1.1 Класифікація механічних елементів та їх властивості

Гранулою (елементарною ґрунтовою часткою) називають обусоблену мінеральну, органо-мінеральну або органічну частку кристалічної чи аморфної будови, всі молекули якої знаходяться у хімічному взаємозв’язку. Виокремлюють первинні механічні елементарні ґрунтові частки, які утворюються у процесі вивітрювання, подрібнення гірських порід і мінералів під впливом абіотичних факторів (вітру, світла, вологи температури). Вторинні є результатом синтезу із кінцевих продуктів вивітрювання, коагуляції, а також утворені біологічним шляхом за рахунок життєдіяльності вищих і нижчих рослин. Властивості механічних елементів змінюються залежно від їх розміру. То­му близькі за розміром і властивостями частки об'єднують у фракції.

Крупні фракції ґрунту (піщані і пилуваті) складаються із первинних елементарних часток, а дрібні (дрібнопилуваті і мулисті) – із вторинних. Групування часток за розміром у фракції називають класифікацією механічних елементів. Найбільш поширеною в Україні є класифікація Н.А. Качинського (табл. 1).

1. Класифікація механічних елементів (за н.А. Качинським)

Фракції механічних елементів	Діаметр часток, мм
Каміння	> 3
Гравій	3-1
Пісок:
грубий	1-0,5
середній	0,5-0,25
дрібний	0,25-0,05
Пил:
грубий	0,05-0,01
середній	0,01-0,005
дрібний	0,005-0,001
Мул:
грубий	0,001-0,0005
тонкий	0,0005-0,0001
Колоїди	< 0,0001

Крім того, всі частки розміром понад 1 мм називають скелетом ґрунту, а до 1 мм – дрібноземом. Останній, у свою чергу, поділяють на фізичний пісок і фізичну глину. До фізичного піску відносять суму всіх часточок розміром 1-0,01 мм, а часточки менше 0,01 мм – до фізичної глини. Окремі фракції механічних елементів по-різному впливають на властивості ґрунту. Це пояснюється їх неоднаковим мінералогічним і хімічним складом та різними водно-фізичними й фізико-хімічними властивостями.

Каміння (>3 мм) складається переважно з уламків гірських порід. Присут­ність значної кількості таких часток у ґрунті погіршує його агрономічні власти­вості. Наявність каміння в ґрунтах ускладнює їх обробіток, використання сіль­ськогосподарських машин і знарядь, заважає появі сходів, розвитку та росту рослин тощо. На слабокам'янистих ґрунтах прискорюється зношення робочої поверхні знарядь обробітку. Середньо- і дуже кам'янисті ґрунти потребують спеціальних меліоративних заходів.

Гравій (3-1 мм) складається переважно з уламків первинних мінералів. Наявність його і ґрунтах не перешкоджає обробітку, але надає їм несприятливих властивостей – провальної водопроникності, дуже низької водопіднімаль­ної здатності та вологоємкості.

Піщана фракція (1-0,05 мм) складена з уламків первинних мінералів, і перш за все кварцу та польових шпатів. Для цієї фракції характерна висока во­допроникність, вона не набрякає, не пластична, не наділена вбирною здатністю та ефектом коагуляції. На відміну від гравію піщана фракція має вищу вологомісткість, наділена малою висотою та великою швидкістю капілярного підняття води. Тому природні піски, особливо дрібнозернисті з вологоємністю понад 10%, придатні для вирощування сільськогосподарських культур.

Якщо ґрунти піщані за гранулометричним складом, то це означає, що вони містять більше 90% піску і лише незначну частку фізичної глини. Тому такі ґрунти легко ідентифікувати за інші, оскільки на зораному полі відсутні грудки незалежно від стану вологості ґрунту. Також із вологої проби піщаної фракції не можна зробити кульки чи шнура, а у сухому стані поверхня такого ґрунту вкрита сипкою масою.

Фракція грубого пилу (0,05-0,01 мм) за мінералогічним складом мало відрізняється від піщаної, тому їй притаманні деякі властивості пісків. Вона не пластична, слабо набрякає, схильна до запливання, має невисоку вологоємність, але порівняно високу рухомість капілярної води.

Фракція середнього пилу (0,01-0,005 мм) містить підвищену кількість слюди, яка надає їй високої пластичності та зв'язності. Вона добре утримує во­логу, але мас невелику водопроникність, не здатна до колоїдних явищ (коагу­ляції та пептизації), не бере участі в утворенні структури ґрунту, не входить до складу вбирного комплексу. Ґрунти, збагачені на фракцію грубого та середньо­го пилу, схильні до запливання, ущільнення, утворення кірки та плужної підошви. Їх водопроникність нерідко буває незадовільною. Структура таких ґру­нтів недостатньо водотривка. Вона легко розпорошується при обробітку.

Фракція дрібного пилу (0,005–0,001 мм) складається з вторинних і найтонших уламків первинних мінералів. Характеризується відносно високою диспе­рсністю, тому володіє рядом властивостей, які не проявляються у більш грубих фракціях. У ній чітко виявляється здатність до коагуляції та структуроутворен­ня. Фракція наділена вбирною здатністю і містить підвищену кількість гумусо­вих речовин. Проте при значному вмісті в ґрунтах у вільному стані надає їм не­сприятливих агрономічних властивостей. Такі ґрунти мають низьку водопрони­кність, високе але повільне капілярне підняття, значний вміст недоступної вологи, високу здатність до набрякання у вологому стані та до зсідання, ущіль­нення і тріщинуватості у сухому. Містить хімічно зв'язану воду.

Фракція мулу (<0,001 мм) складена переважно з високодисперсних вторинних мінералів, а з первинних у ній зустрічаються кварц, ортоклаз, мусковіт. Характеризується високою вбирною здатністю; містить багато органічних ре­човин та елементів зольного і азотного живлення рослин; володіє здатністю до агрегації; характеризується низькою водопроникністю та слабкою водовіддачею має велику здатність до набрякання і дуже виражену схильність до коагу­ляції. Колоїдній частині даної фракції належить особливо важлива роль у стру­ктуроутворенні. В коагульованому стані вона забезпечує ґрунтам добру стру­ктурність, водопроникність, аерацію, малу здатність до прилипання, а у диспергованому – несприятливі фізичні, фізико-механічні і водні властивості.