Строение почвы это: Управление Россельхознадзора по Республике Татарстан

Структура почв

Структура почвы— это отдельности или агрегаты, на которые способна распадаться почва. Эти агрегаты состоят из связанных между собой механических элементов или мелких агрегатов.

По Н.А. Качинскому структурой почвы называется совокупность агрегатов различной величины, формы, пористости, механической прочности и водопрочности, характерных для каждой почвы и ее отдельных горизонтов.

В зависимости от размеров выделяют три группы структурных отдельностей:

• Микроагрегаты — <0,25 мм
• Мезоагрегаты — 0,25 – 10 (7) мм
• Макроагрегаты — < 10 (7) мм

В естественном сложении при невысокой влажности (состояние физической спелости) почва распадается на макроагрегаты и мезоагрегаты. Микроагрегаты состоят из зерен минералов, соединенных между собой минеральной тонкодисперсной плазмой, сгустками органического вещества с микропорами. Они сохраняют обособленную и повторяющуюся форму. Микроагрегаты, взаимно проникая друг в друга, обусловливают прочную связь мезоагрегатов или их частей (комочков).

Структура почвы отображает совокупность процессов почвообразования и поэтому каждый почвенный тип характеризуется определенной, присущей ему структурой.

Агрономически ценной структурой называется структура, где преобладают мезоагрегаты. Все остальные почвы называются бесструктурными. Если почва сыпучая, то она называется бесструктурная раздельночастичная. Если представляет собой сплошную массу, то она называется бесструктурная массивная. Все почвы полиагрегатны.

В разработке учения о морфологических свойствах почв большая заслуга принадлежит С.А. Захарову. Разработанная им классификация структурных отдельностей является основополагающей для нескольких поколений почвоведов многих стран мира. «В определенном смысле, — пишет Б.Г. Розанов, — система С.А. Захарова имеет генетическое значение, поскольку главные три выделенные им типа структуры связаны с тремя различными процессами почвообразования: округло-кубовидная структура — с гумусообразованием и гумусонакоплением, призмовидная — с иллювиальным процессом, плитовидная — с элювиальным».

Классификация структурных отдельностей (по С.А. Захарову)

Роды	Виды	Размеры, см
Тип 1 Кубовидная структура — одинаковое развитие по трем осям
А. Грани и ребра выражены плохо, отдельности обычно сложные
1. Глыбистая — неправильная форма и неровная поверхность	1. Крупноглыбистая	более 10
	2. Мелко глыбистая	10–5
2. Комковатая — неправильная форма и шероховатая поверхность	3. Крупнокомковатая	5–3
	4. Комковатая	3–1
	5. Мелкокомковатая	1–0,5
3. Пылеватая	6. Пылеватая	менее 0,5
Б. Грани и ребра хорошо выражены, агрегаты ясно оформлены
4. Ореховатая — более или менее правильная форма; поверхность граней сравнительно ровная, ребра — острые	7. Крупноореховатая	более 1,0
	8. Ореховатая	1,0–0,7
	9. Мелкоореховатая	0,7–0,5
5. Зернистая — более или менее правильная форма, иногда округлая, с гранями шероховатыми и матовыми или гладкими и блестящими	10. Крупнозернистая (гороховатая)	0,5–0,3
	11. Зернистая (крупитчатая)	0,3–0,1
	12. Мелкозернистая (порошистая)
Тип 2. Призмовидная — развитие отдельностей преимущественно по вертикальной оси
А. Грани и ребра плохо выражены, агрегаты сложные, слабо оформленные
6. Столбовидная — форма неправильная со слабовыраженными гранями и ребрами	13. Крупностолбовидная	более 5
	14. Столбовидная	5,0–3,0
	15. Мелкостолбовидная	менее 3,0
Б. Грани ребра хорошо выражены
7. Столбчатая — с округлым верхом (с «головкой») и плоским основанием	16. Крупностолбчатая (тумбовидная)	более 5,0
	17. Столбчатая	5,0–3,0
	18. Тонкостолбчатая	менее 3,0
8. Призматическая — с плоскими, часто глянцеватыми гранями и острыми ребрами	19. Крупнопризматическая	более 5,0
	20. Призматическая	5,0–3,0
	21. Тонкопризматическая	3,0–1,0
	22. Карандашная	менее 1,0
Тип 3. Плитовидная — развитие преимущественно по горизонтальным осям
А. Грани горизонтальные выражены хорошо; ребра иногда слабо оформлены
9. Плитчатая — слоеватая с более или менее развитыми горизонтальными плоскостями спайности	23. Сланцевая	толщина более 0,5
	24. Плитчатая	0,5–0,3
	25. Пластинчатая	0,3–0,1
	26. Листоватая	менее 0,1
10. Чешуйчатая — с более или менее прогнутыми вверх плоскостями и часто острыми ребрами (некоторое сходство с подсыхающей чешуей рыбы)	27. Скорлуповатая	толщина более 0,3
	28. Грубочешуйчатая	0,3–0,1
	29. Тонкочешуйчатая	менее 0,1

В классификации структурных отдельностей С.А. Захарова выделены типы структуры по форме агрегатов, роды по характеру ребер и граней и виды структуры по размеру агрегатов. В агрономическом отношении наиболее ценной является водоустойчивая зернистая, ореховатая и зернисто-комковатая структура, обеспечивающая благоприятное сочетание водно-воздушного и питательного режима почвы. Такая структура характерна для гумусово-аккумулятивных горизонтов высокоплодородных почв: черноземов, каштановых почв, аллювиальных почв и т.д.

Типичная ореховатая структура наблюдается в серых и бурых лесных почвах. Для иллювиальных горизонтов солонцов и солонцеватых почв характерна призмовидная и столбчатая структура. В элювиальных горизонтах дерново-подзолистых, серых лесных, осолоделых почв формируется плитовидный тип структуры. Под сильным влиянием живых организмов, особенно дождевых червей и насекомых, почвенные горизонты приобретают биогенную структуру с четко различающимися копролитами, камерами, заполненными мелкоземом, обладающую специфической пористостью и рассыпчатостью. В природе наблюдаются смешанные формы структуры. При описании применяются такие характеристики, как ореховато-зернистая, пылевато-комковатая, призмовидно-комковатая, ореховато-зернисто-порошистая, листовато-столбчатая и т.д. Преобладающий тип структуры ставится на последнее место.

← Назад

На уровень выше

Далее →

§ 59. Почва

§ 59. Почва

Вы узнаете

•Какой состав и свойства имеют почвы.

•Какие условия влияют на образование почв.

•Какие бывают типы почв.

Вспомните

•Что такое почва?

•Чем почвы отличаются от горных пород?

•Из чего образуется перегной?

•Зачем удобряют почву?

Обратитесь к электронному приложению Почва и её состав. Почва образуется на границе земной коры и атмосферы.

Почва — это поверхностный слой земной коры на суше, обладающий плодородием.

Почва состоит из твёрдой, жидкой и газообразной частей. Твёрдая часть почвы — это частички разрушенных горных пород и перегной, перемешанные друг с другом. Песчаные и глинистые частицы — неорганическая часть почвы, а перегной — органические вещества. Жидкая часть почвы — это вода с растворёнными в ней органическими и неорганическими веществами. Вода заполняет поры между твёрдыми почвенными частицами. Газообразная часть представляет собой почвенный воздух, который, как и вода, заполняет поры и пустоты между частицами почвы. Из почвы получают питательные вещества, воду и воздух растения. Русский учёный В. В. Докучаев создал науку о почве, законах её образования и сохранения плодородия — почвоведение.

