3. Гранулометрический (механический) состав почвы

3.1 Значение гранулометрического состава почв, классификации, связь с другими свойствами почв.

Гранулометрический (механический) состав почвы – это относительное содержание в почве частиц разного размера. Это содержание обычно выражают в процентах по массе высушенной почвы. Гранулометрический состав почвы отражает почвообразовательный процесс, в результате которого формировалась почва и позволяет проследить изменения материнской породы под воздействием этого процесса. Механический состав влияет на водный режим почв и степень их промытости и выщелоченности, отражается на температурном режиме почв.

Свойства механических элементов зависят от их размеров. Близкие по размерам элементарные частицы объединяются во фракции. Группировка частиц по размерам фракции называется классификацией механических элементов (по Вильямсу – Качинскому) (табл. 2).

Таблица 2 - Классификация механических элементов почвы (по Вильямсу – Качинскому)

Размер частиц	Название механических элементов (фракций)	Группа фракций
>3	Камни		Скелет почвы
3…1	Гравий
1…0,5	Песок крупный	Физический песок	Мелкозем
0,5…0,25	Песок средний
0,25…0,10	Песок мелкий
0,10…0,05	Песок тонкий
0,05…0,01	Пыль крупная
0,01…0,005	Пыль средняя	Физическая глина
0,005…0,001	Пыль мелкая
0,001…0,0001	Ил
<0,0001	Коллоиды

В практике эти подразделения частиц упрощают, объединяя несколько фракций в одну группу. Термины «физическая глина» и «физический песок» указывают на размеры групп фракций.

В основе классификации почв и пород по гранулометрическому составу лежит соотношение частиц физической глины и физического песка. По преобладанию частиц той или иной крупности почвы относят к песчаным, суглинистым, глинистым разновидностям и т.д. В почвоведении принята классификация почв по механическому составу, разработанная Н. А. Качинским, по которой все почвы подразделяются на категории в зависимости от содержания в них физической глины, т. е. частиц размером менее 0,01 мм (табл.3.)

Таблица 3 - Классификация механического состава почвы подзолистого типа

образования по Н. А. Качинскому

Содержание физической глины ( частиц размером менее 0,01 мм), %				Краткое название почвы по гранулометрическому составу
Подзолистый тип почвообразования	Степной тип почвообразования	Солонцы и солонцеватые почвы
			Песок:
0-5	0-5	0-5	Рыхлый
5-10	5-10	5-10	Связный
10-20	10-20	10-15	Супесь
			Суглинок:
20-30	20-30	15-20	Легкий
30-40	30-45	20-30	Средний
40-50	45-60	30-40	Тяжелый
			Глина:
50-65	60-75	40-50	Легкая
65-80	75-85	50-65	Средняя
> 80	> 85	> 65	Тяжелая

Каждая фракция почвы имеет свои специфические свойства. Камни и гравий представлены обломками горных пород и минералов. Большое содержание этих фракций придает почвам неблагоприятные свойства — провальную водопроницаемость и отсутствие водоподъемной способности. Камни и гравий вызывают сильный износ почвообрабатывающих орудий.

Песчаные фракции (1.. .0,05 мм) состоят из обломков первичных минералов с преобладанием кварца. Пески имеют высокую водопроницаемость, не набухают, непластичны. Фракции мелкого и среднего песка в отличие от гравия обладают некоторой влагоемкостью и водоподъемной (капиллярной) способностью.

Пыль крупная (0,05...0,01 мм) по минералогическому составу и некоторым физическим свойствам мало отличается от песка: не пластична, слабо набухает, обладает невысокой влагоемкостью.

Пыль средняя (0,01...0,005 мм) имеет повышенное содержание слюд, придающих фракции повышенную пластичность, связность и водоудерживающую способность.

Почвы с высоким содержанием фракций крупной и средней пыли легко распыляются, склонны к заплыванию и уплотнению, отличаются низкой водопроницаемостью.

Пыль мелкая (0,005...0,001 мм) в отличие от более крупных фракций способна к коагуляции и структурообразованию, содержит гумусовые вещества, обладает поглотительной способностью. Почвы с большим содержанием мелкой пыли имеют такие неблагоприятные свойства, как низкая водопроницаемость, липкость, высокая набухаемость.

Илистая фракция (0,001 мм) имеет большое значение в плодородии почв, обладает высокой поглотительной способностью, содержит много гумуса и элементов питания.

Из механических свойств наиболее важны пластичность, липкость, усадка, набухание, связность, твердость и сопротивление при обработке.

