Минеральный и механический состав почв
В результате процессов выветривания горных пород накапливаются обломки различных размеров, механически перемешанные под действием силы тяжести, ветра и воды. Эти обломки и образуют материнские рыхлые породы.
Свойства рыхлых пород в значительной степени зависят от размера и соотношения составляющих их частиц. Соотношение в почве частиц разного размера, выраженное в процентах, называется ее механическим составом, а отдельные частицы более или менее одинакового размера — механическими элементами.
Механический состав почвы существенно влияет на ее водные, воздушные, механические и химические свойства. Камни, галька и хрящ обладают «провальной» водопроницаемостью и образуются из крупных обломков первичных минералов и горных пород. Песок состоит преимущественно из первичных минералов, быстро пропускает воду, плохо ее удерживает, поэтому песчаные отложения обычно хорошо аэрированы. По мере уменьшения размеров песчаных частиц уменьшается скорость впитывания воды и увеличивается влагоемкость.
Пыль содержит некоторое количество вторичных минералов, которые под воздействием воды могут разбухать, вследствие чего появляются новые свойства почв — пластичность и липкость. Ил содержит вторичные глинистые минералы, очень сильно разбухающие в воде и почти не пропускающие воду и воздух. Илистые частицы обладают коллоидными свойствами, имеют заряд, способны к обменным реакциям, свертываются под влиянием солей. Именно они в основном удерживают в поглощенном состоянии элементы питания.
При уменьшении размера частичек ускоряется процесс, выветривания, а следовательно, образование вторичных минералов — группы алюмосиликатов (каолин, монтмориллонит), гидроокисей железа и алюминия, углекислых солей Са, Mg, К.
Механические элементы в зависимости от размера имеют различные физические свойства и химический состав. Поэтому очень важно знать количество механических элементов того или иного размера в горной породе или почве. Чаще всего для этого используется несколько методов механического анализа с целью выделения всех механических фракций.
Для характеристики механического состава почв используют двух- или трехчленные классификации почв по механическому составу. В настоящее время для классификации почв и грунтов используют трехчленную классификацию Н. А. Качинского. Однако самое большое распространение имеет двучленная классификация почв, разработанная сначала Н. М. Сибирцевым, а затем Н. А. Качинским. В двучленной классификации выделяют две группы частиц: физический песок — более 0,01 мм и физическую глину менее 0,01 мм; в трехчленной — три: песок — 1,0—0,05 мм, пыль — 0,05—0,001 мм и ил — менее 0,001 мм.
По механическому составу верхних почвенных горизонтов и почвообразующих пород почвы делятся на песчаные (рыхлые и связные), супесчаные, суглинистые (легкие, средние и тяжелые) и глинистые (легкие, средние и тяжелые).
Почвы разного механического состава в зависимости от содержания физической глины имеют неодинаковую пластичность, т. е. способность скатываться в шнур, шар и т. д. Используя это качество, разработали простые способы определения механического состава почв в поле.
Для того чтобы определить механический состав почв полевым методом, образец (комочек) увлажняют до тестообразного состояния, а затем раскатывают ладонями.
При названии почвы необходимо обязательно указывать ее механический состав, например чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый, дерново-подзолистая супесчаная и т. д. Разные типы почв могут иметь одинаковый механический состав.
Механический состав почв в значительной мере влияет на их агрономические свойства. В практике песчаные и супесчаные почвы называют легкими, так как они легко поддаются обработке, а суглинистые и глинистые — тяжелыми, потому что обработка их связана с большими энергетическими затратами. Легкие почвы рыхлые, хорошо пропускают влагу и воздух, весной быстро прогреваются. Но в то же время они плохо удерживают воду, содержат мало органических веществ и элементов питания для растений. Тяжелые почвы плотны, плохо пропускают влагу и воздух, весной прогреваются медленно, поэтому обработку их начинают позже. Содержание гумуса и элементов питания в них выше, чем в песчаных и супесчаных почвах. Однако в общем глинистые и суглинистые почвы плодороднее песчаных и супесчаных.
Механический состав почв необходимо учитывать при хозяйственном использовании их. Большинство растений хорошо растет на почвах среднего механического состава. Кукурузу, картофель, арбузы, томаты лучше возделывать на легкосуглинистых и супесчаных почвах, а пшеницу, овес, свеклу и капусту — на средне- и тяжелосуглинистых.