Гранулометрический состав почв

Категория: Разное

Почва — сложная полидисперсная система, состоящая из четырех фаз: твердой (минеральные и органические частицы), жидкой (почвенный раствор), газообразной (почвенный воздух) и живой (почвенные организмы).

Твердая фаза почв и почвообразующих пород состоит из частиц различного размера. Отдельные частицы (гранулы) называются механическими элементами. В почве преобладают минеральные частицы, образовавшиеся при выветривании горных пород. Кроме минеральной части в почве содержатся органические частицы, происхождение которых обусловлено биологическими процессами; наличие небольшого количества органо-минеральных фракций в почве связано с процессами взаимодействия минеральных и органических компонентов. Близкие по размеру и свойствам частицы объединяют в следующие фракции.

Фракции

Размер частиц, мм

Камни

Более 3

Гравий

3...1

Песок :  

крупный

1...0.5

средний

0,5.-0,25

мелкий

0,25...0,05

Пыль:

крупная

0,05...0,01

средняя

0,01...0,005

мелкая

0,005...0,001

Ил:

грубый

0,001...0,0005

тонкий

0,0005...0,0001

Коллоиды

Менее 0,0001

Частицы более 1 мм называют скелетом почвы, менее 1 мм — мелкоземом. В мелкозем входят: физический песок (частицы более 0,01 мм) и физическая глина (частицы менее 0,01 мм). В разных почвах содержание мелких и крупных фракций сильно варьирует.

Гранулометрическим составом почвы называют соотношение частиц различной крупности, выраженное в процентах.

Физические свойства почвенных фракций зависят от их размера (табл.).

Физические свойства почвенных фракций

Размер частиц почвенных фракций, мм

Максимальная молекулярная влагоемкость,

%

Высота капиллярного поднятия воды, см

Коэффициент фильтрации, см/с

Набухание (по отношению к первоначальному объему), %

Пластичность

предел текучести, % от влажности

предел раскатывания в шнур, % от влажности

3...2

0,2

0

0,5

—

Не пластична

2,0...1,5

0,7

1,5.-3,0

0,2

—

То же

1,5...1,0

0,8

4,5

0,12

—

«

1,0...0,5

0,9

8,7

0,072

—

«

0,5...0,25

1,0

20...27

0,056

—

«

0,25...0,10

1,1

50

0,030

5

«

0,10...0,05

2,2

91

0,005

6

«

0,05...0,01

3,1

200

0,0004

26

«

0,01-0,005

15,9

—

—

105

40

28

0,005...0,001

31,0

—

—

160

48

30

Менее 0,001

—

—

—

405

87

34

Камни — это обломки горных пород. Наличие камней в почвах затрудняет работу сельскохозяйственной техники, препятствует появлению всходов, росту и развитию растений. На каменистых почвах ускоряется износ плугов и других почвообрабатывающих орудий. При значительном содержании камней в почве проводят мелиоративные работы по их удалению.

По содержанию агрегатов размером более 3 мм (в % от массы почвы) выделяют почвы: некаменистые — 0,5 и менее, среднекаменистые — 5... 10 и сильнокаменистые — более 10.

Гравий представляет собой обломки первичных минералов. При высоком содержании гравия ухудшаются свойства почвы, снижается ее способность удерживать влагу, что неблагоприятно влияет на развитие сельскохозяйственных культур.

Песок — состоит из обломков кварца и полевых шпатов, обладает высокой водопроницаемостью и низкой влагоемкостью, не набухает, не пластичен. Песчаные фракции имеют низкое содержание элементов питания.

Пыль крупная характеризуется некоторыми свойствами песка: не пластична, имеет низкую влагоемкость, не набухает.

Пыль средняя — более дисперсная система по сравнению с крупной пылью, лучше удерживает влагу, имеет повышенную пластичность и связность.

Пыль мелкая — обладает рядом свойств, не присущих более крупным фракциям: содержит повышенное количество гумусовых веществ, способна образовывать структурные агрегаты, обладает поглотительной способностью. Однако при высоком содержании мелкой пыли в неагригированном дисперсном состоянии почва имеет следующие отрицательные свойства: низкую водопроницаемость, высокую набухаемость, липкость, плотное сложение.

Ил оказывает положительное влияние на все свойства почвы. Илистая фракция имеет высокую физико-химическую поглотительную способность, содержит много гумуса и элементов питания. Эта фракция благодаря своей способности коагулировать склеивает механические элементы в агрегаты, создавая ценную структуру почвы. Структурная почва даже при высоком содержании ила имеет благоприятные физические свойства. Однако илистая фракция, находясь в дисперсном распыленном состоянии, характеризуется отрицательными физическими свойствами.

Химический и минералогический составы также зависят от размера фракций. Песчаные и пылеватые фракции в основном состоят из первичных минералов и отличаются высоким содержанием оксида кремния и низким содержанием оксидов алюминия, железа, кальция, магния, калия, фосфора и др. В илистой фракции, наоборот, содержание оксида кремния снижается и значительно повышается содержание всех элементов питания (табл.).

В песчаных и пылеватых фракциях преобладают такие первичные минералы, как кварц и полевые шпаты (ортоклаз, микроклин, альбит), а также инертные соединения кремниевой кислоты.

Химический состав отдельных фракций светло-серой лесной почвы (по Н. А. Качиненому)

Размер частиц почвенных фракций, мм

Содержание, %

SiО2

Аl2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

P2O5

0,05...0,01

87,57

5,72

3,43

0,46

0,53

1,43

Следы

0,01.-0,005

82,01

7,83

4,85

0,41

1,18

1,45

»

0,005-0,001

68,89

17,94

6,35

0,93

2,28

1,46

0,26

Менее 0,001

53,76

26,36

11,38

0,96

4,13

2,15

0,34

Илистая фракция состоит в основном из вторичных минералов с высокой степенью дисперсности: монтмориллонита, нонтронита, галлуазита и др. Она характеризуется повышенным содержанием оксидов железа и алюминия, а также калия, фосфора, серы и других макро- и микроэлементов питания растений. Кроме того, в состав илистой фракции входят органические коллоиды (гумус), поэтому она является самой плодородной частью почвы с высокой поглотительной способностью.

Таким образом, от размера фракций зависят физические и химические свойства почвы.