Лабораторная работа 3. Структура почвы

Цель работы: изучить особенности структурной организации твёрдой фазы почвы, произвести анализ структуры почв и определить её агрономическую ценность для успешного формирования у студента части профессиональных компетенций 6, 14.

 

Материальное обеспечение

1. Белый халат, тетрадь, ручка, карандаш простой, калькулятор, миллиметровая бумага.

2. Типы структур почвенной массы.

3. Образец почвы в почвенном ящике.

 

Теоретическая часть

Структура почвы является одним из основных морфологических и диагностических её признаков.

Механические элементы почвы могут находиться в свободном (раздельно-частичном) состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в структурные отдельности (агрегаты, комки) – педы – разной формы и состава. Совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется структурой почвы, а способность почвы распадаться на агрегаты при механическом воздействии – структурностью.

В песчаных и супесчаных почвах механические элементы находятся преимущественно в свободном (раздельно-частичном) состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными или бесструктурными.

При оценке почвенной структуры необходимо учитывать, что это не только один из основных морфолого-генетических признаков почвы, но и важнейший показатель её агрофизического состояния.

Как морфологический признак, структура любой формы и размера может быть хорошей или хорошо выраженной (комковато-зернистая, листоватая, столбчатая и т.д.), но не всегда представляет ценность с агрономической точки зрения.

К агрономически ценным относятся лишь агрегаты размером от 0,25 до 10 мм. Если при механическом воздействии почва распадается на агрегаты, преимущественно укладывающиеся в этот интервал, она считается структурной. В случае, когда почва не распадается на структурные отдельности, а имеет сыпучее состояние, как песок или пыль, то она относится к бесструктурной раздельно-частичной; если представлена большими бесформенными массами, то почва будет бесструктурной глыбистой или массивной.

Кроме размера, агрономическая ценность структуры определяется связностью (механической прочностью), водопрочностью и пористостью агрегатов.

В формировании структуры почвы следует различать два основных процесса: механическое разделение почвенной массы на агрегаты (комки) и образование прочных, не размываемых в водной среде отдельностей. Указанные процессы протекают под воздействием физико-механических, физико-химических, химических и биологических процессов структурообразования.

Физико-механические процессы: изменение объёма (давления) при переменном высушивании и увлажнении, замерзании и оттаивании воды в почве, деятельность роющих и копающих животных, рыхлящее воздействие почвообрабатывающих орудий и т.д. Созданные этими процессами структурные отдельности не являются водопрочными.

Физико-химические процессы: скрепление механических элементов и микроагрегатов коллоидными веществами (органическими и минеральными). Чтобы отдельности, скреплённые коллоидами, не расплывались от действия воды, коллоиды должны быть необратимо скоагулированы. Такими коагуляторами в почве чаще всего являются двух- и трёхвалентные катионы Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ и Al³⁺. При наличии одновалентных катионов (особенно Na⁺) необратимая коагуляция не происходит, и водопрочной структуры не образуется. Наиболее прочно скрепляющими веществами являются органические коллоиды, в частности гуматы кальция. Водопрочная структура образуется и при взаимодействии гуминовых кислот с минералами монтмориллонитовой группы (монтмориллонит и его разновидности – нонтронит, бейделит, сапонит и другие) и гидрослюдами (гидромусковит, гидробиотит и др.), менее водопрочная – при взаимодействии с кварцем, аморфной кремнекислотой и др.

Химические процессы: образование труднорастворимых химических соединений (углекислый кальций, гидроксиды железа, силикаты магния и другие), которые при пропитывании агрегатов почвы цементируют их.

Биологические процессы: им принадлежит основная роль в структурировании почвы (деятельность растений и животных). Наиболее сильное оструктуривание почвы производит многолетняя травянистая растительность, обладающая густой корневой системой (механическое уплотнение и разделение почвенной массы на агрегаты), которая образует при своём разложении большое количество гумуса, связанного с кальцием растительного опада – гумата кальция – прекрасного коагулятора в почве. Большое оструктуривающее влияние оказывают также, к примеру, дождевые черви, пропускающие почвенную массу через свой организм.

Структура почвы отдалённо имеет некоторое сходство с кристаллами и ее отдельности подразделяются на следующие три основных типа:

- кубовидный тип характеризуется примерно одинаковыми размерами отдельностей по всем трём направлениям (длина, ширина, высота). В зависимости от размеров рёбер куба выделяют два вида структуры: комковато-глыбистую и ореховато-зернистую. Кубовидная структура имеет ясно выраженные и весьма равномерные грани и рёбра. Структурные элементы хорошо оформлены, их поверхность шероховатая.

- призмовидный тип характеризуется вытянутостью по вертикальной оси.

В зависимости от размеров выделяют виды структуры:

• столбчатая (крупная) – диаметр почвенных отдельностей более 5 см;

• столбовидная (средняя) – диаметр почвенных отдельностей 3-5 см;

• призмовидная (мелкая) диаметр почвенных отдельностей менее 3 см.

- плитовидный тип отличается сплюснутостью по вертикальной оси.

Она делится на виды:

• сланцеватая – толщина более 5 мм;

• плитчатая – 3-5 мм;

• пластинчатая – 1-3 мм;

• чешуйчатая – менее 3мм;

• листоватая – менее 1 мм.

На основании соотношения морфологии и размера производится классификация структурных элементов почвы (рисунок 4).

Рисунок 4 – Морфология видов структурных элементов (педов):

I – кубовидный тип (1 – крупнокомковатая; 2 – среднекомковатая;3 – мелкокомковатая;

4 – пылеватая;5 – крупноореховатая; 6 – ореховатая;7 – мелкоореховатая; 8 – крупнозернистая;

9 – зернистая; 10 – порошистая; 11 – «бусы»из зёрен почвы); II – призмовидный тип

(12 – столбчатая; 13 – столбовидная;14 – крупнопризматическая; 15 – призматическая;

16 – мелкопризматическая;17 – тонкопризматическая); III – плитовидный тип (18 – сланцеватая;

19 – пластинчатая;20 – листоватая; 21 – грубочешуйчатая;22 – мелкочешуйчатая).

 

Структура почвы зависит как от состава почвообразующей породы, так и от типа почвообразования. Поэтому отдельным почвенным разностям соответствует определенная структура. Так, зернистая структура характерна для гумусового горизонта чернозёмов, ореховатая – для иллювиального горизонта дерново-подзолистых и серых лесных почв, пластинчатая и листоватая – для подзолистого горизонта дерново-подзолистых почв и т.д.

Число агрегатов определенного размера находят методом «сухого» агрегатного анализа, а водопрочных агрегатов – методом «мокрого» агрегатного анализа.

 

Задания

1. Изучить типы структур почвенной массы по имеющимся образцам.

2. Определить структуру почвенного образца.

3. Рассчитать коэффициент структурности и оценить изменениеструктурного состояния почвы в результате сельскохозяйственногоиспользования.

4. Оценить водопрочность почвенной структуры и ее изменение врезультате сельскохозяйственного использования.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: