Механический состав почвы не надо смешивать с понятием о структурном ее составе.
Под структурностью разумеется свойство описанных выше механических элементов почвы давать в силу тех или иных причин оформленные агрегаты. Эти агрегаты являются результатом склеивания между собой (в силу различных причин) мельчайших частиц и зерен почвы. Разница между «механическим элементом» почвы и «структурным элементом», можно сказать, та же, что между отдельной клеткой того или другого организма и тканью его, являющейся, как известно, также агрегатом отдельных составляющих ее клеток.
В настоящее время различают макроструктурные и микроструктурные элементы; под последними понимаются все те комплексы механических элементов, величина которых ниже того предела, при котором их комплексность можно установить простым глазом или растиранием (К. Гедройц).
Структурные агрегаты, или отдельности, различаются между собой, кроме величины, также формой и прочностью. У различных почв и даже у различных горизонтов одной и той же почвы все эти свойства могут сильно вариировать. Наконец, могут быть почвы и совершенно бесструктурные, рассыпающиеся на отдельные механические элементы (например, песчаные почвы и др.). Как увидим ниже, структурный состав почвы представляет собою чрезвычайно важный момент в направлении и ходе всех совершающихся в почве биохимических процессов.
Из того различия, которое существует между понятием о «механических» и «структурных» элементах, мы можем заключить о том, как важно, приступая к тому или иному методу механического анализа почв, уметь предварительно разрушать агрегаты структурные на составляющие их механические индивидуумы. Без такой предварительной операции мы рискуем составить себе совершенно превратное заключение о механическом составе исследуемой почвы, относя, например, к крупным фракциям те микроструктурные элементы, которые по существу являются, быть может, агрегатами очень мелких отдельностей и т. д.
Указанная цель — разрушение структурных отдельностей — достигается механическим растиранием почвы, размачиванием в воде, кипячением, обработкой различными реактивами, могущими растворять склеивающий частички «цемент» (перекись водорода, гипобромит натрия и др.), наконец, применением специальных приемов, вытекающих из общепринятого ныне положения, что в процессах структурообразования главенствующую роль играют явления коагуляции (свертывания) мельчайших частичек почвы (главным обазом частичек коллоидальных размеров).
Как нами и отмечено выше, в явлениях структурообразования процессы коагуляции ультрамеханических элементов (или почвенных коллоидов) играют главенствующую роль. С сущностью явлений коагуляции коллоидов мы уже ознакомились в предыдущей главе. Напомним здесь лишь некоторые основные положения.
Как нам уже известно, коагуляция коллоидальных веществ происходит в почве главным образом под влиянием электролитов; кроме того, явление это может наблюдаться и при взаимной встрече коллоидов, несущих противоположный электрический заряд; наконец, явления свертывания коллоидальных частичек почвы могут происходить и под влиянием иных факторов, например, под влиянием подсушивания почвы, ее замерзания и пр.
He надо, однако, думать, что почвенные структурные агрегаты состоят лишь из одних коллоидальных частичек. В природных условиях мы наблюдаем, что свернувшиеся коллоиды играют в действительности роль цемента для других, более крупных механических элементов почвы. Такая клеющая способность присуща лишь «обеззаряженным» гелям; золи, имея высокий потенциал, обладают, как нам известно, взаимно отталкивающими силами и в данном процессе цементации участия, в силу сказанного, принимать не могут. Напомним далее, что в случае коагуляции коллоидальных частиц одновалентными катионами получается рыхлый и непрочный гель, легко диспергирующий под влиянием воды обратно в золь. Гели же, насыщенные двухвалентными катионами, а тем более трехвалентными, являются практически необратимыми. Наконец, подчеркнем, что наилучшими цементирующими свойствами обладают органические коллоиды (по работам Waksman, особенно лигнин). Минеральные коллоиды обладают этими свойствами в значительно меньшей степени.
В виду того что все описанные выше явления коагуляции почвенных коллоидов имеют широкое распространение в природных условиях, мы должны этим явлениям отводить в генезисе почвенной структуры действительно главенствующую роль. Исходя из вышеприведенных положений, А. Tюлин делит структурные агрегаты почвы на 2 группы: 1) «истинные» («водоупорные» агрегаты), склеенные необратимо-свернутыми гелями, и 2) ложные агрегаты, склеенные гелями обратимо-свернутых коллоидов или суспензиями.
Цитируемый исследователь разработал по отношению к изучению «истинных» структурных агрегатов почвы и особый, так называемый «агрегатный анализ», состоящий в многократном «купанье» навески почвы на ситах разного диаметра и в последующем высушивании и взвешивании каждой фракции «истинных» агрегатов в отдельности (диаметром в 1—0,5 MM и 0,5—0,25 мм), каковой метод дает нам возможность, таким образом, подходить к оценке «реальной структурности» почв.
