Общие физические свойства почвы

Почва является полидисперсным и пористым телом. Её твердая часть состоит из частиц различного размера – механических элементов. Они могут находиться в бесструктурном или агрегатном состоянии. При любом уплотнении механических элементов и агрегатов между ними всегда имеются поры. С их наличием связаны показатели плодородия почвы – её способности обеспечивать растения водой, воздухом, элементами питания и теплом.

Особенности почвы как полидисперсного и пористого тела определяет её специфические физические свойства. К ним относят структуру, общие физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства почвы.

Физические свойства почвы иногда являются решающими в формировании урожая и эффективности возделывания сельскохозяйственных культур.

К общим физическим свойствам почвы относят плотность твердой фазы, плотность сложения и пористость.

Плотность твердой фазы почвы (удельный вес почвы) – средняя плотность почвенных частиц. Определяется как отношение массы её твердой фазы (сухого вещества) (М) в том же объёме (V_s) твердой фазы. Выражается в г/см³ или т/м³:

d = M/ V_s (1)

Для органических веществ (опад растений, гумус, торф) плотность твердой фазы колеблется от 0,2–0,5 до 1,0–1,4 г/см³, а для минеральных соединений – от 2,1–2,5 до 4,0–5,18 г/см³ .

Минеральные горизонты большинства почв имеют плотность твердой фазы 2,4 до 2,8 г/см³, торфяные горизонты от 0,2–0,3 до 1,8 г/см³.

Плотность сложения (объёмный вес почвы, объёмная масса) – масса единицы объёма абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Рассчитывается по формуле:

d _v = M/ V (2)

Выражается она в г/см³ или т/м³. Почва – рыхлое тело, поэтому её объёмная масса значительно отличается от плотности её твердой фазы.

В верхних горизонтах почвы объёмная масса равна обычно 0,8–1,2 г/см³, а в нижних увеличивается до 1,3–1,6 г/см³. Оптимальная плотность для большинства культурных растений 1,0–1,2 г/см³. Плотность сложения почвы может существенно изменяться при обработках, уплотняться под воздействием машин и орудий. Верхние горизонты почвенного профиля, содержащие больше органического вещества, подвергающиеся рыхлению, имеют более низкую плотность. Тяжелые минералы, низкая структурность увеличивают величину плотности. Плотность сложения почвы сравнительно просто учесть, поэтому её используют как показатель оценки качества по отношению к физическим свойствам.

Зная плотность (d) и объёмную массу почвы (d _v), можно определить пористость (скважность) почвы – суммарный объём всех пор между частицами твердой фазы почвы. Её выражают в % от объёма почвы по формуле:

Р_общ (%) = ﴾ 1– d _v/ d ﴿ • 100 (3)

Пористость зависит от гранулометрического состава, структурности, деятельности почвенной фауны, содержания органического вещества.

В пахотных горизонтах – от частоты и приёмов обработки.

Различают капиллярную и некапиллярную пористость. Поры могут быть заполнены водой и воздухом. Некапиллярные поры обеспечивают водопроницаемость и воздухообмен. Капиллярные – удерживают воду за счет капиллярных сил. Для создания хорошего и устойчивого запаса влаги при одновременной нормальной аэрации, необходимо, чтобы капиллярная пористость составляла 55–65 % общей пористости.