Физические свойства почвы

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Наиболее важными физико-механическими свойствами являются пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и спелость. Большая часть этих свойств связана с количеством глинистых или илистых частиц и влажностью почвы.
Пластичность — способность влажной почвы необратимо менять форму без образования трещин после приложения определенной нагрузки. Пластичность характеризуется числом Атте-берга. Верхним пределом пластичности считают влажность, при которой почва начинает течь, а нижним — влажность, при которой почва перестает скатываться в шнур без трещин диаметром более 3 мм. Пески имеют число пластичности — 0, супеси — 0—7, суглинки — 7—17, глины — более 17. Пластичность почвы широко используется при определении механического состава почв, при скатывании шнуров н шаров, при расчетах тяговых усилий по обработке почв.
Липкость — свойство влажной почвы прилипать к другим телам, в том числе к поверхности сельскохозяйственных орудий; она измеряется нагрузкой в 9,8 Па, необходимой для отрыва металлической пластинки от влажной почвы. Липкость зависит от механического состава почв, оструктуренностн, количества органического вещества, насыщенности почв различными катионами. Почвы супесчаные и песчаные, оструктуренные, богатые органикой имеют меньшую липкость. По липкости почвы делятся на предельно липкие (>147 Па), сильно вязкие (49,0—147 Па), средние (19,6—49,0 Па), слабо вязкие (19,6 Па).
Набухание — свойство почв и глин увеличивать свой объем при увлажнении. Оно зависит от величины илистой части почвы, ее минерального состава, состава обменных катионов. Больше набухают глины, особенно состоящие из монтмориллонита и насыщенные Na или Li. Набухание выражают в объемных % по отношению к исходному объему по формуле. Усадка — сокращение объема почвы при ее высыхании. Это явление обратное набуханию, зависящее от тех же условий, что и набухание. Измеряется в объемных % по отношению к исходному объему по формуле
При усадке почва может покрываться трещинами, возможны формирование структурных агрегатов, разрыв корней, усиление испарения. Усадка вызывает изменение процессов разложения органических веществ, увеличение аэробиозиса почвы.
Связность — способность почв оказывать сопротивление разрывающему усилию. Она обусловлена силами сцепления между частицами и зависит от состава коллоидов и катионов. Наиболее связными являются глины, малооструктуренные почвы, насыщенные одновалентными катионами. Связность измеряется в Па при испытании образцов на сдвиг, разрыв, изгиб, раздавливание. В легких почвах органическое вещество и некоторая влажность увеличивают связность, в суглинистых, наоборот, уменьшают. Связность почвы влияет на качество обработки и сопротивление воздействию машин и орудий.
Твердость почвы — способность сопротивляться сжатию и расклиниванию. Измеряется с помощью твердомеров и выражается в Па. Твердость почвы зависит от механического состава, состава насыщающих почву катионов и влажности. По мере увлажнения почвы ее твердость уменьшается, при насыщении одновалентными металлами — увеличивается, малогумусиые почвы тверже гумусовых, оструктуренные почвы менее тверды, чем неоструктуренные.
Твердость может быть использована при определении необходимой силы тяги при обработке почвы по формуле P = ka6, где k — удельное сопротивление почвы, меняющееся от 29,42 до 88,25 Па при влажности от 30 до 70% от полной влагоем-кости, оно находится в прямой зависимости от твердости почв, что позволяет ограничиваться определением твердости; а — глубина пахоты, см; б — ширина захвата плуга, см.
Спелость почвы — такое состояние, при котором она не прилипает, хорошо крошится, имеет наименьшее удельное сопротивление и не пылит. Различают физическую и биологическую спелости. Физическая спелость наблюдается при оптимальной влажности, которая колеблется в пределах 40—60% полной вла-гоемкости. Биологическая спелость, по Д. И. Менделееву, такое состояние почвы, при котором она «подходит, как тесто» от наличия в ней углекислого газа или максимальной биологической активности микроорганизмов (разложения и переработки органических веществ, освобождения элементов питания).

ВОДНЫЕ СВОЙСТВА И ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ
Вода — важнейший фактор жизни па Земле. Она входит в состав всех живых организмов, участвуя практически во всех процессах, связанных с развитием растений. Вода играет огромную роль в формировании и развитии почвенного покрова.
В почвообразовании, особенно в формировании почвенного плодородия, вода относится к наиболее существенным биофизическим реагентам, значимость которых сопоставима, по определению Г. Н. Высоцкого, лишь с кровью живого организма.
Источником воды на поверхности суши чаще всего являются атмосферные жидкие (дожди, ливни) и твердые (снег, изморозь, иней) осадки, а также грунтовые воды, залегающие в корнеоби-таемой зоне при близко расположенном уровне грунтовых вод. Часть влаги поступает в форме сконденсированной парообразной влаги.