МЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ, или гранулометрический анализ, разделение почвенной массы на ряд фракций элементарных частиц на основании падения частиц под влиянием силы тяжести в среде, оказывающей сопротивление этому падению (вода, воздух). Задача характеристики почв (и грунтов) с точки зрения механич. состава сводится сейчас к определению элементарного состава и агрегатного состава.
Элементарный механический анализ. Все существующие методы механич. анализа почвы слагаются из двух частей: подготовки образца почвы (грунта) к анализу и определения его состава по крупности частичек и их количеству. Первостепенное значение имеет характер подготовки образца к анализу. Подготовка должна обеспечить разделение агрегатов на элементарные частички, и в то же время она должна избегнуть дробления последних. В практике механич. анализа почвы широко пользуются старыми приемами механич. диспергирования: растирания, кипячения, повторного растирания анализируемых образцов. Эти приемы подготовки почв и грунтов к анализу не всегда обеспечивают полноту разделения агрегатов на первичные частички. 2-й Международный конгресс почвоведов в Ленинграде — Москве в 1930 принял решение пользоваться более энергичным хим. способом подготовки почв к элементарному механич. анализу. Существуют две модификации этого метода подготовки. Метод А состоит в предварительном окислении органич. вещества (цемента) почв при помощи 6 %-ной перекиси водорода на кипящей бане, затем в вытеснении обменных катионов (и разложении карбонатов) посредством обработки почвы — 0,2%-ным HCl на холоду; после удаления избытка кислоты образец почвы нейтрализируется либо аммиаком, либо содой, либо же карбонатом лития и идет на анализ. После 1930 этот прием подготовки почв получил следующие уточнения: для грунтов и малогумусных почв отпадает обработка перекисью водорода: обработка кислотой производится раствором концентрации 0,02—0,03 ; нейтрализация обязательна либо содой, либо карбонатом лития, которые являются наиболее сильными диспергаторами (пептизаторами). К методу А по своему принципу близок метод прямого насыщения почвы натрием при помощи обработки раствором NaCl (Гедройц). Метод В рассчитан для массовых анализов и состоит в кипячении образца почвы в воде и затем в отмучивании с прибавлением к воде аммиака. Метод В не дает полного разделения почв на элементарные частицы. При глубоких исследованиях почв и грунтов пользуются либо методом А, либо методом Гедройца.
Существует ряд способов разделения почвы на фракции. Ситовой анализ состоит в том, что подготовленный к механическому анализу образец почвы (грунта) просеивается через сита с отверстиями разных размеров. Существующая техника ситового анализа не позволяет разделять фракции частиц ниже 0,04 мм в диаметре. В настоящее время ситовой анализ входит лишь как часть в другие методы разделения частиц. Пользуются известностью методы разделения частиц в движущейся среде (воде, воздухе). Наиболее распространены методы разделения частиц в спокойно стоячей воде, основанные на принципе свободного падения твердого тела в жидкости. Закон этот выражен Стоксом формулой:
где — скорость падения частиц, — удельный вес частицы, — удельный вес жидкости, — ускорение силы тяжести, — радиус частицы, — вязкость жидкости. Для определения радиуса частиц необходимо знать скорость падения их в см/сек. Если известен размер радиуса частиц, то легко определяется скорость падения их в жидкости. Пользуясь этим методом расчета, возможно разделить любую смесь частиц на произвольно большое число отдельных фракций (групп зерен в определенном интервале диаметров). Самое разделение частиц на фракции в цилиндрах достигается методом отмучивания (Вильямс, Сабонин), к-рый состоит в том, что после рассчитанного времени стояния сливается почвенная взвесь (суспензия) до заданного уровня, в цилиндре остается искомая фракция частиц; многократным взмучиванием и сливанием суспензии до этого заданного уровня искомая фракция частиц освобождается от сливаемой фракции. После этого высушиванием и взвешиванием определяется ее количество. Так, меняя уровни сливания или время сливания, можно выделить и другие фракции частиц. Большим распространением, благодаря быстроте операций, пользуется пипеточный метод разделения частиц на фракции (Робинсон — Краусс), к-рый состоит в следующем: с заранее рассчитанных глубин через определенные промежутки времени при помощи специальной пипетки извлекается точный объем суспензии; выпариванием, высушиванием и взвешиванием этого образца суспензии определяется количество искомой фракции частиц. Почвоведение и грунтоведение в СССР пользуются по преимуществу этими двумя способами разделения частиц на фракции. Только в специальных исследованиях прибегают к определению всех размерностей частиц без перерыва. В таких случаях пользуются т. н. методами непрерывного анализа, для этой цели сконструированы специальные седиментометры (Вигнер, Свен-Оден и др.). Для выделения коллоидных фракций и их количественного. определения прибегают к центрифугальным методам (в СССР центрифуга А. И. Мошева).
Агрегатный анализ. В природе очень редко можно встретить действительно раздельнозернистые почвы и грунты (напр., пески). Обычно же как в почвах, так и в грунтах элементарные частицы связаны в агрегаты, сложные зерна. Многие свойства почв и грунтов определяются не количеством элементарных частиц, а устойчивостью и количеством вторичных частиц, или агрегатов. Эти последние часто определяют водные и воздушные свойства почвы, поэтому в последнее время особенное внимание обращается на определение агрегатного состава. Различают макроагрегатный и микроагрегатный состав. Первый определяется ситовым анализом в стоячей воде (купание), второй — ситовым и пипеточным анализом после двухчасового взбалтывания почвы в воде. На основании данных элементарного механич. анализа и агрегатного анализа вычисляются коэффициенты структурности почв. Выбор фракций частиц и границ их размеров зависит от принятой классификации элементов механич. состава (см. Механический состав почв).