17. Структура почв

Структурой называются соединенные между собой механические элементы (агрегаты), на которые может распадаться почва. Форма, размер и качественный состав структурных элементов неодинаков. Он изменяется в различных почвах,

также в разных горизонтах одной и той же почвы. В зависимости от формы структурных элементов различают три основных

типа структуры:

1) кубовидная, когда структурные элементы равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям. Основными видами данного типа структуры являются глыбистая, комковатая, ореховатая и зернистая.

2) призмовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно вертикальной оси. Основные виды - столбовидная, столбчатая и призматическая.

3) плитовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении. Основные виды - плитчатая и чашуйчатая.

Каждый из перечисленных видов может делиться на более мелкие струкТурные единицы.

В зависимости от размера агрегатов структура делится на следующие группы: 1) глыбистая, когда размер структурного агрегата составляет более 10 мм; 2) макроструктура – 10-0,25 мм; 3) грубая микроструктура – 0,25-0,01 мм; 4) тонкая микроструктура – меньше 0,01 мм.

В почве или почвенном горизонте структурные элементы не бывают одного размера и формы. Чаще всего встречается смешанный тип структуры, включающий в названии род и вид: комковато-пылеватая, комковато-пластинчатая, стинчато-пылеватая. Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии почвы или породы она делится на структурные элементы определенной формы величины. При бесструктурном состоянии отдельные механические элементы, слагающие почву, не соединены между собой в более крупные структуры.

существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Между структурными и бесструктурными почвами имеются переходные почвы, структура выражена слабо. Различные генетические горизонты почв имеют определенные формы структуры. Для дерновых горизонтов характерна комковатая и зернистая структура, для иллювиальных – ореховая, элювиальных – пластинчато-листовая.

18. Почвенные коллоиды

коллоидов. Под коллоидами понимают любое вещество в состоянии высшей степени раздробленности (дисперсности) и представляющие собой агрегат из совокупности многих молекул. К коллоидам принято относить вещества, отдельные частички которых имеют размеры от 0,1 μ (микрона) до 1 mμ (миллимикрона).

Для наглядности, что же представляют собой коллоиды, можно остановиться на следующем опыте.

Если взять небольшое количество чернозема, поместить в цилиндр, залить водой, взболтать и оставить на некоторое время, то можно заметить следующее: жидкость в верхней части цилиндра светлеет, становиться прозрачной - это молекулярный раствор; в нижней части цилиндра находятся частицы во взвешенном состоянии, они еще не успели опуститься на дно цилиндра - это суспензия; в средней части цилиндра раствор слабоокрашенный, мутный, он долго не оседает, проходит через обыкновенный фильтр - это коллоидный раствор или часть чернозема, находящегося в коллоидном состоянии.

Коллоидный раствор следует отличать от суспензий и молекулярных растворов. Коллоидные частички, в отличие от взвеси, не видны в микроскоп и проходят через бумажный фильтр. Однако в отличие от молекулярных (истинных) растворов, коллоидные растворы не проходят через растительные перепонки и поры животных.

Почвенные коллоиды в природных условиях могут образовываться различными путями: а) путем дробления, разрушения и выветривания горных пород; б) в результате конденсации отдельных молекул, химических реакций (образование гидрозолей); в) вследствие накопление перегнойных веществ биологическим путем.

С химической точки зрения почвенные коллоиды могут быть разделены на три группы: минеральные, органические, органо-минеральные.

Минеральные коллоиды представлены главным образом коллоидально распыленными алюмосиликатами, гидратами окиси железа и алюминия, кол-

лоидальной кремниевой кислоты, а также соединениями закиси железа, окислов марганца и др.

Минеральная часть, преобладающая в составе почвенных коллоидов, состоит в основном из вторичных минералов и аморфных веществ. Из первичных минералов в коллоидной фракции в небольших количествах встречается кварц и слюды. К вторичным минералам с кристаллической структурой, часто встречающимся в почвенной коллоидной фракции, принадлежат глинные минералы группы гидрослюд (иллит, гидробиотит), группы монтмориллонита (монтмориллонит, бейделит, нонтронит), обладающие наибольшей дисперсностью, а также группы каолинита (каолинит, галлузит).

Аморфные вещества коллоидной фракции представлены окисями железа, алюминия, кремния, а так же продуктами их взаимодействия. В почвах могут образовываться промежуточные формы коллоидов между кристаллами и аморфными веществами. Относительное соотношение между кристаллическими и аморфными веществами коллоидных фракций различается в зависимости от типов почв.

Органические коллоиды являются составной частью перегноя и образуются в результате гумификации животных и растительных остатков. Минеральные и органические коллоиды, вступая во взаимодействие, дают коллоиды более сложного состава – органо-минеральные коллоидальные соединения, которые представлены соединениями алюминия и железа, а так же с частицами глинистых минералов. По отношению к воде коллоиды можно разделить на две группы: гидрофильные и гидрофобные. Такие коллоиды, как кремниевая и гуминовая кислота, адсорбируют на своей поверхности молекулы жидкой фазы почвенного раствора и окружают себя водной оболочкой, относятся к гидрофильным коллоидам. Гидро-

фильные коллоиды отличаются способностью сильно набухать в воде и оставаться устойчивыми в состоянии коллоидального раствора. В почве так же могут встречаться коллоиды, которые не могут адсорбировать молекулы воды, которые носят название гидрофобных. Гидрофобные коллоиды характеризуются незначительным набуханием, способностью свертываться и переходить в осадок. Почвенные коллоиды могут относиться к одной из групп или занимать промежуточное положение. Гидрофильность коллоидов повышается с увеличением степени их дисперсности. Органические коллоиды более гидрофильны, чем минеральные.

В жидкой среде при образовании гидрозолей химическим путем в зависимости от характера ионной оболочки мицеллы ряд коллоидов получает определенный электрический заряд – положительный или отрицательный. Коллоиды, которые получают отрицательный заряд, образуют кислотные золи - ацидоиды, положительный заряд - базоиды. Положительный или отрицательный заряд коллоидной частицы зависит от строения мицеллы (рис.7.2.1.).

Коллоидные молекулы окружены двумя слоями зарядов. Первый слой, отвечающий собственно заряду молекулы, примыкает к ее ядру и является замкнутым.У электроотрицательных коллоидов он имеет отрицательный заряд, у электроположительных - положительный. Второй слой противоположного знака соответствует поглощенным ионам. По мере удаления от центра молекулы он становится все более диффузными.

Поглотительная способность почв обуславливает ряд жизненно важных для растений свойств почвы – пищевой режим, химические и физические свойства. Благодаря ей элементы питания удерживаются почвой и меньше вымываются осадками, оставаясь доступными для растений. От емкости и состава обменных катионов зависит реакция почв, дисперсность, способность к агрегированию, водопрочность. Поглощенные водород, алюминий, железо разрушительно действуют на структуру почв и поглощающий комплекс в целом, а «кальций» называют стражем плодородия.