Классификация гранул, их характеристика и связь с удельной поверхностью

Гранулометрическая фракция – совокупность частиц, диаметр которых имеет определенные пределы. Основные гранулометрические фракции отличаются по водно-физическим свойствам и минералогическому составу (таблицы 7–8).

Камни (> 3 мм) представляют собой обломки горных пород.

Благодаря высокому содержанию гравия почвы приобретают неблагоприятные свойства – провальную водопроницаемость и низкую влагоемкость.

Песчаная фракция (1–0,05 мм) – состоит из первичных минералов. Обладает высокой водопроницаемостью, некоторой капиллярностью и влагоемкостью. Характеризуется крайне низкой поглотительной способностью. Для полевых культур пригодны пески с влагоемкостью не менее 10 %, для лесных культур – не менее 3–5 %.

Фракция средней пыли (0,01–0,005 мм). Характеризуется низкой величиной удельной поверхности – 2–10 м2/г, удерживает влагу и набухает. Обладает связностью и пластичностью, имеет плохую водопроницаемость.

Фракция мелкой пыли (0,005–0,001 мм). Состоит не только из первичных, но и вторичных минералов. В связи с этим она способна к коагуляции и структурообразованию, обладает поглотительной способностью, содержит повышенное количество гумусовых веществ. Ее удельная поверхность превышает 50 м2/г.

Однако высокое содержание мелкой пыли в почвах обеспечивает им плотное сложение, плохую водопроницаемость, чрезмерное набухание и усадку, липкость.

Благодаря высокой удельной поверхности, достигающей 200–250 м2/г, ил обладает высокой поглотительной способностью, содержит много гумуса, элементов питания растений. Коллоидной части этой фракции принадлежит важная роль в структурообразовании.

Сумма частиц менее 1 мм называется мелкоземом, более 1 мм − скелетом. Сумма механических элементов <0,01 мм называется физической глиной. Эта группа элементов выделяется в связи с тем, что только у частиц размером < 0,01 мм проявляются такие физико-механические свойства, как набухание, усадка, текучесть, раскатывание шнура.

С уменьшением размера частиц, т. е. утяжелением почвы, снижается содержание первичных минералов (кварца,
ортоклаза) и увеличивается – полуторных окислов.

Илистая фракция (гранулы <0,001 мм) играет главную роль в физико-химическом процессе, особенно ее коллоидная часть. Эта фракция наиболее важна в обеспечении плодородия почвы, так как ил, наряду с первичными, содержит много вторичных минералов и зольных элементов азотного питания, а также гумуса.

Это связано, прежде всего, с тем, что при измельчении частичек увеличивается их удельная поверхность, так как площадь плоскости осколков всегда больше целого тела. Следовательно, на этой поверхности сорбируется большее количество органического вещества и элементов питания.

Поверхность всех механических частичек единицы массы почвы называется удельной поверхностью (таблица 9).

Таким образом, механические элементы, имея различный минеральный и химический состав, а также физико-химические свойства, не одинаково влияют на свойства почв и их плодородие.

В связи с этим возникла необходимость классификации почвы по гранулометрическому составу.