Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Структура почвы описывает расположение или способ проникновения почвы в твердые части почвы и поровое пространство, расположенное между ними. Это определяется тем, как отдельные гранулы почвы слипаются, связываются и агрегируются, в результате чего между ними образуются поры почвы. Почва оказывает большое влияние на движение воды и воздуха, биологическую активность , рост корней и всходы . Есть несколько различных типов структуры почвы. По сути, это динамичная и сложная система, на которую влияют разные факторы.

Обзор [ править ]

Структура почвы описывает расположение твердых частей почвы и расположенных между ними поровых пространств (Marshall & Holmes, 1979). [1] Агрегация является результатом взаимодействия частиц почвы посредством перегруппировки, флокуляции и цементации. Это усиливается за счет: [1] [2] осаждения оксидов, гидроксидов, карбонатов и силикатов; продукты биологической активности (такие как биопленки , гифы грибов и гликопротеины ); ионный мостик между отрицательно заряженными частицами (как глинистыми минералами, так и органическими соединениями) многовалентными катионами; и взаимодействия между органическими соединениями ( водородная связь и гидрофобная связь).

Качество структуры почвы будет ухудшаться при большинстве форм возделывания - связанное с этим механическое перемешивание уплотнений почвы и срезание агрегатов и заполнение поровых пространств; он также подвергает органическое вещество большей скорости разложения и окисления . [3] Еще одним следствием продолжения культивации и движения транспорта является образование уплотненных , непроницаемых слоев или «поддонов» внутри профиля.

Ухудшение структуры почвы при орошении обычно связано с разрушением агрегатов и диспергированием глинистого материала в результате быстрого увлажнения. Это особенно верно, если почвы натриевые ; то есть наличие высокого процентного содержания обменного натрия (ESP) катионов, присоединенных к глинам. Высокий уровень натрия (по сравнению с высоким уровнем кальция ) приводит к тому, что частицы отталкиваются друг от друга во влажном состоянии, а связанные с ними агрегаты дезагрегируются и диспергируются. ESP увеличится, если при орошении соленая вода (даже с низкой концентрацией) попадает в почву.

Для сохранения и улучшения структуры почвы применяется широкий спектр методов. Например, Департамент охраны земель и водных ресурсов штата Новый Южный Уэльс выступает за: увеличение содержания органических веществ путем включения пастбищных фаз в севообороты ; сокращение или отказ от обработки почвы и выращивания сельскохозяйственных культур и пастбищ; недопущение нарушения почвы в периоды чрезмерной засухи или влажности, когда почва может соответственно разрушаться или размазываться; и обеспечение достаточного почвенного покрова для защиты почвы от ударов дождевых капель. В орошаемом земледелии может быть рекомендовано: применять гипс ( сульфат кальция ) для замещения катионов натрия кальцием и, таким образом, уменьшения ЭСВ или натриевой активности, избегать быстрого увлажнения и не нарушать почву, когда она слишком влажная или сухая. [4]

Типы почвенных сооружений [ править ]

Platy - единицы плоские и пластинчатые. Обычно они ориентированы горизонтально. [5]

Призматический - отдельные элементы ограничены плоскими или закругленными вертикальными гранями. Блоки заметно длиннее по вертикали, а грани обычно представляют собой отливки или формы соседних блоков. Вершины бывают угловыми или закругленными; вершины призм несколько нечеткие и обычно плоские. На рис. 3-17 показан почвенный профиль с призматической структурой в недрах. [5]

Столбчатый - единицы подобны призмам и ограничены плоскими или слегка закругленными вертикальными гранями. Вершины колонн, в отличие от призм, очень четкие и обычно округлые. [5]

Блочный - блоки блочные или многогранные. Они ограничены плоскими или слегка закругленными поверхностями, которые представляют собой слепки граней окружающих пешеходов. Как правило, блочные структурные единицы почти одинаковы по размеру, но соответствуют призмам и пластинам. Структура описывается как угловатая блочная (рис. 3-18), если грани пересекаются под относительно острыми углами, и как субугловая блочная, если грани представляют собой смесь скругленных и плоских граней, а углы в основном закруглены. [5]

Гранулярный - единицы приблизительно сферические или многогранные. Они ограничены изогнутыми или очень неровными поверхностями, которые не являются слепками соседних пешеходов. [5]

