Физико – механические свойства почв.

К физико – механическим свойствам почвы относятся плстичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке.

Пластичность - способность почвы изменять свою форму под влиянием какой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохранять приданную форму после устранения этой силы. Пластичность проявляется только во влажной почве. Сухая почва пластичностью не обладает; избыточно увлажненная почва растекается тоже теряет пластичность. В зависимости от влажности различают следующие показатели:

Верхний предел пластичности (предел текучести) – влажность при которой стандартный конус (76г) погружается на глубину 10 см.

Нижний предел пластичности (предел раскатывания)- влажность при которой образец почвы можно раскатать в шнур диаметром 3 мм без образования в нем разрывов.

Число пластичности – разность между показателями верхнего и нижнего пределов пластичности. Наивысшее число пластичности (> 17)имеют глинистые почвы, суглинистые (7-17), супеси (<7), пески пластичностью не обладают.

При увеличении содержания обменного натрия пластичность возрастает, а при насыщении почвы катионами кальция и магния и увеличения содержания гумуса – снижается.

Липкость – свойство влажной почвы прилипать к другим телам. Липкость отрицательно влияет на технологические свойства почв – прилипание почвы к орудиям и ходовым частям машины увеличивает тяговое сопротивление и ухудшает качество обработки. Липкость определяется силой, необходимой для отрыва металлической пластинки от почвы и выражается в г/см². Она проявляется при увлажнении почвы, приближающемуся к верхнему пределу пластичности.

Высоко гумусированные почвы (черноземы) даже при высоком увлажнении не проявляют липкости. Состав поглощенных оснований почвы в значительной определяет её липкость. Увеличение степени определяет её липкость. Увеличение степени насыщенности почвы кальцием существенно снижает величину прилипания, а с возрастание поглощенного натрия липкость уменьшается. На прилипание существенно влияет гранулометрический состав: у глинистых почв липкость значительная, у песка – наименьшая. Качинский разделил почвы по липкости: предельно вязкие > 15 г/см², сильно вязкие 5 – 15, средне вязкие 2 – 5, слабо вязкие <2. С липкостью связано такое важное свойство почвы, как спелость почвы.

Набухание – увеличение объема почвы при увлажнении. Характерно для почв, содержащих большое количество коллоидов. Выражается в объемных процентах и рассчитывается по формуле

V₁ - V²

Vнаб V ₂ *100%

V_наб.- процент набухания от исходного объема.

V₁ – объем влажной почвы.

V₂ – объем сухой почвы.

Величина набухания зависит от количества и качества коллоидов. Наиболее набухают глинистые почвы.

Набухание тесно связано с составом глинистых минералов почвы. Наиболее набухают минералы монтмориллонитовой группы, наименее – каолинитовой. Влияет также состав обменных оснований. При значительном содержании обменного натрия почвы могут в 1,5 раза увеличивать объем. Набухание неблагоприятное свойство, так как вызывает разрушение структуры.

Усадка – сокращение объема почвы при высыхании. Обусловлено теми же факторами, что и набухание. Чем больше набухание, тем сильнее усадка. Измеряется в объемных процентах:

V₁ - V₂

V_ус = V₁ *100%

V_ус - процент усадки от исходного объема.

V₁ - объем влажной почвы.

V₂ - объем сухой почвы.

При сильной усадке в почве образуются многочисленные трещины, происходит разрыв корней растений, усиливается испарение влаги.

Связность – способность почвы сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Выражают в кг/ см².

Вызывается силами сцепления между частицами почвы, зависит от гранулометрического и минералогического состава почвы, её структурного состояния, влажности, гумуссированноссти. Наибольшей связностью обладают глинистые почвы, богатые илом, наименьшей – песчаные. Связность возрастает при насыщении почв ионами натрия. Связность снижается при улучшении структуры. При увеличении связности увеличиваются энергетические затраты на обработку.

Удельное сопротивление - усилие, затраченное на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Удельное сопротивление обусловливает величину силы тяги при вспашке почвы. Выражается в кг/см². Изменяется в пределах 0,2 – 1,2 кг/ см². Наименьшим удельным сопротивлением характеризуются легкие (песчаные и супесчаные) почвы, самым большим – глинистые, с высоким содержанием натрия. Также влияет засоренность полей, особенно корневищными сорняками. Структурные почвы оказывают меньшее сопротивление, чем бесструктурные. Величину удельного сопротивления учитывают при планировании норм выработки, затрат ГСМ.