Физико-механические свойства почв

Физико-механические свойства почв важны при решении вопросов, связанных с обработкой почв, подборе материалов для рабочих частей сельскохозяйственных машин, их конструкции, расчётов норм горючего. Физико-механические свойства почв имеют важное значение и в жизни растении: они часто влияют на распределение корневых систем.

1. Твёрдость – это сопротивление (кг/см²), которое оказывает почва проникновению в неё под давлением стержней или клиньев, называемых плунжерами. Измеряется твёрдость твёрдомерами.

2. Связанность – способность сопротивляться внешнему усилию, направленному к разъединению частиц почвы. Измеряется величиной той нагрузки, которую надо приложить к единице объёма высушенной почвы, чтобы ее раздавить. Все расчёты рабочих частей сельскохозяйственных орудий производятся с учётом связности почв, т.е. сил сцепления между частями почв.

3. Пластичность – способность почвы во влажном состоянии склеиваться, лепиться и сохранять полученную форму. Пластичность обусловлена илистой фракцией и зависит от влажности почвы.

4. Липкость – свойство влажной почвы прилипать к другим телам. Липкость определяется силой, требующийся для отрыва механической пластинки от почвы, выражается в г/см². Липкость отрицательно влияет на технические свойства почвы – прилипание почвы к орудиям и ходовым частям сельскохозяйственных машин увеличивает тяговое сопротивление и ухудшает качество обработки.

5. Набухание – увеличение объёма почвы при увлажнении (до 120-150 %). Зависит от состава почвенных коллоидов. Повышенному набуханию способствует насыщение почвы ионом натрия, органическими коллоидами (поэтому солонцовые почвы имеют высокую набухаемость). Наибольшей набухаемостью обладают минералы с расширяющейся кристаллической решёткой – монтмориллонит и вермикулит, наименьшей – минералы группы каолинита.

6. Усадка – сокращение объёма почвы при высыхании. Чем больше набухаемость, тем больше усадка. Измеряется в % от первоначального объема. Сильная усадка приводит к образованию трещин, разрыву корней растений, усиливается испарение.

Гранулометрический состав почв

Физические свойства почвы во многом определяются гранулометрическим составом почв. Гранулометрический состав почв – это процентное содержание в почве частиц различного размера. Сумма фракций (частиц) более 0,01 мм называется физическим песком. Сумма фракций размером менее 0,01 мм называется физической глиной.

В большинстве стран мира в соответствии с международным соглашением (1926), при выделении фракций действует следующая шкала:

больше 1 мм – крупнозём:

- камни (больше 3 мм)

- гравий (3-1 мм).

меньше 1 мм – мелкозём:

- песок – (1- 0,05 мм)

- пыль – (0,05 – 0,001 мм)

- ил (глина) – (менее 0,001 мм).

В основе разделения гранулометрических фракций положены различия главным образом в водно-физических свойствах. Каменистая часть почвы почти не удерживает воду, нет водоподъёмной способности. Песок имеет очень слабую водоудерживающую и водопроводящую способность. Пылевая фракция очень хорошо удерживает и обладает хорошей водоподъёмной способностью (на 4-5 м вверх).

Илистая фракция имеет плохую водопроницаемость и чуть меньшую водоподъёмную способность. Содержит вторичные глинистые минералы, которые сильно разбухают. Илистые частицы обладают коллоидными свойствами (это высокодисперсная часть почвы): имеют заряд, способны к обменным реакциям. Именно они в основном удерживают в поглощённом состоянии элементы питания растений. Илистая фракция имеет большое значение в создании почвенного плодородия.

В зависимости от содержания илистых (высокодисперсных) частиц почвы подразделяются по гранулометрическому составу.

Таблица

Гранулометрический состав почв

Почвы	Содержание частиц менее 0,001 мм,%
Глинистые	свыше 30
Суглинистые	30-10
Супеси	10-3
Пески	меньше 3

Гранулометрический состав почв имеет важное значение для ряда свойств почвы (пористости, воздухопроницаемости и др.). Песчаные почвы беструктурны, бедны органическим веществом и элементами питания, но водопроницаемы и легко обрабатываются. Глинистые почвы плохо проницаемые для воды, воздуха, тяжёло обрабатываются, но богаты элементами питания. Гранулометрический состав почв оказывает большое влияние на почвообразование. В результате одних и тех же природных условий на породах разного механического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами.