Почвы, возделываемые в сельскохозяйственных целях, лишь на половину состоят из твердого вещества, в то время как остальное – поры, наполненные водой и воздухом. Из твердого вещества, глина и органические соединения сильнее всего влияют на почву и определяют её агротехнические свойства.
Почва состоит примерно на 50% из твердого материала и 50% почвенных пор. Простыми словами половина всей почвы - твердоaе вещество, другая половина - поры.
Твердая часть может состоять из минеральных частиц различного размера, либо из органического вещества. Важно, чем наполнены поры: воздухом или водой, от этого зависит влажность почвы в данный момент, ее структура и почвообрабатывающие операции. В идеале, половина пор – воздушные, остальные заполнены водой. Тем не менее, на уплотненных почвах, таких как глина, соотношение пор несколько выше (40% к 60%), чем на рассыпчатых.
Структура почвы зависит от распределения минеральных частиц на различные по величине классы. Различные страны используют разные классификации, но международная общепринятая система подразделяет структуру почвы на: глыбы, камни, гравий, песок, ил и глину, исходя из размеров этих частиц. Распределение приведено ниже в Таблице «Классификация частиц по размеру».
Рисунок показывает разницу величин между некоторыми минеральными частицами в почве и их значением. Глиняные и гумусовые частицы являются наименьшими составляющими почвы. Их средний диаметр менее 0,0002 мм (т.е. в 1000 раз меньше песчинки) и они называются коллоидами. Поверхность коллоидов имеет отрицательный заряд. Это означает, что положительно заряженные частицы питательных веществ, такие как ионы калия, кальция и магния могут связываться с частицами глины. Поэтому частицы глины содержат запас питательных веществ для растений.
1) Мелкий песок 2) Очень мелкий песок 3) Грубый ил 4) Мелкозернистый ил 5) Грубая глина
Возделываемые пахотные почвы – это чаще смесь из отличающихся по размеру частиц. Если гравий и песок преобладают в почве, это делает ее проницаемой, сухой и относительно неплодородной, в то время как включение песка в глиняной почве делает ее более теплой. Илистые почвы часто холодные и влагоудерживающие, и легко могут увеличить влажность почвы благодаря капиллярному подъему воды. Самые мелкие минеральные частицы, глина, оказывают сильное влияние на почву даже при концентрации около 5%. Глиняные почвы сжимаются, набухают и передают общую структуру почве, с трещинами и разломами, где корни могут расти, не пробиваясь через почвенный профиль. Типичные характеристики почвы – это зависимость от содержания глины, которая сильно влияет на тип почвы и способы почвообработки.
Органическое вещество в почве оказывает определенное влияние на ее характер. Оно почти на 60% состоит из углерода и образуется из растительных остатков, которые разлагаются под действием микроорганизмов. В процессе разложения растений высвобождаются питательные вещества такие, как азот (N), фосфор (P) и сера (S). Органическое вещество может иметь огромное позитивное значение для свойств почвы, например:
Настоящая глина (менее 0,0002 мм) и некоторые органические материалы – это коллоиды, представляющие мельчайшие частицы почвы. Однако они имеют большую удельную площадь, т.е. площадь поверхности, превышающую их вес. Удельная площадь увеличивается с уменьшением размера частиц. Поверхность частиц глины заряжена отрицательно, поэтому они связываются с положительно заряженными питательными частицами катионами, тем самым создавая их запас.
Группа частиц |
Диаметр частицы (мм) |
| Глина | <0.002 |
| Ил | 0.002-0.06 |
| Песок | 0.06-2 |
| Гравий | 2-60 |
| Камни | 60-600 |
| Глыбы | >600 |
Характеристикой всех глиняных частиц является их плоская форма. Это, совместно с их невероятно малым размером, означает, что коллоиды имеют очень большую площадь поверхности по отношению к их массе – высокую удельную площадь. Например, 1 грамм песка имеет общую площадь 1,5 – 2 см2, которая соотносима с почтовой маркой. А 1 грамм глины может иметь площадь около 100 м2– дом средних размеров.
Капиллярность - Капиллярная вода – это вода, способная подняться в верхние слои почвы по мелким порам путем связывания молекул воды в порах (адгезии), но также и путем сближения молекул воды (когезия). Илистые почвы обладают высокой капиллярностью, сочетая в себе большую глубину подъема и высокую скорость капиллярного движения
Катионы - Положительно заряженные ионы в почве, такие как: калий, кальций, магний
Коллоид - Коллоиды являются лучшими структурными единицами почвы, со средним диаметром менее 0,0002 мм. Коллоиды включают в себя некоторые органические вещества и настоящую глину
Минеральные частицы - Почвенные минеральные частицы представляют мельчайшие неорганические включения, которые были сформированы в месте разрушения климатическими факторами различных минерально-песчаных пород или были туда занесены, к примеру, ледниками. Свойства почвы сильно зависят от размера частиц, составляющих ее, в соответствии с Таблицей «Соотношение частиц по распространенности»
Поры - Почвенные поры – это пустоты, ходы и трещины в почве, которые заполняются либо водой, либо воздухом в зависимости от текущего содержания влаги в земле.
Почвенная фауна - Земляные черви, мокрицы, ногохвостки, многоножки, клещи – животные, открывающие путь бактериям и грибам, путем деления на части и измельчения растений в их ротовой полости, желудке и кишечнике
Удельная площадь - Общая площадь поверхности частиц, выражаемая в квадратных метрах на 1 грамм сухой почвы. Это понятие является важной характеристикой, показывающей среднее количество питательных веществ, которое почва может отдать при выветривании и, наоборот, связать со своей поверхностью
Структура Почвенная структура определяется соотношением классов с разным диаметром, в частности относительные пропорции песка, ила и глины, в соответствии с Таблицей «Соотношение частиц по распространенности»
