Textura a struktura půdy jsou jedinečné vlastnosti půdy, které mají zásadní vliv na chování půdy, jako je schopnost zadržovat vodu, zadržování a přísun živin, odvodňování a vyplavování živin.
V oblasti úrodnosti půdy mají hrubší půdy obecně menší schopnost zadržovat a uchovávat živiny než půdy jemnější. Tato schopnost se však snižuje, protože jemnozrnné půdy podléhají ve vlhkém prostředí intenzivnímu vyluhování.
Textura půdy
Textura půdy hraje důležitou roli při hospodaření s živinami, protože ovlivňuje jejich zadržování. Například půdy s jemnější texturou mají obvykle větší schopnost uchovávat živiny v půdě.
V diskusi o minerálním složení půdy jsme se zmínili, že minerální částice půdy se vyskytují v široké škále velikostí. Připomeňme si, že jemná frakce zeminy zahrnuje všechny půdní částice, které jsou menší než 2 mm. Částice půdy v rámci této frakce se dále dělí na 3 samostatné velikostní třídy, které zahrnují písek, bahno a jíl. Velikost částic písku se pohybuje v rozmezí 2,0 až 0,05 mm, bahna 0,05 až 0,002 mm a jílu méně než 0,002 mm. Všimněte si, že částice jílu mohou být více než tisíckrát menší než částice písku. Tento rozdíl ve velikosti je z velké části způsoben typem výchozího materiálu a stupněm zvětrávání. Částice písku jsou obvykle primární minerály, které neprošly velkým zvětráváním. Naproti tomu částice jílu jsou sekundární minerály, které jsou produktem zvětrávání primárních minerálů. Jak zvětrávání pokračuje, půdní částice se rozpadají a stávají se menšími a menšími.
Texturní trojúhelník
Půdní textura je relativní podíl písku, bahna nebo jílu v půdě. Texturní třída půdy je seskupení půd na základě těchto relativních poměrů. Půdy s nejjemnější texturou se nazývají jílovité půdy, zatímco půdy s nejhrubší texturou se nazývají písčité. Půda, která má relativně rovnoměrnou směs písku, jílu a hlíny a vykazuje vlastnosti od každého zvlášť, se však nazývá hlína. Existují různé typy jílů podle toho, který půdní separát je nejhojněji zastoupen. Pokud je známo procentuální zastoupení jílu, bahna a písku v půdě (především na základě laboratorní analýzy), můžete k určení texturní třídy půdy použít texturní trojúhelník.
Obrázek 15: Jaká je struktura půdy? Texturní trojúhelník. Texturní trojúhelník popisuje relativní zastoupení písku, bahna a jílu v různých typech půd.
Zdroj: http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html
Hlavní texturní třídy pro půdy Maui jsou uvedeny v tabulce 3. Každá z texturních tříd uvedených v tabulce 3 tvoří jemně strukturované půdy. Jak je vidět, průzkumy půd ukazují, že více než 90 % půd na ostrově Maui má jemnou texturu. To je do značné míry způsobeno typem matečného materiálu většiny havajských půd, kterým je čedič. Protože čedič je jemně strukturovaná hornina, zvětrává a vytváří jemně strukturované půdy. Velký význam má v půdě relativní množství jílu.
Tabulka 3. Hlavní texturní třídy půd Maui
| Texturní třída |
Podíl půd Maui, které spadají do hlavní texturní třídy. třídy |
|
Silty clay |
44% |
|
Silty clay loam |
23% |
|
Písčitá hlína |
11% |
|
Hlína |
10% |
|
Hlína |
5% |
Pro více informací o texturním trojúhelníku a texturní klasifikaci půdy, klikněte na níže uvedenou animaci Státní univerzity Severní Karolíny:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf
Důležitost jílu a dalších částic podobné velikosti
Částice jílu, stejně jako další částice podobné velikosti, jsou důležitými složkami půdy. Existuje zásadní rozdíl mezi půdami, které obsahují velké množství částic písku, a půdami, které obsahují velké množství velmi malých částic, jako je jíl. Tímto rozdílem je plocha povrchu. Celková plocha povrchu dané hmotnosti jílu je více než tisíckrát větší než celková plocha povrchu částic písku o stejné hmotnosti. Abychom si tuto myšlenku přiblížili, představme si jednu krychli o šesti stěnách. Tato krychle představuje částici písku. Nyní si představte, že tuto jedinou krychli rozdělíte na 100 menších krychlí, které představují 100 částic hlíny. Každá z těchto 100 krychlí má 6 stran. Rozbitím větší krychle jste v podstatě odkryli mnohem více povrchů. Celkový povrch menších krychlí bude tedy mnohem větší než povrch jediné krychle.
Chcete-li tento koncept prozkoumat hlouběji, prohlédněte si krátkou animaci kliknutím na následující odkaz na North Carolina State University:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf
Toto zvětšení povrchu má důležitý význam pro hospodaření s živinami, protože poskytuje půdním částicím mnoho míst, kde mohou zadržovat a dodávat živiny (např. vápník, draslík, hořčík, fosforečnany) a vodu pro příjem rostlinami
Typy velmi malých částic v půdě
- Nejběžnější jílové minerály v půdě Maui se nazývají vrstevnaté silikátové jíly neboli fylosilikáty. Existují různé typy vrstevnatých silikátů, například kaolinit, halloysit, montmorillonit a vermikulit. Různé typy vrstevnatých silikátů se značně liší, jak si řekneme později.
Pro více informací o různých minerálech vrstevnatých silikátových jílů klikněte na níže uvedený odkaz a přejděte dolů na „Místnost s fylosilikáty“:
http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html
- Morfní minerály, jako je allofan, imogolit a ferrihydrid, se mohou nacházet ve vulkanických půdách na Havaji, které vznikly ze sopečného popela. Stejně jako silikátové jíly mají tyto minerály velmi vysoký povrch. V důsledku toho půdy s amorfními minerály zadržují velké množství vody a uložených živin v závislosti na stupni zvětrávání.
- Oxidy hliníku a železa se obvykle vyskytují v silně zvětralých půdách tropů. Při intenzivním zvětrávání jílových minerálů se mění struktura silikátových jílů. Zejména silikátové jíly ztrácejí oxid křemičitý. V půdě zůstávají oxidy hliníku a železa. Gibbsit je příkladem oxidu hlinitého, který má šedavý, bělavý odstín. Goethit je příkladem oxidu železa, který dodává půdě načervenalou barvu.
Vlastnosti oxidů
- Oxidy jsou poměrně stabilní a odolné vůči dalšímu zvětrávání.
- Oxidy mohou působit jako lepidlo a držet ostatní půdní částice pohromadě.
- Oxidy mohou vázat živiny, například fosfor.
- Oxidy mají vysokou aniontovou výměnnou kapacitu (AEC).
- Humus je část organické hmoty, která je většinou odolná vůči rozkladu a zůstává v půdě. Humus se skládá z malých částic s obrovským povrchem. Tyto částice mají velmi velkou schopnost zadržovat a dodávat živiny a také zadržovat vodu.
Struktura půdy
Struktura půdy je uspořádání půdních částic do skupin. Tato seskupení se nazývají pedy nebo agregáty, které často tvoří charakteristické tvary typické pro určité půdní horizonty. Například zrnité půdní částice jsou charakteristické pro povrchový horizont.
Agregace půdy je důležitým ukazatelem zpracovatelnosti půdy. O půdách, které jsou dobře agregované, se říká, že mají „dobrou kyprost“. Různé typy půdní struktury jsou uvedeny v tabulce 4.
Tabulka 4. Typy půdních struktur v půdách
Zdroj: http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm
Agregáty v půdě
Zpravidla pouze velmi malé částice tvoří agregáty, které zahrnují silikátové jíly, minerály sopečného popela, organické látky a oxidy. Existují různé mechanismy půdní agregace.
Mechanismy půdní agregace
- Půdní mikroorganismy vylučují látky, které působí jako cementační činidla a spojují půdní částice dohromady.
- Houby mají vlákna, nazývaná hyfy, která zasahují do půdy a spojují půdní částice dohromady.
- Kořeny také vylučují do půdy cukry, které pomáhají vázat minerální látky.
- Oxidy také působí jako lepidlo a spojují částice dohromady. Tento proces agregace je velmi běžný pro mnoho silně zvětralých tropických půd a je zvláště rozšířený na Havaji.
- Nakonec se půdní částice mohou přirozeně vzájemně přitahovat elektrostatickými silami, podobně jako se přitahují vlasy a balón.
Stabilita agregátu
Stabilní agregace půdy je velmi cennou vlastností produktivních půd. Stabilita půdní agregace je však velmi závislá na typu minerálů přítomných v půdě. Některé jílové minerály tvoří velmi stabilní agregáty, zatímco jiné jílové minerály tvoří slabé agregáty, které se velmi snadno rozpadají.
- Silně zvětralé silikátové jíly, oxidy a amorfní vulkanické materiály mají tendenci tvořit nejstabilnější agregáty. Přítomnost organických látek u těchto materiálů zlepšuje tvorbu stabilních agregátů. Při hospodaření s živinami je stabilita agregátů důležitá, protože dobře agregované minerály jsou dobře odvodnitelné a poměrně dobře zpracovatelné.
- Naopak méně zvětralé silikátové jíly, například montmorillonit, tvoří slabé agregáty. O některých silikátových jílech se říká, že mají smršťovací potenciál. To znamená, že půdní minerály se za mokra rozpínají neboli bobtnají, což způsobuje, že se půda stává lepkavou a špatně odvádí vodu. Za sucha se tyto půdy smršťují a vytvářejí trhliny. Složení mřížkové struktury silikátových jílů určuje potenciál smršťování. Ačkoli se na ostrově Maui nevyskytují půdy s potenciálem smršťování, na ostrově Molokai se tyto půdy mohou vyskytovat.
Pro jednoduchou diskusi o chemismu půdních jílů klikněte na následující odkaz:
http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm
.