Новости
08.12.2016


08.12.2016


08.12.2016


07.12.2016


07.12.2016


18.05.2015

Горные породы на пути своего превращения в почву претерпевают в процессе выветривания глубокие изменения не только со стороны своего химического состава и свойств, но, как нам уже известно, подвергаются существеннейшим изменениям и со стороны своего механического состава. В выветривающейся горной породе мы, таким образом, можем констатировать наличие частиц («механических элементов») самой разнообразной величины. В зависимости от условий окружающей среды, а также от петрографического и химического состава самой выветривающейся породы мы можем встретить в последней грубые обломки минералов и горных пород, измеряемые по величине сантиметрами и даже дециметрами, далее можем видеть присутствие различных грубых суспензий и, наконец, можем констатировать присутствие таких мельчайших частиц, которые измеряются десятыми, сотыми и тысячными долями миллиметра. Как нам уже известно, в процессе выветривания могут получаться и еще более мелкие частицы — вплоть до коллоидального распыления, измеряемые уже долями микрона и даже микромикрона.
В процессе позднейшей эволюции той или иной горной породы, когда последняя, приобретая элементы плодородия, начинает претерпевать уже непосредственно процессы почвообразования, связанные с явлениями внедрения в нее элементов биосферы, мы наблюдаем дальнейшее развитие процесса распада и разрушения составляющих данное почвенное тело минеральных соединений. Действительно, корневую систему растений и деятельность многочисленных землероев, как из отряда позвоночных (кроты, байбаки, суслики и др.), так и беспозвоночных (земляные черви, разные насекомые и др.), мы должны признать одними из деятельнейших факторов механической переработки входящих в состав данного почвенного тела частиц горных пород и минералов.
Механическим составом той или иной почвы мы и называем сравнительное содержание в последней частиц различного диаметра.
Если взять достаточной высоты стеклянный цилиндр и взмученной в нем навеске почвы (возможно более мелкоземистой) дать отстояться, то мы можем увидеть, как последовательными слоями расположатся в слое воды, в зависимости от величины механических элементов, все упомянутые выше отдельные фракции (при такой постановке опыта точного и равномерного распределения последних, конечно, мы не получим, ибо быстрота оседания отдельных механических элементов будет зависеть не только от величины, но и от Их удельного веса). На самом дне цилиндра расположатся наиболее крупные частицы, выше найдут себе место все более и более мелкие фракции, а в мутной жидкости, стоящей над опавшими частицами, мы сможем с помощью микроскопа и ультрамикроскопа обнаружить часто такие мельчайшие механические индивидуумы, которые благодаря ничтожному своему весу могут удерживаться во взвешенном состоянии днями и даже месяцами, а иногда, благодаря наблюдаемым среди них явлениям Броуновского движения, оставаться практически и совсем неосаждающимися в последнем случае требуются особые специальные приемы их осаждения.
Различные способы механического анализа почв и имеют своей целью разделить механическими приемами почвенную массу на ряд фракций по величине частиц, на основании какового анализа мы и составляем суждение о механическом составе исследуемой почвы. При исследовании механического состава почв часто пользуются нижеприводимой классификацией механических элементов В. Вилльямса.

Механический состав почв

Частицы величиной в 0,25 мм и мельче часто объединяются общим наименованием «почвенного мелкозема»; все же частицы крупнее 0,25 мм именуются «почвенным скелетом», указывая этим наименованием на то, что элементы эти являются как бы остовом почвенной массы, не принимающим непосредственного участия в жизненных процессах данной почвы.
Указанное разделение, конечно, условно, и не все исследователи придерживаются при этом однородной терминологии. Так, немецкие почвоведы причисляют к «мелкозему» все частицы менее 3 мм (также и американские), во Франции же «мелкоземом» называют все зерна менее 1 мм и т. д. Такую же условность необходимо подчеркнуть и в отношении вообще к обозначению частиц различных размеров.
Весьма часто при механическом анализе почв, в видах облегчения, ограничиваются еще более упрощенной схемой, а именно выделением лишь трех фракций, давая им и иные наименования, а именно: песка, крупного и мелкого (частицы от 0,25 мм до 3 мм), ила (0,25—0,01 мм) и физической глины(< 0,01 мм).
Как только что было указано, разделение механических элементов на ряд однородных фракций и то или иное обозначение этих последних — условно и до некоторой степени произвольно. В настоящее время мы имеем, однако, попытки классифицировать механические элементы почвы на основании индивидуальных физических свойств, присущих той или другой фракции. Так, Atterberg на основании своих исследований предложил такую классификацию механических элементов (приводится нами в несколько сокращенном виде):
Механический состав почв