Почва пронизана корнями растений и служит средой обитания для множества животных и микроскопических водорослей, грибов и бактерий (рис. 201). Именно в ней отмечается самое большое во всей биосфере сгущение жизни. В каждом грамме почвы микроскопических организмов больше, чем людей на Земле. Корни растений и почвенные организмы — такая же неотъемлемая часть почвы, как и частички пород, и перегной.

Условия образования почв. Образование почвы зависит от многих условий: состава горных пород, климата, поверхностных и подземных вод, растительности, животных.

Горные породы, на которых образуется почва, называются почвообразующими (материнскими). На песках формируются песчаные почвы, на глинах — глинистые, на россыпях камней — каменистые.

С климатом связано не только обеспечение почвы теплом и водой. От него зависят скорость выветривания горных пород и образование перегноя, характер растительности и животного мира.

Рис. 201. Почвенные организмы

Рис. 202. Горизонты почвы

Верхний почвенный горизонт — перегнойный. В нём накапливаются остатки отмерших растений и образуется перегной. Ниже находятся переходные горизонты. Здесь происходит переход от перегнойного горизонта к почвообразующей (материнской) породе. Самый нижний горизонт — это сама почвообразующая порода.

Почвы очень тесно связаны с живыми организмами. Отмирающие растения и их части с помощью микроорганизмов превращаются в перегной. Почвенные животные перерывают и перемешивают почву. Особенно велика роль дождевых червей.

Таким образом, почва — это особое природное тело, в котором живое и неживое вещество сливаются в единое целое.

Особые условия образования почв — время и хозяйственная деятельность человека. Формирование почвы происходит очень медленно. За 100 лет её толщина увеличивается всего на 0,5—2 см. В отличие от природных условий, воздействие человека на почву целенаправленно. Люди изменяют почву в соответствии со своими потребностями.

От чего зависит плодородие почв. Плодородие почв определяется их свойствами: содержанием перегноя, влаги, воздуха, а также составом почвообразующих пород. Каменистые и песчаные почвы неплодородны, так как из них легко вымываются минеральные вещества и перегной. Повышают плодородие почв путём внесения удобрений. Чем больше в почве перегноя, тем больше питательных веществ для растений. Самые плодородные почвы — чернозёмы — сформировались в степях.

Строение почв. В почве выделяется несколько горизонтов, напоминающих слои (рис. 202). Горизонты появляются постепенно, по мере образования почвы. Они не имеют резких границ и плавно переходят один в другой.

Почвенные горизонты отличаются друг от друга количеством перегноя, цветом, составом.

Рис. 203. Чернозём и подзолистая почва

Сравните строение подзолистой почвы и чернозёмной. Найдите черты сходства и различия.

Из-за разнообразия условий образования выделяют много типов почв, имеющих разное строение и свойства. В России наиболее распространены подзолистые почвы. Они образуются под пологом хвойных и смешанных лесов. А на юге нашей страны под степной травянистой растительностью сформировались чернозёмы (рис. 203). Как вы уже знаете, это самые плодородные почвы.

Вопросы и задания

1.Какие части входят в состав почвы?

2. Какие условия влияют на формирование почв?

3.Какова роль климата и живых организмов в формировании почв?

4.От каких свойств почвы зависит её природное плодородие? Как можно повысить плодородие почв?

5.Какое строение имеют почвы? Почему верхний почвенный горизонт называется перегнойным?

6.По рисунку 203 расскажите об отличиях подзолистых почв и чернозёмов.

7.Почему почву называют бесценным природным богатством?

Что такое структура почвы и почему это важно?

В предыдущей записи блога «Здоровые почвы для здоровых деревьев» , обсуждалась важность сохранения структуры почвы от разрушения в результате уплотнения. Вместе текстура и структура почвы оказывают наибольшее влияние на поровое пространство в почве и на то, насколько легко воздух, вода и корни могут проходить через почву.

