Структура почвы

Реликтовый профиль представляет собой совокупность различных по происхождению засыпанных горизонтов, которые иногда представляют собой полные профили или же горизонты, отражающие характеристики предшествующих этапов почвообразования.

Читать книгу: Почвенные ресурсы, страница 2

Почвы обладают внешними, так называемыми морфологическими, признаками, которые отображают внутренние процессы, протекающие в почвах, их генезис (происхождение) и историческое развитие.

Морфологические признаки – это внешние характеристики почвы, с помощью которых можно отличить одну почву от другой, а также провести приблизительные выводы о направлении и глубине почвообразовательных процессов. К основным морфологическим признакам почвы относятся: структура почвенного профиля, мощность почвы и ее отдельных горизонтов, цвет, текстура, гранулометрический состав, композиция, новообразования и примеси.

Строение почвенного профиля

Под строением почвы понимается общий вид почвы с ее всеми горизонтами. Это результат генезиса почвы, постепенной трансформации ее из материнской породы, которая в процессе почвообразования организуется в горизонтальные слои. Группа генетических горизонтов формирует генетический профиль почвы.

Почвенный профиль – это конкретная вертикальная последовательность генетических горизонтов почвы, уникальная для каждого типа почвообразования.

Генетические почвенные горизонты – это однородные, обычно параллельные горизонтальные слои, составляющие почвенный профиль и отличающиеся друг от друга по морфологическим признакам.

Наиболее широко в нашей стране применяются следующие обозначения генетических горизонтов почв.

Горизонт A₀ – это лесная подстилка или степной войлок. Он формируется из растительного опада на разных стадиях разложения, начиная от свежего до полностью разложившегося. Это самый верхний слой почвенного профиля и встречается исключительно в природных почвах.

Горизонт А – гумусовый горизонт. Обычно это самый темный горизонт в верхней части почвенного профиля, где происходит накопление органического вещества в виде гумуса, тесно связывающегося с минеральными компонентами почвы. Цвет этого горизонта может варьироваться от черного до бурого, коричневого и светло-серого, в зависимости от содержания и структуры гумуса. Мощность гумусового горизонта может колебаться от нескольких сантиметров до 1,5 м и больше.

Горизонт А_д – это дерновый горизонт, в котором более 50 % живых корней растений.

Горизонт A_п, также известный как A_пах – пахотный горизонт. Этот горизонт подвергается изменениям в результате длительной сельскохозяйственной обработки и формируется из различных почвенных горизонтов на глубину вспашки, обычно 25–30 см. Он встречается исключительно в пахотных почвах.

Горизонт Al – это минеральный гумусово-аккумулятивный горизонт, характерный для почв, где происходит разрушение алюмосиликатов с образованием подвижных органо-минеральных веществ. Это верхний темный горизонт с наибольшим содержанием органического вещества.

Горизонт A₂ – это элювиальный (подзолистый или осолоделый) горизонт. Он формируется под воздействием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это сильно обесцвеченный, бесструктурный или слоистый рыхлый слой, который беден гумусом и другими соединениями, а также содержит илистые частицы из-за вымывания в нижележащие горизонты и относительно обогащен остаточным кремнеземом.

Горизонт В – это переходный или иллювиальный горизонт. В черноземных почвах данный горизонт не демонстрирует значительных перемещений веществ и служит переходным слоем к почвообразующей породе. Он характеризуется постепенным ослаблением процессов накопления гумуса и разложения первичных минералов. В подзолистых почвах горизонт В располагается под элювиальным слоем и представляет собой бурый, охристо-бурый или красновато-бурый, уплотненный и глинистый горизонт, в котором происходит накопление глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ из вышележащих горизонтов.

Что такое структура почвы

По определению, способность почвенных частиц соединяться в комки или же оставаться отдельными частями определяется как структура почвы.

Комки образуются путем склеивания гумусовых и глинистых частиц. Это приводит к формированию шариков, зёрнышек, гроздьев и других образований. Кальций, присутствующий в почве, способствует увеличению прочности этих комков.

Классификация почвенного строения была разработана на заре XX века и продолжает использоваться до сегодняшнего дня.

Выделяют три типа отдельных частиц. Они характеризуются осью развития комочка: вертикальной, горизонтальной или сразу по трем взаимоперпендикулярным направлениям. Каждый тип включает в себя несколько подгрупп, которые различаются формой и размерами. В следующем списке представлены некоторые из них:

• глыбистый;
• комковатый;
• ореховатый;
• зернистый;
• столбчатый;
• чешуйчатый и другие.

