4.2. Поняття про структуру ґрунту як про його агрегатний склад

На відміну від мікроструктури макроструктуру ґрунту, або власне структуру, можна аналізувати візуально, так як до неї відносяться ґрунтові агрегати (або педи) розміром більше 0,25 мм.

Структура є важливою морфологічною ознакою, основною фізичною та агрофізичною характеристикою ґрунту. У природних умовах абсолютна більшість елементарних ґрунтових елементів ґрунтів (крім піщаних) тим чи іншим способом скріплені між собою, утворюючи структурні окремості (агрегати) різної ґенези, складності, величини, форми та водостійкості. Причинами взаємного скріплення гранулометричних елементів є, по-перше, поверхнева енергія дисперсної системи – ґрунту; по-друге, наявність у ґрунті клеючих (перегній, слизисті виділення ґрунтової флори та фауни) та цементуючих (карбонати кальцію, гідроксиди феруму, силікати магнію тощо) речовин; по-третє, сили залишкових валентностей. Причиною поділу ґрунтової маси на агрегати є складне поєднання комплексу абіотичних та біогенних процесів: об’ємні та фазові зміни в ґрунті, які пов’язані з набуханням і просіданням при зволожуванні та висушуванні, замерзанні та розмерзанні; розгалужена коренева система та прижиттєві кореневі виділення; активне розпушування і переміщення ґрунтової маси ґрунтовою фауною; в окультурених ґрунтах – механічний їх обробіток.

Розрізняють морфологічне та агрономічне розуміння структури ґрунту. З морфологічного погляду кожен ґрунт і його генетичний горизонт має певну структуру різної форми і розміру, доброю є будь-яка чітко виражена структура (грудкувата, брилувата, горіхувата тощо). З агрономічного погляду, структурний ґрунт є той ґрунт, в якому переважають агрегати розміром 0,25-10 мм. Агрономічно цінною є тільки така структура, яка забезпечує родючість ґрунту. За­гальноприйняте визначення структури ґрунту дав Н. А. Качинський (1965).

Структура ґрунту – це сукупність агрегатів різної величини, форми, шпарува­тості, механічної міцності і водостійкості, характерна як для кожного ґрунту, так і окремих його генетичних горизонтів.

У Росії і в деяких європейських країнах прийнято наступне визначення структури ґрунту: структура – це форма і розмір структурних окремостей (макроагрегатів), на які розпадається ґрунт (“Толковый словарь по почвоведению”, 1975). В словнику Американського товариства ґрунтознавців дана наступна характеристика структури ґрунту: структура ґрунту характеризується формою і ступінню оформленості структурних окремостей, або педів.

За ступенем оформленості структурні окремості (педи) поділяють на безструктурні; слабо-, поганооформленні; середньо-, добреоформленні; міцні структурні окремості. Цей поділ відображає не лише власне форму педів, але і умови, в яких вони існують: чим більш міцні і великі педи зустрічаються у ґрунті, тим в більшій мірі цьому ґрунту властиві тріщини, великі макрошпари. Такий взаємозв’язок розмірів і форми педів з наявністю у ґрунті великих транспортних шляхів також може бути використаний при характеристиці ґрунтів і введений у відповідні рівняння ґрунтових процесів у вигляді числових рангових показників. Це досить важливо для кількісного опису процесів, у яких структура відіграє досить важливу роль – при руху води у ґрунті, при механічних деформаціях ґрунту і в багатьох інших процесах. Коли необхідно внести фактор структури у кількісний опис процесу, що вивчається, то роблять саме так: вводять морфологічну характеристику у вигляді числового індексу (рангового показника) – у моделі переносу вологи, деформації ґрунту.

Здатність ґрунтової маси розпадатись на агрегати називається структурністю, а сам ґрунт – структурним. Якщо ґрунтова маса у стані “фізичної стиглості” (вологість ґрунту становить 60-70 % загальної волоємності) розпадається на нескріплені між собою гранулометричні елементи (піщані ґрунти) або ж розпадається на окремі великі брили (злиті ґрунти), тоді такі ґрунти називають безструктурними.

Треба мати на увазі, що в генетич­ному ґрунтознавстві структура ґрунту – це розмір, форма та організа­ція твер­дих компонентів ґрунту і шпаринок між ними, тобто, це взаємне роз­ташу­вання у ґрунтовому тілі структурних окремостей. Якщо ґрунт не розпа­дає­ться на структурні окремості, а знаходиться в сипучому стані, то він назива­ється безструктурним роздільно-частковим, а коли ґрунт виламується ве­ли­кими брилами, то він буде називатися безструктурним масивним.

Розміри структурних окремостей бувають досить різними, як у різних ґрунтах, так і в їхніх горизонтах. Це стосується і форми агрегатів. Якщо ми говоримо, що цьому горизонту характерна горіхувата структура, то це не значить, що в цьому горизонті лише агрегати у вигляді горішків розміром 7-10 мм. Тут можуть знаходитися агрегати й інших форм і розмірів, але у значно меншій кількості.

За особливостями ґенези, геометричної будови та властивостями ґрунтову структуру поділяють на: мікроструктуру (агрегати < 0,25 мм), макроструктуру (10-0,25 мм) і мегаструктуру (> 10 мм). Крім того, вона поділяється на водостійку (агрономічно цінну) і неводостійку.

Розподіл структурних агрегатів у масі ґрунту відповідно їхніх розмірів називається структурним складом ґрунту. Відповідно до розмірів (ефективних ді­аметрів) розрізняють мікроагрегати з розміром менше 0,25 мм, мезоаг­регати – 0,25-7 (10) мм, макроагрегати – понад 7 (10) мм.

У гумусових горизонтах ґрунтів наявні зазвичай усі три групи агре­га­тів, а з глибиною структурний склад стає більш однорідним. Структура може бути чітко виражена, коли агрегати мають досить виразну форму і легко відділяються один від іншого, та неясною і слабовираженою, тобто коли вона знаходиться лише на перших стадіях формування.

Структурність – це здатність ґрунту розпадатися у природному стані при механічному впливові на агрегати. Такі агрегати часто називають структурними елементами, структурними агрегатами, структурними окремостями, педами.

Структура ґрунту – це форма і розмір структурних окремостей у вигляді макроагрегатів (педів), на які розпадається ґрунт. Структура ґрунту характеризується формою і ступінню оформленості структурних окремостей.