Суммарная поверхность всех частиц почвы это

Гравий (1 – 3 мм). Высокое его содержание в почвах не препятствует их обработке, однако придаёт им неблагоприятные свойства – провальную водопроницаемость, низкую водоподъёмную способность и влагоёмкость.

Песчаные и супесчаные почвы имеют хорошую водопроницаемость, благоприятный воздушный режим, быстро прогреваются, однако имеют низкую влагоёмкость и незначительную поглотительную способность, бедные на гумус и питательные элементы, наибольше подвергаются ветровой эрозии. Они легко поддаются обработке, поэтому их называют Лёгкими.

Тяжелосуглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой плотностью, связностью, влагоёмкостью, лучше обеспечены питательными веществами, богаче гумусом. Обработка таких почв требует больших энергетических затрат, поэтому их называют Тяжёлыми.

При оценке гранулометрического состава почв надо учитывать то обстоятельство, что свойства тонкодисперсных фракций элементарных почвенных частиц зависит не только от их размера, но и от минералогического состава и особенностей почвообразования, а также агрегирования ЭПЧ и роли структуры почвы в целом.

При одном и том же гранулометрическом составе, но при различном структурном состоянии почва будет обладать резко различными свойствами. Например, илистая фракция ЭПЧ характеризуется наихудшей водопроницаемостью, предельно медленным движением воды по капиллярам, но ил при надлежащем качестве (обогащённость гумусом, насыщенность Ca и Fe) способствует агрегированию ЭПЧ, улучшению структуры и физических свойств почв.

Поэтому Качинский предложил шкалы классификации по гранулометрическому составу для 3 объединений почв: а) подзолистого типа почвообразования; б) степного типа, краснозёмов и желтозёмов; в) солонцов и сильносолонцеватых почв.

Чем выше потенциальная способность почв к агрегированию и чем рыхлее их сложение, тем больше они могут содержать физической глины при отнесении их к тому или иному классу.

4. Минералогический состав элементарных почвенных частиц

Минералогический состав – одна из важнейших структурных составляющих ЭПЧ, обуславливающих характер их поверхности, размер и форму и оказывающих существенное влияние как на свойства ЭПЧ, так и на структуру и физические свойства почв в целом.

В состав минеральной части почв входит две группы минералов, резко отличающихся как по условиям образования, так и по свойствам: остаточно-первичные и вторичные минералы.

Первичные минералы приурочены главным образом к фракциям крупнее 0,002 мм. Это кварц, полевой шпат, амфиболы, пироксены и слюда. Они образуются при высоких температурах и давлениях в глубинных слоях почвы и поэтому неустойчивы в зоне гипергенеза. В термофизических условиях земной поверхности, характеризующихся низкими температурами и давлением, изобилием воды, углекислого газа и особенно кислорода сохраняются только наиболее устойчивые первичные минералы. Так как первичные минералы имеют разную устойчивость к выветриванию к выветриванию, то их относительное содержание в материнской породе и почве неодинаковое. Так, кварц и полевой шпат, как более устойчивые к выветриванию, в почве находятся в крупнозернистых песчаных частичках, пироксены и амфиболы менее устойчивые, поэтому встречаются в виде мелких кристаллов. Соотношение между отдельными минералами есть диагностическим показателем при изучении почв. От количества первичных минералов особенно крупнозернистых фракций, зависит гранулометричный состав почв и связанные с ним агрофизические свойства.

Вторичные минералы Образовались из первичных путём выветривания. сосредоточены в основном во фракциях мельче 0,002 мм. Среди них преобладают глинистые минералы, минералы оксида железа и алюминия, алофаны и растворимые соли. Они достаточно устойчивы в условиях земной поверхности.

Фракции крупнее 0,002 мм в большинстве почв составляют каркас, основу той или иной культуры. Кроме того первичные минералы в значительной степени являются естественными поставщиками микроэлементов и питательных веществ для растений.

Глинистые минералы Имеют наибольшее агрономическое значение. Образовались в результате синтеза продуктов выветривания первичных минералов, а также биогенным путём с продуктов минерализации растительных остатков.

Наиболее важное агрономическое значение имеют глинистые минералы, которые образовались в результате синтеза продуктов выветривания первичных минералов, а также биогенным путём из продуктов минерализации растительных остатков. Среди них наиболее распространены минералы групп монтморелланита, каолинита, гидрослюд, хлоридов.

