Процессы структурообразования почвы.Цель – факторы, условия и механизм формирования агрономическим ценной структуры. Влияние структуры на водно-воздушной и питательный режимы почвы. Вопросы: 1. Механизм структурообразования 2. Факторы образования структуры почв. 3. Мероприятия по охране и улучшению агрономической ценной структуры почв.
Механизм образования структуры представляет собой весьма сложный процесс, исследования которого к настоящему времени далеко еще не привели к полной ясности. Большое участие в изучении структурообразования приняли советские ученые, среди которых должен быть названы В.Р. Вильямс, К.К. Гедройц, А.Н. Соколовский, И.В. Тюрин, Н.А. Качинский, и др. Как было указано, что в результате процессов коагуляции и последующего слипания почвенных частиц возникает микроагрегаты, то есть образования, состоящее из первичных механических частиц. Если элементарную почвенную частицу мы рассматриваем как первичную, то микроагрегаты с известным основанием можно рассматриваться как вторичное образования. Основным клеящим материалом, как было, отмечено соединяющие почвенные частицы в водопрочные агрегаты является, гумусовые вещества. Агрегаты образующиеся без участие органического вещества (как это имеет в нижних горизонтах) лишь за счет прилипания минеральных частиц друг к другу, не обладает водопрочночтью. Органические коллоиды, коагуляция в почве, осаждаются на поверхности минеральных частиц, образуя пленку и соединяя между собой высокодисперсные минеральные частицы (< 0,01 мм по А.Ф. Тюрину). Более крупные почвенные частицы оказывается включенными в сеть соединившихся мелких частиц и благодаря этому входят состав агрегатов (склетные минералы). И.В. Тюрин пришел к выводу, что на поверхности минеральных частиц гумусовые вещества могут закрепляться: 1. Прочно химические при участие полуторных окислов. 2. Рыхло при коагуляции гумусовых кислот катионами. 3. Остается в свободном состоянии, если в почве мало катионов А. Соответственно этому И.В.Тюрин делит почвенные водопрочные агрегаты на две качественно различные группы: 1) водопрочные агрегаты, возникшие за счет кальций - гуматных пленок, пептизирующихся после насыщения натрием из нейтральных солей (1группа). 2) водопрочные агрегаты, возникшие за счет железо- гуматных пленок, не пептизирующихся катионами натрия, но пептизирующихся щелочью (2группа) (1 гр) Са – гуматы связывается алюмосиликатными частицами. Ионы Са является мостиком, одновременно соединенными и с гуминовой кислотой и минеральными частицами. При промывании почвы солями щелочных металлов происходит замена одного двухвалентного катиона на два одновалентных, что ведет и разрыву связей щелочных солей гуминовых кислот с алюмокислотами, насыщенными натрием. Происходит диспергирование гуматов, и агрегат распадаются. И.Н. Антиковым – Каратаевым, был использован своеобразный метод изучения клеящих веществ, играющих роль при образовании агрегатов в разных почвах, который назван или методом коллоидно-химического анатомирования почвенных агрегатов. Метод заключается в следующим: почвенные образцы рассевались на ситах в воде, что позволяло выделить водопрочные агрегаты различных размеров. Затем отдельные агрегаты (обычно 2-3мм) последовательно обрабатывались на часовом стекле реактивами, рассчитанными на удаление одного за другим клеящих веществ, и просматривались под микроскопом (на первой стадии обрабатывались буферным раствором удаляется свободные и рыхлосвязанные органические вещества) на второй стадии обработки при этом растворяется и удаляется подвижные полуторные окиси т.е. из органоминеральных коллоидов извлекается неорганическое звено, на третьем стадии повторяется обработка первым реактивом для перевода в раствор органического вещества, освободившегося после удаления полуторных окислов, четвертой стадии гипобромитом натрия уничтожаются те органические клеящие вещества, которое еще сохраняется после предыдущих обработок т.е гумусовые вещества типа гуминов. Описанные последовательные обработки приводят к постепенному распаду агрегата на микроагрегаты и, в конечном счете, на первичные элементы, причем самый ход этого распада позволяет судить об относительном значении тех или иных форм связи и образовании агрегата данной почвы. Так, в черноземной почве агрегаты значительно расподаются уже после /обработки, т.