Объемная масса, удельная масса и пористость почв

Объемная масса почвы выражается в граммах на 1 см³ и варьирует в зависимости от удельной массы веществ, слагающих твердую фазу почвы, и от величины порозности (или скважности).

Объемная масса почвы обычно увеличивается от верхних, наиболее рыхлых пористых и богатых органическим веществом горизонтов к более уплотненным нижним (табл. 13.1).

Таблица 13.1

Объемная масса суглинистых и глинистых почв (по н.А. Каминскому)

Объемная масса, г/см3	Оценка плотности
В пахотном горизонте < 1,0 1,0-1,1 1,3 1,4	Почва рыхлая или богатая органическим веществом Культурная свежевспаханная почва Пашня уплотнена Пашня сильно уплотнена
В подпахотных горизонтах 1,6-1,8	Сильно уплотненные иллювиальные горизонты почв

Наименее плотны (0,15—0,40 г/см³) торфянистые горизонты, наибольшей плотностью (1,8—1,9 г/см³) обладают иллювиальные горизонты.

С увеличением объемной массы уменьшается пористость почв и при прочих равных условиях их водопроницаемость. Поэтому нали­чие в почвенном профиле горизонтов с высокой объемной массой свидетельствует не только об иллювиальной природе последних, но и о возможном застое атмосферной влаги в горизонтах, лежащих выше уплотненного.

Удельная масса твердой фазы почвы представляет собой отноше­ние только твердой части почвы к массе равного объема воды. Как это следует из определения, удельная масса зависит в основном от химического и минерального состава почвы. Удельная масса твер­дой фазы определяется с помощью прибора — пикнометра. Прин­цип метода заключается в определении объема воды (или какой- либо нейтральной жидкости, например бензола), соответствующего объему взятых почвенных частиц определенной массы.

Применяются и методы прямого определения пористости почв, основанные на измерении объема воды или спирта, полностью за­полняющего все поры почвы. Зная объемную и удельную массы почвы, можно определить ее пористость, или скважность.

Пористость, или скважность, представляет собой общий объем полостей (пор) между частицами почвенной массы в ее естествен­ном сложении, выраженный в процентах к объему почвы в ненару­шенном состоянии. Если обозначить через dV объемную массу и через d удельную массу твердой фазы, то скважность Р будет равна всему объему почвы без объема твердой фазы.

Пористость вычисляется по формуле

P = 100 (1- dV/d) %

Весь объем почвы принят за единицу.

Пористость почв зависит от их гранулометрического состава, сложения и структуры. Почвы тяжелого гранулометрического со­става имеют большую пористость, чем песчаные; чем структурнее почва и рыхлее ее сложение, тем выше пористость, и наоборот. Величина общей пористости для большинства рыхлых пород и нижних горизонтов почв составляет 40—50 % общего объема почвы. В верхних рыхлых, обогащенных органическим веществом горизон­тах почв она возрастает до 60—70, в торфах — до 90 %.

Общая пористость разделяется на капиллярную и некапилляр­ную. В узких капиллярах или порах между почвенными частицами может удерживаться капиллярно-подвешенная вода. В почвах око­ло 80 % всего объема пор составляют поры капиллярных размеров. Некапиллярная пористость — это большие полости в почве: трещи­ны, ходы землероев, полости, остающиеся после истлевания круп­ных корней, легко пропускающих воду и воздух.

Почвы с благоприятными физическими свойствами характери­зуются высокой общей пористостью (50—70 % объема) и высокой пористостью аэрации (35—40 %), т. е. порами, заполненными не водой, а воздухом. При неблагоприятных физических свойствах общая пористость составляет лишь 40—50 %, а пористость аэрации — 15—20 %; в иллювиальных плотных горизонтах общая пористость падает до 30—35 %, а пористость аэрации — до 10—5 %.