Гранулометрический состав почвы
Минеральная часть почв и почвообразующих пород представляет собой совокупность твердых частиц определенных размеров и формы. Обломки пород, минералов, песчаные, илистые и другие частицы почвы, элементы которых не поддаются общепринятым методам пептизации, применяемым при подготовке к гранулометрическому анализу, называются механическими элементами.
Если в почве содержится много крупных частичек, то она песчаная, если мелких - глинистая.
Разделение механических элементов по размерам и группировку их во фракции называют классификацией (механических элементов).
Классификация почвенных агрегатов по их размеру приведена в таблице 3.
Механические элементы крупнее 1 мм называют почвенным скелетом, менее 1 мм - мелкоземом. Почвенные частицы размером более 0,01 мм принято считать физическим песком, а менее 0,01 мм - физической глиной.
Понятия «песок», «пыль», «ил» используют для обозначения различных механических фракций. По соотношению физического песка к физической глине определяется гранулометрический состав почвы. Фракции механических элементов в почвах и грунтах находятся в различных количественных соотношениях. Почвы называются песчаными, если содержание физического песка в них составляет более 90 %, а физической глины, соответственно - менее 10 %.
Относительное процентное содержание в почве фракций механических элементов называется гранулометрическим (или механическим) составом почвы.
Таблица 3. Классификация почв по скелетности (по Н.А.Качинскому)
| Фракции | Размер, мм | ||
| Скелет, (<1 мм) | Камни | >3 | |
| Гравий | 3-1 | ||
| Физический песок (1-0,01 мм) | Песок | ||
| - крупный | 1-0,5 | ||
| - средний | 0,5-0,25 | ||
| - мелкий | 0,25-0,05 | ||
| Пыль | |||
| - крупная | 0,05-0,01 | ||
| Физическая глина (<0,01 мм) | - средняя | 0,01-0,005 | |
| - мелкая | 0,005-0,001 | ||
| Ил | |||
| - глинистый (грубый) | 0,001-0,0005 | ||
| - коллоидный (тонкий) | 0,0005-0,0001 | ||
| - коллоиды | <0,0001 |
Классификация почв по гранулометрическому составу дана с учетом их генезиса. Чем выше способность почвы к агрегированию, тем в меньшей степени проявляются свойства, присущие глинистой фракции (высокая емкость поглощения, водоудерживающая способность, липкость, незначительная водопроницаемость и т.д.). Поэтому почвы степного типа почвообразования (черноземы, каштановые), красноземы и желтоземы переходят в категорию почв более тяжелого гранулометрического состава при большем содержании частиц, относящихся к физической глине, по сравнению с солонцами и почвами подзолистого типа почвообразования.
Почвы различного гранулометрического состава существенно различаются по своим свойствам, так как каждая фракция имеет свои характерные особенности.
Камни (> 3 мм) представлены обломками горных пород. Каменистость отрицательно сказывается на плодородии почвы (уменьшаются корнеобитаемые объемы почвы, ухудшаются ее водно-физические свойства), увеличивают затраты на обработку (износ орудий и механизмов, дополнительные мелиоративные затраты).
Гравий (1-3мм) состоит из обломков первичных минералов. Высокое содержание гравия в почве ухудшает водно-физические свойства (низкая влагоемкость, провальная водопроницаемость и т.д.).
Песок (0,05-1 мм) представлен первичными минералами. Это фракция непластична, не уплотняется под механическим воздействием, характеризуется высокой водопроницаемостью, не набухает. Песчаные почвы обладают малой емкостью поглощения, низким содержанием гумуса и питательных веществ, быстрой прогреваемостью.
Пыль (0,001-0,05 мм) состоит преимущественно из вторичных минералов. С повышением дисперсности пылеватые частицы увеличивают пластичность, набухаемость, водоудерживающую способность, емкость поглощения. Почвы, обогащенные крупной и средней фракциями пыли, легко заплывают, распыляются, уплотняются. Преобладание фракции мелкой пыли (0,001-0,005 мм) приводит к низкой водопроницаемости, повышенной липкости, трещиноватости, плотному сложению почв.
