Общие физические свойства почвы

К показателям, характеризующим почву как физическое тело, относятся ее структура, общие физические и физико-механические, а также водные, воздушные и тепловые свойства.

Почва, как и всякое физическое тело, обладает рядом физических свойств. Физические свойства почв можно подразделить на общие физические, физико-механические, тепловые и водные.

К числу общих физических свойств почвы относятся: плотность твердой фазы, плотность сложения и пористость (скважность).

Плотностью твердой фазы(d) почвы называется отношение массы твердой фазы почвы в сухом состоянии к массе равного объема воды при t=4° С. Или плотность твердой фазы почвы – это масса 1 см³ твердой фазы почвы в сухом состоянии, выраженный в граммах. Показатели удельной массы почвы необходимы для определения скважности (пористости) и содержания в почве воздуха. По данному показателю можно судить о минералогическом составе почвы и содержанию в ней органического вещества. Плотность твердой фазы почв зависит от их минералогического состава и содержания гумуса. В практике почвоведения плотностью твердой фазы называют отношение массы сухой почвы к массе равного обўема воды при t= 4°С. Данный показатель зависит от минералогического состояния почвы и содержания в ней органического вещества. Чем больше в почве тяжелых минералов, тем выше плотность ее твердой фазы. На величину плотности почвы влияют механический состав, содержание гумуса и структурное состояние почвы. Под действием агротехнических приемов обработки почвы верхние горизонты окультуренных почв имеют более низкую плотность почвы. В целом, плотность твердой фазы почвы – величина довольно стабильная и в минеральных горизонтах большинства почв находится в пределах 2,4-2,7 г/см³, в торфяных почвах -1,4-1,8 г/см³.

Сложение почвы определяется взаимным расположением ее частиц и комочков. Плотностью сложения (или просто плотностью) почвы (d_v) называется масса единицы объема абсолютно сухой почвы в естественном состоянии. При ее определении учитывается не только объем твердой фазы почвы, но и объем пор. Она выражается в г/см3. Этот показатель довольно динамичен и зависит от минералогического состава почвы, размера почвенных частиц, содержания органического вещества, структурного состояния и пористости. Большое влияние на его значение оказывает обработка почвы. Сложение почвы выражает степень ее плотности или рыхлости, а также характер ее пористости. Принято различать сложение почвы:

- очень плотное (слитное) – почва не поддается лопате. Такую плотность имеют иллювиальные горизонты солонцов в сухом состоянии;

- плотное – почва с трудом поддается действию лопаты. Такую плотность имеют иллювиальные горизонты суглинистых и глинистых почв;

- рыхлое – лопата легко входит в почву, которая при выбрасывании рассыпается. Такое сложение наблюдается в верхних горизонтах суглинистых и глинистых почв с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой;

- рассыпчатая – почва обладает сыпучестью, характерна для пахотных горизонтов песчаных и супесчаных почв;

- ячеистая, обусловлена деятельностью дождевых червей.

По характеру пористости можно различать:

- тонкопористое сложение, когда почва пронизана порами не более 1 мм в поперечнике;

- пористое – поперечник составляет 1-3 мм;

- губчатое – преобладают полы 3-5 мм в поперечнике;

- ноздреватое - почва содержит полости 5-10 мм в поперечнике;

- ячеистое – преобладают полости свыше 10 мм в поперечнике;

- трубчатое – поры или полости соединяются в канальцы.

Наиболее благоприятная для того или иного растения плотность сложения почвы называется оптимальной. К основным агротехническим мероприятиям, направленным на достижение оптимальных параметров плотности сложения почвы, относятся ее глубокое рыхление и внесение органических удобрений. Объем любой почвы можно разделить на две части: объем твердой фазы и объем пор, которые в свою очередь могут быть заполнены водой или воздухом.

Пористость (скважность). В результате неплотного прилегания частиц почвы друг к другу между ними остаются промежутки или поры, которые делятся на капиллярные и некапиллярные. Капиллярные поры- это поры, находящиеся между мельчайшими почвенными частицами и в которых вода передвигается под действием капиллярных сил. Некапиллярные поры расположены между структурными отдельностями или крупными механическими элементами почвы. Пористость – это суммарный объем пор в единице объема почвы. Выражается в процентах от объема. Пористость играет важную роль в водно-воздушном режимах почвы и зависит от минералогического состава, содержания гумуса, механического состава и плотности почвы.

В зависимости от величины пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Сумма объемов всех капиллярных промежутков образует капиллярную пористость, некапиллярных промежутков – некапиллярную. Достаточное количество некапиллярных промежутков обусловливает хороший газообмен почвы с атмосферным воздухом и улучшает проникновение воды вглубь нее. В некапиллярных промежутках содержится воздух, а в капиллярных – влага. Самые благоприятные условия увлажнения и воздухообеспеченности складываются в почвах, когда некапиллярная пористость менее 20-25% от общей пористости. Такое соотношение достигается путем создания прочной почвенной структуры и рациональной механической обработки почвы. Для оценки пористости почвы Н.А.Качинский предложил следующие критерии (таблица).