Группы и виды почвенных агрегатов (по С.А. Захарову)

Структуру почвы оценивают количественно на основании распределения содержания агрегатов (воздушно-сухих и в воде) по их размерам. Аналогично тому, как это делается в гранулометрическом анализе, структура выражается в содержании фракций агрегатов определенного размера (диаметра). Первым количественным показателем структуры является содержание воздушно-сухих агрегатов различного размера. Получается этот показатель благодаря рассеву воздушно-сухого почвенного образца в лаборатории на ситах с различным диаметром отверстий. Как правило, используют сита с диаметрами отверстий 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0.5 и 0.25 мм, соединяя их в последовательный набор – от большего диаметра к меньшему. На верхнее сито с диаметром 10 мм высыпается предварительно взвешенный средний образец почвы, сита встряхивают, и агрегаты располагаются в ситах соответственно их размерам: на верхнем – >10 мм (фракция > 10 мм), на следующем с диаметром 7 мм – фракция 7–10 мм, с диаметром 5 мм – фракция 5–7 мм и т.д., а в остатке будут микроагрегаты и элементарные почвенные частицы диаметром <0.25 мм – пылеватая часть почвы. Содержание каждой фракции легко можно рассчитать как соотношение этой фракции к взятой навеске. Самые крупные агрегаты – глыбы, и самые мелкие – пылеватая часть почвы, указывают на неблагоприятное агрофизическое состояние почвенной структуры. А агрегаты размерами 10–0.25 мм – самые важные в агрономическом отношении; поэтому их и называют агрономически ценными. Содержание агрономически ценных агрегатов – важнейший показатель ее состояния: чем выше их содержание, тем лучше почва. Пользуются обычно следующими качественными оценками структуры на основании количества агрегатов именно этого, агрономически ценного диапазона, 10–0.25 мм:

>60% – отличное агрегатное состояние

60–40 – хорошее

<40% – неудовлетворительное

Используют также коэффициент структурности (К_стр):

(2.36)

Как видно из приведенного выражения К_стр, этот коэффициент также основан на количестве агрономически ценных агрегатов. Соответственно, и диапазоны К_стр, используемые для качественной оценки структуры, составляют:

>1.5 – отличное агрегатное состояние

1.5–0.67 – хорошее

<0.67 – неудовлетворительное.

Другим показателем структуры является ее устойчивость к внешним воздействиям, среди которых наиболее существенным является воздействие воды. Это чрезвычайно важно, так как почва должна сохранять свою уникальную комковатую зернистую структуру после обильных осадков и последующего легкого подсушивания, когда образуется не плотная не проницаемая для газов и воды корка, а вновь хорошо различимые почвенные комочки, агрегаты. Это качество структуры называют водоустойчивостью. Характеризуют это качество структуры также с помощью рассева на ситах, но не на воздухе, а в стоячей воде. Для этого предварительно (капиллярно) увлажненный почвенный образец переносят на верхнее сито (в данном случае – это сито с диаметром отверстий 5 мм, сита 10 и 7 мм не используются: такого размера водоустойчивых агрегатов в естественных почвах практически не наблюдается). После легкого покачивания набора сит в воде с каждого из них смывают водоустойчивые агрегаты и определяют их содержание. Как и в случае с ситовым анализом воздушно-сухих агрегатов – «сухого» просеивания, – получают распределение содержания водоустойчивых агрегатов по их размерам (диаметрам).

Наилучшие агрономические свойства почв степной зоны складываются при размере агрегатов 0,25…3 мм, дерново-подзолистых 0,5…5 мм. При оценке противодефляционной устойчивости почв учитывают содержание агрегатов более 1 мм в слое 0 – 5 см. Важнейшими условиями агрономической ценности структуры являются ее водопрочность и пористость.

Содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое черноземов колеблется преимущественно в пределах 40—60 %, что определяет устойчивость сложения и оптимальные значения плотнос­ти почвы для многих культур. Уменьшение содержания водо­прочных агрегатов в типичных черноземах ниже 40 % отрицательно сказывается на ряде физических свойств и в первую очередь на водопроницаемости. При снижении количества водо­прочных агрегатов с 45—55 до 30 % водопроницаемость снижается в 3 раза [90].

Неустойчивость сложения дерново-подзолистых почв связана с невысоким содержанием в них водопрочных агрегатов, которое изменяется от 15—17 % под пропашными культурами до 20—30 % под зерновыми и до 30—40 % под многолетними травами. Эта неустойчивость особенно резко проявляется в экстремальные по погодным условиям годы. Дерново-подзолистые суглинистые почвы с содержанием водопрочных агрегатов менее 20 % могут уплотняться в пахотном слое в годы с избыточным увлажнением до 1,5—1,6 г/см. Оптимальное для требовательных культур и устойчивое сложение дерново-подзолистых почв достигается при содержании водопрочных агрегатов (>0,25 мм) более 40 %.

Для оценки верхнего предела оптимального содержания водопрочных агрегатов нет достаточного количества данных. Ориентировочно им можно считать уровень 75 (80) %. При более высоком содержании водопрочных агрегатов значительно возрастает порозность аэрации, в результате увеличивается непроиз­водительный расход влаги на физическое испарение.

И.В.Кузнецова [90] предложила ориентировочную шкалу оценки водопрочной структуры почв среднего и тяжелого гранулометрического состава и отвечающего ей сложения почв (табл. 55).