Почва, физико - механические свойства

Определение "Почва, физико - механические свойства" в ЭБНБ

Общие физические свойства почвы

Плотность твердой фазы (относительная плотность) - это отношение массы твердой фазы почвы к массе воды в том же объеме при температуре 4°С. Различные типы почв имеют неодинаковую плотность твердой фазы. Обычно для минеральных почв она колеблется в пределах 2,4 - 2,8 гсм³; бедные органическим веществом дерново - подзолистые почвы имеют плотность твердой фазы 2,6 - 2,7, черноземы обыкновенные - 2,4 - 2,7, торфяники - 1,4 - 1,8 гсм³.

Плотность почвы (объемная масса) - масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженная в гсм³. Плотность минеральных почв колеблется от 0,8 до 1,8 гсм³, целинных верховых болотных - от 0,04 до 0,08 гсм³, старопахотных низинных торфяно - болотных - от 0,2 до 0,3 гсм³; почвы с небольшим содержанием гумуса имеют плотность 1,3 - 1,6 гсм³, нижние почвенные горизонты плотного сложения - 1,6 - 1,8 гсм³. Плотность почвы зависит от минерального и механического состава, содержания органических веществ, структурности и сложения. После механической обработки почва имеет наименьшую плотность, а затем начинает уплотняться. По истечении определенного срока (разного для разных почв) плотность достигает практически постоянного значения. Эту величину называют равновесной плотностью.
Пористость - суммарный объем всех пор и промежутков между частицами твердой фазы почвы. Общую пористость определяют по разности между общим объемом почвы и объемом твердой фазы почвы.
В зависимости от размера пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Капиллярная пористость равна объему капиллярных промежутков почвы, некапиллярная - объему межагрегатных пор.
Сумма капиллярной и некапиллярной пористости составляет общую пористость.
Пористость почвы зависит от структурности, плотности, механического и минерального составов почвы.

С общей пористостью связаны воздухопроницаемость, водопроницаемость, воздухоемкость, газообмен между почвой и атмосферой. Об условиях водно - воздушного режима почв можно судить по капиллярной и некапиллярной пористости. По А. Г. Дояренко, наиболее благоприятные условия увлажнения и газообмена складываются в почвах при соотношении капиллярной и некапиллярной пористости 1:1.

Деление пористости на капиллярную и некапиллярную не охватывает всего многообразия форм пор в почве. Так, Н. А. Качинский подразделяет пористость на такие формы, как общая пористость; пористость агрегатов; межагрегатная пористость; капиллярная пористость; поры, заполненные прочносвязанной водой; поры, заполненные рыхлосвязанной водой; поры, занятые воздухом. Кроме того, он делит поры на активные и неактивные. В активных порах находится капиллярная и гравитационная вода, воздух и почвообитающие организмы. Неактивные поры (наиболее мелкие, от нескольких микрон до долей микрона) содержат прочно - и рыхлосвязанную воду.

Наиболее благоприятное в агрономическом понятии соотношение пористости наблюдается в черноземе: общая пористость 58 - 64%, пористость отдельных агрегатов 38 - 40 %, поры, занятые воздухом, до 20 - - 27 %, неактивные поры меньше 10 %.

Физико - механические свойства почвы

Пластичность - способность влажной почвы изменять свою форму под действием внешних сил и сохранять новую форму после прекращения действия этой силы неопределенно долго. Пластичность имеют только глинистые, суглинистые и частично супесчаные почвы во влажном состоянии. В переувлажненном состоянии почвы обладают текучестью.

Пластичность характеризуется числом Аттерберга и разностью между значением влажности (% от массы абсолютно сухой почвы), при которой почва начинает течь (нижняя граница текучести), и наименьшим значением влажности, при которой почву можно раскатать в шнур (нижний предел пластичности). Эта разность называется числом пластичности. Чем оно больше, тем пластичнее почва.
При определенных навыках по пластичности влажной почвы можно определить ее механический состав в полевых условиях.

Пластичность зависит от механического состава, состава коллоидных фракций, состава поглощенных катионов и содержания гумуса. Песчаные почвы имеют число пластичности О (т. е. непластичны), супесчаные 0 - 7, суглинистые 7 - 17, глинистые более 17. При высоком содержании гумуса пластичность снижается.
Липкость - свойство влажной почвы прилипать к другим телам.

Липкость почвы обусловливает прилипание ее к рабочим органам почвообрабатывающих орудий, что ухудшает качество обработки и увеличивает тяговое сопротивление. По липкости определяется физическая спелость почвы (почва перестает прилипать к почвообрабатывающим орудиям и начинает крошиться на комки). Нижний предел влажности для физической спелости у разных почв неодинаков. Он зависит от механического состава почвы, гумусированности и количества поглощенных оснований. Быстрее других поспевают песчаные и супесчаные почвы. Более гумусированные почвы поспевают для обработки раньше, чем почвы с меньшим содержанием гумуса.

Твердость - сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением какого - либо тела. Высокая твердость - признак плохих физико - химических свойств почвы. Для обработки такой почвы требуются большие энергетические затраты. В твердую почву плохо проникает вода и воздух, что затрудняет прорастание семян и распространение корней и приводит к слабому развитию растений.
Наибольшей твердостью обладают почвы тяжелого механического состава, бесструктурные и малогумусные, а также почвы, содержащие в поглощенном состоянии сухой натрий.

Связность - способность почвы в сухом состоянии сопротивляться внешнему усилию (раздавливанию, сжатию, разрыву), стремящемуся разъединить почвенные частицы. Она зависит от механического состава, структуры, степени увлажнения и других факторов.
Наибольшей связностью обладают глинистые и особенно бесструктурные почвы, наименьшей - песчаные.
Набухание почвы может вызвать неблагоприятные изменения в поверхностном слое почвы, так как частицы почвы могут быть настолько разделены пленками воды, что это приведет к разрушению агрегатов.
Усадка - способность почвы уменьшать свой объем при высыхании и промерзании.
При сильной усадке в почве образуются многочисленные трещины, происходит разрыв корней растений, усиливается физическое испарение влаги.

Удельное сопротивление - это усилие, затрачиваемое на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Удельным сопротивлением определяется сила тяги (Р) при вспашке почвы: Р = КаЬ, где К - удельное сопротивление; а - глубина пахоты, см; Ь - ширина захвата плуга, см. В зависимости от механического состава, физико - химических свойств и влажности удельное сопротивление почвы изменяется от 19,6 до 117,7 кПа (2,0 - 12,0 кгсм²).

Состояние почвы, при котором она хорошо обрабатывается с наименьшими затратами тяговых усилий, называется физической спелостью. Это состояние определяется содержанием влаги, в зависимости от типа почв, от 60 до 90 % их полной влагоемкости.

При обработке суглинистых и глинистых почв в спелом состоянии они легко крошатся на комки оптимального размера. При вспашке почвы в переувлажненном состоянии образуется сплошной пласт, разделывание которого при подсыхании сильно разрушает структуру почвы. Вспашка переувлажненной и пересохшей почвы ухудшает ее плодородие на несколько лет.

Физические и физико - механические свойства пахотных почв улучшаются при посеве многолетних трав, внесении удобрений (особенно органических), известковании кислых почв и гипсовании солонцеватых почв и солонцов, а также при улучшении структуры почв, правильной и своевременной обработке, создании мощного однородного пахотного горизонта и других агротехнических приемах.