Структура почвы - Soil structure

Структура почвы описывает расположение или способ почвы в твердых частях почвы и поровое пространство, расположенное между ними. Это определяется тем, как отдельные почвенные гранулы слипаются, связываются и агрегируются, в результате чего между ними образуются почвенные поры. Почва оказывает большое влияние на движение воды и воздуха, биологическую активность , рост корней и всходы . Есть несколько различных типов структуры почвы. По сути, это динамичная и сложная система, на которую влияют разные факторы.

Обзор

Структура почвы описывает расположение твердых частей почвы и расположенных между ними поровых пространств (Marshall & Holmes, 1979). Агрегация - это результат взаимодействия частиц почвы посредством перегруппировки, флокуляции и цементации. Он усиливается за счет: осаждения оксидов, гидроксидов, карбонатов и силикатов; продукты биологической активности (такие как биопленки , гифы грибов и гликопротеины ); ионный мостик между отрицательно заряженными частицами (как глинистыми минералами, так и органическими соединениями) многовалентными катионами; и взаимодействия между органическими соединениями ( водородная связь и гидрофобная связь).

Качество структуры почвы будет ухудшаться при большинстве форм возделывания - связанное с этим механическое перемешивание уплотнений почвы и срезание агрегатов и заполнение поровых пространств; он также подвергает органическое вещество большей скорости разложения и окисления . Еще одним следствием продолжения культивации и движения транспорта является образование уплотненных , непроницаемых слоев или «поддонов» внутри профиля.

Ухудшение структуры почвы при орошении обычно связано с разрушением агрегатов и диспергированием глинистого материала в результате быстрого увлажнения. Это особенно верно, если почвы натриевые ; то есть наличие высокого процентного содержания обменного натрия (ESP) катионов, присоединенных к глинам. Высокий уровень натрия (по сравнению с высоким уровнем кальция ) приводит к тому, что частицы отталкиваются друг от друга во влажном состоянии, а связанные с ними агрегаты дезагрегируются и диспергируются. ESP увеличится, если при орошении соленая вода (даже с низкой концентрацией) попадает в почву.

Для сохранения и улучшения структуры почвы применяется широкий спектр методов. Например, Департамент охраны земель и водных ресурсов штата Новый Южный Уэльс выступает за: увеличение содержания органических веществ путем включения пастбищных фаз в севообороты ; сокращение или отказ от обработки почвы и выращивания сельскохозяйственных культур и пастбищ; недопущение нарушения почвы в периоды чрезмерной засухи или влажности, когда почва может соответственно разрушаться или размазываться; и обеспечение достаточного почвенного покрова для защиты почвы от ударов дождевых капель. В орошаемом земледелии может быть рекомендовано: применять гипс ( сульфат кальция ) для замещения катионов натрия кальцием и, таким образом, снижения ЭСВ или натриевой активности, избегать быстрого увлажнения и не нарушать почву, когда она слишком влажная или сухая.

Типы грунтовых конструкций

Platy - единицы плоские и пластинчатые. Обычно они ориентированы горизонтально.

Призматический - отдельные элементы ограничены плоскими или закругленными вертикальными гранями. Блоки заметно длиннее по вертикали, а грани обычно представляют собой отливки или формы соседних блоков. Вершины бывают угловыми или скругленными; вершины призм несколько нечеткие и обычно плоские. На рис. 3-17 показан почвенный профиль с призматической структурой в недрах.

Столбчатый - единицы подобны призмам и ограничены плоскими или слегка закругленными вертикальными гранями. Вершины колонн, в отличие от призм, очень четкие и обычно округлые.

Блочный - блоки блочные или многогранные. Они ограничены плоскими или слегка закругленными поверхностями, которые представляют собой слепки граней окружающих пешеходов. Как правило, блочные структурные единицы почти одинаковы по размеру, но соответствуют призмам и пластинам. Структура описывается как угловатая блочная (рис. 3-18), если грани пересекаются под относительно острыми углами, и как субугловая блочная, если грани представляют собой смесь скругленных и плоских граней, а углы в основном закруглены.

Гранулированный - блоки имеют приблизительно сферическую или многогранную форму. Они ограничены изогнутыми или очень неровными поверхностями, которые не являются слепками соседних пешеходов.

Клин - блоки имеют приблизительно эллиптическую форму со сблокированными линзами, оканчивающимися острыми углами. Обычно они ограничены небольшими выступами скольжения.

Линзовидные - блоки представляют собой перекрывающиеся линзы, параллельные поверхности почвы. Они самые толстые в середине и тонкие к краям. Чечевицеобразная структура обычно ассоциируется с влажными почвами, классами текстуры с высоким содержанием ила или очень мелкого песка (например, илистый суглинок) и высоким потенциалом воздействия мороза.

