Физические свойства почвы

Физические свойства почвы связаны с ее дисперсностью (раздробленностью на отдельные частицы) и пористостью (степенью примыкания частиц почвы друг к другу). Благодаря дисперсности и пористости в почвах можно выделить три фазы — твердую, жидкую, газообразную, находящиеся во взаимодействии друг с другом.
Наименее подвижная часть — твердая фаза почвы и особенно минеральные частицы; более подвижные — органические вещества и еще более динамичные — жидкая и газообразная фазы. Поэтому физические свойства могут быть разделены на основные (общие физические, физико-химические, водные, воздушные, тепловые) и функциональные, связанные с различными режимами (водным, воздушным, тепловым).

ОБЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
К числу общих физических свойств почвы относят относительную плотность, объемную плотность и пористость.
Относительная плотность почвы — это отношение массы ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при температуре +4° С. Величина относительной плотности почв зависит от плотности входящих в нее частиц минералов и их соотношения, а также от количества органического вещества. Обычно плотность минеральных горизонтов почв колеблется в пределах 2,4—2,8, а органогенных от 1,4 до 1,8 (торф). Плотность верхних гумусированных горизонтов почв в среднем равна 2,5—2,6, нижних — 2,6—2,7.
Объемная плотность почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженная в г/см3. Объемная плотность — одно из важнейших свойств, определяющих способность почвы пропускать и удерживать влагу, воздух, сопротивляться орудиям обработки почвы и т. д. Объемная плотность зависит от типа растительности, механического и минералогического составов почвы (дисперсности), сложения, оструктуренности и степени обработки почв.
Наименьшая объемная плотность обычно наблюдается в верхних горизонтах почв, наибольшая — в иллювиальных и глеевых горизонтах. У хорошо оструктуренных, рыхлых дерново-подзолистых почв наименьшая объемная плотность наблюдается в лесных подстилках — 0,15—0,40 г/см3, в гумусовых горизонтах она повышается до 0,8—1,0, в подзолистых — до 1,4—1,45, иллювиальных— до 1,5—1,6 и в материнской породе — до 1,4—1,6 г/см3. Величина объемной плотности почв зависит от типа растительности. Так, в гумусовых горизонтах под сомкнутыми ельниками она равна 0,9—1,1, под березняками— 1,0—1,3, под злаками — 1,2—1,4 г/см3.
Каждый вид растений способен поддерживать объемную плотность почв на том или ином уровне, т. е. в определенном интервале величин. Наиболее благоприятная для растительности величина объемной плотности верхних горизонтов почв колеблется в пределах 0,95—1,15 г/см3. Предельной величиной характеризуются глеевые горизонты почв с максимальной объемной плотностью 2,0 г/см3. Если объемная плотность почв равна 1,6—1,7 г/см3, корни древесных пород практически в почву не проникают (при плотности почвы 2,66—2,70 г/см3), а сельскохозяйственные культуры снижают урожай в 3—4 раза.
Почву считают рыхлой, если объемная плотность гумусовых горизонтов равна 0,9—0,95, нормальной — 0,95—1,15, уплотненной— 1,15—1,25 и сильноуплотненной — более 1,25 г/см3.
Зная величину объемной плотности горизонта почвы, можно подсчитать запас любого соединения в почве по формуле
где 3 — запас соединения, т/га; М — мощность горизонта, см; 0/7 — объемная плотность, г/см3; А — содержание соединения, % от массы почвы.
Пористость (порозность или скважность) —суммарный объем всех пор и промежутков между частицами твердой фазы почвы. Ее вычисляют по плотности и объемной плотности почвы и выражают в % объема почвы по формуле. Различают несколько форм пористости, главнейшими из них являются капиллярная и некапиллярная. Капиллярная пористость обычно измеряется в лабораторных условиях и равна количеству воды, удерживаемому тонкими капиллярными промежутками между частицами твердой фазы почвы. Обычно чем больше глинистых частиц, тем больше капиллярная пористость. В оструктуренных почвах вода между комочками вытекает из-за большого размера пор, а в самих комочках удерживается в капиллярах. Разница между общей и капиллярной пористостью составляет некапиллярную пористость.
Наибольшая пористость (80—90%) наблюдается в лесных подстилках, травяном войлоке, торфах, т. е. органогенных горизонтах. В минеральных гумусированных горизонтах она равна 55—65%, в верхних безгумусных 45—55%, в нижних горизонтах почвы может быть ниже 45%- Минимальная пористость наблюдается в глеевых горизонтах почв и равна около 30%.
Для развития корневых систем древесных пород наилучшие условия создаются при пористости почв, равной 55—65%; при пористости 35—40% корни проникают в почву с трудом, а при пористости глеевых горизонтов она практически становится кор-ненепроницаемой. Большое значение имеет некапиллярная пористость. Для наиболее освоенных корнями горизонтов она, как правило, более 10%; при снижении ее до 3% нижние горизонты почв становятся малодоступными для корней. Некапиллярная пористость обеспечивает проникновение воздуха в почву—аэрацию. Для нормального развития растений важно, чтобы почвы имели высокую капиллярную пористость и пористость аэрации не менее 20% объема почвы.

Карта сайта