Скважпость и строение пахотного слоя почвы: понятие, виды,оптимальные значения

Соотношение объемов твердой фазы почвы и различных видов пор называется строением пахотного слоя почвы. Однако в практике при характеристике строения пахотного слоя почвы объем твердой фазы не используется, так как он слабо отражает условия жизни растений. Поэтому обычно под строением пахотного слоя почвы понимают величину общей скважности и соотношение капиллярной и некапиллярной скважностей.Строение пахотного слоя почвы является важнейшим условием плодородия почвы. Еще в 1924 году А.Г.Дояренко писал: "...наличие в почве капиллярной и некапиллярной скважностей и их соотношение определяют все интересующие нас свойства пашни". Оно характеризует водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы, микробиологическую деятельность, которые, в конечном счете, определяют эффективное плодородие почвы.В 1864 году Шумахер предложил делить почвенную скважность на общую, капиллярную и некапиллярную. Относительно крупные промежутки между почвенными агрегатами, не обладающие водоудерживающей способностью, то есть капиллярностью, называют некапиллярными порами, а их объем, выраженный в процентах по отношению к общему объему почвы - некапиллярной скважностью. Некапиллярные поры обычно заняты воздухом. Вода в таких порах передвигается под действием силы тяжести и долго не удерживается.

Другая категория пор представлена тонкими промежутками между почвенными частицами. В этих порах, получивших название капиллярных, чаще размещается вода, удерживаемая менисковыми силами. Вместе с тем деление почвенной скважности на общую, капиллярную и некапиллярную не позволяет характеризовать истинное соотношение воды и воздуха в почве, так как к капиллярным порам относятся и поры мельче 0,01 мм, в которые не могут проникнуть корневые волоски, и поры размером 0,003-0,001 мм и мельче, которые недоступны для микроорганизмов, а также некоторые поры, занимаемые связанной водой (гигроскопической ипленочной), которая удерживается молекулярными силами и недоступна растениям. Это так называемые неактивные поры. А поры, внутри которых возможно передвижение свободной воды под действием менисковых и гравитационных сил, а также поры, в которых содержится воздух, микроорганизмы и корни растений, называются активными порами. Обычно это поры с диаметром крупнее 3 микрон.

А.Г. Дояренко (1963) пришел к необходимости разделения капиллярных почвенных пор по их размерам на внутриагрегатные и межагрегатные. По его мнению, внутрипочвенная или элементарная скважность обусловлена механическим составом почвы, а межагрегатная - ее структурой.

Н.А. Качинский (1965) использует более детальную дифференциацию почвенных пор. Он различает общую, межагрегатную, агрегатную, агрегатную суммарную скважность, пор, занимаемых прочно связанной водой, рыхлосвязанной, капиллярной водой, а также пор, заполненных воздухом.

Наибольшую агрономическую значимость имеют капиллярные поры и поры аэрации.

Часть порового пространства, заполненного воздухом, при влажности почвы, соответствующей наименьшей влагоемкости, называется скважностью (пористостью) устойчивой аэрации. Оптимальное содержание воздуха в пахотном слое почвы для зерновых культур составляет 15-20% от общей скважности, пропашных - 20-30%, многолетних трав - 17-21%.

Почва, состоящая только из капиллярных пор, обладает теми же положительными и отрицательными свойствами, что и чрезмерно плотная почва, а для почв только с некапиллярными порами характерны свойства излишне рыхлой почвы.

Для определения строения пахотного слоя почвы кроме общей скважности необходимо знать одну из ее составляющих; капиллярную или некапиллярную скважность, чтобы по разнице определить другую. Технически легче определить капиллярную скважность. Правда, при массовых анализах достаточно определение только общей скважности, так как капиллярная скважность изменяется в пределах одной и той же почвы весьма незначительно и может быть, по свидетельству В.В.Квасникова, с известными приближениями принята как постоянная величина. Поэтому регулирование строения пахотного слоя почвы означает, прежде всего, изменение некапиллярной скважности.

Существуют методы определения строений пахотного слоя почвы с помощью приборов и путем расчетов. Наиболее распространенным из них является метод капиллярного насыщения почвенных проб с ненарушенным сложением. При этом насыщение почвенных образцов может производиться как сверху, так и снизу. К недостаткам этого метода следует отнести способность почвенных частиц увеличивать свой объем при насыщении их водой. Это несколько уменьшает скважность в исследуемой почве.