Почвоведение Лес, СПС

Понятие механических элементов, их классификация

Почва – это четырехфазная система, которая состоит из твердой фазы (минеральные и органические частицы), жидкой (почвенный раствор), газообразной (почвенный воздух) и живой (почвенные организмы). Самая большая фаза - это твердая, как по массе (60-90 % от веса), так и по объёму (50-80 %), кроме торфяных почв.

Твёрдая фаза состоит из частиц различной величины, которые называются механическими элементами. Они представляют собой:

1.     обломки (частицы) первичных и вторичных минералов;

2.     органическое вещество (гумус);

3.     органоминеральные соединения.

Механические элементы могут находиться в почве в раз­дельно-частичном состоянии (например, в песке); либо склеиваться между собой, образуя агрегаты различной формы и величины.

Классификация механических элементов и их свойства

Классификация механических элементов – это группировка элементарных частиц по размерам во фракции.

Свойства механических элементов твердой фазы почв и почво­образующих пород, химический и минералогический составы меняются от их размера довольно отчетливо, а иногда и резко, что послужило основанием для разделения их на группы, или фракции. Наибольшее признание получила классификация механических элементов Н.А. Качинского.

Первоначально все фракции подразделяются на 2 большие группы: скелетную часть - частицы твердой фазы почвы крупнее 1 мм (камни и гравий)  и мелкозём – частицы менее 1 мм.

Классификация механических элементов по Н.А. Качинскому:

Камни (>3 мм)  — состоят из обломков горных пород и первичных минералов. Водопро­ницаемость провальная, влагоёмкость и водоподъёмная способность отсутствует, элементы питания находятся в труднодо­ступной форме. Наличие камней в почвах затрудняет использование сельскохозяйственных машин и орудий, мешает появлению всходов и росту растений.

Гравий (3—1 мм) — в эту фракцию входят только обломки первичных минералов. Водопро­ницаемость её провальная (свыше 1000 мм/ч при t-10 Сº и напоре струи воды 5 см), водоподъемная способность отсутствует, влагоемкость очень низкая (< 3 %). Элементы питания растений находятся в труднодоступной форме.

В целом, у фракций скелета почвы плодородие отсутствует, они являются балластом. 

Песок (1—0,05 мм)  — подразделяется на три подфракции (крупный, средний и мелкий), состоит, в основном, из обломков первичных минералов, среди которых преобладают кварц и полевые шпаты- 90-100 % (в т. ч. на кварц приходится 60-90 %), на остальные минералы приходится только 0-10 %. Водопроницаемость этой фракции высо­кая (1000-500 мм/ч), низкая водоподъемная способность (до 50 см) и влагоемкость (3—10 %). Элементы питания растений находятся в труднодоступной форме. Положительными сторонами песка является высокая воздухопроницаемость (аэрация), большая воздухоёмкость и хорошие физические свойства (он не уплотняется, не заплывает, не образует почвенную корку).  В целом, плодородие этой фракции низкое, но песок уже пригоден для выращивания большинства с.-х. и лесных культур.

Пыль крупная (0,05—0,01 мм) — близка по минералогическому составу к фракциям песка, отличается появлением слюд – 5-10 %, роговой обманки и других первичных минералов - 5-10 %. Водные свойства этой фракции несколько лучше, чем у песка (водоподъёмная способность 50-100 см, влагоёмкость – 10 -15 %), она не участвует в структурообразовании. В целом, её плодородие низкое.

Пыль средняя (0,01-0,005) и мелкая (0,005—0,001 мм)  — в этих фракциях, по сравнению с крупной пылью, уменьшается количество кварца и полевых шпатов и резко увеличивается количество слюд (в мелкой пыли оно может достигать 50-70 %), роговой обманки; характерно наличие небольшого количества вторичных ми­нералов и гумусовых веществ. Элементы питания растений находятся в более доступной, чем у песка,  форме. Частицы средней пыли практи­чески не участвуют в структурообразовании, а частицы мелкой пыли способны к коагуляции и структурообразованию, однако образующие агрегаты не обладают водопрочностью и поэтому легко распыляются, склонны к заплыванию, уплотнению. Влаго­емкость средняя (15-25 %), водоподъемная способность высокая (до 3-6 метров), водопроницае­мость низкая. Обладают высокой способностью к набуханию и усадке, липкости. Почвы, обогащенные пылью, после дождя и последующего высыхания заплывают с образованием поверхностной тонкопористой корки, резко усиливающей водную эрозию и отрицательно влияющей на водно-воздушные свойства пахотного горизонта, что может привести к гибели всходов растений. Для разрушения почвенной корки требуются дополнительные механические обработки (боронование). В целом, плодородие средней и мелкой пыли среднее. 

Ил (< 0,001 мм) — состоит в основном из высокодисперсных вторичных минералов (в первую очередь глинистых) и гумусовых веществ. Первичных минералов мало, среди них кварц, ортоклаз, мусковит. Элементы питания растений находятся в более доступной, чем у пыли,  форме. Ил обладает высокой поглотительной способнос­тью, способностью к коагуляции и склеиванию механических эле­ментов в агрегаты. Коллоидная фракция ила играет главную роль в физико-химических почвенных процессах; является средото­чием элементов питания для растений; богата оксидами железа и алю­миния; влагоемкость очень высокая (более 25 %). Водопроницаемость, водо­подъемная способность, физические и воздушные свойства определяются количеством во фракции гумуса, если его много, то все эти вышеперечисленные свойства хорошие, если  мало – то неудовлетворительные. В целом, плодородие илистой фракции высокое.

Таким образом, каждая фракция механических элементов имеет свои положительные и отрицательные свойства. В состав почв входят все вышеперечисленные фракции, но их соотношение, в каждой конкретной почве, сильно различается друг от друга, что,  в свою очередь, оказывает влияние на их свойства и определяет уровень плодородия. Для характеристики почв по содержанию механических элементов используют классификацию почв и пород по гранулометрическому составу.

Что такое скелет почвы?