Многие знают, с каким составом почвы – пропорциями песка, ила и глины – они имеют дело на участке; однако мало кто учитывает структуру почвы, хотя в большинстве почв структура так же важна, как и текстура. Две почвы с одинаковой текстурой могут вести себя по-разному в зависимости от их структуры. Глинистая почва, например, может легко проходить воздуху, воде и корням с хорошей структурой или быть почти непроницаемой для корней, воздуха и воды, когда ее структура разрушена уплотнением.

Как развивается структура почвы

Под структурой почвы понимается то, как частицы почвы группируются в агрегаты (также называемые peds). Они сцементированы или связаны вместе физическими, химическими и биологическими процессами.

Физико-химические процессы, формирующие структуру почвы, включают:

• Поливалентные катионы, такие как Ca2+, магний Mg2+ и алюминий Al3+, связывают частицы глины.
• Частицы почвы сближаются при замерзании и оттаивании, намокании и высыхании, а также благодаря тому, что корни проталкиваются сквозь почву по мере их роста в длину и ширину.

Биологические процессы, формирующие структуру почвы, включают:

• Почвенные частицы скрепляются друг с другом гумусом, органическими клеями, созданными грибами и бактериями, разлагающими органическое вещество, а также полимерами и сахарами, выделяемыми корнями.
• Грибковые гифы и тонкие корни стабилизируют агрегаты (Университет Миннесоты, 2002 г.).

Таким образом, органические вещества и корни растений играют ключевую роль в структуре почвы.

Как ухудшается структура почвы

Факторы, которые могут ухудшить или разрушить структуру почвы, включают:

• Уплотнение
• Выращивание
• Удаление растительности
• Чрезмерное перемещение и обработка почвы
• Скрининг
• Избыток натрия

Высокое соотношение натрия к кальцию и магнию приводит к тому, что частицы глины отталкиваются друг от друга при намокании, поэтому агрегаты рассеиваются, и процесс формирования структуры почвы идет вспять. Почвы с избытком натрия становятся почти непроницаемыми для воды, потому что дисперсная глина и мелкие органические частицы закупоривают оставшиеся поры почвы (Донахью и др. 19).83). Чрезмерно высокий уровень натрия может быть результатом орошения и засолки дорог.

Различные типы структуры почвы

Структура почвы классифицируется по типу (форме), классу (размеру) пед и сорту (силе сцепления) заполнителей. Форма, размер и прочность агрегатов определяют структуру пор и то, насколько легко воздух, вода и корни проходят через почву (Донахью и др., 1983).

На рис. 1 показаны различные типы агрегатов почвы и то, насколько легко вода обычно проходит через каждый из этих типов.

Рисунок 1: Типы почвенных агрегатов (изображение из Victorian Resources)

Зернистая структура наиболее распространена в поверхностных слоях почвы, особенно в слоях с достаточным количеством органического вещества. Гранулированные структуры предлагают самое большое поровое пространство среди всех структур (Cooperative Soil Survey, дата публикации не указана).

Изображение из Victorian Resources

Столбчатая структура часто встречается в почвах с избытком натрия из-за диспергирующего действия натрия, который разрушает структуру почвы, делая почву надежно изолированной от движения воздуха и воды (Cooperative Soil Survey, дата публикации отсутствует). данный).

Изображение из Victorian Resources

Плитчатая структура имеет наименьшее количество пор и обычно встречается в уплотненных почвах (Cooperative Soil Survey, дата публикации не указана).

Изображение из Victorian Resources

Некоторые почвы не имеют истинной структуры, например однозернистые почвы (например, рыхлый песок, между песчинками которого практически нет притяжения) и массивные почвы (крупные слипшиеся массы глины).

Изображение из Victorian Resources

Для получения дополнительной информации о структурной классификации почвы см. ресурсы, перечисленные в разделе ссылок ниже.

Способы сохранения желаемой структуры почвы

Как поясняет Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США (2008 г.): «методы, обеспечивающие почвенный покров, защищающие или приводящие к накоплению органического вещества, поддерживающие здоровые растения и избегающие уплотнения, улучшают структуру почвы и увеличить макропоры».