Для сельского хозяйства большое значение имеет водопрочность почвенной структуры. Если соединенные комки не размываются под действием воды, то в почвах может сохраняться достаточное количество влаги и воздуха.

Структурная почва

Почва, в которой существуют отдельные комки, считается структурной. Размер этих комков должен иметь диаметр до 10 мм. Между ними остаётся достаточно пространства для нахождения воды и воздуха — это создаёт оптимальные условия для развития растений и почвенных микроорганизмов.

Наилучшей структурой является зернистая форма комков. Чернозёмы обладают такой структурой, что делает их самыми плодородными почвами.

Оценка структуры почвы

Структура почвы зависит от множества факторов, наиболее важным из которых является минеральный состав. Исходя из этого, почвы делятся на типы:

• глинистые;
• суглинки;
• супеси;
• песчаные;
• известняковые;
• торфяные.

Глинистая почва зачастую является бесструктурной или малоструктурной. Ее можно опознать по образованию лугов, которые сохраняются на поверхности после дождя или полива. В влажном состоянии такая почва пластична; ее можно раскатать в тонкий шнур.

Суглинки (где соотношение глины и песка примерно составляют 7/3) и супеси (соотношение 2/8) обычно имеют оптимальную структуру, богатую мезоагрегатами, что делает их наиболее плодородными. Это особенно верно для грунтов с крупными песчинками и илом. После дождя вода быстро впитывается в их поверхность, и почва долго остаётся влажной. Суглинки и супеси характеризуются средней пластичностью: из замоченного материала можно сделать шар, но при попытке скатать его в шнур он рассыпается.

Песчаный грунт считается бесструктурным. Он моментально впитывает воду, однако так же быстро теряет её, что приводит к пересыханию. Из влажной песчаной почвы сложно сделать даже шарик.

Известковая почва обладает свойствами, схожими с песчаной. Опознать её можно по грязно-беловатым или сероватым оттенкам (в сухом виде).

Торфяные почвы имеют агрономическую ценность благодаря своей ярко выраженной пористости и способности удерживать влагу. Однако они бедны азотом и минералами в усвояемой растениями форме. Для улучшения состояния почвы рекомендуется вносить компост в объеме 10-15 кг на 10 кв. м.

Для адекватной оценки состояния почвы недостаточно данных о её минеральном составе. Структура почвы также зависит от следующих факторов:

• физические – уровень увлажнения и засушивания, замерзания и оттаивания влажности почвы, давление корней растений, рыхление почвы животными, механическая обработка почвы;
• физико-химические – коагуляция минеральных и органических почвенных коллоидов, их цементирующее воздействие;
• химические – образование нерастворимых соединений, цементирующих агрегаты;
• биологические – гумификация корней с образованием органических коллоидов (гумуса) с высокой склеивающей способностью, переработка растительных остатков дождевыми червями с образованием копролитов, а также выделение продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Для определения структуры почвы поможет простая практика: небольшое количество грунта подбрасывают на ладони, чтобы оценить, рассыпается ли он. Для промышленного земледелия потребуются более точные данные, которые можно получить посредством лабораторных исследований.

Методы улучшения структуры

Для управления структурой почвы принимаются различные меры. В первую очередь необходима коррекция минерального состава:

• в глинистую землю добавляют золу и крупный песок;
• в песчаную и известковую – вносят сухую порошкообразную глину в количестве трех ведер на два квадратных метра на протяжении 5-6 лет;
• в торфяную – поставляют 20 ведер сухой глины и 40 ведер песка на каждые 10 квадратных метров.

Супеси и суглинки в коррекции минерального состава обычно не нуждаются.

Чтобы песчаные и известковые почвы медленнее теряли влагу, их следует покрыть слоем мульчи минимальной толщиной 7 см.

К другим эффективным методам повышения плодородия можно отнести:

• известкование кислых почв;
• правильное чередование культур в севообороте;
• посев многолетних трав;
• запрет на бессистемный выпас скота на пастбищах.