Клин - блоки имеют приблизительно эллиптическую форму со сблокированными линзами, оканчивающимися острыми углами. Обычно они ограничены небольшими выступами скольжения. [5]

Линзовидные - блоки представляют собой перекрывающиеся линзы, параллельные поверхности почвы. Они самые толстые в середине и тонкие к краям. Чечевицеобразная структура обычно ассоциируется с влажными почвами, классами текстуры с высоким содержанием ила или очень мелкого песка (например, илистый суглинок) и высоким потенциалом воздействия мороза. [5]

Улучшение структуры почвы [ править ]

Преимущества улучшения структуры почвы для роста растений, особенно в сельскохозяйственных условиях, включают: уменьшение эрозии из-за большей прочности почвенного агрегата и уменьшения поверхностного стока; улучшенное проникновение корней и доступ к почвенной влаге и питательным веществам; улучшение всхожести всходов за счет уменьшения образования корки на поверхности; и большее проникновение, удержание и доступность воды за счет улучшенной пористости.

Урожайность от орошаемой нулевой обработки почвы или минимальной обработки почвы в садоводстве обычно снижается со временем из-за деградации структуры почвы, препятствующей росту корней и задержке воды. Есть несколько исключений, почему такие исключительные поля сохраняют структуру, неизвестно, но это связано с высоким содержанием органического вещества. Улучшение структуры почвы в таких условиях может значительно повысить урожайность. [6] Департамент охраны земель и водных ресурсов штата Новый Южный Уэльс предполагает, что в системах возделывания урожайность пшеницы может быть увеличена на 10 кг / га на каждый дополнительный миллиметр дождя, который может просачиваться из-за структуры почвы. [4]

Жесткая почва [ править ]

Жесткие почвы теряют свою структуру во влажном состоянии, а затем затвердевают по мере высыхания, образуя бесструктурную массу, которую очень трудно культивировать. Их можно обрабатывать только тогда, когда их влажность находится в ограниченном диапазоне. При обработке почвы часто получается очень комковатая поверхность (плохая обработка почвы ). Когда они высыхают, высокая прочность почвы часто ограничивает рост проростков и корней. Скорость инфильтрации низкая, а дождевой сток и ирригация ограничивают продуктивность многих твердотвердых почв. [7]

Определение [ править ]

Определение твердости определяется следующим образом: « Твердоотверждаемая почва - это почва, которая при высыхании превращается в почти однородную массу. Иногда на ней могут образовываться трещины, обычно на расстоянии> 0,1 м. Сухая на воздухе твердоотверждаемая почва твердая и хрупкая, и она невозможно прижать указательный палец к поверхности профиля. Обычно он имеет предел прочности на разрыв 90 кН –2.. Почвы с коркой не обязательно являются твердыми, так как горизонт твердости толще корки. (В окультуренных почвах толщина твердотвердеющего горизонта часто равна или больше толщины окультуренного слоя.) Твёрдотвердевающая почва не цементируется постоянно и становится мягкой во влажном состоянии. Комья в твердоусаживающемся горизонте, который культивируется, частично или полностью разрушатся при увлажнении. Если почва была достаточно увлажнена, она вернется в твердое состояние после высыхания. Это может произойти после полива паводком или после сильного дождя. " [8]

Динамика структуры почвы [ править ]

Структура почвы по своей сути представляет собой динамическую и сложную систему, на которую влияют различные факторы, такие как обработка почвы , движение колес, корни , биологическая активность в почве, ливни, ветровая эрозия , усадка, набухание, замерзание и оттаивание. В свою очередь, структура почвы взаимно взаимодействует и влияет на рост и функцию корней, почвенную фауну и биоту, процессы переноса воды и растворенных веществ, газообмен , теплопроводность и электропроводность , несущую способность., и многие другие аспекты, связанные с почвой. Игнорирование структуры почвы или рассмотрение ее как «статической» может привести к плохому прогнозированию свойств почвы и может существенно повлиять на управление почвой . [9]

См. Также [ править ]

