Textura și structura solului sunt ambele proprietăți unice ale solului care vor avea un efect profund asupra comportamentului solurilor, cum ar fi capacitatea de reținere a apei, retenția și furnizarea de nutrienți, drenajul și levigarea nutrienților.
În ceea ce privește fertilitatea solului, solurile mai grosiere au, în general, o capacitate mai mică de a reține și de a conserva nutrienții decât solurile mai fine. Cu toate acestea, această capacitate este redusă pe măsură ce solurile cu textură fină sunt supuse unei levigări intense în medii umede.
Textura solului
Textura solului are un rol important în gestionarea nutrienților, deoarece influențează retenția nutrienților. De exemplu, solurile cu textură mai fină tind să aibă o capacitate mai mare de stocare a nutrienților din sol.
În discuția noastră despre compoziția minerală a solului, am menționat că particulele minerale ale unui sol sunt prezente într-o gamă largă de dimensiuni. Reamintim că fracțiunea de pământ fin include toate particulele de sol care sunt mai mici de 2 mm. Particulele de sol din această fracție sunt împărțite în continuare în cele 3 clase de mărime separate, care includ nisip, nămol și argilă. Dimensiunea particulelor de nisip variază între 2,0 și 0,05 mm; cea a nămolului, între 0,05 mm și 0,002 mm; iar cea a argilei, mai mică de 0,002 mm. Observați că particulele de argilă pot fi de peste o mie de ori mai mici decât particulele de nisip. Această diferență de dimensiune se datorează în mare parte tipului de material parental și gradului de alterare. Particulele de nisip sunt, în general, minerale primare care nu au suferit prea multe alterări. Pe de altă parte, particulele de argilă sunt minerale secundare care sunt produse de alterarea minerală a mineralelor primare. Pe măsură ce meteorizarea continuă, particulele de sol se descompun și devin din ce în ce mai mici.
Triunghiul textural
Textura solului reprezintă proporțiile relative de nisip, nămol sau argilă dintr-un sol. Clasa de textură a solului este o grupare a solurilor pe baza acestor proporții relative. Solurile cu cea mai fină textură se numesc soluri argiloase, în timp ce solurile cu cea mai grosieră textură se numesc nisipuri. Cu toate acestea, un sol care are un amestec relativ uniform de nisip, nămol și argilă și care prezintă proprietățile fiecăruia în parte se numește argilă. Există diferite tipuri de argilă, în funcție de care dintre separările solului este cel mai abundent prezent. Dacă procentele de argilă, nămol și nisip dintr-un sol sunt cunoscute (în primul rând prin analize de laborator), puteți utiliza triunghiul textural pentru a determina clasa de textură a solului dumneavoastră.
Figura 15. Triunghiul textural. Triunghiul textural descrie proporțiile relative de nisip, nămol și argilă în diferite tipuri de soluri.
Sursa: http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html
Classele majore de textură pentru solurile din Maui sunt furnizate în tabelul 3. Fiecare dintre clasele de textură enumerate în tabelul 3 alcătuiesc solurile cu textură fină. După cum puteți vedea, studiile pedologice arată că mai mult de 90% din solurile din Maui sunt fin texturate. Acest lucru se datorează în mare parte tipului de material parental al majorității solurilor din Hawaii, care este bazaltul. Având în vedere că bazaltul este o rocă cu textură fină, acesta se transformă în soluri cu textură fină. Cantitatea relativă de argilă are o mare importanță în sol.
Tabelul 3. Clasele majore de textură ale solurilor Maui
| Clasa de textură |
Porcentajul solurilor Maui care se încadrează în clasele majore de textură clase |
|
Argiloasă slabă |
44% |
|
Silty clay loam |
23% |
|
Silty loam |
11% |
|
Loam |
10% |
|
Argila |
5% |
Pentru a afla mai multe despre triunghiul textural și clasificările texturale ale solului, faceți clic pe animația de mai jos de la North Carolina State University:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf
Importanța argilei și a altor particule de dimensiuni similare
Particulele de argilă, precum și alte particule de dimensiuni similare, sunt componente importante ale unui sol. Există o diferență fundamentală între solurile care conțin cantități mari de particule de nisip și solurile care conțin cantități mari de particule foarte mici, cum ar fi argila. Această diferență este suprafața. Suprafața totală a unei anumite mase de argilă este de peste o mie de ori mai mare decât suprafața totală a particulelor de nisip cu aceeași masă. Pentru a pune această idee în perspectivă, imaginați-vă un singur cub cu 6 laturi. Acest cub reprezintă o particulă de nisip. Acum, imaginați-vă că împărțiți acest cub unic în 100 de cuburi mai mici, care reprezintă 100 de particule de argilă. Aceste 100 de cuburi au fiecare câte 6 laturi. În esență, prin spargerea cubului mai mare, ați expus mult mai multe suprafețe. Astfel, suprafața totală a cuburilor mai mici va fi mult mai mare decât suprafața cubului unic.