В настоящее время мы имеем и другие методы изучения количества и качества структурных агрегатов почвы; так, например, мы можем использовать для этой цели «фильтрационный метод» Антипова—Каратаева (известно, что фильтрующая способность почвы находится в частности в непосредственной связи и с характером ее структурности) или прибегнуть к косвенному изучению структурности той или иной почвы на, основании определения капиллярной и некапиллярной скважности ее и пр.
В области изучения прочности структурных агрегатов почвы произведены за последнее время обширные исследования американским ученым Bouyoucos, применившим для этой цели особый прибор — «денсиметр» (гидрометр) — и изучавшим влияние на быстроту расплываемости структурных отдельностей почвы — растворов различных солей, кислот и щелочей разных концентраций и пр.
Помимо процессов коагуляции коллоидальных соединений, структурность почвы может вызываться и целым рядом других факторов. Обратимся к их рассмотрению.
Г. Высоцкий, на основании детальных обследований структуры степных почв, относит к агентам структурообразования следующие факторы:
1. Деятельность животных землероев: слепцов,
сусликов, сурков и др. Наиболее выдающуюся в этом отношении роль играют, однако, земляные черви и в частности открытый Г. Высоцким крупный вид Allolobophora Marupolensis. Поглощая почвенные частицы и извергая их в переработанном виде, а именно сцементированными особым слизистым веществом, выделяемым желудком, эти черви оставляют свои извержения внутри своих ходов (обыкновенные земляные черви, описанные еще Darwin, Кёllеr и др., выносят эти извержения, как известно, и на дневную поверхность) в виде мелких скрученных узелков, в виде катышков и пр., которые сохраняются в почве и распадаются CO временем на плотные угловатые крупинки и горошинки, столь характерные для целинных черноземных или старозалежных почв. Кроме упомянутых выше землероев, существенную роль играют в структурообразовании также муравьи, тарантулы и разнообразные насекомые (жуки, многоножки и т. п.).
2. Растительные корни. Пронизывая по разным направлениям пластическую землистую массу, корни раздвигают ее частицы, раскалывают попадающиеся по пути извержения дождевых червей, стискивая и заставляя слипаться осколки их в новые формы. При этом измельченные пылеобразные частицы вследствие давления и раздвигания слепляются по сторонам проходящего корня в спрессованные массы, внутри которых образуются ходы корня, сохраняющиеся после его разложения. Вследствие растрескивания при высыхании, замерзании или при прохождении другого корня поперек этого хода его стенки распадаются со временем на отдельные крупинки. Таким образом, распыленная почва может снова превратиться в крупичатую. Особенно это воздействие корневой системы резко проявляется в верхних горизонтах почв, где корни образуют часто сплошную сетку, крепко связывающую рассыпчатую зернистую почву. По исследованиям Носовской опытной станции, бесструктурные черноземы приобретают прочную структурность под влиянием даже однолетней культуры клевера. Исследованиями В. Богдана, Н. Тулайкова и др. подмечено, что культуры житняка, ребрика, степной тимофеевки и др. очень быстро способствуют воссозданию в выпаханной черноземной почве ее крупичатой структуры.
3. Периодическое увлажнение и иссушение почвы, а также попеременное ее замораживание и оттаивание, влекущие за собою явления растрескивания почвы на отдельности различной величины и формы в силу происходящего при этом изменения объема составляющих данную почву частиц.
К факторам структурообразования необходимо отнести также и давление, испытываемое почвенными частицами под влиянием тех или иных причин (под влиянием разрастающихся корней растений, под влиянием явлений набухания почвенных частиц, давления на почву сельскохозяйственных машин и орудий, давления поверхностных горизонтов почвы на нижние и т. д.). Соответствующие исследования показали (Тюлин и Скляр, Виленский и др.), что давление влечет за собой образование агрегатов лишь в том случае, когда имеется налицо известная степень (различная для различных почв) увлажненности почвы (цементирующее влияние в данном случае тонких пленок воды). Сжатие же частиц сухой почвы образования структурных агрегатов не вызывает.
К факторам структуроразрушения мы должны отнести изобилие выпадающей влаги, могущей уже своим механическим воздействием разбивать образовавшиеся агрегаты, нерациональную механическую обработку в виде, например, несвоевременного и слишком частого рыхления почвы, некоторые операции удобрения, которыми мы можем обеднять почву в отношении поглощенного кальция (например, односторонним внесением аммонийных и т. п. солей).
Следующая таблица, принадлежащая П. Баранову, показывает, какое значение может иметь механическая обработка почвы в деле разрушения ее естественной структуры (в %).

