Твердую фазу почвы представляет комплекс первичных и вторичных минералов и органические вещества.
Первичные минералы находятся в виде частиц больше 0,001 мм, вторичные — менее 0,001 мм. Масса первичных минералов в большинстве почв превышает массу вторичных минералов.
По происхождению различают минеральные, органические и органо-минеральные частицы, представляющие обломки горных пород, первичные и вторичные минералы, гумусовые вещества, продукты взаимодействия органических и минеральных веществ. Эти частицы в почвоведении называют механическими элементами.
Механические элементы могут находиться в почве в свободном состоянии (например, в песке) и соединенные в структурные агрегаты различных форм, размеров и прочности. Разделение механических элементов по размерам называют механическим анализом. Процентное содержание фракций более 1 мм определяют просеиванием через почвенные сита, а менее 1 мм — по скорости
иХ осаждения в воде. От размеров частиц зависит суммарная их поверхность, меняются и свойства. Близкие по размеру и свойствам частицы объединяются во фракции (табл. 7). Группировка частиц по размерам во фракции называется классификацией механических элементов.
| Таблица 7. Группировка частиц по размерам во фракции (по Н. А. Каминскому) | |||
|---|---|---|---|
| 1 Фракция | Размер фракции, мм | Фракция | Размер фракции, мм |
| i-""Камни | >3 | Ил: | |
| Гравий | 3—1 | грубый | 0,001—0,0005 |
| Песок: | тонкий | 0,0005—0,0001 | |
| крупный | 1—0,5 | Коллоиды | <0,0001 |
| средний | 0,5—0,25 | Физическая глина | <0,01 |
| мелкий | 0,25—0,05 | Физический песок | >0,01 |
| Пыль: | |||
| крупная | 0,05—0,01 | ||
| средняя | 0,01—0,005 | ||
| мелкая | 0,005—0,001 |
Камни (>3 мм) представляют собой обломки горных пород. Каменистые почвы увеличивают износ рабочих поверхностей орудий обработки почвы, неблагоприятны для сельскохозяйственного использования.
По типу каменистости почвы бывают валунные, галечнико-вые, щебенчатые. На сильнокаменистых почвах (>10 % камней) необходимо проводить удаление камней.
Гравий (3—1 мм) представляет собой обломки первичных минералов, придает почвам провальную водопроницаемость, низкую влагоемкость, неудовлетворительную для роста растений.
Песчаная фракция (1—0,05 мм) состоит преимущественно из °бломков кварца и полевых шпатов, обладает небольшой капиллярностью и влагоемкостью. Мелкозернистые пески пригодны Лля выращивания сельскохозяйственных культур.
Пыль крупная (0,05—0,01 мм) по составу и свойствам сходна с песчаной фракцией. Пыль средняя (0,01—0,005 мм) содержит; больше слюд (>20 %), пластична, обладает повышенной связно-; стью, удерживает воду. К отрицательным свойствам средней пыли относятся малая водопроницаемость, неспособность к коагуляции. Почвы с повышенным содержанием крупной и средней пыли легко распыляются.
Пыль мелкая (0,005—0,001 мм) состоит из частиц первичных и вторичных минералов, содержит >60 % слюд, способна к коагуляции и формированию структурных агрегатов, обладает хорошей поглотительной способностью, содержит большое количество гумусовых веществ. Частицы пыли мелкой в свободном, несклеенном в структурные агрегаты состоянии создают низкую водопроницаемость, сильно набухают при увлажнении, имеют повышенную липкость, плотное сложение при высыхании.
Ил (<0,001 мм) состоит в основном из частиц вторичных минералов. Илистая фракция имеет высокую поглотительную способность, содержит много гумуса и элементов питания растений. Ил и коллоиды имеют большое значение в структурообразовании, обладают способностью коагулировать и склеивать механические элементы в агрегаты. Структурные почвы даже при высоком содержании ила обладают благоприятными физическими свойствами.
Илистая фракция в дисперсном, несклеенном в структурные агрегаты состоянии придает почвам неблагоприятные физические свойства.
Свойства фракций механических элементов зависят от их размеров. Особенно резко свойства изменяются при уменьшении размера механических частиц на рубеже 0,01 мм. Это послужило поводом для разделения всех фракций на две группы: физический песок (>0,01 мм) и физическую глину (<0,01 мм).
В зависимости от содержания тех или иных фракций механических элементов изменяются и свойства почвы. В основу классификации почв по гранулометрическому составу взято процентное соотношение массы физического песка и физической глины.
