СТРУКТУРА ПОЧВЫ

Каждый почвенный тип характеризуется определенной, постоянно свойственной ему структурой, являющейся вместе с другими морфологическими признаками внешним выражением данного почвообразовательного процесса. При этом особенно специфична она в горизонтах почвы, наиболее ярко отражающих почвообразовательный процесс, например зернистая структура горизонта А черноземов, столбчатая — горизонта В\ со

лонцов, пластинчато-листоватая — горизонта Аг подзолистых почв, ореховатая — горизонта Bi серых лесо-степных почв и т. д.

В отношении природной структуры почв более или менее разработан лишь вопрос о внешних признаках — размерах, форме и морфологическая классификация (48, III).

В то же время внутренние свойства структуры и ее генезис освещены только в самых общих чертах. По К. К. ГедроГшу, структурность почвы обусловливается величиной и состоянием коллоидной фракции почвы, так как коллоидные частички не только склеиваются между собой, но могут склеивать и частички более крупных фракций, являясь почвенным цементом. Необходимо только, чтобы эта фракция обладала способностью к необратимой коагуляции, для чего нужно, чтобы коллоидные частички были насыщены теми катионами, свертывающее действие которых сильнее, нежели стабилизирующее действие гидроксильного иона, т. е. катионами двузначных и трехзиач- ных металлов (26, стр. 125).

Сама агрегация таких коллоидных частиц и склеивание ими частичек более крупных фракций происходит в почве под влиянием: 1) осаждающего действия электролитов, 2) высыхания, 3) замерзания, 4) взаимной коагуляции коллоидных частиц.

Новейшие исследования показывают, что помимо состава обменных катионов известное значение в образовании специфических форм структуры отдельных почвенных типов, пови- димому, имеет минералогический состав почвенных коллоидов. Так, например, пластинчато-листоватая структура горизонта Аг подзолистых почв, возможно, связана с наличием^ этом горизонте каолинита (83).

Но в целом эти вопросы изучены еще крайне слабо и, как указывал в свое время К. К. Гедройц, «достаточно даже бегло просмотреть литературу по структуре почвы, чтобы убедиться, как мало вопрос этот до настоящего времени изучался, как мало исследований, особенно опытного характера, было ему посвящено, хотя о самой структуре и ее значении говорилось и писалось довольно много и иногда чрезвычайно детально» (27, стр. 94).

Значительно лучше освещен вопрос об агрономической структуре почв, т. е. о той структуре, которая образуется в

?

пахотном слое почвы взамен природной при распашке. Учение об этой структуре пахотного слоя в основном разработано В. Р. Вильямсом.

По Вильямсу, «почва может находиться в двух противоположных состояниях. Она может быть или комковатой, когда масса почвы разделена на отдельные комки диаметром от 1 до 10 мм, залегающие более или менее рыхлым слоем, или раз- дельночастичной, когда отдельные слагающие почву частички не входят между собой ни в какие особые отношения и залегают сплошной массой на всю глубину пахотного слоя» (25, стр.

Комковатая структура пахотного слоя придает ему ряд важных в производственном отношении свойств:

а)              рыхлость, облегчающую прорастание семян, проникновение и размещение корней растений, а также уменьшающею сопротивление почвы обработке;

б)              легкое проникновение в почву воды и незначительную потерю ее путем испарения, т. te. благоприятный для растений водный режим почвы;

в)              легкое проникновение в почву воздуха и достаточную воздухоемкость, обеспечивающие хорошую аэрацию почвы;

г)              благоприятный температурный режим почвы;

д)              создание в связи с этим в почве надлежащих условий развития аэробных биологических процессов, обеспечивающих быструю и интенсивную мобилизацию необходимых питательных веществ;

е)              устойчивость пахотного слоя в отношении смывания и размывания поверхностными водами и раздувания ветром.

Противоположными свойствами обладает бесструктурная раздельночастичная почва, которая может быть или в распыленном, рыхлом, или глыбистом, плотном состоянии.

Главнейшими, с производственной точки зрения, свойствами структуры являются се прочность и связность. Под прочностью или водоустойчивостью структуры понимают ее способность щютивбето'ять размоканию и размыванию водой. При погружении в воду непрочных агрегатов или при размывании их струей воды происходит дезагрегация, распад их на составляющие частицы, вследствие перехода в коллоидный раствор склеивавших эти частицы более тонких гранулометрических элементов. Прочная же структура под действием воды не меняется или лишь частично распадается на микроагрегаты. «Почва с высокой производительностью всегда отличается высокой проч ностью своей совершенной комковатой структуры» (25, стр. 312).

