Особенности и определение механического состава почвы. Что такое механический состав почвы?

Гранулометрический состав почвы оказывает значительное влияние на ее плодородие, поскольку от него зависят различные важные биологические и химические процессы, происходящие в почве.

Что такое механический состав почвы?

Механический состав почвы, также известный как текстура или гранулометрический состав, представляет собой распределение элементарных частиц разного размера, включая песок, ил и глину, в определенном объеме почвы. Этот состав выражается в процентном соотношении от общего веса сухого образца почвы и даёт представление о её характеристиках.

Почва формируется из частиц разных размеров, которые могут варьироваться от крупных фрагментов, таких как камни, породы и минералы диаметром от 2-3 см и более, до микроскопически мелких частиц, видимых лишь под мощными увеличительными приборами. Часть из этих мелких веществ можно рассмотреть только при увеличении в тысячу раз с помощью электронного микроскопа.

Свойства почвы

Плодородие почвы напрямую зависит от её механического состава и размера частиц. В ходе механического анализа почвы выделяются следующие размеры частиц:

Крупные компоненты, такие как камни и гравий, исследуются при помощи специальных сит с отверстиями определенного размера. В то время как более мелкие фракции, такие как пыль и ил, разделяются посредством осаждения в воде. Песок, например, оседает значительно быстрее, чем глина и пыль. Это можно продемонстрировать, поместив измельченную почву в чашу с водой. После взбалтывания песок оседает первым, оставляя пыль и глину во взвешенном состоянии в течение продолжительного времени.

На что может влиять состав почвы

Плодородие почвы определяется не только её составом, но и размеромчастиц. Например, глинистые и суглинистые почвы часто содержат разнообразные минералы, такие как полевой шпат и слюда. Эти компоненты обогащены такими минералами как сера, медь, магний, кальций, калий, фосфор и железо. Особенно ценными являются мелкие коллоидные частицы, поскольку содержащиеся в них питательные вещества легче усваиваются растениями благодаря хорошей растворимости в воде. В отличие от этого, песчаные и супесчаные почвы часто богаты кварцем — минералом, который не предоставляет необходимые растениям питательные вещества.

Несмотря на это, некоторые растения, такие как сосны и картофель, прекрасно растут на кварцевом песке. Это связано с тем, что растение получает необходимые элементы не из кварца, а из органических веществ, образующихся в процессе разложения гумуса, а также из частиц глины, которые доступны даже в небольших количествах в песке. Супесчаные почвы, как правило, содержат больше питательных веществ, чем чистый кварцевый песок благодаря примесям других минералов.

Что это такое?

Механический состав почвы представляет собой рыхлую массу минералов и горных пород, которые формируются в процессе естественного разложения этих материалов. Составные части земли классифицируются по размеру; на каждой группе частиц с одинаковыми размерами присваивается определённое наименование, что позволяет выделить фракции и систематизировать их по их специфическим характеристикам.

Определение механического состава почвы можно интерпретировать как процентное содержание различных механических элементов. Он зависит, в первую очередь, от материнской породы, из которой формируется почва, а также от сложных процессов, происходящих в её образовании.

Классификация почв по механическому составу

Для глубокого изучения фракционного состава почвы профессор Н.А. Качинский разработал классификацию, благодаря которой почвы разделяются на несколько типов на основе их механического состава. К этим типам относятся:

• Песчаные — характеризуются высоким содержанием песка и малой способностью удерживать влагу.
• Супесчаные — обладают более сбалансированным составом, чем песчаные, и имеют лучшую водопроницаемость.
• Суглинистые — содержат значительное количество глины и характеризуются хорошими агрономическими свойствами.
• Глинистые — содержат преобладание частиц глины, что делает их довольно плотными и менее водопроницаемыми.

Эти почвы различаются не только по содержанию минералов, но и по своим свойствам, которые могут влиять на их пригодность для сельского хозяйства. Например, механическая структура может определять легкость обработки почвы. Песчаные и супесчаные почвы классифицируются как легкие и обеспечивают более простую работу с ними, тогда как глинистые и суглинистые почвы теряют свою податливость под воздействием влаги.

Песчаные почвы, несмотря на их хорошую водопроницаемость, имеют минимальную способность к удержанию влаги, что приводит к потере основной пластичности и адгезионной силы в условиях повышенной влажности. В сухом состоянии они становятся более пористыми и менее сцепленными. Это может вызвать сложности при обработке и дальнейшей агрегации.

В сравнении с песком глина, наоборот, значительно лучше удерживает влагу и проявляет высокую пластичность; она прочно сцепляется и значительно увеличивает объём при увлажнении. В процессе высыхания глина теряет большую часть своего объёма и массы, что также влияет на её структуру. Естественная глина обладает высокой способностью к агрегации и имеет низкие показатели воздухопроницаемости по сравнению с песчанoy землей.

