5.1.3. Фізико-механічні (технологічні] властивості грунту

Під час обробітку ґрунтообробні знаряддя зазнають опору, який вини­кає при переміщенні частинок грунту, тертя між ними та робочими органами знарядь. Зусилля на його подолання залежать від фізико-механічних, або технологічних, властивостей грунту, таких, як зв'язність, пластичність, при­липання. Від цих властивостей грунту залежить продуктивність і якість по­льових робіт.

Зв'язність — це опір грунту силам, які здатні механічно роз'єднати його частинки шляхом роздавлювання та розклинювання. Вона залежить від гранулометричного складу, складу уві­браних катіонів, ступеня зволоженості грунту тощо. Найменшу зв'язність ма­ють піщані грунти, найбільшу — гли­нисті. Структурні грунти менш зв'язні, ніж безструктурні. Найбільшу зв'яз­ність мають важкі грунти і солонці в сухому стані. Грунти з великою зв'яз­ністю важко обробляти. Так, під час оранки утворюються великі грудки і навіть брили, що є причиною додатко­вих заходів обробітку і призводить до руйнування структури грунту. Із збіль­шенням вологості зв'язність грунту зменшується і стає найменшою при во­логості, яка відповідає фізичній спі­лості.

Пластичність—це здатність грунту в зволоженому стані набувати і збері­гати форму, яка надається йому в про­цесі обробітку. Вона залежить від во­логості, гранулометричного складу та інших властивостей грунту. Пластич­ність глинистих грунтів значно вища, ніж супіщаних.

Прилипання — це властивість воло­гого грунту прилипати до поверхні ро­бочих органів ґрунтообробних знарядь. При його посиленні зростає тяговий опір і погіршується якість обробітку. Прилипання залежить від грануломет­ричного складу, структури і вологості грунту. Найбільш високе воно у гли­нистих безструктурних грунтів. Сухий грунт не прилипає, а при зволоженні прилипання збільшується, досягаючи найвищих показників при вологості, близькій до найменшої вологоємкості (при більшій вологості воно зменшує­ться). На структурних грунтах прили­пання починається при 60—70 % пов­ної вологоємкості, на розпилених — при 40—50 %.

Гранулометричний склад. Чим грун­тові частинки більші, тим менші їх зв'язність та прилипання. Саме тому піщані грунти легше обробляти, ніж глинисті.

Склад увібраних основ. Кальцій у вбирному комплексі посилює коагуля­цію ґрунтових колоїдів і збільшує роз­мір ґрунтових мікроагрегатів. Внаслі­док чого зменшується зв'язність і при­липання грунту. Протилежні власти­вості надає грунтові натрій.

Структура грунту. Зв'язність і при­липання у структурних грунтів нижча, ніж у безструктурних. При цьому структурні грунти відрізняються знач­но більшим інтервалом вологості, при якому їх можна обробляти, ніж без­структурні.

Щільність грунту визначається зу­силлям, необхідним для переміщуван­ня грунту.

Від вологості залежить зв'язність, пластичність та прилипання грунту, особливо глинистого. В сухому стані його зв'язність дуже висока. При збільшенні вологості вона зменшуєть­ся до рівня, при якому грунт кришить­ся найкраще і на його обробіток ви­трачається найменше зусиль. Це відпо­відає оптимальній вологості, при якій слід обробляти грунт. Більш вологий грунт під час обробітку перетворюєть­ся в суцільну масу, яка після висихан­ня стає дуже твердою.

Піщані грунти в сухому стані не ма­ють зв'язності. При зволоженні зв'яз­ність їх дещо збільшується, однак це спостерігається при незначному інтер­валі вологості. Тому легкі грунти мож­на обробляти без зниження якості при більш широкому діапазоні вологості порівняно з важкими.

Спілість грунту — це такий стан його зволоження, при якому витрачає­ться найменше зусиль на обробіток, а грунт найменше прилипає до знарядь, найкраще кришиться і якість його об­робітку висока. Інтервал вологості, при якій грунт знаходиться в стані спілос­ті, залежить від гранулометричного складу, структури, складу увібраних основ тощо.

Встановлено, що інтервал вологості, який забезпечує високоякісний обробі­ток і найменший опір грунту під час оранки на дерново-підзолистих серед-ньосуглинкових грунтах становить 15— 18 % абсолютно сухої маси, на сірих лісових—17—18, на чорноземах і каштанових грунтах— 15—18 %. Вміст натрію у вбирному комплексі зменшує інтервал вологості, при якій грунт доб­ре кришиться.

Розрізняють фізичну і біологічну спілість грунту і спілість затінення. Фізична спілість залежить від вологос­ті грунту. При настанні фізичної спі­лості починають механічний обробіток грунту. Визначають таку спілість візу­ально: при здавлюванні в руці з спіло­го грунту не виступає вода і він роз­сипається, якщо його кинути з висоти 1,5 м.

Біологічна спілість — це такий стан грунту, коли він стає пухким, пруж­ним, темнішає, набуває характерного запаху, збільшується його об'єм. Ця спілість залежить від біологічних про­цесів, у результаті яких з грунту виді­ляється багато вуглекислого газу і лет­ких ароматичних сполук. Така спілість настає значно пізніше фізичної, коли грунт достатньо прогріється.

Спілість затінення — це стан грунту відразу після збирання врожаю, коли в ньому є ще невеликі запаси вологи (остаточна вологість), не витраченої рослинами і не випаруваної внаслідок затінення рослинами поверхні грунту. Такий грунт менш ущільнений, менш твердий і більш пористий, що зумов­лює високу якість обробітку відразу після збирання врожаю попередньої культури. При запізненні з обробітком спілість затінення грунту втрачається, що спричинює збільшення опору під час обробітку, сприяє утворенню брил, грунт розпилюватиметься.