Под связностью, или механической прочностью, понимают способность агрегатов противостоять сжатию (раздавливанию) или разрыву (расклиниванию).

Образование комковатой структуры пахотного слоя — ре-

зультат тех воздействий, которые производит на этот слой обработка почвы и культура сельскохозяйственных растсчшй.

Как указывает В. Р. Вильямс, «придача почве комковатой структуры при возможно малом распылении ее составляет задачу системы обработки почвы. Но всякая почва при производстве урожая, будучи предоставлена самой себе, после обработки и посева неизбежно обречена на утрату комковатой структуры поверхностного горизонта и ее прочности. Поэтому приходится неизбежно повторять обработку ежегодно, а на почвах с плохо выраженной структурой — повторять ее даже несколько раз в течение года.

Зато необходимость восстановления прочности структуры почвы встает перед нами через более редкие промежутки времени, и она составляет задачу системы восстановления плодородия почвы или системы земледелия» (25, стр. 284).

Таким образом, согласно учению Вильямса, придача почве комковатой структуры достигается ежегодной обработкой почвы, восстановление же прочности структуры, необходимость в котором возникает через более значительные промежутки вре- ' мени, осуществляется травопольной системой земледелия.

Потеря пахотным слоем комковатой структуры — результат, прежде всего, механического разрушения структуры передви- * гающимися по поверхности почвы тракторами, комбайнами, рабочими животными, людьми, повозками с урожаем, навозом и т. д. Точно так же сама обработка почвы «даже совершенными орудиями неразрывно связывается с разрушением комков вследствие трения под влиянием связности почвы и веса пласта» (25, стр. 291). Механическое разрушение структуры даже под действием самых тяжелых машин происходит только в поверхностном слое пашни до Глубины, не превышающей, в среднем, 10 см.

Помимо перечисленных выше факторов механического разрушения структуры пахотного слоя заметную роль здесь играет и механическое действие капель дождевых осадков, Ъ особенности ливней.

Механическое разрушение структуры сопровождается частичным распылением и утерей тонких коллоидных пленок, в особенности перегнойных, на поверхности почвенных частиц и вследствие этого.— понижением прочности структуры.

Второй причиной разрушения структуры является утрата ею прочности под химическим и физико-химическим воздействием воды атмосферных осадков, главным образом снеговой и дождевой. Это воздействие выражается прежде всего в процессах растворения и гидролиза, сопровождающихся вытеснением щелочно-земельных обменных катионов и пептизацией коллоидных частиц. По мнению Вильямса, большую роль при этом играет также попадание в почву из атмосферы с осадками аммонийных солей и вытеснение поглощенного кальция аммонием.

о

Наконец, третьей причиной утраты почвой прочной структуры является биологическое разрушение почвенного перегноя в процессах аэробного разложения органических соединений и накопления минеральных питательных веществ.

Под совместным воздействием всех перечисленных причин, ло Вильямсу, «независимо от степени прочности перегноя в поверхностных слоях почвы в начале вегетационного периода, этот поверхностный слой полностью утрачивает к концу вегетационного периода прочность структуры на глубину в среднем до 10 см» (25, стр. 294).

Как уже было указано, восстановление прочности структуры, по Вильямсу, достигается накоплением свежеосажден- ного перегноя и механическим воздействием на почву корней трав в травопольной системе земледелия. Описывая восстановление плодородия при оставлении выпаханных черноземных почв в перелог, Вильямс указывает, что «в первой фазе глав- •пым образом преобладает процесс восстановления структуры почвы сначала под слиянием корней бурьянов, а затем главным образом под влиянием корневищ пырея. Во время этих двух периодов (бурьянового и пырейного) происходит диффе- ренцировка массы почвы на грубые структурные элементы; одновременно идет процесс закрепления их прочности» (25, стр. 319).

«Прочность почвы их (пырейных перелогов) довольно удовлетворительна, но структура ее еще недостаточно развилась, она еще слагается крупными комьями, и почва, благодаря глубокому проветриванию, быстро теряет запас весенней воды» (25, стр. 318).

И далее, излагая основы травопольной системы земледелия, Вильямс подчеркивает: «нельзя привести никаких логически обоснованных возражений против того, что тот же результат может быть достигнут целесообразной обработкой» (25, стр. 319). Таким образом, целесообразно проведенная обработка почвы, по Вильямсу, может дать не только дифферен- цировку почвенной массы на грубые структурные отдельности, но и некоторую, как он указывает, «довольно удовлетворительную» степень прочности структуры.