Минеральная часть почвы состоит из раздробленных элементов гючвообразующей породы различных размеров – от крупных обломков до мельчайших частичек. Частицы почвы и характеризуют механический (или гранулометрический) ее состав.
Механические элементы почвы в результате развития почвообразовательного процесса под влиянием органических веществ, обладающих склеивающим действием, образовывают более крупные структуры – агрегаты. Комочки почвы диаметром от 0,25 до 10 мм называют микро-агрегатами.
Способность почвы образовывать агрегаты является одной из важнейших ее особенностей, так как агрегаты противостоят размывающему действию воды (водопрочность), в них надолго сохраняются элементы питания растений, а почва, состоящая из агрегатов, хорошо пропускает влагу и воздух.
Наиболее ценна в агрономическом отношении почва, состоящая из агрегатов размером от 1 до 10 мм. Такую почву называют структурной, и одной из задач мелиоративного воздействия на почву является создание такой структуры.
Механический и агрегатный составы представляют собой важнейшую характеристику почвы. От механического состава зависят физические, водно-физические и технологические свойства почв.
В основу классификации почв по механическому составу положено соотношение физической глины и физического песка, выраженное в процентах. В настоящее время широко распространена классификация состава почв и пород Н.А. Качинского. По этой классификации основное наименование дается в зависимости от содержания в почве физического песка или физической глины (табл. 1).
Таблица 1. Классификация почв по механическому составу
| Краткое название по механическому составу | Содержание физической глины < 0,01 мм, % | Содержание физического песка > 0,01 мм, % |
| Песчаная | До 10 90–100 | |
| Супесчаная | 10–15 80–90 | |
| Суглинистая: | ||
| Легкосуглинистая | 20–30 70–80 | |
| Среднесуглинистая | 30–40 55–70 | |
| Тяжелосуглинистая | 40–50 40–60 | |
| Глинистая | 50–75 | 15–30 |
Разделение почв на песчаные, супесчаные и глинистые фактически зависит от преобладания в них частиц определенного диаметра. Так, в песчаных и полупесчаных почвах основу составляют крупные частицы – песок; в глинистых почвах преобладают мелкие частицы глины, ила, коллоидов.
Всякая почва, обладающая тем или иным механическим составом, характеризуется определенными физическими и химическими, свойствами. Лучшими в агрономическом отношении почвами по механическому составу являются почвы супесчаные и легкосуглинистые.
Они характеризуются таким сочетанием глинистых и песчаных фракций, при котором создаются благоприятные водный и воздушный режимы. Эти почвы легко поддаются обработке и освоению при проведении различных мелиоративных мероприятий.
Почвы легкого механического состава (песчаные) бедны элементами питания растений, свободно пропускают воду и быстро ею насыщаются. Строительство гидротехнических сооружений на легких почвах требует дополнительных укрепительных работ, а водонасыщенные пески, так называемые «плывуны», требуют больших затрат на их осушение.
Почвы тяжелого механического состава – тяжелосуглинистые и глинистые, слабоводонепроницаемые – имеют неблагоприятные водный и воздушный режимы, трудно поддаются обработке. Для улучшения неблагоприятных свойств этих почв в них вносят песок (пескование), а в почвы легкого механического состава добавляют глину (глинование).
С механическим составом почв тесно связаны их физические свойства – пластичность, твердость, липкость, пористость. Под пластичностью понимают способность почвы при определенной влажности под воздействием какой-либо внешней силы «изменять свою первоначальную форму и сохранять ее после устранения силы. Чем тяжелее механический состав, тем пластичнее почва.
Под термином «липкость» (вязкость) понимают способность почвы во влажном состоянии прилипать к различным телам (колесам, частям сельскохозяйственных орудий и техники и т.д.). Липкость зависит от содержания в почве иловатой фракции в гумусовом или нижележащих горизонтах. По липкости различают вязкие, слабовязкие и невязкие почвы.
Под твердостью почвы понимают ее способность оказывать сопротивление проникновению под давлением какого-либо твердого тела. Твердость определяют специальными приборами – твердомерами. Выражают ее в килограммах на 1 см2. Твердость почвы зависит от ее влажности. Увлажненные горизонты обладают меньшей твердостью.
С твердостью связана такая важная технологическая характеристика почвы, как сопротивление ее обрабатывающим орудиям и машинам. Оптимальные сроки обработки почвы определяются ее физической спелостью, т.е. состоянием, при котором она оказывает наименьшее сопротивление при обработке и распадается на отдельные комки (агрегаты), образуя прочную структуру.
С механическим составом почв связаны основные их физические характеристики – плотность (масса единицы объема твердой фазы почвы), общая плотность и порозность. Эти три связанные между собой величины определяют все основные физические свойства почвы.
Плотность твердой фазы – отношение массы твердой фазы почвы к объему этой фазы – зависит от минералогического состава и количества находящихся в почве органических веществ. Чем больше гумуса в почве, тем меньше ее плотность. Общая плотность – масса единицы объема почвы. Порозность почвы (скважность) – суммарный объем пустот, заключенных в единице объема почвы.
От механического состава и порозности почвы зависят ее тепловые и воздушные свойства, являющиеся важными факторами жизни растений.
Почвенный воздух по своему составу близок к атмосферному, но в нем содержится больше углекислоты и влажность его выше. Почвенный воздух находится в порах, замещая в них воду, поэтому важнейшей задачей мелиоративного освоения почв является создание оптимальных условий для насыщения растений водой и воздухом.
Тепловые свойства почв зависят от количества поступающего в них тепла, теплоемкости и теплопроводности минеральной и органической части почвы. Температура почвы зависит от поступления солнечного тепла. Днем температура почвы повышается, ночью – снижается. Избыточно увлажненная почва в северных районах холоднее почвы нормального увлажнения. Поэтому при осушении тепловой режим почв становится более благоприятным.
Песчаные почвы более теплопроводны и относятся к теплым почвам, а глинистые и суглинистые – к холодным. Глубина промерзания почв зависит от географического положения района, механического состава, наличия в почве влаги, высоты снежного покрова, растительности.
Для снижения глубины промерзания и быстрого оттаивания почвы применяют систему мелиоративных мероприятий, заключающихся главным образом в утеплении поверхностного слоя. Для этого используют торфяную крошку, опилки, солому, песок, полимерные пленки. Такое покрытие называют мульчированием.
Мульчирование не только снижает глубину промерзания, но и предохраняет почву от высыхания. Для улучшения теплового режима почвы и снижения глубины промерзания проводят также снегозадержание на полях, глубокую вспашку или глубокое рыхление почвы осенью. Внесение органических удобрений и извести также способствует улучшению теплового режима почвы. Все эти мероприятия следует проводить с учетом местных условий и экономических затрат.[3]