Улучшение структуры почвы

Преимущества улучшения структуры почвы для роста растений, особенно в сельскохозяйственных условиях, включают: уменьшение эрозии из-за большей прочности почвенного агрегата и уменьшения поверхностного стока; улучшенное проникновение корней и доступ к почвенной влаге и питательным веществам; улучшение всхожести всходов за счет уменьшения образования корки на поверхности; и большее проникновение, удержание и доступность воды за счет улучшенной пористости.

Урожайность от орошаемой нулевой обработки почвы или минимальной обработки почвы в садоводстве обычно снижается со временем из-за деградации структуры почвы, препятствующей росту корней и задержке воды. Есть несколько исключений, почему такие исключительные поля сохраняют структуру, неизвестно, но это связано с высоким содержанием органического вещества. Улучшение структуры почвы в таких условиях может значительно повысить урожайность. Департамент охраны земель и водных ресурсов штата Новый Южный Уэльс предполагает, что в системах возделывания урожайность пшеницы может быть увеличена на 10 кг / га на каждый дополнительный миллиметр дождя, который может просачиваться из-за структуры почвы.

Твердоотверждаемая почва

Жесткие почвы теряют свою структуру во влажном состоянии, а затем затвердевают по мере высыхания, образуя бесструктурную массу, которую очень трудно культивировать. Их можно обрабатывать только тогда, когда их влажность находится в ограниченном диапазоне. При обработке почвы часто получается очень комковатая поверхность (плохая обработка почвы ). Когда они высыхают, высокая прочность почвы часто ограничивает рост проростков и корней. Интенсивность инфильтрации низкая, а дождевой сток и орошение ограничивают продуктивность многих твердотвердых почв.

Определение

Твердоотверждаемая почва определяется следующим образом: « Твердоотверждаемая почва - это та, которая при высыхании становится почти однородной массой. Иногда на ней могут появляться трещины, обычно на расстоянии> 0,1 м. Сухая на воздухе твердоотверждаемая почва твердая и хрупкая, и она невозможно протолкнуть указательный палец в поверхность профиля. Как правило, он имеет предел прочности на разрыв 90 кН –2 . Грунты с коркой не обязательно являются твердотвердыми, поскольку твердотвердеющий горизонт толще корки (в окультуренных почвах толщина твердого осадка часто равняется или больше, чем у обрабатываемого слоя.) Твёрдотверждающаяся почва не цементируется постоянно и становится мягкой во влажном состоянии. Комья в твёрдотверждающемся горизонте, который культивируется, будут частично или полностью разрушаться при увлажнении. достаточно увлажненный, он вернется в твердое состояние при высыхании. Это может произойти после полива паводком или после единичного сильного дождя ».

Динамика структуры почвы

Структура почвы по своей сути представляет собой динамическую и сложную систему, на которую влияют различные факторы, такие как обработка почвы , движение колес, корни , биологическая активность в почве, ливни, ветровая эрозия , усадка, набухание, замерзание и оттаивание. В свою очередь, структура почвы взаимно взаимодействует и влияет на рост и функцию корней, почвенную фауну и биоту, процессы переноса воды и растворенных веществ, газообмен , теплопроводность и электропроводность , несущую способность и многие другие аспекты, связанные с почвой. Игнорирование структуры почвы или рассмотрение ее как «статической» может привести к плохому прогнозированию свойств почвы и может существенно повлиять на управление почвой .

Смотрите также

Рекомендации

Источники

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа правительства США : « https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/ref/?cid=nrcs142p2_054253 ».

  • Australian Journal of Soil Research, 38 (1) 61 - 70. Цитируется в: Land and Water Australia 2007, способы улучшения структуры почвы и повышения продуктивности орошаемого земледелия, просмотрено в мае 2007 г., < https://web.archive.org /web/20070930071224/http://npsi.gov.au/ >
  • Департамент охраны земли и воды, 1991 г., «Полевые индикаторы ухудшения структуры почвы» , просмотр - май 2007 г.
  • Leeper, GW & Uren, NC 1993, 5-е изд., Почвоведение, введение , Melbourne University Press, Мельбурн
  • Маршалл, Т. Дж. И Холмс Дж. У., 1979, Физика почвы , Cambridge University Press
  • Персонал отдела исследования почв (1993). «Исследование и описание почв» . Пособие 18. Пособие по обследованию почв . Служба охраны почв. Министерство сельского хозяйства США. Архивировано из оригинала на 2011-05-14 . Проверено 11 апреля 2006 .
  • Чарман, PEV и Мерфи, BW 1998, 5-е изд., Почвы, их свойства и управление , Oxford University Press, Мельбурн
  • Фирузиаан М. и Эсторфф О. (2002), "Моделирование динамического поведения грунта-основания-грунта во временной области", Springer Verlag.

Внешние ссылки