38. Структура почвы, виды, понятие об агрономически ценной структуре.

Механические элементы почвы могут находиться в свободном состоянии или быть объединены в структурные отдельности (агрегаты).

Структура почвы – форма и размер структурных отдельностей, на которые она естественно распадается. Способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью.

Агрономически ценные агрегаты для культурных растений являются мезоагрегаты размером 0,25-10мм, обладающие механической прочностью, водопрочностью, пористостью более 45%. Агрегаты более 10мм – макроагрегаты, менее 0,25мм – микроагрегаты.

Почва хорошо оструктурена, если она содержит более 55% агрономически ценных агрегатов.

Агрономически ценные агрегаты положительно влияют на агрономические свойства почв, воздухо- и водопроницаемость оптимальны.

Пористость агрегатов обуславливает возможность накопления капиллярной влаги (самой ценной для растений). Межагрегатные поры заняты воздухом, вода в них не удерживается. Наличие воздуха в межагрегатном пространстве обуспечивает доступ О₂ для корней растений и почвенных микроорганизмов.

Структура характеризуется коэффициентом структурности (К_с)

К_с = а/б

(а – кол-во мезоагрегатов; б – сумма макро- и микроагрегатов)

Так же используют коэффициент дисперсности по Качинскому

К_д = а/б * 100

(а – содержание ила при гранулометрическом анализе и б – содержание ила при микроагрегатном анализе)

В хорошо отстуктуренных почвах коэф-т составляет 3-5, в бесструктурных до 50 и даже 80.

Почвы, не имеющие водопрочной структуры, быстро заплывают, становятся непроницаемыми для воды и воздуха, а при высыхании растрескиваются на крупные глыбы. Каждому типу почв и каждому генетическому горизонту свойственны определенные типы почвенных структур.

Для гумусовых горизонтов - зернистая, комковато-зернистая, порошисто-комковатая структура;

элювиальных горизонтов – плитчатая, листоватая, чешуйчатая, пластинчатая;

для иллювиальных – столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая и т. д.

39. Категории (формы) почвенной влаги. Доступность почвенной влаги растениям.

Выделяют следующие основные формы почвенной воды, различающиеся между собой прочностью связи с твердой фазой почвы и степенью подвижности: кристаллизационную, гигроскопическую, пленочную, капиллярную, гравитационную.

Формы воды:

Химически связная вода включает конституционную (ОН группа хим соединений) и кристаллизационную (целые водные молекулы кристаллогидратов). Эта вода входит в состав твердой фазы почв и не обладает свойствами воды. Не доступна растениям.

Твердая вода представлена в виде льда, потенциальный источник влаги

Парообразная вода в порах в почвенном воздухе, может конденсироваться и собираться твердой фазой.

Сорбированная (физически связная) вода за счет сорбционных сил подразделяется на прочносвязанную и рыхлосвязанную

- Прочносвязанная сорбированная вода сорбируется почвой из воздуха. При низкой влажности воздуха сорбированная влага образует тонкую пленку толщиной 1-2 молекулы. Такая влага называется гигроскопической. При влажности близкой к 100% сорбируется 3-4 слоя молекул – такая влага максимальная гигроскопическая (МГ).

Наибольшее количество прочносвязанной воды удерживаемой сорбционными силами характеризуется максимальной адсорбционной влагоемкостью (МАВ), МАВ – 60-70% от МГ Прочносвязанная вода по физическим свойствам близка к твердым телам.

- Рыхлосвязанная сорбционная (пленочная) вода – полимолекулярная пленка, толщина десятки и сотни диаметров молекул воды. Она удерживается молекулярными силами, менее прочно связана с твердой фазой, может частично передвигаться. Верхний предел рыхлосвязанной воды – максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ)

Капиллярная влага находится в капиллярных порах и передвигается в них за счет капиллярных сил.

Подразделяется на капиллярно-подпертую и капиллярно-подвешенную.

Капиллярно-подпертая влага формируется при увлажнении почвы грунтовыми водами, которые снизу как бы подпирают влагу, находящуюся над ними в капиллярных порах. При этом слой почвы, заполненный капиллярной влагой и расположенный непосредственно над грунтовыми водами, называется капиллярной каймой.

Доступна для растений и сохраняется в почве длительное время. Ее количество во многом зависит от гранулометрического состава почвы. Чем тяжелее почва, тем больше капиллярно-подвешенной влаги может накапливаться в ней.

Капиллярно-подвешенная влага создается из атмосферных осадков или при поливе почвы. Существует несколько ее разновидностей, среди которых наибольший интерес представляют стыковая, внутриагрегатная и сорбционно-замкнутая влага.

Гравитационная влага. Это вода, которая находится в крупных порах. По этим порам она может передвигаться вниз под действием силы тяжести; доступна для растений и подразделяется на просачивающуюся воду и воду водоносных горизонтов.

Если почву, в которой все капиллярные поры уже заполнены водой, продолжать увлажнять, то влагой будут заполняться некапиллярные промежутки. Эта влага, свободно передвигающаяся в почве и подчиненная в своем движении силе тяжести, называется гравитационной. 

Гравитационная влага может передвигаться в почве только из верхних слоев вниз. Просачиваясь вниз, она либо является источником питания грунтовых вод, либо распределяется по толще почвы и переходит в другие формы воды. Гравитационная влага легкодоступна растениям, но избыточна (т.к. мало воздуха и нарушается газообмен) и поэтому непродуктивна. Полное насыщение почвы водой возможно после таяния снега или длительных дождей, однако  это явление кратковременное.

Просачивающаяся влага — это влага, которая передвигается сверху вниз под действием силы тяжести.

Влага водоносных горизонтов располагается над водоупорным слоем и удерживается в пределах почвенного профиля за счет его непроницаемости. Наличие в почвенной толще избыточного количества свободной гравитационной влаги — нежелательное явление, так как способствует развитию заболачивания.