Ионно-молекулярный уровень: Молекулярные процессы, т.е. реакции взаимодействия веществ и элементов в самих почвах. Например, окисление-восстановление химических соединений, реакции замещения элементов в решетках кристаллов, обменные реакции, образование гумуса и др. Они обусловлены свойствами коллоидной части почвы Поверхностные слои твёрдых почвенных частиц (минералов, обломков пород) и коллоиды составляют

активную часть почвы, способную воспроизводить комплекс катионов, пленку сорбированной воды, органическую часть на поверхности почвенных частиц. Активная часть почвы имеет три формы: минеральную, органическую и органоминеральную. Из твёрдой части почвы наиболее активной являются мелкие фракции: пыль, глина, ил. Так, в средней пыли (0.01-0.05) доля кварца уже заметно сокращается, уступая место аморфной кремнекислоте. В мелкой пыли (0.005-0.001), являющейся по составу переходной к илам, значительно возрастает способность к коагуляции и образованию структуры, увеличивается поглотительная способность. Илистой фракции (< 0,001), содержащей большую часть продуктов выветривания - первичные и вторичные минералы: гидрослюды, окислы Fe, Al, Mn и их гидраты, каолинит, гумусовые вещества, карбонаты кальция и др., принадлежит главная роль в физико-химических процессах, в структурообразовании, а также, она обладает высокой поглотительной способностью, гигроскопичностью, влагоемкостью, в ней в десятки раз увеличивается содержание гумуса и элементов питания. Почвенные коллоиды, являясь главными носителями сорбционных свойств почвы и наиболее активной её частью, представляют собой минеральные, органические и органо-минеральные частицы и молекулы, обладающие большой удельной поверхностью. Это - частицы диаметром 0,0001- 0,0002 мм = 0,1 – 0,2 мкм. (микрон, мкм, — одна тысячная доля миллиметра).

Органо-минеральные коллоиды – это соединения гумусовых веществ с глинистыми минералами и R2O3. Коллоидные свойства начинают проявляться у частиц размером менее 1 мкм, или 0,001 мм, — предколлоидная фракция. С водой они .образуют разные растворы, обнаруживают броуновское движение, проходят через бумажные и не проходят через органические фильтры. Таким образом, первым уровнем структурной организации почвы является атомарно-молекулярно-ионный.

Уровень элементарных частиц: Гранулометрический состав почвы, или ее текстура, это уровень «Базовой структуры». Базовой – потому что именно на этом уровне изучения почвы формируются основные, базовые, свойства почвы. От того, в какой степени в почве представлены крупные или мелкие частицы, будут зависеть все фундаментальные свойства, ее поведение в отношении поглощения и проведения веществ и энергии, ихтрансформация, т.е. все основные процессы, которые определяют облик, свойства, внутреннюю жизнь почвы и ее функции в биосфере.

Такая важная характеристика почвы, как дисперсность, проявляется в двух качествах – в виде свойств малого размера частиц и в высокой удельной поверхности. Во многом эти свойства взаимосвязаны. Однако они обладают и определенной независимостью, характеризуя дисперсность почвы, как по наличию частиц разного размера, так и по состоянию и свойствам поверхности этих частиц. Наличие в составе твердой фазы почвы частиц различного диаметра оценивается по гранулометрическому составу почв. Прежде всего необходимо определить, с какими частицами мы имеем дело при гранулометрическом составе. В этом случае анализируются те наименьшие частицы твердой фазы почвы, ее первооснова, которые трудно разрушить физическими (растиранием) и химическими (воздействие щелочей и кислот) методами, за что они и называются элементарными. Элементарные почвенные частицы (ЭПЧ) – обломки горных пород и минералов, а также аморфные соединения, все элементы которых находятся в химической взаимосвязи и не поддаются разрушению общепринятыми методами пептизации. Последовательно проанализируем это определение.ЭПЧ – это представители твердой фазы почвы, куда входят и минеральные, и аморфные (как правило, органические соединения, гидроокиси Fe, Al) вещества.

Агрегатный уровень: Отдельные гранулометрические частицы могут взаимодействовать друг с другом, «склеиваясь» и образуя сначала микроагрегаты, а затем и макроагрегаты, педы, почвенные комки и фрагменты. Это хорошо видно на приведенной в начале предыдущей части схеме агрегатного строения почв (см. рис. II.1). Микроагрегаты на этой схеме – это почвенные отдельности, состоящие из элементарных почвенных частиц. Отметим очень важный момент в организации микроагрегатов: основную связующую роль между пылеватыми и песчаными элементарными почвенными частицами (скелетом) играют илистые частицы. Так формируется из элементарных почвенных частиц первичная структурная единица почвы – микроагрегат.

Соединяясь друг с другом, микроагрегаты образуют уже макроагрегаты, или просто агрегаты. Граница между микро- и макроагрегатами, по предложению К.К.Гедройца, находится на уровне 0.25 мм. Особенно важна устойчивость, стабильность почвенных микро- и макроагрегатов, способность их противостоять внешним воздействиям. Именно от этой способности агрегатов зависит и противоэрозионная устойчивость почв, и способность выдерживать внешние механические нагрузки, и многие другие почвенные функции. Традиционно распределение микроагрегатов по размерам (микроагрегатный состав почв) рассматривается совместно с гранулометрическим составом почв. Более того, фракции микроагрегатов по размерам аналогичны фракциям гранулометрических элементов. Это позволяет провести ряд оценок устойчивости микроструктуры. Однако возникает проблема выделения этих первичных агрегатных образований без их разрушения. Для того чтобы выделить микроагрегаты, надо почву подвергнуть такому воздействию, чтобы разрушить макроагрегаты, при этом сохранив микроагрегаты.