Обстоятельная классификация механического («гранулометрического») состава грунтов, на основании подробного изучения физических свойств отдельных входящих в их состав механических фракций, дана в последние годы В. Охотиным. Хотя эти исследования приурочены к грунтам (материнским породам), тем не менее они могут быть всецело использованы и при изучении механического состава собственно почвенных образований.
Номенклатуру механических элементов В. Охотин дает следующую:
Механический состав почв

Каждая из упомянутых механических фракций обладает суммой определенных, только ей присущих физических свойств (пластичностью, величиной набухаемости, адсорбционной способностью и пр.).
Для разделения друг от друга частиц, составляющих скелет почвы, пользуются ситами с отверстиями соответствующей величины, причем почва через эти сита тщательно промывается водою для разъединения склеившихся между собою в структурные агрегаты механических элементов.
Для отделения, друг от друга мелкоземистых частиц пользуются операцией, носящей название отмучивания, основанной на законах падения в жидкой среде твердых частиц (чем мельче эти последние, тем скорость падения их в воде меньше). Принимая во внимание, однако, что скорость эта обычно зависит не только от величины частиц, но и от веса последних, затем от величийы трения их о воду, от наибольшей площади поперечного разреза, перпендикулярного к направлению падения, и т. п., мы должны признать все существующие методы механического анализа недостаточно точными.
Из способов отмучивания в спокойной воде широким распространением, пользуются методы Osborn, Фадеева—Вильямса и Сабанина (с некоторыми видоизменениями и усовершенствованиями, внесенными М. Филатовым), а из способов отмучивания в токе воды — метод Шене.
За последние годы вопросы, связанные с изучением механического состава почв, и методы его определения послужили предметом исследования целого ряда ученых, из которых некоторыми сконструированы и новые для этой цели аппараты.
Нельзя в частности не отметить того большого внимания, которое уделяется ныне методам так называемого «непрерывного механического анализа», принципы которого впервые были разработаны еще в 1902 г. русским исследователем Г. Нефедовым, давшим способ определения из воды, в которой взмучена почва, количества осадков, отлагающихся в последовательные единицы времени, каковой метод позволяет выделять неограниченное число фракций любого диаметра и изображать результаты этого анализа некоторой кривой. Г. Нефедовым же был впервые высказан и принцип независимости падения в воде частиц различного диаметра в смеси их, принцип, который лег в основу многих предложенных позднее методов механического анализа почв. Гедройцем разработан так называемый «ультрамеханический анализ» почвы, дающий возможность проникнуть в подробное изучение той в частности мельчайшей («илистой») фракции, которая измеряется размерами, меньшими чем 0,001 мм, в том числе и частиц коллоидальных размеров, т.е. частиц диаметром, меньшим 0,25 μ (0,00025 мм). С этой целью операция отмучивания производится в больших стеклянных чашках, после чего последовательно собираются фракции, осаждающиеся в течение трех суток, в течение одной, двух, трех недель и, наконец, не осаждающиеся в течение трех недель.
С помощью формулы Стокса, дающей возможность определять величину частиц, падающих в жидкости (при условном допущении, что частицы имеют шарообразную форму), удается вычислить размеры соответствующих частиц.
При установлении механических разностей тех или иных почв очень часто пользуются упрощенной, так называемой двучленной формулой, т. е. отношением «физической глины» (объединяя этим названием сумму всех частиц меньших 0,01 мм) к песку (сумме частиц диаметром больше 0,01 мм). При этом устанавливаются следующие градации (по соотношению глины и песка):
Механический состав почв

Для более же точной характеристики механического состава почв пользуются обычно трехчленной формулой (по Tумину): за единицу принимается, как и в двучленной формуле, количество «физической глины» и с этим количеством сравниваются отдельно количества песчаной пыли и песка, чем может быть достигнута более точная и более детальная характеристика той или иной изучаемой нами почвенной механической разности.
большое практическое значение при установлении механических разностей тех или иных почв может иметь механическая (гранулометрическая) классификация, недавно разработанная для грунтов В. Охотиным. Упомянутый исследователь, пользуясь предложенным им наименованием частиц (см. выше), дает следующую номенклатуру грунтов:
Механический состав почв