В почвоведении , сельском хозяйстве и садоводстве хардпан или почвенный поддон — это плотный слой почвы , обычно находящийся под самым верхним слоем почвы . [1] Существуют различные типы хардпана, все из которых имеют общую характеристику — это отдельный слой почвы, который в значительной степени непроницаем для воды . Некоторые хардпаны образованы отложениями в почве, которые сплавляют и связывают частицы почвы. Эти отложения могут варьироваться от растворенного кремнезема до матриц, образованных из оксидов железа и карбоната кальция . Другие являются искусственными, например хардпан, образованный уплотнением от многократной вспашки , особенно отвальными плугами , или интенсивным движением или загрязнением.
Структура почвы сильно влияет на ее тенденцию к образованию твердого слоя. Одним из таких распространенных условий почвы, связанных с твердым слоем, является pH почвы . Кислые почвы чаще всего страдают из-за склонности определенных минеральных солей, в частности железа и кальция, образовывать твердые комплексы с частицами почвы в кислых условиях.
Другим важным фактором является размер частиц почвы. Глинистые частицы являются одними из самых маленьких частиц, обычно встречающихся в почвах. Из-за своей структуры пространство между отдельными глинистыми частицами невелико и уже ограничивает прохождение воды, уменьшая инфильтрацию [2] и, следовательно, дренаж. Почвы с высоким содержанием глины также легко уплотняются и подвергаются воздействию антропогенных разрядов. Глинистые частицы имеют сильный отрицательный электростатический заряд и легко связываются с положительно заряженными ионами, растворенными в почвенно-водной матрице. Обычные соли, такие как ионы натрия , содержащиеся в сточных водах, могут выполнять эту роль и приводить к локализованному затвердению в некоторых типах почв. Это распространенная причина отказа септической системы из-за нарушения надлежащего дренажа в поле.
Твердый слой почвы может стать проблемой в сельском хозяйстве и садоводстве, затрудняя отток воды и ограничивая рост корней растений . В таких ситуациях твердый слой почвы можно разрушить либо механическими средствами, такими как копание или вспашка, [3] , либо с помощью почвенных добавок. Вилы — это ручной инструмент , специально разработанный для этой задачи; также можно использовать вилы для копания или лопату . Чизельный плуг выполняет аналогичную работу с помощью трактора .
Использование почвенных добавок также может быть использовано для изменения структуры почвы и содействия растворению твердого слоя. Было замечено, что увеличение количества органического вещества почвы посредством внесения навоза , компоста или торфа может как улучшить местный дренаж, так и способствовать размножению дождевых червей , которые со временем могут разрушить относительно тонкие слои твердого слоя.
Более сложные хардпаны могут быть дополнительно улучшены посредством как регулирования pH почвы с помощью извести , если почва кислая, так и путем добавления гипса . Эта комбинация может помочь ослабить частицы глины, связанные в хардпане под действием жестких солей, таких как железо , карбонат кальция и натрий , путем повышения их подвижности через более высокий pH, одновременно являясь подходящим источником обмена минералами (гипс). Это работает, потому что гипсовые соли, хотя и не «мягкие», все еще водопроницаемы и имеют более крупную, более открытую структуру, результаты которой не способствуют такой же твердой матрице, как была заменена. Однако, в отличие от использования механических средств, разрушение хардпана с помощью использования поправок может потребовать действий в течение многих лет, и даже в этом случае нет никакой гарантии успеха. Результаты в первую очередь определяются тем, насколько обширен и / или неподатлив хардпан.