Cтруктура почвы

Обсуждая структуру почвы, необходимо твердо условиться, о чем идет речь, поскольку имеются разные толкования этого понятия. Прежде всего необходимо различать морфолого-генетическое и агрономическое понимание этого термина. В морфологическом понимании каждая почва имеет определенную структуру, бесструктурных почв в принципе нет, а крупнопризматическая или, скажем, столбчатая структура может быть «хорошей» или «хорошо выраженной». С агрономической точки зрения, структурной почвой называется лишь та, в которой преобладают агрегаты размером от 0,25 до 7 (10) мм, а агрегаты более мелкие (пыль) либо более крупные отсутствуют или составляют ничтожную примесь; все другие почвы как пылеватые, так и глыбистые или массивные, будут характеризоваться в этом смысле как бесструктурные. В данной книге мы рассматриваем структуру почвы с морфологической точки зрения, и поэтому всевозможные природные случаи почвенной структуры должны быть охарактеризованы. Сам термин «структура почвы» разными авторами определяется различно и нуждается в уточнении. Согласно учебнику почвоведения под редакцией И. С. Кауричева и И. П. Гречина, структурой называют отдельности (агрегаты), на которые способна распадаться почва; они состоят из соединенных между собой механических элементов. Близкое к этому определение можно найти в работах П. В. Вершинина, И. Б. Ревута и других авторов. При этом не делается разграничение понятий «структура» и «агрегат», «структурная отдельность». По определению И. Б. Ревута («Методическое руководство по изучению почвенной структуры»), под почвенной структурой (синонимы — комочки, структурные отдельности) понимают образования, состоящие из первичных механических частиц (элементов) или микроагрегатов размерами от 0,25 до 7 (10) мм. Соответственно этому определению дается коэффициент структурности почвы:К = а/Ь, где а — количество комочков размером 0,25 — 7 (10) мм и b — сумма комков и глыб крупнее 10 мм и пылеватых частиц меньше 0,25 мм. Кроме того, с агрономической точки зрения различаются истинные и ложные агрегаты (псевдоагрегаты). Истинные агрегаты характеризуются большой пористостью и водопрочностью; псевдоагрегаты имеют малую пористость, высокую плотность и-не стойки в воде либо, наоборот, абсолютно водоустойчивы вследствие цементации. Описанный подход характерен для школы агрофизиков, трактующих все вопросы почвенной структуры с позиций ее агрономического значения. Иначе подходит к определению структуры почвы Н. А. Качинский, стоящий на позициях генетического почвоведения. Согласно Н. А. Качинскому, совокупность агрегатов различной величины, формы, порозности, механической прочности и водопрочности, характерных для каждой почвы и ее горизонтов, составляет почвенную структуру. При этом под агрегатами или структурными отдельно-стями понимается «совокупность механических элементов, взаимно удерживающихся в силу коагуляции коллоидов, склеивания, слипания их в результате сил Ван-дер-Ваальса, остаточных валентностей и водородных связей, адсорбционных и капиллярных явлений в жидкой фазе, а также с помощью корневых тяжей и гифов грибов». Для почвоведов-генетиков структура почвы — это прежде всего понятие морфологическое и генетическое, связанное со спецификой почвы как определенного природного тела. Такой подход можно видеть в трудах Н. М. Сибирцева, К. Д. Глинки, С. А. Захарова, Д. Т. Виленского, Ф. Дюшофура, Р. Брюэра и многих других «педологов». В морфолого-генетическом плане понятие почвенной структуры включает размеры, форму и организацию твердых компонентов почвы и пор между ними. Соответственно под структурностью почвы понимают ее способность распадаться в естественном состоянии на агрегаты того или иного размера и разной формы. Такие агрегаты называются структурными элементами, структурными агрегатами, структурными отдельностями, педами. Взаимное расположение в почвенном теле структурных отдельностей определенной формы и размеров называется почвенной структурой. Если почва не распадается на естественные структурные отдельности, а имеет сыпучее состояние, как песок или пыль, то она называется бесструктурной раздельно-частичной; если же почва выламывается большими глыбами произвольной формы, то будет называться бесструктурной массивной. Таким образом, морфолого-генетическое и агрофизическое понимание структурной и бесструктурной почвы неравнозначны, и их не надо путать. Мы рассматриваем здесь почвенную структуру с морфолого-генетических позиций в соответствии с общим направлением данной книги. Учение о почвенной структуре создано трудами П А. Костычева, В. Р. Вильямса, А. Г. Дояренко, М. Пигулевского, Н. А. Качинского, П. В. Вершинина, Л. Д. Бэвера, И. Н. Антипова-Каратаева; морфологию почвенной структуры специально изучали С. А. Захаров, С. С. Никифоров, Дюшофур, Кубиена, Мюккенхаузен, Брюэр. Размеры структурных отдельностей варьируют в широких пределах как в разных почвах, так и в пределах какого-либо горизонта одной почвы; варьирует также и форма агрегатов. Если сказано, что в таком-то горизонте почвы структура мелкокомковатая, то это значит лишь то, что агрегаты такой формы и такого размера здесь преобладают; одновременно могут присутствовать агрегаты значительного разнообразия формы и размеров. Распределение структурных агрегатов в массе почвы в соответствии с их размерами (эффективными диаметрами) называется структурным составом почвы. Кроме этого, различается понятие «комочки почвы», которыми считаются пористые относительно водопрочные сферические мезоагрегаты диаметром 0,2-5,0 мм. В почвах, особенно в их гумусовых горизонтах, обычно присутствуют все три группы агрегатов одновременно. С глубиной структурный состав становится, как правило, все более однородным. Есть почвы и с очень однородным структурным составом, примером чего может служить ореховатыи горизонт серой лесной почвы или зернистый гумусовый горизонт типичного чернозема. С другой стороны, структурный состав пахотного горизонта дерново-подзолистой почвы, например, или орошаемого южного чернозема характеризуется таким разнообразием, что нет возможности выделить агрегаты какого-либо преобладающего размера. Особенно большим разнообразием размеров структурных отдельностеи отличаются пахотные горизонты почв; в целинных почвах и в не затронутых обработкой горизонтах разнообразие значительно меньше. Структурные отдельности (агрегаты, педы) в почвах могут быть разного порядка и по-разному построенными. Различаются структурные агрегаты первого порядка, состоящие из первичных частиц (механических элементов), или микроагрегаты и агрегаты второго порядка, состоящие из микроагрегатов, или макроагрегаты (по размеру первые могут быть разделены на микро- и мезоагрегаты, а вторые — на мезо- и макроагрегаты). Могут быть выделены и агрегаты более высоких порядков. Структурный агрегат представляет собой при четкой его выраженности почвенную отдельность определенной формы с ясно очерченными поверхностями граней. Он имеет сложное строение (рис. 30), различное в зависимости от типа и степени выраженности структуры. Внутренняя часть агрегатов, особенно в иллювиальных горизонтах, четко отличается от их поверхностной части — корочки, что ясно видно на срезах. Поверхностная часть обычно более темная и уплотненная, постепенно переходящая во внутреннюю матрицу, но все же ясно различимая. Во внутренней части агрегата выделяются многочисленные поры разного строения и размера: одни — относительно крупные, до нескольких миллиметров, другие — не больше булавочного укола и едва различимы. Там и тут разбросаны отдельные или гнездами зерна скелета, покрытые пленками или отмытые полностью. Весь агрегат испещрен многочисленными микротрещинами. В иллювиальных горизонтах на поверхности структурных отдельностей кроме внешней уплотненной части часто выделяются и блестящие либо матовые глинистые, гумусовые или железистые пленки. Такие же пленки встречаются и в крупных порах или по ходам корней и почвенной фауны. Изредка встречаются микроконкреции.
