водопрочностью структуры. Слабопрочные агрегаты под влиянием талых вод и осадков подвергаются деструкции, происходит слитизация более мелких частиц, и появляется корка. В таких почвах нарушается водопроницаемость, аэрация, происходит деградация аэробных микроорганизмов и, как следствие, уменьшается содержание доступных элементов питания для растений. И, наоборот, при возрастании числа водопрочных частиц в почве, уменьшается её связность.

Факторы поддержания структуры почвы

Структура почвы зависит от влажности, количества органического вещества-коллоидов и состава поглощенных катионов .

Коллоиды

По мнению К. К. Гедройца (1912), структурно-агрегатный состав почвы зависит от содержания коллоидных частиц и состава поглощающего комплекса. Основную роль в образовании структуры играют давление и коагуляция. Для коагуляции коллоидной фракции и склеивания частиц почвы важно, чтобы коллоиды пребывали в уплотненном состоянии. Плотное и компактное состояние коллоидных частиц создается, соответственно, только под давлением, которое перманентно возникает при увлажнении, замораживании и высушивании почвы. Свертывание почвенных коллоидов представляет собой необратимый процесс, т. е. при распылении их после коагуляции они теряют способность свертываться вновь.

Кальций

В создании структуры цементирующим фактором служит СаСО3, образующийся из бикарбоната кальция по реакциям: Са(НСО3)2 →СаСО3 + СО2 + Н2О или Са(НСО3)2+СаО→2 СаСО3 + Н2О. В первом случае СаСО3 образуется при высыхании почвы, а во втором – при промывании раствора с бикарбонатом кальция в подпочвенный слой, содержащий в избытке СаО .

Основываясь на всем вышеизложенном необходимо отметить, что при различной хозяйственной или восстановительной деятельности человека на почвах необходимо учитывать все возможные гипотезы механизмов агрегирования. Иными словами, использовать различные методы оструктуривания: биологические, физико-химические, химические и физические.

Оптимальный размер агрегатов – не константа

Следует также отметить, что не может быть стандартных размеров оптимальной структуры для всех почвенно-климатических зон. Чем влажнее климатическая зона, тем оптимальный размер структурных агрегатов должен быть крупнее, приближаясь к 10 мм, чтобы обеспечить лучшую водо- и воздухопроницаемость, а для заболоченных территорий – и водоотдачу почвы. Наоборот, в засушливых и сухих зонах, где необходимо сохранять влагу и где аэрация почв в избытке, оптимальные размеры агрегатов приближаются к размеру зерен.

Есть данные, что лучшим для зерновых культур будет слой, в верхней части которого преобладают крупные структурные компоненты, а в нижней, непосредственно контактирующей с семенами, – мелкие.

При подготовке поста использованы литературные источники, находящиеся в открытом доступе:

МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АГРЕГАТНОЙ СТРУКТУРЫ В ПОЧВАХ, .Ю. Хан, 2010

ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА В ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ КАРБОНАТНОМ Безуглова О.С., Лыхман В.А., Отрадина Л.Н.2013,

АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО СЛАБОЭРОДИРОВАННОГО В ДЛИТЕЛЬНОМ ОПЫТЕ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ, . Э. А. Гаевая, 2022

АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ РАЗНОГО

СТРОЕНИЯ И ИХ ТРАНСФОРМАЦИЯ В ПЕРВЫЕ ГОДЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА МОСКВЫ, ВАЙГЕЛЬ А. Э., 2017

ЗАВИСИМОСТЬ СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕРНОЗЁМА ТИПИЧНОГО ОТ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ,Воронцов В.А,2019

 ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЕМНЫХ И КАШТАНОВЫХ ПОЧВ  РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ, Лыхман В.А. 2017

Буду благодарна за ваши комментарии – насколько актуальна тема сохранения структуры  почв на ваших полях? Что более подробно вы бы хотели узнать? Как вы оцениваете хозяйственную значимость потери структуры?