Гранулометрический состав почвы оказывает прямое влияние на ее свойства, что в свою очередь определяет агрономические характеристики. Например, песчаные и супесчаные почвы являются легкими, с низким содержанием влаги и хорошей воздухопроницаемостью, но также имеют тенденцию к быстрому исчерпанию питательных веществ. Это говорит о том, что агрономы должны использовать больше органических удобрений для поддержания устойчивой структуры почвы и избегать чрезмерного применения неорганических удобрений.

Суглинистые и глинистые почвы могут быть определены как тяжелые или умеренно тяжелые. Умеренно тяжелые почвы по сравнению с тяжелыми обладают значительно лучшими физическими свойствами, такими как прекрасная воздухо- и влагопроницаемость, что делает процесс их обработки более комфортным. Также стоит отметить, что на таких почвах образуется гумус, получающийся в результате разложения органических оставшихся остатков, что положительно сказывается на их плодородии. В отличие от умеренно тяжелых, тяжелые почвы могут удерживать влагу, но пагубно сказываются на вентилировании и обеспечении доступа кислорода к корням растений. Эти почвы подвергаются образованию трещин после высыхания, что также негативно сказывается на их структуре.

Таким образом, распределение размеров частиц почти на 100% характеризует плодородие почвы, от которого зависят все ключевые живые процессы, происходящие в ее экосистеме.

Какие типы преобладают в разных районах России?

Российские почвы представляют собой разнообразие типов, что в значительной степени определяется различиями в растительности, характерными для климата и ландшафта. К основным типам почв в России относятся:

• Тундровая — часто встречается на северных территориях и прогрессивно идет к южным регионам, где начинается лесная зона.
• Лесная — в основном выражена на подзолистых и черноземных почвах, игровые с очень плодородными условиями для растительности.
• Луговая, пустынная, болотная — встречаются в различных регионах России и характеризуются особым составом и свойствами почвы.
• Степная — типичная для юго-восточных районов, формируется на черноземных и бурых лесных почвах.

На восточно-европейской равнине присутствуют лесные почвы, характерные для сосновых и лиственных лесов. На севере чаще встречаются подзолистые и глеево-подзолистые почвы с примесями торфа, в то время как на юге состав почвы варьируется от травянистых до подзолистых типов. Особенно важно заметить, что чернозем присутствует в степной зоне, где он представляет собой плодородный слой, способствующий аграрному производству.

Чернозём, характеризующийся высокими показателями плодородия, является отличительной чертой российской степи, в то время как в юго-восточной части равнины имеются почвы бурых лесов и пустынных степей, что делает эту область одной из самых обширных почвенных единиц на планете.

Структурный состав почвы

Качество плодородной структуры почвы обязательно включает наличие агрегатов, то есть комков. Наиболее оптимальное распределение этих агрегатов составляет около 80%, и их размеры варьируются от 7 до 10 мм в диаметре для обеспечения полноценного развития почвенной экосистемы.

Плодородные почвы характеризуются мелкоагрегатной структурой, где размеры агрегатов варьируются от 2,5 до 10 мм, а частицы песка и глины прочно связаны органическим веществом, таким как гумус. Это обеспечивает не только прочность почвы, но и позволяет неразмываться частицам под действием воды, при этом воздух легко проникает в промежутки между частицами, что является важным фактором для роста корней растений и существования почвенных микроорганизмов, таких как бактерии и грибы.

Почвы, в которых мелкие частицы не объединяются в агрегаты, называют бесструктурными. Эти почвы, как правило, обладают низкой плодородностью, так как в них существенно отсутствует воздушное пространство, что приводит к плохому проникновению влаги. Дождевая или талая вода с трудом достигает более глубоких слоёв, поэтому после осадков часто наблюдаются трещины на поверхности почвы, что негативно отражается на её плодородии.

Способ определения механического состава почвы

Для определения механического состава почвы используются несколько простых тестов, которые можно провести в домашних условиях:

1. Небольшой объём почвы нужно увлажнить водой и скатать в маленький шарик.
2. Если получившийся шар не удерживает форму и рассыпается, это говорит о том, что почва состоит в основном из песка.
3. Супесь будет скатываться в шарик, но при легком надавливании будет распадаться.
4. Суглинок можно легко скатать в шарик, а сплющив, его края будут трескаться.
5. Легкий суглинок можно раскатать в шнурок, который затем будет распадаться на несколько кусочков.
6. Средний суглинок также тестируют как легкий; когда его раскатывают в шнурок, он делится на равные части.
7. Тяжелый суглинок, скатанный в шнурок, можно свернуть в кольцо, которое затем раскалывается пополам.
8. Глину, скатанную в шнурок, можно свернуть в плотное, гладкое кольцо, остающееся целым.

Классификация почв по механическому составу (по Н.А. Качинскому)

Наша испытательная лаборатория аккредитована Федеральной службой по аккредитации для проведения испытаний гранулометрического состава в соответствии с ГОСТ 12536-2014, который регламентирует методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) состава и микроагрегации.

Подготовка проб почвы

Проведение экстракции проб

Отбор навесок почвы

Полезные статьи

Анализ воды в Дмитрове

Определение ароматических углеводородов в воде.

Методы определения фенолов в воде.