Менее четко внутреннее строение агрегата прослеживается в гумусовых горизонтах почв, когда структурные отдельности представляются как неупорядоченные скопления микроагрегатов разного размера. Однако анализ обнаруживает и здесь те же общие черты строения, определенную упорядоченную микрозональность состава и свойств. Этот общий план строения структурных отдельностей претерпевает существенные изменения в разных типах структуры, особенно при сочетании с различными новоооразованиями разных типов почв. Структура почв может быть четко выраженной, когда агрегаты имеют вполне определенную форму и легко отделяются один от другого в сухом состоянии; во влажном состоянии почва, конечно, более связная и агрегаты выделяются труднее. Структура может быть и неясной, слабо выраженной, только намечающейся, что зависит от гранулометрического состава, возраста и интенсивности почвообразования. В песчаных и супесчаных почвах структура либо отсутствует, либо слабо выражена; суглинистые и глинистые почвы почти всегда структурны. В почвах обычно наблюдается структура нескольких порядков, причем структурные отдельности более низких порядков могут иметь иную форму, чем более крупные агрегаты. Например, крупные призматические отдельности горизонта В дерново-подзолистой или серой лесной почвы могут распадаться на более мелкие ореховатые агрегаты, комковатые отдельности гумусового горизонта могут распадаться на порошистые или зернистые агрегаты и т. д. Структура нескольких порядков может быть и однотипной; например, крупнокомковатые отдельности пахотного горизонта дерново-подзолистой почвы могут распадаться на средне-комковатые и далее — на мелкокомковатые отдельности. Порядок структуры определяется всегда относительно и имеет значение лишь для данной почвы. Так, горизонт В луuово-черноземной почвы во влажном состоянии может иметь следующую структуру: V порядка — крупноглыбистая, IV порядка — призмовидная, III порядка — крупноореховатая, II порядка — мелко-ореховатая, I порядка — микроструктура; в сухом же состоянии: III порядка — призматическая, II порядка — ореховатая, I порядка — микроструктура. Поскольку структура почвы — это результат почвообразования, то соответственно разные типы почв и разные типы генетических горизонтов будут иметь различный тип структуры. Однако в типах структуры имеется меньшее разнообразие, чем в типах почвообразования, поскольку участвующие в образовании почвенной структуры силы менее специфичны и широко представлены во всех почвах.
В образовании почвенной структуры можно различить две стадии, обычно протекающие одновременно. Во-первых, это механическое разделение почвы на агрегаты того или иного размера и формы и, во-вторых, упрочение этих агрегатов и приобретение ими внутреннего строения. В механическом разделении почвенной массы на агрегаты, т. е в создании ее первичной трещиноватости, главную роль играют увлажнение—обсыхание, замерзание — оттаивание, нагревание — охлаждение, механическая деятельность корней и почвенной фауны. При увлажнении почва набухает, причем тем больше, чем больше в ней содержится вторичных глинных минералов монтмориллонитового типа. Обсыхая, она растрескивается в разных направлениях, формируя многогранники разной формы. Чем больше почва увлажнится и набухнет, тем резче будет выражено ее растрескивание при обсыхании. При замерзании и последующем оттаивании сухой почвы изменения в ее строении будут незначительны. Если же почва замерзает сильно увлажненной, то насыщающая почву вода при замерзании сильно расширяется, раздвигая прилегающие почвенные массы и уплотняя их, давая трещины на месте заполненных льдом пор; при оттаивании вода будет сжиматься и постепенно уходить из трещин, которые сохранятся. С каждым новым циклом замерзания — оттаивания этот процесс будет повторяться многократно, приводя к разделению почвенной массы на агрегаты. Тот же самый эффект расширения — сжатия наблюдается и при циклах нагревания — охлаждения почвенной массы, но этот эффект существенно слабее первых двух. Корневые системы воздействуют на почвенную массу исключительно интенсивно, особенно если это корни дерновинной травянистой растительности, прежде всего злаковой. Пронизывая почвенную массу во всех направлениях, корни разрыхляют ее, уплотняют, образуют разной формы и размера трещины, оставляют пустоты после отмирания и разложения. Корневая система травянистой растительности — это главный фактор образования комковатой или зернистой структуры гумусовых горизонтов почв. Деятельность почвообитающей фауны также имеет существенное значение в оструктуривании почв. Особенно большая роль в этом отношении, как показал еще Ч. Дарвин, принадлежит дождевым червям, которые, пропуская почву через свой кишечник, непосредственно оструктуривают ее, давая копролитовую структуру. Другие обитающие в почве животные своей роющей деятельностью способствуют механическому расчленению почвенной массы на агрегаты и их уплотнению. В определенной мере форма структуры определяется исходной структурой материнской породы, но чем древнее почва и чем полнее порода переработана почвообразованием, тем меньше в ней следов структуры породы и тем больше новообразованной почвенной структуры. В молодых почвах структура породы сочетается с почвенной структурой, примером чего может служить структура луговых или дерновых почв на суглинистом современном аллювии. В древних почвах структура породы может прослеживаться только в наиболее глубоких горизонтах, наименее измененных почвообразованием. Что касается процесса упрочения почвенных агрегатов и придания им стабильной формы, то природа сил сцепления или склеивания в агрегатах может быть различной в зависимости от почвообразовательного процесса и от размера агрегата. Прежде всего уплотнение агрегатов имеет место за счет уменьшения внутриагрегатной порозности в процессе механического разъединения почвенной массы на агрегаты. Затем структурные отдельности, приобретая постепенно свое внутреннее строение, пропитываются различными клеющими веществами, формируют свою внешнюю оболочку — поверхностную корочку. Если не говорить о специфических аккумулятивных или коровых горизонтах, то главными клеющими веществами почв при их оструктуривании выступают гумус, глинистое вещество, гидроокислы железа и алюминия. В качестве агрегирующего вещества гумус может выступать как самостоятельно, так и в виде гуматов кальция, натрия, железа и алюминия (другие ионы играют существенно меньшую роль в почвах). Гуматы кальция дают наиболее прочную структуру гумусовых горизонтов — комковатую или зернистую. Гуматы натрия, будучи весьма подвижными и лиофильными, пептизируют почвенную массу, способствуя ее слитности и растрескиванию на столбчатые отдельности. Гуматы железа и алюминия способствуют образованию комковатой или ореховатой структуры лесных почв, а также призматической структуры иллювиальных горизонтов. Гидроокислы железа и алюминия участвуют в образовании ореховатой и призматической структуры иллювиальных горизонтов (в отсутствии обменного натрия). В качестве специфического структурного цемента гумусовых горизонтов могут выступать и живые клетки почвенных микроорганизмов, интенсивно адсорбируемые почвенными частицами. Степень цементации структурных агрегатов зависит не только от природы цементирующего вещества, он и от гранулометрического и минералогического состава почвы. Чем больше почва содержит глинистых частиц, тем прочнее ее структурные отдельности. Монтмориллонитовые глины дают очень высокую прочность внутриагрегатнои цементации, в то время как каолинитовые — много меньшую. Своеобразная обратимая прочная цементация почвы наблюдается при слитогенезе, внешне близкая к таковой при осолонцевании почвы, однако существенно иная по своей природе. На первых ступенях агрегации почвенной массы, т. е. в процессе образования микроагрегатов, особенно мельчайших микроагрегатов из первичных частиц (механических элементов), существенную роль могут играть различные силы, удерживающие и цементирующие первичные частицы. Важнейшую роль при этом, как показано многочисленными исследованиями , играют процессы взаимного осаждения коллоидов и коагуляция коллоидов под влиянием электролитов, что в почве особенно часто имеет место при частой смене Eh и рН на незначительных расстояниях. При адгезии частиц (минеральных, органических и органо-минеральных живых бактериальных клеток) в процессе образования первичных микроагрегатов могут действовать разнообразные силы, удерживающие частицы вместе в микроагрегате. Согласно Петика, в процессах адгезии могут действовать следующие силы: 1) химические связи между взаимодействующими поверхностями, такие как водородные, тионовые, амидные, эфирные; 2) образование ионных пар и триплетов, включая энергию десольватации; 3) флуктуация поверхностных зарядов взаимодействующих частиц; 4) мозаичность поверхностных зарядов, связанная с геометрией взаимодействующих поверхностей; 5) силы притяжения противоположно заряженных поверхностей; 6) электростатическое притяжение одноименно заряженных поверхностей; 7) электростатическое притяжение при взаимодействии отраженных сил; 8) силы поверхностного натяжения и поверхностной энергии; 9) силы Ван-дер-Ваальса. Особую роль в образовании первичных микроагрегатов играют живые клетки микроорганизмов и продукты их метаболизма. Первичные микроагрегаты в гумусовых горизонтах почв всегда имеют существенную органическую часть, в минеральных горизонтах они преимущественно полиминеральные. Микроагрегаты в почвах, которые, соединяясь впоследствии между собой при помощи различных почвенных цементов, дают уже микро- и макроагрегаты более высокого порядка. В качестве клеющих цементов при этом могут выступать как органические, так и минеральные вещества. Важно подчеркнуть, что уже на первых стадиях образования первичные микроагрегаты почв обладают зачатком важнейшего свойства почвенных агрегатов в целом — пористостью. Для морфологии почв первостепенное значение имеет типология структуры почв с тем, чтобы определить ее генетическое и диагностическое значение. В России этому особенно большое внимание уделил С. А. Захаров, разработавший принятую сейчас схему главных генетических типов почвенной структуры, связанных с определенными типами генетических горизонтов почв:
I. Округло-кубовидная структура при более или менее равномерном развитии по трем осям, характерная для гумусовых, пахотных, верхней части иллювиальных, аккумулятивных и глеевых горизонтов почв. В пределах этого типа выделяются 7 родов структуры: глыбистая — неправильная форма и неровная поверхность агрегатов, характерна для глеевых, слитых, выпаханных горизонтов; комковатая — округлая форма с шероховатой поверхностью без выраженных ребер и граней, характерна для гумусовых и метаморфических горизонтов почв; пылеватая — мельчайшие микроагрегаты, форма которых неразличима невооруженным глазом, характерна для выпаханных или элювиальных горизонтов; ореховатся — более или менее правильные острореберные афегаты, напоминающие буковые орешки, характерна для верхних иллювиальных горизонтов; зернистая — более или менее правильная форма с выраженными гранями и ребрами, напоминающая гречневую крупу, характерна для гумусовых горизонтов лугово-степных и степных почв;
конкреционная — сплошное скопление округлых конкреций и икряная — мелкие, разной формы, но хорошо оформленные агрегаты соединяются в сплошную массу.
II. Призмовидная структура при выраженном развитии по вертикальной оси, характерная для иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород. Выделяются 3 рода этой структуры: столбовидная — правильной формы отдельности с хорошо выраженными вертикальными гранями, округлой «головкой» и неровным основанием, характерна для солонцовых и слитных горизонтов; призмовидная — отдельности слабо оформлены, с неровными скорлуповатыми гранями с острыми вершинами, округленными ребрами, характерна для нижней части иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород; призматическая — грани и ребра призм четко выражены, характерна для иллювиальных горизонтов почв.
III. Плитовидная структура при развитии по горизонтальным осям, характерна для элювиальных горизонтов почв. Выделяются два рода этой структуры: плитчатая при более или менее развитых плоских горизонтальных поверхностях спайности; чешуйчатая при небольших, несколько изогнутых поверхностях спайности.
Приведенная характеристика формы и размеров структурных отдельностей почв является более или менее стандартной во всем мире, с некоторыми лишь вариациями, что говорит о достаточной объективности этой характеристики. В руководствах по почвенной съемке разных национальных школ приводятся аналогичные схемы, отличающиеся преимущественно лишь степенью подробности характеристики. В большинстве случаев почвы имеют смешанную структуру: комковато-зернистую, комковато-призмовидную и т. д., что означает присутствие в том или ином горизонте агрегатов разной формы; мало того, обычно они варьируют и по размеру. От типа структуры существенно зависит порозность почвы, поскольку межагрегатная порозность определяется прежде всего формой агрегатов и их взаимным расположением. Призмовидные или плитовидные агрегаты имеют плотную упаковку с малыми промежутками — трещинами между ними, в то время как округло-кубовидные агрегаты более рыхло располагаются в горизонте, оставляя значительные полости. Сочетание крупных и мелких агрегатов дает более плотную упаковку их, чем однообразный агрегатный состав.
Почва практически никогда не имеет однородной структуры во всем профиле. Наоборот, наблюдается закономерная смена структуры по профилю от поверхности до почвообразующей породы. В элювиально-иллювиальном типе профиля обычная смена структуры от поверхности вниз: комковатая
структура в гумусовом горизонте, пластинчатая в элювиальном, ореховатая и далее призматическая — в иллювиальном. В изогумусовом профиле типична следующая смена: комковатая или зернистая в гумусовом горизонте, призматическая — в метаморфическом. Переходные горизонты будут иметь соответствующие переходы и по структуре: либо в виде переходной структуры, либо смеси структур двух горизонтов. Своеобразную структуру имеют почвы, в которых существенную роль играют динамические явления почвообразования, т. е. перемещения одних частей почвенной массы по отношению к другим в результате периодического повторения циклов набухания — сжатия, замерзания — оттаивания, морозного вспучивания, что имеет место в слитых, тиксотропных и крио-турбационных горизонтах. Для слитых горизонтов, подвергающихся периодическому интенсивному растрескиванию при высыхании, характерно сочетание крупных тумбовидных блоков, разделенных широкими (в несколько сантиметров) трещинами, свободными или заполненными осыпавшимся комковатым или ореховатым материалом. Внутри же слитых тумбовидиых отдельностеи или по их граням заметны своеобразные поверхности скольжения (slickensidies) — гладкие поверхности, испещренные параллельной штриховкой в направлении движения почвенной массы. Тиксотропные горизонты также имеют своеобразную структуру, вернее, строение, характеризуемое как спутанно-слоистое, поскольку настоящих структурных отдельностеи здесь часто нет. Весьма своеобразная конкреционная или шлако-ZlD видная структура наблюдается в конкреционных или панцирных горизонтах как железистых, так и карбонатных (латерит, канкар). Здесь по сути дела нет истинных структурных отдельностеи, поскольку почва представляет собой либо смесь округлых или шлаковидных конкреций с мелкоземом, либо сплошную шлаковидную матрицу (ячеистый латерит). Такие образования обычно характеризуются как бесструктурные, хотя в них также наблюдаются какие-то естественные поверхности, правда, очень сложной формы. Что касается специфики характеристики почвенной структуры разными национальными школами, то ее можно видеть в некоторых оригинальных концепциях различных школ, сопоставив их с концепцией нашей русской школы, имея в виду прежде всего морфологию почвенной структуры. Много этой проблемой занимались почвоведы США. Взяв за основу схему С. А. Захарова и несколько изменив ее, С. С. Никифоров предложил выделять четыре типа почвенной структуры.
Пластинчатая — естественные трещины имеют преимущественно горизонтальное направление;
Призматическая — вертикальное направление трещин выражено лучше, чем горизонтальное, вследствие чего длина структурных отдельностеи в 2 — 5 раз больше ширины;
Глыбистая — вертикальные и горизонтальные трещины развиты одинаково сильно, так что структурные отдельности имеют примерно равные оси, но неправильную форму и острореберность;
Зернистая — отличается от глыбистой отсутствием острых краев или ровных граней и имеет, следовательно, более округлую форму.
Модификацию данной схемы мы находим в последующих публикациях Департамента земледелия СИТА (USDA 1951) и ФАО (FAO, 1967). Согласно этим руководствам по полевой почвенной съемке выделяются следующие виды почвенной структуры. В соответствии с этой системой описывается качество (grade), класс (classe) и тип (type) структуры. Качество структуры — это степень оструктуренности, отражающая разницу между когезней внутри агрегатов и адгезией между агрегатами в условиях «нормального» увлажнения. Различаются четыре градации качества структуры.
0 — бесструктурность — нет видимой агрегации и упорядоченного расположения естественных поверхностей; если почва связная, то она массивная, а если не связная, то — раздельночастичная;
1 — слабая структура — слабо оформленные неопределенные агрегаты, едва различимые в натуре; почва при нарушении распадается на немного целых агрегатов, много разломанных агрегатов и много неагрегироваииого материала;
2 — умеренная структура — хорошо оформленные различимые агрегаты, умеренно прочные и почти не видимые в ненарушенном состоянии; при нарушении почва распадается на много целых агрегатов, немного разломанных агрегатов и мало ие-агрегированного материала;
3 — прочная структура — хорошо оформленные устойчивые агрегаты ясно различаются в ненарушенном состоянии почвы, слабо связаны один с другим и полностью отделяются при нарушении почвы.
Специальное внимание морфологии почвенной структуры уделяли немецкие почвоведы, которыми принята при полевых исследованиях схема Мюккен-хаузена или ее модификация Либерота. Согласно системе немецкой школы, различаются следующие виды структуры:
Не расчлененная структура — первичные элементы свободно располагаются друг около друга или соединены в плотную нерасчлененную массу.
1. Раздельно-зернистая — первичные частицы располагаются изолированно.
2. Массивная — первичные частицы соединены в компактную массу.
3. Капиллярная — сплошная масса почвы пронизана разветвленной системой капилляров.
4. Сцементированная — первичные частицы связаны цементом в плотную компактную массу.
Расчлененная структура — почвенная масса расчленена на структурные агрегаты разной формы.
1. Пластинчатая — горизонтальные параллельно ориентированные отдельности.
2. Многогранная — структурные отдельности представлены тупоугольными многогранниками с плоскими или выпуклыми шероховатыми гранями, соответствующими граням рядом расположенных отдельностей.
3. Призматическая — крупные структурные отдельности, вытянутые по вертикальной оси, с гранями, соответствующими граням рядом расположенных отдельностей; столбчатая структура имеет округлые головки.
4. Комковатая — небольшие округлые пористые отдельности с нечеткими поверхностями.
5. Обломочная — различной формы отдельности с округлыми шероховатыми гранями.
Указанные десять видов структуры подразделяются, кроме того, по степени выраженности на слабую, нормальную и отчетливую, а по размеру — на мелкую и крупную структуры (многогранная структура 20 мм называется глыбистой). При полевом исследовании почв в Венгерской Народной Республике используют систему характеристики почвенной структуры, описанную Ди-Глерия, Климес-Смиком и Дворачеком. В этой системе выделяются следующие простые виды почвенной структуры: песчанистая, песчанисто-мелкокомковатая, комковатая, компакт-но-комковая многогранная, плотная, пластинчатая, столбчатая, ореховатая и порошковатая.
Во французской школе также имеется своя система характеристики почвенной структуры. Согласно Дюшофуру, выделяются следующие виды почвенной структуры: раздельно-частичная, мелкоагрегатная, крупитчатая, зернистая, конкреционная, ореховатая, угловатая, пластинчатая, призматическая, листоватая, губчатая. Каждый из выделяемых видов характеризуется, кроме того, размерами и сложением. Одновременно с чисто описательным подходом к почвенной структуре Дюшофур попытался дать и генетическую классификацию видов структур, разделив их на четыре типа:
• Структуры раздельно-частичные: а) рыхлые (при песчаном составе); б) массивные (при глинистом составе).
• Структуры конкреционные: а) изолированные конкреции; б) сплошная масса конкреций.
• Построенные структуры (преимущественно округлые): а) мелкоагрегатные (10 мм).
• Структуры фрагментации (преимущественно угловатые): а) комковато-угловатые (1 — 10 мм); б) крупноглыбистые (>10 мм) — угловатые; призматические; пластинчатые.
Структуры конкреционные — это результат физико-химического осаждения и окристаллизовывания гидроокислов вокруг крупных зерен; построенные — результат биологической активности и обогащения почвы органическим веществом; фрагментационные — результат сжатия и растрескивания глинистой массы. Брюэр попытался обобщить все имеющиеся материалы и дать чисто геометрическую классификацию форм почвенной структуры. Однако его предложение пока не получило широкого распространения, хотя геометрический анализ почвенной структуры, вероятно, в будущем может быть очень полезным в целях выяснения физических законов образования тех или иных форм структурных отдельностей. Сопоставляя все описанные системы характеристики почвенной структуры, прежде всего необходимо отметить их принципиальную близость, хотя имеющиеся различия в деталях и терминологии затрудняют прямое сопоставление. Наиболее детальными системами являются системы С. А. Захарова и Департамента земледелия США. Обе они хорошо и достаточно подробно описывают морфологию почвенной структуры, но, конечно, не являются генетическими системами. Попытка Дюшофура дать генетическую классификацию типов почвенной структуры представляется интересной, но составленная нм схема страдает существенной неполнотой и включает лишь немного описанных видов структуры почв. В определенном смысле и система С. А. Захарова имеет генетическое значение, поскольку три главных выделенных им типа структуры связаны с тремя различными процессами почвообразования: округло-кубовидная структура с гумусообразованием и гумусоиакоплением, призмовидная — с иллювиальным процессом, плитовидная — с элювиальным. Таким образом, элементы генетического подхода имеются в исследовании морфологии почвенной структуры, но, конечно, он должен быть разработан глубже, как и чисто физический анализ генезиса разных форм структуры.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.