Пластичность и липкость почвы обусловлены наличием в ней глинистых частиц и воды.

Пластичность — это способность почвы изменять свою форму под влиянием силы и сохранять ее после устранения этой силы. Это свойство обуславливается наличием частиц ила. Вместе с тем пластичность зависит от содержания влаги в почве. Пластичность зависит также от состава поглощенных катионов и содержания гумуса. С увеличением содержания гумуса пластичность почвы уменьшается.

Липкость почв и грунтов также обусловливается наличием в них илистых частиц и воды. Сухая почва липкостью не обладает. Липкость появляется при некоторой наименьшей влажности. С увеличением влажности она сначала увеличивается, затем начинает уменьшаться. Липкость измеряется силой, выраженной в граммах и необходимой для того, чтобы оторвать от поверхности почвы металлическую пластину, площадь которой равна 1 см².

Набухание — это увеличение объема почвы при увлажнении. Наибольшую набухаемость имеют глинистые почвы с высоким содержанием коллоидов, на поверхности которых происходит сорбция влаги. Песчаные почвы с очень низким содержанием коллоидов совсем не набухают. При значительной набухаемости разрушается почвенная структура.

Усадка — называется способность почв и рыхлых пород уменьшать объем при высыхании. Величина усадки зависит от механического и минералогического состава почвы. Чем тяжелее механический состав, тем, при прочих одинаковых условиях, больше усадка. В одной и той же почве величина усадки зависит от первоначального содержания в ней влаги. Усадка выражается в линейных и объемных величинах.

Связность почвы — это способность оказывать сопротивление внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. При оструктуривании глинистых и суглинистых почв резко снижается их связность.

Твердость — способность почвы сопротивляться сжатию. Твердость и связность зависят от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава обменных катионов, структурности и степени увлажнения. Почвы с высоким содержанием гумуса, насыщенные кальцием и имеющие хорошую комковато-зернистую структуру, не обладают высокой твердостью и связностью. На их обработку требуется меньше энергозатрат.

Удельное сопротивление — это усилие, которое затрачивается на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность плуга. Оно характеризуется сопротивлением почвы в килограммах, приходящимся на 1 см² поперечного сечения пласта почвы, поднимаемого плугом. Удельное сопротивление зависит от физико-механических свойств почвы и колеблется в пределах 0,2...1,2 кг/см².

Суглинистые, глинистые и более богатые гумусом почвы обладают большей буферностью, чем легкие и малогумусные. Внесение органических удобрений значительно повышает буферность почв.

3.2 Анализ гранулометрического состава исследуемой почвы

Гранулометрический состав – это относительное (в процентах) содержание в почвообразующей породе и почве частиц различных размеров.

Подзолистые почвы характеризуются разрушением первичных и вторичных

минералов в верхней части почвенного профиля и выносом продуктов разрушения в нижележащие горизонты. Отсюда следует, что профиль подзолистых почв разделен на генетические горизонты и это особенно четко показывает распределение по профилю илистых частиц. Верхняя часть профиля (элювиальный горизонт) обеднена илистой и коллоидной фракциями (17,5% содержание глины) при относительном возрастании здесь песчаных и особенно пылеватых частиц, резко достигая максимума (в горизонте С содержание глины 59%). Песчаные почвы поддаются обработке, поэтому издавна их называют легкими, обладают хорошей водопроницаемостью и благоприятным воздушным режимом, быстро прогреваются. Однако они имеют ряд отрицательных свойств, прежде всего низкую влагоемкость. Поэтому на песчаных почвах растения страдают от недостатка влаги. Легкие почвы бедны гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной поглотительной способностью, наиболее подвержены ветровой эрозии.

Таблица 4 – Анализ гранулометрического состава почвы

Горизонт			Гранулометрический состав
Индекс	Название	Полевой метод		метод отмучивания
				содержание физической глины, %	название почвы
А0	-	-		-	-
А0А1	-	-		-	-
А2	супесь	пылевато-супесчаное		17,5	супесь
Вfe	суглинок легкий	суглинок средний		31,0	суглинок средник
B	супесь	Супесь		17,0	супесь
C	легкая глина	средний суглинок		59,0	лёгкая глина

Горизонты А₂, В_fe и В являются горизонтами вымывания. В них большое содержание физического песка и маленькое количество глины. Коллоидные частицы вымываются из этих горизонтов в нижний горизонт С, поэтому в нем самое большое содержание физической глины – 59%.