Относительное, выраженное в процентах соотношение содержания в почвах физического песка и физической глины называют механическим или гранулометрическим составом.
Все многообразие почв по гранулометрическому составу объединяют в группы с характерными для них физическими, физико-химическими и химическими свойствами. В настоящее время пользуются классификацией почв по гранулометрическому составу, разработанной Н. А. Качинским (табл. 8).
| Таблица 8.Классификация почв по гранулометрическому составу | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Г' ’ | Содержание физической глины (<0,01 мм), % | Содержание физического песка (>0,01 мм), % | ||||
| 1 Название разновидности почв по гранупо-I метрическому составу!!!1; | Почвы | |||||
| Подзолистого типа почвообразования | Степного типа почвообразования, красноземы и желтоземы | Солонцы и сильно солонцеватые | Подзолистого типа почвообразования | Степного типа почвообразования, красноземы и желтоземы | Солонцы и сильно солонцеватые | |
| || Песчаная: | ||||||
| I|1 рыхло-песчаная | 0—5 | 0—5 | 0—5 | 100—95 | 100—95 | 100—95 |
| |Г,| связно-песчаная | 5—10 | 5—10 | 5—10 | 95—90 | 95—90 | 95—90 |
| Супесчаная | 10—20 | 10—20 | 10—15 | 90—80 | 90—80 | 90—85 |
| ! Суглинистая: | ||||||
| 1легкосуглинистая | 20—30 | 20—30 | 15—20 | 80—70 | 80-70 | 85—80 |
| I среднесуглинистая | 30—40 | 30—45 | 20—30 | 70—60 | 70—55 | 80—70 |
| | тяжелосуглинистая | 40-50 | 45—60 | 30—40 | 60—50 | 55—40 | 70-60 |
| Глинистая: | ||||||
| легкоглинистая | 50-65 | 60—75 | 40—50 | 50-35 | 40—25 | 60—50 |
| среднеглинистая | 65—80 | 75—85 | 50—65 | 30-20 | 25—15 | 50—35 |
| 1 тяжелоглинистая | >80 | >85 | >65 | <20 | <15 | >35 |
Данная классификация учитывает генезис почв, способность Их глинистой фракции к образованию структурных агрегатов, ко-г°рая зависит от содержания гумуса в почвах, состава обменных
катионов в почвенном поглощающем комплексе и минералогического состава механических элементов. Чем выше способность глинистой фракции к формированию агрегатов, тем меньше проявляются отрицательные свойства в почве при равном содержании физической глины. Например, черноземы приобретают тяжелоглинистые свойства с содержанием физической глины >85 %, тогда как солонцы даже при >65 %. В почвенном поглощающем комплексе солонцового горизонта преобладают катионы натрия, которые из-за сильной гидратированности обусловливают диспергирование илистой фракции и придают солонцам неблагоприятные физические свойства.
Влияние гранулометрического или механического состава начинается с почвообразующей породы. От состава почвообразующей породы зависят процессы превращения, перемещения и аккумуляции органических и минеральных соединений в почве. Даже в одних и тех же природных условиях формируются почвы с неодинаковыми свойствами на породах разного гранулометрического состава.
Гранулометрический состав оказывает большое влияние на водно-физические, физико-механические, воздушные и тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность почвы, накопление в ней гумуса, зольных элементов и азота.
В зависимости от гранулометрического состава почв в земледелии применяются различные способы и сроки их обработки, нормы внесения удобрений, гербицидов, дифференцируется размещение сельскохозяйственных культур.
Почвы песчаные и супесчаные обладают хорошей водопроницаемостью, благоприятным воздушным режимом, быстрее прогреваются, но они имеют низкую влагоемкость, бедны гумусом и элементами питания растений, имеют малую поглотительную способность, более подвержены ветровой эрозии.
Тяжелоглинистые почвы имеют большую влагоемкость, богаты гумусом и элементами питания для растений, но они имеют слабую водопроницаемость, образуют корку при высыхании,
отличаются большой плотностью, липкостью, неблагоприятнымИ воздушным и тепловым режимами.
Влияние гранулометрического состава на рост растений зависит от конкретных условий: типа почвы, климата, требований сельскохозяйственных культур к почвенным условиям. В степной зоне на черноземах с благоприятной структурой более ценны глинистые почвы, накапливающие больший запас влаги. В условиях избыточного увлажнения предпочтительны суглинистые и супесчаные почвы.
Сельскохозяйственные культуры по-разному реагируют на гранулометрический состав почв. Так, например, картофель, корнеплоды, томат нуждаются в рыхлых, супесчаных и суглинистых почвах