Удельное сопротивление почвы играет ключевую роль в определении затрат на её обработку. Эта величина существенно влияет на нормы выработки машинно-тракторного парка, а также на расход топливно-смазочных материалов, что делает её важным показателем в агрономии и сельском хозяйстве.
Безструктурная почва: что это такое
Структура почвы разнообразна, и её состав не является однородным. В состав почвы входят распространённые компоненты: глина, песок, перегной и многие другие. Взаимодействие этих элементов, включая землю, воду и воздух, придаёт почве различные качества, которые необходимо учитывать для эффективного выращивания сельскохозяйственных культур. По своим характеристикам различают два основных типа почвы: бесструктурную (сухую) и структурную. Каждая разновидность почвы имеет свои уникальные свойства, что важно учитывать при посадке и уходе за растениями.
Нельзя не заметить, что интенсивное сельское хозяйство приводит к утрате питательных веществ и микроэлементов в верхнем слое почвы. Этот процесс особенно заметен, когда почва становится сухой и легко разрушается до состояния пыли при воздействии рук. В процессе эксплуатации почва теряет перегной и гумус, а мелкие частицы не соединяются в комки, что затрудняет получение значительных урожаев при возделывании растений на таких землях.
После дождя на поверхности грядок формируется плотная корка, что способствует быстрому испарению влаги. В результате высокой связности частиц почвы воздух не может проникнуть в её глубь, что существенно ухудшает качество грунта, особенно если он состоит из значительного количества глинистых частиц.
Особенности структурной почвы
Оценка плодородия почвы часто основывается на её составе, и в частности, на изучении верхних слоёв, где формируется корневая система большинства растений. если при сжатии горсти земли она разлагается на комочки размером от 0,25 до 1,1 см, то такую почву можно классифицировать как структурную (мелкокомковатую). Каждый образовавшийся комочек содержит в себе песок и глину, скреплённые перегноем, и размыть водой их достаточно сложно. К положительным характеристикам структурной почвы можно отнести следующие факторы:
- наличие достаточного количества воздуха для дыхания корней;
- активное развитие микроорганизмов в структурной почве;
- наличие растворимых минеральных солей, которые удовлетворяют потребности растений в питательных веществах;
- способность почвы эффективно впитывать жидкость во время таяния снегов или осадков, а также длительное удержание влаги.
Структурная почва отлично подходит для ведения сельского хозяйства, поскольку растительный покров и корни культур поощряют структурирование земли. Однако существует несколько факторов, способных ухудшить её качество, включая высокие температуры и заморозки, которые могут иссушать почву и вымывать полезные вещества. Также тяжёлая техника может привести к уплотнению земляных слоёв, искажая мелкие и крупные поры.
К числу распространённых методов восстановления структуры почвы относятся минимальная обработка (безотвальный метод), неглубокое рыхление и распределение растительных остатков на поверхности.
Структура почвы может значительно меняться под воздействием механического давления, создаваемого движущимися машинами и орудиями. Наиболее рыхлой почва становится сразу же после обработки; с течением времени она уплотняется, и её плотность достигает стабильного состояния, в котором она продолжает оставаться до следующего вмешательства.
Состав почвы не всегда является однородным: кроме минеральных компонентов, в ней всегда присутствуют обильные органические включения. Эти вещества образуются в результате жизнедеятельности растений, животных и человеческой деятельности. Разложение остатков организмов в земле в конечном итоге изменяет её свойства, что приводит к образованию гумусовых веществ. Концентрация гумуса может различаться в разных типах почвы; земельные угодья с недостаточным содержанием органических веществ часто имеют низкие урожайные показатели.
Структура грунта оказывает значительное влияние на качество ведения сельского хозяйства на данных участках. Этот показатель можно улучшить, внося в почву минеральные и органические удобрения, которые помогут изменить её состав. В почвы с высокой плотностью вводят песок, что помогает сделать грунт более рыхлым и улучить доступ воздуха и воды.
Процесс улучшения состава и структурных характеристик почвы обычно протекает не быстро, а может растянуться на несколько лет.
Методы определения структуры
Определение структуры почвы можно осуществить с помощью простого теста. Для этого необходимо с помощью острого инструмента извлечь небольшой объём образца из верхнего слоя почвы, структуру которого нужно изучить. После извлечения образец подбрасывают вверх на ладони до тех пор, пока комок не распадётся на отдельные частицы. После этого необходимо провести анализ отделившихся элементов: определить степень однородности, размеры, форму и характер поверхности. Все полученные данные фиксируются в специальном журнале, известном как почвенный дневник.
Определение структуры почвы при анализе её состава позволяет выявить и другие важные показатели.
- Степень кислотности почвы.
- Способность удерживать катионы кальция, магния, натрия, калия и других элементов химической таблицы, что критично для сельскохозяйственной деятельности.
- Гидролитическая кислотность показывает, сколько катионов водорода и алюминия почва может удерживать.
- Аэрация — это показатель объёмов газов, находящихся в земле.
- Водопроницаемость почвы, которая демонстрирует скорость проникновения влаги в её структуру, может быть высокой, средней или низкой.
- Наименьшая влагоемкость является критерием, описывающим способность почвы удерживать определённое количество воды на постоянной основе.
Грунт представляет собой сложнейшую структуру, способную изменяться под воздействием окружающей среды и деятельности живых организмов. И действительно, человек может изменять состояние и состав почвы в соответствии с его потребностями.
2. Жидкие компоненты (почвенный раствор) играют важную роль, поскольку через раствор вещества перемещаются и распределяются внутри почвенных слоёв, обеспечивая растения и другие организмы необходимыми водой и питательными веществами.
Характеристика структур почвы и факторы, влияющие на её качество
Структура почвы определяется как способность земли распадаться на отдельные механические элементы, называемые агрегатами. Существует два основных вида почвы: структурная и бесструктурная. Эти классификации позволяют выделять различные типы почвы, отличающиеся между собой по своим характеристикам. Необходимо отметить, что структурная почва обычно демонстрирует более высокие показатели плодородия.
Важно различать понятия «структура» и «структурность» почвы. Структура представляет собой форму, размеры и расположение отдельных частиц, на которые распадается грунт, тогда как структурность обозначает способность земли распадаться на агрегаты различных размеров и форм, которая зависит от типа структуры.
Агрегаты — это отдельные части почвы, которые образуются в результате соединения более мелких величин и частиц под воздействием различных процессов: физических, химических, физико-химических или биологических.
Классификация типов структуры почвы может быть следующей:
· глыбистая (комки с плохо выраженными углами и гранями, размером более 5 см);
· комковатая (агрегаты, такие же по характеристикам, как у глыбистой структуры, но их размеры варьируются от 5 до 0,5 мм);
· ореховатая (агрегаты, которые имеют чёткие углы и грани с размером от 20 до 5 мм);
Для успешного ведения сельского хозяйства комковатая структура считается оптимальной. Это обусловлено разнообразием размеров агрегатов в почве, что делает её легкой для обработки.
От чего зависит структура почвы
Структура почвы зависит от нескольких факторов, среди которых можно выделить:
- механический состав почвы;
- количество органического вещества (гумуса);
- способность почвы впитывать и удерживать влагу, а также предоставлять воду для поверхностных слоёв.
В зависимости от механического состава почва подразделяется на глинистую, суглинистую, супесчаную и торфяники. Для установления состава почвы необходимо произвести её забор с участка.
Формирование агрономически ценной структуры происходит под воздействием комплекса факторов: физико-механических, физико-химических, химических и биологических. Физико-механические и физические факторы, как правило, обусловляют крошение почвенной массы, которое в основном обеспечивается изменяющимся давлением или механическим воздействием.
Общие и физические свойства почвы
К основным физическим свойствам почвы относятся такие параметры, как плотность твёрдой фазы, плотность сложения и пористость.
Плотность твердой фазы
Плотность твердой фазы почвы определяется как отношение массы её твёрдой фазы к массе равного объёма воды при температуре 4°С. Этот показатель выражается в граммах на кубический сантиметр (г/см³) и зависит от соотношения органической и минеральной частей в почве.
Для органических компонентов, таких как опад растений, торф или гумус, плотность твердой фазы варьируется от 0,2-0,5 г/см³ до 1,0-1,4 г/см³. В то время как плотность минеральных соединений колеблется от 2,1-2,5 г/см³ до 4,0-5,18 г/см³. В большинстве случаев минеральные горизонты почв имеют плотность твердых частиц в диапазоне от 2,4 до 2,65 г/см³, а торфяные горизонты — от 0,2-0,3 г/см³ до 1,8 г/см³.
Плотность сложения почвы
Плотность (или плотность сложения) почвы представляет собой массу объёма абсолютно сухой почвы, взятой в естественном состоянии. Этот параметр также выражается в г/см³ и зависит от минералогического и гранулометрического составов, структуры и содержания органического вещества.
Плотность может значительно изменяться в процессе обработки почвы под воздействием уплотняющего давления, вызванного движущимися машинами и орудиями. Наибольшая рыхлость почвы наблюдается сразу после обработки, и со временем она постепенно уплотняется, достигая равновесной плотности, которая остается стабильной до следующей обработки.
Верхние горизонты почвы, содержащие больше органических веществ, как правило, более рыхлы и легки в обработке, чем нижние. Плотность грунта оказывает влияние на его водопроницаемость, движение влаги в профиле, газообмен, развитие корней и активность микробиологических процессов. Оптимальная плотность в корнеобитаемом слое для большинства сельскохозяйственных растений составляет от 1,0 до 1,2 г/см³.
Для суглинистых и глинистых почв плотность варьируется в пределах г/см³.
Пористость
Пористость (или скважность) почвы определяется как суммарный объём всех пор между частицами твёрдой фазы. Этот показатель выражается в процентах от общего объёма почвы и рассчитывается, основываясь на значениях плотности почвы (dv) и плотности твёрдой фазы (d).
Пористость зависит от гранулометрического состава почвы, её структурности, активности почвенной фауны, содержания органического вещества, а также от частоты обработок и уровня окультуренности в пахотных горизонтах.
Существует различие между капиллярной и некапиллярной пористостью, которые вместе составляют общую пористость. Поры могут быть заполнены водой или воздухом. К характеристикам пор можно отнести:
- Некапиллярные поры способствуют водопроницаемости и газообмену, тогда как капиллярные удерживают воду благодаря капиллярным силам.
- Для обеспечения надлежащего и стабильного запаса влаги при нормальном воздухообмене (аэрации) желательно, чтобы капиллярная пористость составляла 55-65 % от общей пористости. Если её уровень ниже 50 %, это может привести к ухудшению газообмена и возникновению анаэробных условий.
- Для оптимального обеспечения растений водой и воздухом, а также для повышения эффективности использования удобрений и других мероприятий, направленных на получение высоких урожаев, необходимо, чтобы почвы имели как можно большую капиллярную пористость, заполненную водой, и одновременно пористость для аэрации не менее 15 % объёма в минеральных и 30-40 % в торфяных почвах.
