17.Глинистые минералы. Пути образования заряда. Изоморфные замещения.

?????

18.Механический состав почвы. Его влияние на плодородие.

В результате процессов выветривания плотная горная порода превращается в рыхлую, состоящую из частиц различной величины, которые называются механическими элементами. Частицы, близкие по размерам,

объединяют во фракции. По определению Н. А. Качинского (1965), «под механическим элементом почвы следует понимать обособленные куски, кусочки (осколки) пород и минералов, а также аморфных соединений в почве, все элементы которых (последних) находятся в химической взаимосвязи». Различают три типа механических элементов — минеральные, органические и органо-минеральные. Основная масса пород и почв состоит из минеральных механических элементов. Относительное содержание в почве и в породе механических элементов (фракций) называется механическим составом. Это содержание выражается в весовых процентах на сухую почву. Группировка частиц по размерам называется классификацией механических элементов. Предложено несколько таких классификаций. В нашей стране наиболее широко применяется классификация проф. Н. А. Качинского, являющаяся усовершенствованной классификацией В. Р. Вильямса и А. Н. Сабинина.

Сумму всех механических элементов размером <0,01 мм называют физической глиной, а сумму частиц >0,01 мм — физическим песком. Кроме того, выделяют мелкозем — сумма частиц <1 мм и почвенный скелет — сумма частиц > 1 мм. Отдельные группы механических элементов по-разному влияют на свойства почвы. Это объясняется различным минералогическим и химическим составом механических элементов и различными их физическими и физико-химическими свойствами. Камни и гравий представлены преимущественно обломками горных пород и реже отдельными минералами. В группе песка и пыли преобладают первичные минералы—

кварц, полевые шпаты, слюды и некоторые другие. Ил наряду с первичными минералами содержит значительное количество вторичных минералов и гумус. Количество отдельных минералов и их соотношение в разных фракциях могут широко колебаться в зависимости от характера образования материнских пород и почв. Разные группы механических фракций существенно отличаются также по физическим и водно-физическим свойствам. Советские грунтоведы В. В. Охотин и В. Г. Ткачук изучили зависимость между размерами фракций и рядом водно-физических свойств почвообразующих пород.

Такие свойства, как максимально-молекулярная влагоемкость, водопроницаемость, высота капиллярного поднятия, и ряд физико-механических свойств существенно изменяются в зависимости от размера механических элементов. Химический состав отдельных групп механических элементов почв

и пород также неодинаков с уменьшением размера механических элементов уменьшается содержание кремнезема и увеличивается содержание полуторных окислов (железа, алюминия), а также кальция, магния и др. Главная роль в физико-химических процессах, протекающих в почвах, принадлежит илистой фракции, особенно ее коллоидной части. Пылеватые и песчаные фракции поверхностно пассивны. Илистая фракция имеет большое значение в создании почвенного плодородия: в ней сосредоточено максимальное содержание гумуса и элементов зольного и азотного питания растений. Коллоидная часть этой фракции служит главным цементом почвенной структуры. Все многообразие почв и пород по механическому составу можно

объединить в несколько групп с характерными для них физическими и химическими свойствами. Различные группы механических элементов имеют неодинаковые свойства. Поэтому и почвы, и породы также будут

обладать неодинаковыми свойствами в зависимости от разного содержания в них тех или иных групп механических элементов. Отсюда и условия жизни растений, и мероприятия, обеспечивающие высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, будут различны на почвах неодинакового механического состава. Одну из первых научных классификаций почв по механическому составу дал Н. М. Сибирцев. Она основана на отношении физической глины к физическому песку. Классификации, в которых учитываются две группы механических элементов, называют двучленными. В настоящее время в почвоведении пользуются белее совершенной классификацией механического состава почв и пород, предложенной Н. А. Качинским.

Шкала Качинского
Граничные значения, мм	Название фракции
до 0,001	Ил
0,001—0,005	Мелкая пыль
0,005—0,01	Средняя пыль
0,01—0,05	Крупная пыль
0,05—0,25	Тонкий песок
0,25—0,5	Средний песок
0,5—1	Крупный песок

По этой классификации основное разделение проведено по содержанию физической глины и физического песка и дополнительное с учетом преобладающих механических фракций: гравелистой (3—1 мм), песчаной

(1—0,05), крупнопылеватой (0,05—0,01), пылеватой (0,01—0,001) и илистой (<0,001 мм). Все многообразие пород и почв по механическому составу объединено в девять групп с характерными для каждой группы физическими, физико-химическими и химическими свойствами. Пользуясь этой классификацией, можно давать краткое и подробное определение почвы по механическому составу. Краткое определение проводится по шкале (табл. 4) с учетом содержания физической глины и физического песка. При подробном определении учитываются, кроме того, преобладающие фракции. Например, если чернозем типичный содержит физической глины 80%, ила 45%, пыли (средней и мелкой) 35%, пыли крупной 10%, песка 10%, то по содержанию физической глины этот чернозем относится к средней глине; первой преобладающей

фракцией в нем будет ил, второй — пыль (средняя и мелкая), третьей — пыль крупная и песок. С учетом указанных фракций этот чернозем будет называться по механическому составу так: среднеглинистый, пылевато-иловатый. Как видно из примера, при подробном определении механического состава в терминологии оттеняются две фракции— преобладающая и сопутствующая; преобладающая фракция ставится на последнее место. Этим подчеркивается ее определяющее значение. Каменистость почв учитывают и классифицируют в зависимости от количества в почве частиц >3 мм

Механический состав почв и пород оказывает большое влияние па почвообразование и агропроизводственные свойства почв. От механического состава почвообразующих пород и почв в значительной степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением веществ (разрушение и синтез органических и минеральных веществ, их аккумуляция, вымывание и т.д.), в результате чего в одних и тех же природных условиях на породах разного механического состава формируются почвы с разными свойствами. От механического состава почвы зависят физические, физико-механические и водные свойства почвы; пористость, влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, структурность, воздушный и тепловой режимы и др. С механическим составом связано также содержание в почве зольных элементов и азота, необходимых для питания растений. Таким образом, знание механического состава позволяет до известной степени характеризовать свойства почв и их плодородие. Почвы легкого механического состава — песчаные и супесчаные — легко поддаются обработке, обладают хорошей водопроницаемостью и благоприятным воздушным режимом, но бедны гумусом, элементами питания и имеют низкую влагоемкость. Почвы суглинистые и глинистые отличаются от песчаных и супесчаных более высокой связностью и влагоемкостью, меньшей водопроницаемостью. Обработка суглинистых и глинистых почв требует больше энергетических затрат, поэтому их принято называть тяжелыми почвами, а песчаные и супесчаные — легкими. В бесструктурном состоянии тяжелые почвы легко заплывают, образуют корку, труднопроницаемую для воды и воздуха, воздушный и тепловой режимы у них неблагоприятные, но в то же время тяжелые почвы обычно лучше обеспечены элементами питания, чем почвы легкого механического состава.