Твёрдые частицы в естественном залегании заполняют не весь объём почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры — промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. Суммарный объём пор называется пористостью П. Для большинства минеральных П. эта величина варьирует в пределах от 40 до 60%. В органогенных (торфяных) П. она возрастает до 90%, в заболоченных, оглеенных, минеральных — уменьшается до 27%. От пористости зависят водные свойства П. (водопроницаемость, водоподъёмная способность, влагоёмкость) и плотность П. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывно меняется вследствие поступления в П. атмосферу осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также расхода влаги — почвенного стока, испарения, десукции (отсасывание корнями растений) и др. Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и водный режимы почвы. Чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен (особенно О2 и СО2 ) между П. и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее — процессы восстановления. В порах также обитают почвенные микроорганизмы. Плотность П. (или объёмная масса) в ненарушенном сложении определяется пористостью и средней плотностью твёрдой фазы. Плотность минеральных П. от 1 до 1, 6 г/см3 , реже 1,8 г/см3 , заболоченных оглеенных — до 2 г/см3 , торфяных — 0,1—0,2 г/см2 .
С дисперсностью сопряжена большая суммарная поверхность твёрдых частиц: 3—5 м2 /г у песчаных П., 30—150 м2 /г у супесчаных и суглинистых, до 300—400 м2 /г у глинистых. Благодаря этому почвенные частицы, особенно коллоидная и илистая фракции, обладают поверхностной энергией, которая проявляется в поглотительной способности почвы (см. также Почвенный поглощающий комплекс ) и буферности почвы .
Минералогический состав твёрдой части П. во многом определяет её плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные П. почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, К, N, Mg, Ca, Р, S; значительно меньше содержится микроэлементов : Cu, Mo, I, В, F, Pb и др. (см. также Биогеохимические провинции ). Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих П., преимущественно в П. недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество CaCO3 (особенно если П. образовались на карбонатной породе), в П. засушливых областей — CaSO4 и др. более легко растворимые соли; П, влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Однако реализация этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста П., особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются П. более богатые Al, Fe, щёлочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава — Si. Во влажных тропиках на молодых корах выветривания П. значительно беднее окислами железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с П. умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твёрдой части П. незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, натрия, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.
В состав твёрдой части П. входит органическое вещество, основная (80—90%) часть которого представлена сложным комплексом из гумусовых веществ, или гумуса . Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.п. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в П. содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая т. о. структура П. во многом определяет её физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо-минеральные соединения представлены солями, глинисто-гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в П.
Жидкая часть, т. е. почвенный раствор , — активный компонент П., осуществляющий перенос веществ внутри неё, вынос из П. и снабжение растений водой и растворёнными элементами питания. Обычно содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.
Газообразная часть, или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2 , O2 , CO2 , летучие органические соединения и пр., не постоянны и определяются характером множества протекающих в П. химических, биохимических, биологических процессов. Например, количество CO2 в почвенном воздухе существенно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии CO2 из П. в атмосферу и O2 в противоположном направлении.
Живая часть П. состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представителей многих групп беспозвоночных животных — простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок, роющих позвоночных и др. (см. Почвенная фауна ). Активная роль живых организмов в формировании П. определяет принадлежность её к биокосным природным телам — важнейшим компонентам биосферы.
Процессы в почве. В процессе почвообразования материнская порода расчленяется на почвенные горизонты , которые образуют почвенный профиль . В поверхностных горизонтах накапливаются органическое вещество, азот и фосфор, обменные соединения алюминия, кальция, магния, калия, натрия; во многих случаях происходит потеря силикатных соединений (за исключением кремнезёма в форме кварца). Под влиянием факторов почвообразования в П. протекают разнообразные процессы, которые можно объединить в следующие основные группы: 1) обмен веществами и энергией между П. и др. природными телами; 2) процессы превращения веществ и энергии, происходящие в самом почвенном теле без перемещения веществ; 3) процессы передвижения веществ и энергии в П. (см. также Круговорот веществ на Земле). К первой группе относят: многосторонний обмен газами, влагой и твёрдыми частицами в системе атмосфера — П. — растительность (надземные органы); двусторонний обмен газами и влагой с растворёнными в ней веществами в системе П. — грунт (породы, залегающие под П., включая почвообразующую и подстилающую); обмен коротко- и длинноволновой радиацией в системе солнце — растительность — П. — атмосфера — космическое пространство; многосторонний обмен тепловой энергией в системе атмосфера — растительность — П. — грунт; двусторонний обмен зольными веществами, соединениями азота, CO2 и O2 в системе П. — высшая растительность; преимущественно одностороннее поступление влаги из П. в растения (через корни); одностороннее поступление в П. органического вещества, синтезированного высшими растениями, несущего в себе аккумулированную энергию. Вторая группа включает огромное количество весьма разнообразных процессов: разложение органических соединений и синтез гумусовых веществ; синтез и распад микробной плазмы; образование и распад органо-минеральных соединений, т. е. процессы, связанные с круговоротом углерода (разложение углеводов, дубильных веществ, лигнина и др.); процессы, связанные с круговоротом азота, — аммонификация , нитрификация и денитрификация , фиксация атмосферного азота (см. Азотфиксация ); разложение и превращение первичных и вторичных минералов и синтез вторичных; окисление и восстановление, особенно железа и марганца; замерзание и оттаивание почвенной влаги, её внутрипочвенное испарение, конденсация и т.д. Третья группа: передвижение почвенного воздуха под влиянием меняющихся давления и температуры; диффузное передвижение газов и водяного пара, передвижение почвенного раствора под действием силы тяжести, капиллярных, сорбционных и осмотических сил; передвижение почвенной массы роющими животными, под влиянием давления корней и др.