Ил (<0,001 мм) представлен высокодисперсными вторичными минералами. Эта фракция играет ведущую роль в формировании почвенного плодородия.
Почва является полидисперсным и пористым телом. Ее твердая часть состоит из частиц различного размера – механических элементов. Они могут находится в раздельно-частичном (бесструктурном) состоянии или в виде структурных отдельностей (агрегатов). При любом уплотнении механических элементов и агрегатов между ними всегда имеются поры. С наличием пор и их размером тесно связаны проникновение корней, воды и воздуха, воздухообмен, запас, расход и передвижение влаги, нагревание и охлаждение почвы, интенсивность и направленность микробиологических процессов, т.е. важнейшие показатели плодородия почвы – ее способности обеспечивать растения водой, воздухом, элементами питания и в определенной степени теплом.
Особенности почвы как полидисперсного и пористого тела определяют ее специфические физические свойства (приложение 6). К ним относят структуру, общие физические, физико-механические, водные, воздушные, тепловые свойства почвы.
Физико-химические, водно-физические, химические процессы, протекающие в почве, зависят от минералогического и химического состава илистой фракции. Чем больше в почве илистых частиц, тем богаче она по химическому и минералогическому составу, тем потенциально более плодородна.
Количество илистой фракции определяет степень выражения того или иного процесса. Крайняя степень проявления оподзоливания, засоления, оглеения присуща только почвам с большим количеством илистой фракции. В песчаных почвах очень сильное проявление какого-либо процесса не наблюдается.
С изменением гранулометрического состава почвы значительно изменяются ее минералогические и химические характеристики.
В полевых условиях гранулометрический состав определяют двумя способами: органолептически (проба на скатывание) и по скорости осветления воды в пробирке (или стакане), в которую помещают щепотку почвы. Пробу на скатывание проводят следующим образом: небольшое количество почвы берут на ладонь, несильно смачивают водой из флакона, разминают в однородное густое тесто, из которого скатывают шарик, а из последнего шнур (табл. 4). По результатам этого процесса, можно судить о гранулометрическом составе конкретной почвы или почвенного горизонта.
Таблица 4. Полевой метод определения гранулометрического состава почвы
| Гранулометрический состав | Ощущение при растирании | Морфология образца при испытании | Скорость осветления воды в пробирке за 1 мин. | Индекс |
| Песок | Песчаная масса | Не скатывается в шнур | Осветляется полностью | П |
| Супесь | Неоднородная масса, в основном песок и слабо ощущается суглинок | При скатывании почва распадается на отдельные мелкие кусочки, формируются зачатки шнура | Осветляется на 50-70 мм. | С |
| Легкий суглинок | Примерно одинаковое количество песка и глинистых частиц | При раскатывании образуется шнур, легко распадающийся на дольки | Осветляется на 20-50 мм. | ЛГ |
| Средний суглинок | Небольшая примесь песчаных частиц | При раскатывании формируется сплошной шнур, который при свертывании в кольцо распадается | Осветляется на 10-20 мм. | СС |
| Тяжелый суглинок | Очень тонкая однородная масса, труднорасти-раемая в порошок | При раскатывании легко образуется шнур, который свертывается в кольцо, но дает трещины | Осветляется на 1-3 мм. | ТС |
| Глина | Сформированный при раскатывании шнур легко свертывается в кольцо, не растрескивается | Осветляется до 1 мм. | Г |
Если же песчаных частичек обнаружено в пределах 80-90 %, то это супесчаная почва; если 40-80 % - суглинистая; если менее 40 % - глинистая.
Конечно, точные данные по гранулометрическому составу почв получаются только после лабораторного анализа. Но и при полевом изучении почвы можно определить ее гранулометрический состав.