е. после удаления рыхлосвязанных гуматов, по видимо, первичные агрегаты (микроагрегаты) связаны еще прочно удерживаемыми гумусовыми веществами (гуминами). Такой тип связи называется рыхло-гуматно-глинистым. В темно серой почве в создании прочных структурных агрегатов по сравнению с черноземом повышается роль полуторных окислов тип связи: железисто-глинисто-гуматный. Рис 41стр, 236 (хим почв). Природа гумусовых веществ оказывает влияние на пористость агрегатов, при склеивании агрегатов фульвокислотами (или их соединениями полуторных окислов) агрегаты равномерно пропитывается органическими веществами и имеет слитный вид; при пропитывании не агрегатами гуминовыми кислотами они приобретает пористый характер благодаря – узловому распределению органического вещества. Разница в распределении гумусовых веществ в агрегате объясняется их различным отношением к коагулирующему действию кальция: фульво- кислоты не осаждаются и кальцием и свободно распределяется в агрегате, тогда как подвижность гуминовых кислот ограничены коагуляцией под влиянием Са, что и вызывает их «узловые» распределение и связанную с ним пористость агрегатов. Благодаря малой пористости агрегатов подзолистых почвах структуры их агрономический менее ценно, чем структура черноземов. 2. факторы образования агрономический ценной структуры почв подразделяются на физико-механические, физико-химические, химические и биологические. Физико-химических факторов образования структуры почв необходимо отметить роль давления. При разрастание корней, движении животных и насекомых, их работа по сооружению жилищ и пор происходит давление на почвенный мелкозем, что способствует его агрегированию. В том же направлении действует набухание и увеличение объема почв во влажном состоянии. В том же направлении действует замерзание и оттаивание. Вся система обработка почв является следованием физико-механического оструктурование почв на вегетационный период. Однако структурные агрегаты возникающие над влиянием физико-механических факторов бывают нестойкими в воде, т.к. не происходит коренного изменения состояния почвенных коллоидов. Физико-химические факторы. Из числа физико-химических факторов структурообразовании наибольшие значение имеет процесс коагуляции глинисто-коллоидных веществ, находящихся в почв. Коагуляция может быть обратимой и не обратимой. Последняя приводит к образованию водоустойчивых агрегатов. Необходимая коагуляция в почве вызывает двух и трех валентные поглощенные катионы (Al,Fe,Ca,Mg). Коллоидные соединения кремензима и гумуса с одной стороны, и коллоидные соединения алюминия, и железа с другой, в результате взаимной коагуляции дают прочные коагели. Хорошо известно структурообразующие влияние процессов замерзание и размерзания, но переменного увлажнения и высыхания почв обязано дегидрации и кристаллизации почвенных гелей, коллоидных пленок, облекающих первичные механические частицы почв. При орошении почв происходит постепенное подщелачивание среды и обменный кальций занимается обменным натрием, структурные агрегаты в почве распадается под влиянием диспергирования коллоидного материала почв. Структурность почв и водопрочность структурных отдельностей обычно тем выше, тем больше гумуса содержит почва. Однако как показал опыт решающие значение имеет не общее содержание гумуса, а количество необратимо коагулированного коллоидного гумуса – свежего органического гумуса Е.И. Мичустин обнаружил структурообразующий роль бактерий. Зависимость структурности почв от содержание гумуса
Агрегаты размером 2-0,25 мм
Химические факторы. Появление в процессе выветривания и почвообразования некоторых новых химических соединении, переходящих в нерастворимую форму, может вызвать образование водоустойчивой почвенной структуры. Так накопление в почвах СаСО3, силикатов магния, силикатов Fe – т.е. нерастворимых или монорастворимых соединений – способствует цементацию первичных механических элементов их склеиванию и образованию водоустойчивых агрегатов. Биологические факторы. Наибольшую роль в структурообразовании почв следует отнести биологическим и биохимическим фактором. Водопрочность почвенной структуры тесно связано с содержанием гумуса а также с деятельностью микроорганизмов. Особенно высокий структурообразовательный в почвах вызывает гидролизуемая органика (гемоцеллюлоза, целлюлоза, белки), а также почвенных бактерии и грибов. Е.И. Мишустин и др. доказали огромную роль свежего органического вещества и микроорганизмов в образовании почвенной структуры.
|