Как видим, разница в структуре пахотных почв и девственных (целинных и лесных) весьма значительная. Так, в девственных почвах мы встречаем равномерное распределение крупных и мелких агрегатов, в силу чего поверхностные слои таких почв имеют характер определенно выраженной зернистой структуры, тогда как в почвах культурных мы видим громадное преобладание (в «пахотном» слое) пылеобразных частиц, получившихся от разрушения структурных агрегатов. Действительно, в «пахотном» слое пашни мы находим 48% пылеобразных частиц и, кроме того, 21,9% очень мелкозернистых (1—0,25 мм); следовательно, на долю более крупных агрегатов приходится всего около 30%. В «подпахотном» же слое (на 25 см глубже) мы видим обратную картину: в нем зернистых частиц (3—1 мм) 33,6% и, кроме того, еще более крупных агрегатов в общей сумме около -30%; следовательно, на долю пылеобразных и мелкозернистых приходится лишь около 37%.
Что же касается почв девственных, то мы наблюдаем, что в горизонтах, соответствующих Ro глубине «пахотному» и «подпахотному» горизонтам почв культурных, структура имеет более или менее одинаковый характер. Так, в лесной почве агрегаты, измеряемые диаметром 3—1 мм, находятся в обоих горизонтах в одинаковом количестве (40,6% и 41,6%); что же касается пылеобразных частиц (<0,25) и пороховидных (1—0,25 мм), то их в общем мало, в горизонте поверхностном их даже вдвое меньше, чем в слое, соответствующем «подпахотному», а крупнозернистых агрегатов, напротив, больше в самом поверхностном горизонте (51,1%—38,6%). Таким образом, в естественной почве мы наблюдаем, по сравнению с пашней, как раз обратное отношение между структурными элементами, наблюдаемое в поверхностных горизонтах этих почв.
Приведем еще данные Саввинова. В целинном черноземе на глубине 0—15 см цитируемый автор наблюдал 74,8%, а на глубине 15—20 см — 72,1% структурных агрегатов, величиной превышающей 0,25 мм, тогда как в той же почве, подвергавшейся многолетней обработке, соответствующие данные выражались цифрами 57,6% и 70,3%.
В последующем изложении нам многократно придется убеждаться, какую первостепенную роль играет структурность почвы в создании ее питательного, водного, теплового и воздушного режимов. Отсюда уже логически вытекает вывод, сколь заботливо и внимательно мы должны относиться к тем почвам, которые от природы наделены прочной и благоприятной для создания в ней соответствующих режимов структурностью, и сколь важным представляется для нас уметь искусственно создавать соответствующую структурность в тех почвах, которые от природы таковой не обладают.

Наблюдается в природе целый ряд почв и бесструктурных (песчаные, супесчаные).
Механический и структурный состав почвы в значительной степени определяет собой характер в данной почве различных физических свойств ее, к рассмотрению которых мы в дальнейшем и переходим.

---

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:

Добавить