  • Здоровье почвы
  • Устойчивость почвы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Декстер, АР (июнь 1988 г.). «Успехи в характеристике структуры почвы». Исследования почвы и обработки почвы . 11 (3–4): 199–238. DOI : 10.1016 / 0167-1987 (88) 90002-5 .
  2. ^ Масум, Хуссейн; Куртье-Муриас, Денис; Фарук, Хашим; Сунг, Рональд; Kelleher, Brian P .; Чжан, Чао; Maas, Werner E .; Фей, Майкл; Кумар, Раджив; Монетт, Мартина; Стронкс, Генри Дж .; Симпсон, Мирна Дж .; Симпсон, Андре Дж. (16 февраля 2016 г.). «Органическое вещество почвы в его естественном состоянии: раскрытие самого сложного биоматериала на Земле». Наука об окружающей среде и технологии . 50 (4): 1670–1680. Bibcode : 2016EnST ... 50.1670M . DOI : 10.1021 / acs.est.5b03410 . PMID 26783947 . 
  3. ↑ Young, A & Young R 2001, Почвы в австралийском ландшафте , Oxford University Press, Мельбурн. [ требуется страница ]
  4. ^ a b Департамент охраны земель и водных ресурсов, 1991 г., "Полевые индикаторы ухудшения структуры почвы". Архивировано 14 сентября 2007 г. на Wayback Machine , просмотрено в мае 2007 г.
  5. ^ a b c d e f g Сотрудники отдела почвоведения (март 2017 г.). Руководство по исследованию почвы - гл. 3. Исследование и описание почвенных профилей (отчет). Министерство сельского хозяйства США, Служба охраны природных ресурсов, почвы. Справочник USDA № 18 . Дата обращения 2 ноября 2019 .CS1 maint: uses authors parameter (link)
  6. ^ Кокрофт, B .; Ольссон, KA (2000). «Деградация структуры почвы из-за коалесценции агрегатов на грядках с нулевой обработкой почвы и без движения на поливных культурах» Австралийский журнал почвенных исследований . 38 (1): 61–70. DOI : 10.1071 / SR99079 .
  7. ^ Даниэллс, Ян Г. (2012). «Хардсетные почвы: обзор». Почвенные исследования . 50 (5): 349–359. DOI : 10.1071 / SR11102 .
  8. Перейти ↑ Mullins, CE (1997). «Hardsetting». In R Lal; WH Blum; C Валентин; Б. А. Стюарт (ред.). Методы оценки деградации почв . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 121. ISBN. 9780849374432. Проверено 18 августа +2016 .
  9. ^ Логсдон, Салли; Берли, Маркус; Хорн, Райнер (январь 2013 г.). «Переднее дело». Количественная оценка и моделирование динамики структуры почвы . Достижения в моделировании сельскохозяйственных систем. стр. vii – ix. DOI : 10.2134 / advagricsystmodel3.frontmatter . ISBN 978-0-89118-957-2. ISSN  2163-2790 .

Источники [ править ]

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа правительства США : « https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/ref/?cid=nrcs142p2_054253 ».

  • Australian Journal of Soil Research, 38 (1) 61 - 70. Цитируется в: Land and Water Australia 2007, способы улучшения структуры почвы и повышения продуктивности орошаемого земледелия, просмотрено в мае 2007 г., < https://web.archive.org /web/20070930071224/http://npsi.gov.au/ >
  • Департамент охраны земли и воды, 1991 г., «Полевые индикаторы ухудшения структуры почвы» , просмотр - май 2007 г.
  • Leeper, GW & Uren, NC 1993, 5-е изд., Почвоведение, введение , Melbourne University Press, Мельбурн
  • Маршалл, Т. Дж. И Холмс Дж. У., 1979, Физика почвы , Cambridge University Press
  • Персонал отдела исследования почв (1993). «Исследование и описание почв» . Справочник 18. Справочник по исследованию почв . Служба охраны почв. Министерство сельского хозяйства США. Архивировано из оригинала на 2011-05-14 . Проверено 11 апреля 2006 .
  • Чарман, PEV и Мерфи, BW 1998, 5-е изд., Почвы, их свойства и управление , Oxford University Press, Мельбурн
  • Фирузиаан, М. и Эсторфф, О. (2002), "Моделирование динамического поведения основания-основания-грунта во временной области", Springer Verlag.

Внешние ссылки [ править ]

  • «Почвы - Часть 2: Физические свойства почвы и почвенной воды» . unl.edu.
  • Йордан, Антонио. 2013. Что такое структура почвы? Блог Европейского союза геонаук. По состоянию на 11 июня 2017 г.
  • Персонал отдела исследования почв. 1993. syu tycid = nrcs142p2_054253 Руководство по исследованию почвы, Глава 3: Исследование и описание почв. USDA NRCS. По состоянию на 11 июня 2017 г.