Для проверки кислотности почвы рекомендуется выкопать ямку на штык лопаты и аккуратно снять тонкий слой земли по её периметру. Затем земля смешивается с дистиллированной или дождевой водой и сжимается в руке вместе с лакмусовой бумагой. Если лакмусовая бумага становится красной, это указывает на высокую кислотность, розовая – на среднюю, жёлтая – на низкую, а зелёная лакмусовая бумага свидетельствует о щелочной природе почвы.

Внесение удобрений

Органические удобрения содержат элементы, способствующие образованию гумуса. Гумус благодаря своим коллоидным свойствам связывает частички грунта, формируя мезоагрегаты. К органическим удобрениям относятся:

• компост;
• перегной (перегнивший навоз);
• опилки;
• торф;
• сапропель (вековые донные отложения пресноводных водоемов из остатков растительности, животных и планктона);
• солома.

Благодаря внесению таких удобрений почва становится рыхлой, проницаемой и более плодородной. Микроэлементы из органических добавок усваиваются лучше по сравнению с минеральными автомобилями, а также они способствуют развитию и разнообразию микроорганизмов. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов выделяют полимеры, которые стабилизируют структуру почвы.

Минеральные удобрения могут значительно улучшить агрохимические характеристики почвы, но они также имеют и отрицательные последствия:

• ухудшают физические свойства;
• увеличивают кислотность;
• способствуют минерализации гумуса;
• существенно затрудняют мобилизацию питательных веществ (преобразование из недоступной формы в доступную);
• вызывают антагонизм элементов питания (из-за химических реакций некоторые из элементов хуже усваиваются);
• негативно воздействуют на микроорганизмы, грибы и дождевых червей, чья деятельность способствует разложению органики на легкоусвояемые растениями компоненты и образованию гумуса.

Оптимизации структуры почвы способствуют некоторые минеральные добавки. Например, известь связывает частицы почвы, благодаря чему она становится более влаго- и воздухопроницаемой, а питательные вещества доступны для растений. Гипс улучшает рыхлость почвы, её гранулярность и способствует регулированию солевого баланса.

В промышленном земледелии для внесения удобрений применяются различные технологические устройства, такие как культиваторы для междурядной обработки. Эти механизмы также используются для внесения гербицидов.

Механические методы обработки почвы

Механическая обработка может как способствовать образованию агрегатов, так и разрушать их, и поэтому злоупотреблять такими методами не следует. Работы выполняются в период физической спелости почвы, когда её влажность оптимальна. В это время земля хорошо крошится, не рассыпается в пыль и не прилипает к сельскохозяйственным орудиям.

7 основных видов почв

Почва представляет собой верхний плодородный слой земли, состоящий из минеральных веществ, остатков живых организмов (как растений, так и животных), микроорганизмов и грибов. Сочетание всех этих элементов определяет плодородие грунта. Для каждого типа почвы требуется индивидуальный подход к мелиорации, поэтому важно определить их особенности.

Черноземы

Это почвы высокого плодородия, легко различимые по зернистой и комковатой структуре. Влажный чернозем на ощупь мягкий и скользкий, а при сжатии в кулаке оставляет жирный отпечаток на ладони.

Черноземные почвы характеризуются высоким содержанием гумуса и калия. Они хорошо впитывают и удерживают влагу. Поскольку грунт легко распадается, он удерживает больше кислорода, что предотвращает гниение растительных корней. В нижних слоях черноземов происходят химические реакции, приводящие к выделению тепла. Даже небольшое количество такого типа почвы, добавленное на участок, значительно улучшит состояние всей земли.

Черноземы считаются идеальными для выращивания любого вида растений. Даже требовательные к условиям произрастания культуры приживаются на таком грунте. В сельском хозяйстве черноземы засеваются следующими культурами:

• рис;
• кукуруза;
• тыква, дыня, арбузы;
• хлопчатник.

Для обогащения почвы в период покоя целесообразно высевать сидераты, такие как гречиха, рожь или овес. Хотя грунт уже готов к использованию, необходимо следить за его кислотностью, так как она может варьироваться. Добавление песка или торфа поможет изменить свойства почвы в лучшую сторону.

Растительность на черноземах всегда более разнообразна, чем на других типах почв. Даже истощенные черноземы позволяют получать приемлемые урожаи овощей и фруктов. Снижение уровня питательных веществ может происходить при интенсивном использовании почвы. Однако данную проблему можно решить путем внесения удобрений и высевания сидератов.

Песчаные почвы

Песчаники относятся к легким почвам, обладающим проницаемой для воды рыхлой консистенцией. Их легко распознавать без дополнительных лабораторных исследований: если взять немного почвы и сжать, она распадётся.

Для обработки песчаного грунта не требуется специализированное сельскохозяйственное оборудование. Поскольку песчаники рыхлые, они быстро прогреваются и хорошо удерживают влагу. Также они обладают высокой воздухопроницаемостью, что позволяет корням растений дышать.

Однако быстрая циркуляция воздуха ведёт к быстрому охлаждению и иссушению почвы. Минеральные вещества могут вымываться из верхних слоёв, что снижает питательную ценность почвы.

При возделывании растений на песчаных почвах необходимо постоянно улучшать их структуры, преодолеть рыхлость и недостаточную уплотнённость. Для этого используют сидераты, которые закапывают в землю, а также применяют мульчирование.

Для улучшения плодовитости песчаника рекомендуется периодически удобрять почву компостом, торфом, перегноем и буровой мукой.

Как определить вид почвы

Если вы планируете приобрести земельный участок или обеспокоены неудачными урожаями, обязательно изучите, какие виды почв существуют, чтобы определить, какая земля у вас имеется.

Существует несколько методов, которые помогут вам узнать вид и состав грунта. Наиболее надёжный способ – обратиться к специалистам для проведения химического анализа почвы. Для этого необходимо взять образцы из разных частей участка, не смешивая их. Однако недостатком данного метода является высокая стоимость проведенных исследований.

Разобраться можно и самостоятельно, так как выше мы описали отличительные особенности различных почв. Также существует простой метод: возьмите стакан с водой, добавьте ложку земли, размешайте и подождите пару часов. В итоге вы получите несколько вариантов:

• суглинистая почва: вода представляет собой практически прозрачный раствор, при этом на дне появляется небольшой осадок;
• песчаная: вода остаётся чистой, а осадок состоит из песчинок и мелких камешков;
• торфяная: жидкость становится мутной, образуется небольшой осадок, видны образы взвеси;
• глинистая: вода мутная, а осадок довольно тонкий.

Структурные компоненты почвы

Состав грунта, как правило, не однороден. Кроме минеральной составляющей, в почве всегда имеется значительное количество органических включений. Эти вещества возникают в результате жизнедеятельности растений, животных и человеческой хозяйственной активности. Останки живых организмов претерпевают определённые изменения в почве, что в итоге изменяет её свойства. В процессе этих преобразований образуются гумусовые вещества, концентрация которых может значительно варьироваться в разных типах почв. Земли, бедные органическими остатками, демонстрируют низкие урожайности.

Структура почвы существенно влияет на качество земледелия на этих участках земли. Этот показатель возможно улучшить. Для изменений состава почвы в нее вносят минеральные и органические удобрения, которые вносят значительные изменения в её состав. В почвы с высокой плотностью добавляют песок, что улучшает их рыхлость и облегчает доступ воздуха и воды к нижним слоям.

Улучшение состава и структурных характеристик почвы зачастую является длительным процессом, который может занять несколько лет.

Методы определения структуры

Структуру почвы можно определить простым способом. Из одного из горизонтов почвы, который необходимо обследовать, с помощью острого инструмента изымают небольшое количество образца. Этот образец подбрасывают вверх на ладони, пока комок не рассыпется на отдельные частички. Затем изучаются характерные признаки отделившихся частиц: определяется степень однородности, размеры, форма, а также особенности поверхности. Специалисты, фиксирующие наблюдения за слоями почвы, заносят полученные результаты в специальный журнал, именуемый почвенным дневником.

Помимо анализа структуры почвы, исследование состава позволяет выявить и другие важные характеристики.

• Степень кислотности.
• Способность почвы удерживать катионы кальция, магния, натрия, калия и других элементов, которые имеют ценность в сельскохозяйственной деятельности.
• Гидролитическая кислотность, показывающая умение почвы удерживать катионы водорода и алюминия.
• Аэрация указывает на объём газов, присутствующих в земле.
• Водопроницаемость грунта демонстрирует скорость, с которой влага проникает в почву, и может быть высокой, средней или низкой.
• Минимальная влагоёмкость описывает способность земли удерживать определённый объём воды длительное время.

Почва представляет собой сложную структуру, которая постоянно видоизменяется как под влиянием окружающей среды, так и в результате человеческой деятельности. Человек способен изменять состав и состояние почвы в нужном ему направлении.