Pentru a explora mai mult acest concept, vizualizați o scurtă animație făcând clic pe următorul link către North Carolina State University:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf
Această creștere a suprafeței are o implicație importantă în gestionarea nutrienților, deoarece oferă mai multe locuri pentru ca particulele de sol să rețină și să furnizeze nutrienți (cum ar fi calciu, potasiu, magneziu, fosfat) și apă pentru asimilarea de către plante
Tipuri de particule foarte mici în sol
- Cele mai comune minerale argiloase din solul Maui se numesc argile silicatice stratificate, sau filosilicați. Există diferite tipuri de silicați stratificați, cum ar fi caolinitul, haloizitul, montmorillonitul și vermiculitul. Diferitele tipuri de silicați stratificați diferă foarte mult, după cum vom discuta mai târziu.
Pentru mai multe detalii despre diferitele minerale argilo-silicatice stratificate, faceți clic pe link-ul de mai jos și derulați în jos până la „Phyllosilicate Room:”
http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html
- Mineralele amorfe, cum ar fi alofanul, imogolitul și ferrihidrida, pot fi găsite în solurile vulcanice din Hawaii care s-au dezvoltat din cenușă vulcanică. Ca și argilele silicatice, aceste minerale au o suprafață foarte mare. Ca urmare, solurile cu minerale amorfe rețin cantități mari de apă și nutrienți depozitați, în funcție de gradul de alterare.
- Oxizii de aluminiu și de fier se găsesc de obicei în solurile foarte alterate de la tropice. Pe măsură ce mineralele argiloase sunt intens erodate, structura argilelor silicatice se modifică. În special, argilele silicatice pierd silice. Ceea ce rămâne în sol sunt oxizi de aluminiu și de fier. Gibbsitul este un exemplu de oxid de aluminiu, care are o nuanță cenușie, albicioasă. Goethitul este un exemplu de oxid de fier, care conferă solului o culoare roșiatică.
Proprietăți ale oxizilor
- Oxizii sunt destul de stabili și rezistenți la alterarea ulterioară.
- Oxizii pot acționa ca un lipici și pot ține laolaltă alte particule de sol.
- Oxizii pot lega substanțele nutritive, cum ar fi fosforul.
- Oxizii au o capacitate ridicată de schimb anionic (AEC).
- Humusul este porțiunea de materie organică care este în cea mai mare parte rezistentă la descompunere și care rămâne în sol. Humusul este compus din particule mici, cu o suprafață imensă. Aceste particule au o capacitate foarte mare de a reține și furniza substanțe nutritive, precum și de a reține apa.
Structura solului
Structura solului este dispunerea particulelor de sol în grupări. Aceste grupări se numesc pietricele sau agregate, care adesea formează forme distincte care se găsesc de obicei în anumite orizonturi de sol. De exemplu, particulele de sol granulare sunt caracteristice orizontului de suprafață.
Agregarea solului este un indicator important al prelucrabilității solului. Despre solurile care sunt bine agregate se spune că au „o bună tasare a solului”. Diferitele tipuri de structuri ale solului sunt prezentate în tabelul 4.
Tabelul 4. Tipuri de structuri ale solurilor în soluri
Sursa: http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm
Agregate de sol
În general, numai particulele foarte mici formează agregate, care includ argile silicatice, minerale de cenușă vulcanică, materie organică și oxizi. Există diverse mecanisme de agregare a solului.
Mecanisme de agregare a solului
- Microorganismele din sol excretă substanțe care acționează ca agenți de cimentare și leagă particulele de sol între ele.
- Fungii au filamente, numite hife, care se extind în sol și leagă particulele de sol între ele.
- Rădăcinile excretă, de asemenea, zaharuri în sol care ajută la legarea mineralelor.
- Oxizii acționează, de asemenea, ca lipici și unesc particulele între ele. Acest proces de agregare este foarte comun în multe soluri tropicale puternic erodate și este deosebit de răspândit în Hawaii.
- În cele din urmă, particulele de sol pot fi în mod natural atrase unele de altele prin forțe electrostatice, la fel ca atracția dintre păr și un balon.
Stabilitatea agregatelor
Agregarea stabilă a solului este o proprietate foarte valoroasă a solurilor productive. Cu toate acestea, stabilitatea agregării solului este foarte dependentă de tipul de minerale prezente în sol. Anumite minerale argiloase formează agregate foarte stabile, în timp ce alte minerale argiloase formează agregate slabe care se destramă foarte ușor.
- Argilele silicatice puternic alterate, oxizii și materialele vulcanice amorfe tind să formeze cele mai stabile agregate. Prezența materiei organice alături de aceste materiale îmbunătățește formarea agregatelor stabile. În gestionarea nutrienților, stabilitatea agregatelor este importantă, deoarece mineralele bine agregate sunt bine drenate și destul de ușor de prelucrat.
- În schimb, argilele silicatice mai puțin erodate, cum ar fi montmorillonitul, formează agregate slabe. Se spune despre unele argile silicatice că au un potențial de contracție-umflare. Acest lucru înseamnă că mineralele solului se extind, sau se umflă, atunci când sunt umede, ceea ce face ca solul să devină lipicios și să se dreneze slab. Când se usucă, aceste soluri se micșorează și formează fisuri. Structura reticulară a argilelor silicatice determină potențialul de contracție-umflare. Deși nu există soluri cu potențial de contracție-umflare în Maui, aceste soluri pot fi găsite pe Molokai.
Pentru o discuție simplă despre chimia argilelor din sol, faceți clic pe următorul link:
http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm