Физико-механические свойства почвы

К физико–механическим свойствам относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и удельное сопротивление.

Пластичность – способность почвы изменять свою форму (деформироваться) без образования трещин под воздействием внешних сил сохранять эту форму после прекращения механического воздействия. Пластичность зависит от влажности и илистой фракции. Сухие почвы не обладают пластичностью. Избыточно увлажненные почвы начинают течь и теряют пластичность. Различают верхний и нижний пределы пластичности. Верхний определяется величиной весовой влажности, при которой почва начинает течь, нижний – при которой почву ещё можно раскатать в шнур диаметром 3 мм без образования трещин. Пластичность зависит от гранулометрического, минералогического и химического составов, состава обменных катионов. Наибольшей пластичностью обладают глинистые почвы, наименьшей – песчаные. Чем выше пластичность, тем почва больше подвержена образованию колеи на её поверхности при проходе агрегатов.

Липкость – способность влажной почвы прилипать к другим телам. Это свойство проявляется в определенных пределах влажности, когда сцепление между почвенными частицами меньше, чем между ними и соприкасающимися предметами. Она определяется силой, необходимой для отрыва металлической пластинки от почвы, выражается в г/см². По липкости почвы подразделяют: предельно вязкие (>15 г/см²), сильновязкие (5–15 г/см²), средневязкие (2–5 г/см²) и слабовязкие (<2 г/см²). Наибольшей липкостью обладают тяжелые бесструктурные и слабооструктуренные почвы. Насыщенность ППК ионами кальция снижают липкость, внедрение в ППК иона натрия её увеличивает.

Набухание – увеличение объёма почвы при увлажнении. Выражается в объёмных процентах от исходного объёма почвы. Это свойство связано со способностью коллоидов почвы сорбировать воду и образовывать гидратные оболочки вокруг минеральных и органических частиц. Объём глинистых коллоидов может увеличиваться может увеличиваться в 2 раза. Повышению набухаемости способствует внедрение иона натрия в ППК. Набухание – отрицательное свойство, оно может привести к выпиранию почвенной массы.

Усадка – сокращение объёма почвы при высыхании. Это явление обратно набуханию зависит от тех же факторов. Чем выше набухание почвы, тем сильнее её усадка. Выражается она в процентах от объёма исходной почвы. Усадка может вызвать разрыв корней, приводит к образованию трещин. Это свойство почвы способствует непроизводительной потере влаги за счет испарения.

Связанность – способность почвы сопротивляться внешнему усилию, которое стремиться разъединить почвенные частицы. Выражают её в кг/см². Связанность зависит от сил сцепления между частицами почвы, гранулометрического, минералогического и химического составов, влажности, обменных катионов. Наибольшей связанностью обладают глинистые почвы и почвы, содержащие большое количество обменного натрия. Невысокую связанность имеют песчаные почвы. Оструктуренные почвы имеют меньшую связанность. Минимальная связанность наблюдается при влажности, близкой к влажности завядания.

Учет связанности имеет большое значение для качества технологических операций – рыхления, перемешивания почвенных слоев, вспашки и т.п. Эти приемы должны выполняться при наименьшей связанности почвы. Определение такого состояния связано с понятием «физическая спелость почвы».

Физическая спелость– состояние почвы, при котором она хорошо крошится на комки, не прилипая к орудиям обработки. Она определяется влажностью и зависит от тех же факторов, что связанность и липкость. Физическая спелость среднесуглинистых почв наступает при следующей их абсолютной влажности:

дерново-подзолистые – 12–21 %

серые лесные – 15–23 %

черноземы – 15–24 %

каштановые – 13–25 %

каштановые солонцеватые – 13–20 %

Чем тяжелее гранулометрический состав, тем ′уже интервал физической спелости во времени и по показателям влажности.

Биологическая спелость – температурное состояние почвы, при котором развиваются биологические процессы (прорастание семян, активность микроорганизмов и др.). Для большинства почв она близка

к 10^о С.

Удельное сопротивление – усилие, затраченное на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Измеряют в килограммах, приходящихся на 1 см² поперечного сечения пласта, поднимаемого плугом.

С этой величиной связаны нормы выработки машин и тракторов, расход топлива и смазочных материалов.