2. Твердая фаза почвы

Почва является многофазной полидисперсной системой. Она состоит из твердой части и пор, заполненных почвенным раствором, почвенным воздухом и живыми организмами. Большинство почв является минеральными. На долю их твердой фазы, представленной, главным образом, минеральным веществом, приходится 40-65 % объема почвы (или 90-99 % и более ее массы).

Минеральная часть почвы обеспечивает условия закрепления корней растений, является, наряду с органической частью, источником питательных веществ, влияет на физические и физико-химические свойства почвы.

Минеральную часть почвы принято различать по минеральному, химическому, гранулометрическому (механическому) составу. Состав минеральной части почвы зависит от состава исходной почвообразующей породы и от условий, в которых развивается почва.

2.1. Гранулометрический состав

Подавляющая часть почв, за исключением примитивных и слаборазвитых почв на скальных породах и некоторых специфических типов почв преимущественно в горных районах, формируется на рыхлых отложениях, которые являются продуктами выветривания и представляют собой смесь минеральных частиц различной крупности, называемых механическими элементами. Механические элементы представлены мономинеральными зернами или полиминеральными обломками горных пород и органическими и (или) органо-минеральными гранулами. Существование и целостность механических элементов определяется силами молекулярных взаимодействий.

соотношение частиц разного размера зависит от характера исходной породы, направления (типа), интенсивности и длительности выветривания и определяет тот или иной гранулометрический состав отложений или элювия породы и соответственно формирующихся на них почв.

Гранулометрическим составом почвы называют массовое соотношение (относительное содержание в процентах) в ее составе твердых частиц разной крупности, выделяемых в пределах непрерывного ряда определенных групп крупности (гранулометрических фракций).

Гранулометрический состав почв в значительной степени унаследован от соответствующих породообразующих (материнских) горных пород и в своих основных чертах остается стабильным в процессе почвообразования.

При почвообразовании на плотных скальных горных породах протекающее одновременно с ним выветривание приводит к физическому дроблению породы на механические элементы разной крупности. Гранулометрический состав продуктов выветривания (элювия) плотных пород тесно связан с их минералогическим составом: кислые, богатые кварцем породы дают при выветривании много крупнодисперсного песчаного материала; элювий основных, богатых легко выветривающимися материалами пород обогащен глинистыми тонкодисперсными частицами. Элювий известняков и мергелей обычно имеет глинистый состав.

В процессе разрушения, транспортировки водными, ветровыми или склоновыми гравитационными потоками и переотложения продуктов выветривания горных пород происходят их сортировка и разделение в пространстве на грубообломочные, песчаные, пылеватые или глинистые поверхностные отложения. Аллювиальные и эоловые отложения обычно становятся относительно гомогенными, частицы их хорошо отсортированы и разделены в пространстве по крупности. Эти отложения разделяют на пески, суглинки и глины по преобладающим в них частицам. Гляциальные, флювиогляциальные и делювиальные наносы сортируются, как правило, плохо. степень сортированности и дисперсность материала по направлению движения потока распределяются закономерно, поскольку грубые частицы оседают ближе к источникам материала, а тонкодисперсные уносятся дальше.

Частицы разной крупности имеют обычно различный минералогический, и, следовательно, химический состав. Крупные частицы большей частью представлены кварцем, пылеватые – кварцем и полевыми шпатами, тонкодисперсные – вторичными глинистыми материалами.

Механические элементы в почвах не только наследуются от исходной материнской породы, но и образуются в процессе почвообразования. Поэтому почвенные механические элементы могут быть первичными (унаследованными) либо вторичными (новообразованными).

Классификация механических элементов почв. Как правило, почвы бывают не монодисперсными, а представляют собой смесь механических элементов самых различных размеров. На основе различий в водно-физических и химико-минералогических свойствах механические элементы сгруппированы в пределах определенных размерных интервалов – гранулометрических фракций. В почвоведении приняты номенклатура и подразделение гранулометрических фракций, разработанные А.Н. Сабаниным и В.Р. Вильямсом и впоследствии уточненные Н.А. Качинским (табл.1).

Н.М. Сибирцевым были введены широко используемые и сейчас понятия физическая глина (суммарное процентное содержание частиц мельче 0,01 мм) и физический песок (крупнее 0,01 мм),

Таблица 1