6. Физические свойства почв

Физические свойства почв чрезвычайно важны и во многом определяют самое основное их свойство — плодородие. Почва — гетерогенная система, в которой соотношение и взаимодействие твердой, жидкой и газовой фаз обусловливают состояние почвенного раствора, аэрацию, теплоемкость, теплопроводность, прочность, пластичность, вязкость и липкость почвы и в конечном счете — характер питания растений и уровень плодородия.

Твердая фаза служит матрицей почв. Наряду с жидкой фазой она наиболее подробно изучается для анализа ведущих показателей — гранулометрического состава, структуры, плотности и порозности. Плотность почв — функция многих факторов, из которых наиболее существенны ее гранулометрический и минералогический состав, характер структуры и степень агрегированности почвы в целом. Показатель плотности дает представление о соотношении твердой фазы почвы и пустот в ней. Различают два вида плотности почвы: D — плотность твердой фазы, или удельная масса, почвы и Dv — объемная масса почвы.

Плотность твердой фазы представляет собой интегрированную плотность всех компонентов твердой фазы — обломочных, глинистых, новообразованных минералов и органических соединений. Плотность обломочных минералов (кварц, полевые шпаты) равна 2,5 — 2,7 г/см³; плотность глинистых минералов — 2,6 г/см³. Так как плотность перегноя значительно меньше (1,4—1,8 г/см³), чем плотность минеральной массы, то и плотность горизонта А1 почв ниже, чем горизонтов В и С. Плотность твердой фазы определяется как отношение массы сухого вещества почвы М к единице ее истинного объема — Vs (D = M/Vs).

Объемная масса характеризует массу сухого вещества почвы М, находящуюся в единице ненарушенного естественного сложения ее объема V (Dv = M/V). Так как почва рыхлое тело, то ее объемная масса значительно отличается от плотности твердой фазы. В верхней части профилей почв она равна 0,8—1,2 г/см³, а в нижних увеличивается до 1,3—1,6 г/см³.

Зная плотность твердой фазы почвы и объемную массу почвы, можно определить суммарный объем всех пор и пустот между частицами твердой фазы почвы в единице объема. Эта величина называется порозностью (скважностью) почвы и вычисляется в процентах от объема почвы по формуле: Р = (D - Dv/D)100 % или Р = = (V - Vs/V)100 %. Порозность в верхних горизонтах почвы обычно составляет 55 — 70%, в нижних — 35 — 50%.Переуплотнение почв при величине объемной массы свыше 1,2— 1,3 г/см³ негативно сказывается на сельскохозяйственных культурах.