Лекция. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ (2 часа)

Лекция. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ (2 часа)
Гранулометрическим составом почвы называется непрерывный ряд
твердых частиц почвы различной размерности, от самой мелкой коллоидной
фракции (<0,0001 мм) до каменистой (>3 мм). В зависимости от
преобладания той или иной фракции выделяют почвы песчаные,
супесчаные, суглинистые и глинистые.
В процессе описания морфологического строения почв в полевых
условиях обязательно указывается их гранулометрический состав. По
визуальным признакам легко выделяются почвы песчаные и глинистые,
сложнее отграничить супесчаные и суглинистые. В лабораторных условиях
определяется точное содержание фракций гранулометрического состава,
после чего в название почвы включается его классификационное положение
по этому признаку. Классификация механических элементов почвы
разработана Н.А. Качинским (1965) (табл. 1).
Сумму частиц мельче 0,001 мм называют илистой или тонкодисперсной
фракцией. Фракцию крупной пыли (0,05-0,01 мм) иногда называют
лессовидной, поскольку она составляет основную массу в лессах. Частицы
разной крупности имеют обычно различный минералогический, а,
следовательно, и химический состав. Крупные частицы большей частью
представлены кварцем, пылеватые - кварцем и полевыми шпатами,
тонкодисперсные - вторичными глинистыми минералами.
Таблица 1
Классификация механических элементов почвы по их крупности
Фракции
Камни
Гравий
Песок
- крупный
- средний
- мелкий
Пыль
- крупная
- средняя
-мелкая
Размер, мм
>3
3-1
Фракции
Ил
- глинистый
(грубый)
-коллоидный
(тонкий)
- коллоиды
1-0,5
0,5-0,25
0,25-0,05
Размер, мм
0,001-0,0005
0,00050,0001
< 0001
0,05-0,01
0,01-0,005
0,005-0,001
Диаметр частиц в 1 мкм представляет собой грань, отделяющую
механические элементы с резко выраженной поглотительной способностью
от более крупных частиц. Поглотительная способность фракции крупнее 1
мкм практически не выражена, так как она представлена преимущественно
обломками первичных минералов и содержит ничтожное количество
1
органического вещества. Фракции крупной и средней пыли, если они не
входят в состав агрегатов, обусловливают способность почв к распылению в
сухом состоянии и к сплыванию во влажном. Фракции песка практически
лишены поглотительной способности. При значительном содержании они
обеспечивает хорошую водо- и воздухопроницаемость.
Значение степени дисперсности почвы наглядно демонстрируется
понятием об ее удельной поверхности. Представим себе каменистый куб с
ребром 1 см и объемом 1 см3. Он имеет удельную поверхность в 6 см2. Этот
же материал, будучи раздробленным на кубики с ребром в 1 мм, станет
обладать удельной поверхностью в 60 см2, а отдельность, раздробленная на
частицы размером в 1 мкм, будет иметь удельную поверхность 60000 см 2.
Соответственно, крупнозернистый песок обладает удельной поверхностью в
сотые и десятые доли м2/г, а в глинистых почвах этот показатель может
превышать 100 м2/г. Высокодисперсные минералы и гумус обусловливают
способность почвы поглощать вещества на своей поверхности и формируют
почвенный поглощающий комплекс.
Н.М. Сибирцевым были введены широко используемые понятия
«физическая глина» - сумма частиц мельче 0,01 мм и «физический песок» сумма частиц крупнее 0,01мм, которые выделяются в пределах фракции
мелкозема. На основе этого деления почвы классифицируют по
гранулометрическому составу (табл. 2).
Таблица 2
Классификация почв по гранулометрическому составу
Содержание физической глины (частиц < 0,01
Краткое
мм), %
название почвы по
Почвы
Почвы
Солонцы и гранулометрическо
му составу
подзолистого
степного типа солонцеватые
типа
почвообразован почвы
почвообразования ия
0-5
0-5
0-5
Песок рыхлый
5-10
5-10
5-10
- " - связный
10-20
10-20
10-15
Супесь
20-30
20-30
15-20
Суглинок легкий
30-40
30-45
20-30
- " - средний
40-50
45-60
30-40
- " - тяжелый
50-65
60-75
40-50
Глина легкая
65-80
75-85
50-65
- " - средняя
> 80
> 85
> 65
- " - тяжелая
Гранулометрический состав рыхлых почвообразующих пород
обусловливается их происхождением и характером исходного материала. В
2
процессе разрушения, транспортировки водными, ветровыми или
склоновыми гравитационными потоками и переотложения продуктов
выветривания горных пород происходит их сортировка и разделение в
пространстве на грубообломочные, песчаные, пылеватые или глинистые
поверхностные отложения. Аллювиальные и эоловые отложения при этом
обычно
становятся
гомогенными,
хорошо
отсортированными,
разделяющимися в пространстве по крупности преобладающих в них
частиц на пески, суглинки, глины. Гляциальные, флювиогляциальные и
делювиальные наносы сортированы плохо. Имеется закономерное
изменение степени сортированности и дисперсности материала по
направлению движения потока, поскольку грубые частицы оседают ближе
к источникам материала, а тонкодисперсные - дальше.
Гранулометрический состав почв является одной из важнейших ее
характеристик.
Им определяются такие важные свойства как
фильтрационная и водоудерживающая способность, а, соответственно
водный и воздушный режимы почв. Существееную роль играет
гранулометрический состав почв в тепловом режиме почв. Легкие
супесчаные и песчаные почвы более теплве, т.к. быстрее оттаивают и
прогреваются. Богатые илистыми частицами почвы прогреваются
медленнее, но глинистые минералы, составляющие их богаче, обладают
большой поглотительной способностью и удерживают больше элементов
питания. Почвы легкого гранулометрического состава имеют свободный
внутренний дренаж. В тяжелых почвах дренаж затруднен, они склонны к
развитию восстановительных процессов и оглеения.
3