3.3. Пористість ґрунту та її визначення

Пористістю ґрунту називається сумарний об’єм усіх пор і проміжків між механічними елементами, структурними агрегатами та в середині їх в одиниці об’єму ґрунту непорушеної будови. Вимірюється пористість у відсотках від об’єму ґрунту.

За величиною пор загальну пористість поділяють на капілярну (діаметр пор <1 мм) і некапілярну (діаметр пор >1 мм). Капілярна пористість поділяється на: макрокапілярну (1,0—0,1 мм), мезокапілярну (0,1–0,001 мм), мікрокапілярну (0,001 мм).

За водоутримуючою здатністю ґрунту пористість поділяється на активну і пасивну. До активних відносяться пори, по яких рухається вільна вода під дією меніскових сил і сили гравітації. Це некапілярна, макро- і мезокапілярна пористість. Пасивні пори тонкі (мікрокапілярна пористість). При зволоженні ґрунту вони повністю заповнюються зв’язаною водою, яка утримується молекулярними силами і є недоступною для рослин. Пасивні пори агрономічно не цінні.

Крупні пори в ґрунті більшу частину часу зайняті повітрям. Такі пори називають пористістю аерації. Найбільшу агрономічну цінність мають активні пори, зайняті капілярною водою, та пори аерації, яких повинно бути не менше 20–25% від загальної пористості, а співвідношення між некапілярною і капілярною пористістю приблизно 1:1. Її величина залежить від гранулометричного складу, структурності та мікроагрегатності, вмісту органічної речовини, життєздатності живих організмів, а в культурних ґрунтах — від обробітку і меліоративних заходів. У середньому пористість у мінеральних ґрунтах коливається в межах 30–60, а у торфовищах 80–85% (табл. 21).

21. Межі коливань різних видів пористості в ґрунтах і в ґрунтотворних породах (за в.А. Ковдою)

Ґрунти, ґрунтотворні породи	Пористість
	Загальна, %	капілярна	некапілярна
	Загальна, %	% від загальної
Піски	30–35	25–35	65–75
Супіски	35–45	45–55	45–55
Суглинки	40–47	65–85	15–35
Леси та лесовидні суглинки	40–55	60–65	35–50
Глини	45–55	90–97	3–10
Орний шар чорнозему	55–60	40–45	55–60
Поверхневий горизонт торфовища	80–85	95–98	2–5

Величина пористості та будова пор змінюються за профілем ґрунту. В гумусних горизонтах чорноземів пористість максимальна (50–60%), а в більш глибоких безгумусних – близько 40%. Мінімальну пористість мають безструктурні оглеєні горизонти, стовпчасті горизонти солонців (< 30%) і безгумусові горизонти піщаних ґрунтів (30—35%).

Пористість має велике агрономічне значення. Від загальної кількості пор та їх розміру залежить співвідношення між газовою і рідкою фазами ґрунту, умови руху ґрунтових розчинів, повітря, тепла і розвиток живих організмів. Вологоємність, водотривкість, водопідйомна здатність, аерація та інші властивості ґрунту тісно пов’язані з пористістю. Особливо важливе значення вона має у зрошуваних ґрунтах, обумовлюючи глибину просочування води, капілярне підняття підґрунтових вод та інтенсивність процесів випаровування.

Величину загальної пористості можна обчислити за даними щільності твердої фази ґрунту. Для цього користуються формулою:

(24)

(Р — загальна пористість ґрунту, %; d_V— щільність ґрунту, г/см³; d— щільність твердої фази ґрунту, г/см³).

Простір пор у ґрунті характеризується коефіцієнтом К_п, який обчислюють за формулою:

(25)

(Кп — коефіцієнт пористості; Р — загальна пористість, %).

Н.А. Качинський розробив метод визначення величини окремих видів пористості. Для розрахунків необхідно знати, поряд зі щільністю твердої фази і щільністю ґрунту, максимальну гігроскопічність, вологість в’янення, польову (найменшу) вологоємкість.

Знаючи загальну пористість ґрунту та його вологість, можна обчислити ступінь його аерації або забезпеченість повітрям, (виражається в об’ємних відсотках). Для цього вологість ґрунту (у вагових процентах) множать на щільність ґрунту і одержують об’єм шпарин, зайнятих водою. Різниця між загальною пористістю та вологістю, яка виражається в об’ємних процентах, дає ступінь аерації, або забезпеченість ґрунту повітрям. Об’єм пор (Р_мг), зайнятих міцно зв’язаною водою (максимально гігроскопічною), дорівнює:

(26)