Другие ключевые методы сохранения структуры почвы включают отказ от просеивания почвы и минимизацию обработки, а также отказ от использования солей натрия.

Доктор Клэй Робинсон, специалист по почвам, также перечисляет следующие факторы, влияющие на формирование почв (и их возобновляемость с течением времени): климат, организмы, рельеф, исходный материал и время. Более подробный анализ возобновляемости почвы можно найти в нашем блоге.

Последствия для биоретенции

Сохранение структуры почвы может увеличить диапазон текстур почвы, приемлемых для биоретенции. Почвы для биоретенции часто имеют песчаную основу, прежде всего для обеспечения адекватной скорости инфильтрации. Содержание глины и ила часто ограничивается максимальным значением всего от 3 до 5 процентов, что очень и очень мало, ограничивая почвы песками в соответствии с текстурным треугольником почвы. В то время как глинистая почва, которая была просеяна и не имеет структуры, будет иметь очень низкую скорость инфильтрации, при правильной структуре многие почвы с большим количеством глины также могут иметь адекватную скорость инфильтрации. Повышение содержания глины выше очень низкого максимума в 3-5 процентов может обеспечить важные преимущества, включая увеличение водоудерживающей способности почвы и повышение емкости катионного обмена, что увеличивает потенциальное удаление загрязняющих веществ. При увеличении содержания глины, однако, имейте в виду, что чем выше содержание глины, тем важнее становится защита почвы от уплотнения и избытка солей, так как глинистые почвы более склонны к уплотнению и потере структуры, а также к неприемлемому уменьшению инфильтрации. скорости за счет диспергирования ионов натрия.

Ссылки
Совместное исследование почвы. Дата публикации не указана. Структура почвы – физические свойства.
Донахью, Рой Л., Рэймонд В. Миллер и Джон С. Шиклуна. 1983. Почвы: знакомство с почвами и ростом растений. Пятое издание. Prentice-Hall, Inc.: Englewood Cliffs, NJ
Plaster, Edward J. 1992. Почвоведение и управление. Второе издание. Delmar Publishers, Inc.: Олбани, штат Нью-Йорк.
Расширение Университета Миннесоты. 2002. Почвовед.
Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США. 2008. Показатели качества почвы.
Натали Шанстрем — ландшафтный архитектор из The Kestrel Design Group.

Структура почвы. Введение в почвоведение

Перейти к содержимому

Эмбер Андерсон

• Определение структур почвы и факторов, влияющих на их развитие
• Предсказать, какая структура может присутствовать, учитывая дополнительную информацию, такую ​​как состояние почвы или горизонт
• Объясните, как структура может влиять на рост растений или другие функции почвы
• Предсказать, как факторы управления могут повлиять на структуру

Ключевые слова: Структура, агрегация, зернистая, плитчатая, глыбовая, призматическая, столбчатая, массивная

Структура:

Даже в одной и той же почве или районе методы управления могут влиять на структуру

Структура почвы — это форма, в которой частицы почвы группируются вместе и образуют агрегаты. Почвенный агрегат или конгломерат песка, ила, глины, а иногда и органического материала может иметь самые разные формы.

Структура важна, потому что она позволяет критическим областям открытого пространства, жизненно важным для движения воды, роста корней и почвенных организмов. Представьте классную комнату или пространство, в котором вы в данный момент просматриваете это: когда материалы эффективно объединены, это дает пространство для взаимодействия. Если только куча строительных материалов, пространство не выполняет ту же функцию.

Факторы, влияющие на агрегацию

Различные факторы влияют на то, как частицы почвы агрегируют или группируются вместе. Ожидается, что биологическая активность, органические добавки, циклы смачивания/сушки, циклы замораживания/оттаивания увеличат агрегацию, тогда как обработка почвы, уплотнение и химические свойства, такие как натрий, уменьшат агрегацию.

Формы:

Гранулированный

Этот лесной горизонт А имеет преимущественно зернистую структуру, с небольшими глыбами. Фото предоставлено: Эмбер Андерсон

. Эти округлые группы частиц плохо упаковываются вместе, оставляя больше места для прохождения воды. Они чаще всего встречаются в горизонтах А с более высоким уровнем

.

л органического вещества, здоровый рост корней, без значительного уплотнения.

Хотя здесь можно увидеть хрупкую, плитчатую структуру, особенно около 7-8 см, поскольку линии в почве проходят горизонтально, а не вертикально.

Пластина

Естественные изломы в этой почве, обычно встречающиеся в горизонтах E, горизонтальные, а не вертикальные. Они легко уничтожаются при обработке почвы. Обратите внимание, что это отличается от «пластин», образуемых работающим оборудованием, когда почва влажная. Хотя они выглядят несколько похожими, эта структура естественным образом формируется с течением времени.

Здесь можно увидеть влияние обработки почвы: более блочная структура обнаружена в правом, возделываемом ядре, тогда как более зернистая структура обнаружена в левом ядре, взятом с постоянного пастбища. Фото кредит Эмбер Андерсон

Блочный

Блочные структурные единицы часто встречаются в горизонте В или культурном горизонте А. Они могут быть сгруппированы либо угловатыми глыбовыми, имеющими острые углы, вероятно встречающимися в более глинистых грунтах, либо субугловатыми глыбовыми, с более закругленными углами.

Очень крупная призматическая структурная единица, найденная на северо-западе Миннесоты. Фото: Эмбер Андерсон

Prismatic

У них более длинные естественные разрывы в почве по вертикали, а не по горизонтали. Как и в случае с этой большой призмой на фото (справа), они обычно встречаются в горизонте В. Вода и корни в этой почве, скорее всего, будут двигаться преимущественно через промежутки между этими участками.

Столбчатый

Столбчатая конструкция на почве, подвергшейся воздействию натрия, в Южной Дакоте. Значительное накопление натрия над оранжевым ногтем на глубине около 25 см.

Столбчатые структуры представляют собой особый тип структуры, образующейся при воздействии натрия на призматическую структуру. Внешний вид «кекса» или «попкорна» на вершине призмы возникает из-за диспергирующих частиц натрия. Это агрономически сложные почвы. И вода, и корни, скорее всего, будут иметь проблемы с легким перемещением через эту почву.

Эта поверхность почвы является «неструктурной», поэтому ее можно определить как массивную. Фото Кредиты Эмбер Андерсон

Массивная или однозернистая

Эти «неструктурные» единицы указывают на то, что с момента отложения в этой почве произошли ограниченные изменения. В материалах ледникового тилла большой кусок, скорее всего, сломается между точками приложенного давления, а не развалится по заранее определенным линиям. Почва Среднего Запада на глубине примерно в пять футов может не иметь развитой структуры, потому что на нее требуется какое-то воздействие. Корни, замораживание-оттаивание, увлажнение-высыхание и другие факторы действуют здесь менее активно, замедляя изменения.

Для однозернистых почв отсутствие мелких частиц или органического вещества означает, что нет значительных сил, удерживающих песчинки вместе. Это эффект, который вы, возможно, видели в песочнице или на пляже, так как небольшое волнение заставит песок рассыпаться на отдельные песчинки.

Влияние управления:

Поскольку рост растений приводит к увеличению структуры почвы, чем больше рост растений, тем лучше структура. В экосистемах прерий ожидается прочная зернистая структура.

Обработка почвы может оказать негативное влияние на структуру почвы, особенно если она выполняется в плохих (как правило, слишком влажных) условиях. Рассмотрим конструкцию здания из предыдущего примера в этом обсуждении. При строительстве из этой кучи строительных материалов стена удаляется или повреждается, поэтому ее необходимо сначала восстановить, что замедляет прогресс.