Монтмориллониты имеют имеют наиболее высокую дисперсность. Из-за высокой гидрофильности набухают, вследствие чего их поглощения увеличивается и достигает 80 – 120 мг-экв на 100г. В сочетании с гуминовыми кислотами монтмориллониты обуславливают водопрочные структурные отдельности. Наибольше наблюдается в чернозёмных и каштановых почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией.

Минералы каолинитовой группы встречаются в материнской породе и в почвах в меньшем количестве. Они не высокой дисперсности, не гидрофильны, не набухают, ёмкость поглощения не привышает 25 мг-экв на 100 г. Почвы со значительным количеством каолинита, как правило, бедны основаниями, имеют незначительную липкость и высокую водопроницаемость.

Гидрослюды Широко распространены в материнских породах и почвах. Строение их подобное до монтмориллонита, однако они не поглощают воду и не набухают. Ёмкость поглощения в пределах 45 – 50 мг-экв на 100 г. По краям разрушенной кристаллической решётки гидрослюды содержат 6 – 8% обменного калия, поглощают подвижные формы фосфатов. Минералы этой группы распространены в осадочных породах и в различном количестве присутствуют во всех почвах. Наибольше их в почвах подзолистого типа и серозёмах. Минералогический состав влияет на физические и физико-химические свойства, биологические процессы, гумусообразование и в целом на плодородие почвы.

Источник

Удельная поверхность

Под удельной поверхностью понимают суммарную поверхность всех частиц почвы. Общая удельная поверхность включает внешнюю и внутреннюю.

Внешняя поверхность обусловлена геометрической неоднородностью поверхности почвенных частиц, проявляющейся в наличии выступов и изломов, а также различных полостей и трещин, глубина которых меньше их ширины. Внутренняя поверхность включает поверхности стенок всех трещин и полостей, глубина которых больше их ширины, но преимущественно обусловлена поверхностью межпакетных пространств минералов с расширяющейся кристаллической решеткой.

Удельная поверхность играет важную роль в формировании почвенного плодородия, поскольку многие процессы, протекающие в почвах, во многом обусловлены величиной и свойствами поверхности их твердой фазы, её геометрической и энергетической неоднородностью. Поверхность почвенных частиц — это место взаимодействия почвы с корнями растений и микроорганизмами. С величиной и качеством удельной поверхности почвенных частиц связаны явления поглощения минеральных и органических веществ, газов, парообразной и жидкой влаги, характер миграционных процессов, физические и технологические свойства.
Величина удельной поверхности зависит от степени дисперсности почвенных частиц (табл. 70).

Дезинтеграция или диспергирование компонентов твердой фазы почвы сопровождается переходом ее в более активное состояние, поскольку увеличивается общая поверхность твердой фазы в единице ее массы или объема, а вместе с ней возрастает и поверхностная энергия. Это способствует более активному взаимодействию почвы с окружающей средой. Поэтому наблюдается довольно тесная взаимосвязь между удельной поверхностью почв и их гранулометрическим составом. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы, тем выше величина удельной поверхности.

Сильно влияет на величину удельной поверхности и минералогический состав почвы. Так, у каолинита, имеющего нерасширяющуюся кристаллическую решетку, общая удельная поверхность составляет 10 м 2 /г. У минералов с подвижной кристаллической решеткой общая удельная поверхность благодаря наличию внутренней поверхности гораздо выше и доходит у вермикулита до 400 м 2 /г, у смектитов — до 800 м 2 /г. Большую величину удельной поверхности имеют аллофаны (700-900 м 2 /г).

Почвы различных типов заметно отличаются друг от друга величиной удельной поверхности. Она изменяется и в пределах профиля отдельно взятой почвы (табл. 71).

Процесс почвообразования, сопровождающийся элювиально-иллювиальным перераспределением компонентов твердой фазы почвы, приводит к такому же изменению величины удельной поверхности в пределах почвенного профиля. Это отчетливо проявляется в солонце и дерново-подзолистой почве. Гумусовоаккуму- лятивный процесс, свойственный черноземам, ведет к увеличению удельной поверхности в верхних горизонтах почвы. Удельная поверхность возрастает и при развитии оглеения, тогда как при подзолообразовательном процессе ее величина снижается, особенно резко в оподзоленных горизонтах.

Показатели удельной поверхности используют для качественной оценки почвенных новообразований, особенно органо-минеральной природы, быстрого ориентировочного определения содержания минералов с разбухающей кристалличес-кой решеткой, для расчета давления почвенной влаги. С помощью этих показателей можно получить представление об особенностях почвообразовательного процесса и степени однородности почвенного профиля.

Источник