Оценка структуры и сложения пахотного слоя почв (101)

Физико-механические свойства: пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость (или сопротивление пенетрации) и сопротивление при обработке. Помимо стабильных во времени гранулометрического и минералогического состава, содержания гумуса, состава обменных оснований, эти свойства сильно зависят от очень динамичной характеристики – влажности.

Пластичность оценивается по числу пластичности – разнице между нижним и верхним пределами пластичности (пределом текучести и пределом раскатывания). Глинистые почвы имеют число пластичности более 17, суглинистые – 7…17, супеси – менее 7, пески непластичны (число пластичности приближается к 0). Пластичность сильно возрастает с повышением содержания набухающих минералов в почвах, особенно солонцовых. Наибольшей пластичностью отличаются глинистые солонцы, содержащие обменного натрия 25…30 % и более от емкости поглощения. Пластичность уменьшается при высоком содержании гумуса.

Липкость проявляется при влажности почвы, близкой к верхнему пределу пластичности. Увеличение степени насыщенности почв кальцием снижает липкость, натрием – резко увеличивает. Наименьшей липкостью обладают песчаные почвы, наибольшей – глинистые. Высокогумусированные почвы даже при высоком увлажнении (30…40 %) не проявляют липкости. По липкости почвы подразделяются на предельно вязкие (более 15 г/см²), сильновязкие (5…15 г/см²), средние по вязкости (2…5 г/см²), слабовязкие (менее 2 г/см²). Состояние влажности, при котором почва утрачивает липкость, отвечает физической спелости почв.

Способность к набуханию и усадке различных почв изменяются пропорционально содержанию глинистых и особенно коллоидных частиц, минералов монтмориллонитовой группы, органических коллоидов, и сильно возрастет с повышением содержания обменного натрия. Сильное набухание при высокой влажности вызывает разрушение почвенной структуры. Усадка при высыхании приводит к трещиноватости почв, разрыву корней растений, усилению физического испарения.

Важнейшие технологические показатели затрат на обработку почвы обусловлены ее связностью и твердостью. Наибольшей связностью характеризуются сухие глинистые бесструктурные почвы с небольшим содержанием гумуса и большой долей натрия в ППК, наименьшей – песчаные.

Удельное сопротивление почв в зависимости от механического состава, физико-химических свойств, влажности, плотности и структурного состояния изменяется в пределах 0,2…1,2 кг/см² (таблица 2.34.) Наименьшим удельным сопротивлением характеризуются почвы легкого гранулометрического состава, наибольшим – тяжелосуглинистые и глинистые почвы, особенно солонцы, содержащие более 20 % обменного натрия от емкости поглощения. Максимальное удельное сопротивление обработке наблюдается при влажности, близкой к влажности устойчивого завядания, минимальное – при влажности почвы, соответствующей физической спелости. Удельное сопротивление почв под пропашными культурами значительно меньше, чем под зерновыми и многолетними травами, на целинных и залежных почвах оно выше на 45…50 %, чем на старопахотных.

Физическая спелость почв – состояние готовности почвы к обработке, обусловленное такой влажностью, когда почва обладает минимальным удельным сопротивлением и хорошо крошится, не распыляясь при этом.

Твердость почвы (или сопротивление пенетрации)– сопротивление почвы внедрению в нее зонда цилиндрической или конусообразной формы небольшого диаметра (атм, кПа или другие единицы давления). Она определяется специальными приборами (твердомерами), которые измеряют силу проникновения в почву штампа известной формы, как правило цилиндрической или конусовидной. Измеряя силу и зная величину площади проникновения штампа, рассчитывают твердость, или сопротивление пенетрации в единицах давления. С помощью сопротивления пенетрации оценивают степень переуплотнения почвы (табл. 2.35)