3.5. Фазовый состав почвы

Почва представляет собой сложную саморегулирующуюся, поликомпонентную, многофазную систему. Выделяют четыре физические фазы: твердую, жидкую, газовую и живую.

Твердая фаза почвы состоит из минеральной и органической частей, причем первая составляет обычно 95–99%. Твердая фаза – прочная основа, скелет почвы. Минеральная ее часть сформировалась из материнских геологических пород и содержит остаточные минералы (обломки и частицы исходных пород и минералов), вторичные (вновь образованные) минералы, а также оксиды, соли и другие соединения и элементы, образовавшиеся в процессе выветривания и почвообразования.

Органическая часть – это неразложившиеся и полуразложившиеся остатки живых организмов, главным образом растительные продукты их разложения и гумус.

Твердая фаза почвы полидисперсна, она состоит из частиц и агрегатов различной формы и величины: от крупных глыб, обломков породы, комков и песчинок до коллоидных частиц. Основные характеристики твердой фазы почвы: минералогический, химический, грануло-метрический, агрегатный состав, структура, плотность, пористость (скважность), связность.

Жидкая фаза почвы представляет собой почвенный раствор, который формируется из воды, поступающей в почву с атмосферными осадками, из грунтовых вод, при конденсации водяных паров. Объем и химический состав почвенного раствора динамичны и зависят от количества поступающей воды, водно-физических свойств и химического состава почвы.

Почвенный раствор, или почвенная вода, занимает имеющиеся в твердой фазе почвы пустоты (поры, капилляры), адсорбируется коллоидными частицами, образуя различные по доступности растениям и связности в почве формы влаги. Коллоиды – механические элементы почвы пород размером от 0,0001 до 0,000001 мм.

Жидкая фаза почвы играет важную роль в почвенном плодородии (питание растений) и в процессах почвообразования и формирования почвенного профиля, осуществляя перенос различных частиц и соединений в виде суспензий, взвесей, коллоидных и истинных растворов.

Газовая фаза почвы представлена почвенным воздухом, который заполняет свободные от воды пустоты (поры) в почве. Источником почвенного воздуха являются воздух атмосферы и образующиеся в почве газы. Состав почвенного воздуха значительно отличается от атмосферного и весьма динамичен. Вода и воздух в почве находятся в динамическом равновесии на основе антагонизма: чем больше воды, тем меньше воздуха, и наоборот.

Живая фаза почвы представлена живыми организмами, населяющими почву и участвующими в почвообразовательных процессах. Это в первую очередь различные микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы, водоросли), а также простейшие, насекомые, черви и пр.

Твердая, жидкая, газовая и живая фазы находятся в тесном взаимодействии, составляя единую систему – почву.

Качество и агротехнологические свойства почвы в значительной степени зависят от гранулометрического состава – относительного содержания в ней минеральных частиц различного размера. В СНГ принята классификация Н.А. Качинского (табл. 1) по соотношению количества физической глины (частицы меньше 0,01 мм) и физического песка (частицы больше 0,01 мм).

Таблица 1

Классификация почвы по гранулометрическому составу (по Н.А. Качинскому)

Грануло-метриче-ский состав почвы	Содержание частиц, %
	физической глины			физического песка
	Тип почвообразования
	подзо-листые (не насыщен-ные осно-ваниями)	степные красноземы и желтоземы	солонцы и сильно-солонцеватые	подзо-листые (не насыщен-ные осно-ваниями)	степные красноземы и желтоземы	солонцы и сильно-солонцеватые
Песок: рыхлый связный Супесь	0 – 5 5 – 10 10 – 20	0 – 5 5 – 10 10 – 20	0 – 5 5 – 10 10 – 15	100 – 95 95 – 90 90 – 80	100 – 95 95 – 90 90 – 80	100 – 95 95 – 90 90 – 85
Суглинок: легкий средний тяжелый	20 – 30 30 – 40 40 – 50	20 – 30 30 – 45 45 – 60	15 – 20 20 – 30 30 – 40	80 – 70 70 – 60 60 – 50	80 – 70 70 – 55 55 – 40	85 – 80 80 – 70 70 – 60
Глина: легкая средняя тяжелая	50 – 65 65 – 80 > 80	60 – 75 75 – 85 > 85	40 – 50 50 – 65 >65	50 – 35 35 – 20 > 20	40 – 25 25 – 15 > 15	60 – 50 50 – 35 > 35

Гранулометрический состав значительно влияет на агропроизводственные свойства почвы, интенсивность многих процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением различных веществ. Он определяет физические, физико-механические и водные свойства почвы, ее воздушный и тепловой режимы, а также содержание элементов корневого питания растений. Знание гранулометрического состава позволяет до известной степени характеризовать почвы и их плодородие. Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке, обладают хорошей водопроницаемостью и благоприятным воздушным режимом, но бедны гумусом, элементами питания и имеют низкую влагоемкость.

Суглинистые и глинистые почвы отличаются от песчаных и супесчаных более высокой связностью и влагоемкостью, меньшей водопроницаемостью. Обработка этих почв требует больше энергетических затрат, поэтому их называют тяжелыми, а песчаные и супесчаные – легкими. При увлажнении глинистые почвы имеют большую вязкость и липкость, почти не крошатся и не рыхлятся. При выпадении осадков они заплывают, при высыхании сильно уплотняются, образуя корку, препятствующую появлению всходов.

Лучшие в агротехническом отношении – легко- и среднесуглинистые почвы. Они характеризуются таким сочетанием глинистых и песчаных частиц (фракций), при котором создаются более благоприятные условия газообмена и режима влажности почвы, обеспечивающие оптимальные условия для роста и развития растений.

По степени влияния гранулометрического состава на износ рабочих органов обрабатывающих орудий почву делят на три группы: с малой, средней и сильной изнашивающей способностью. К первой относят глинистые и суглинистые почвы. Удельный износ лемехов плуга на них колеблется от 2 до 30 г/га. Во вторую входят супесчаные и песчаные почвы с небольшим количеством каменистых включений. Удельный износ лемехов 30–100 г/га. К третьей группе относят песчаные почвы с большим количеством каменистых включений. Удельный износ лемехов превышает 100 г/га.