Щільність органічних і мінеральних речовин ґрунту, г/см3

Речовина	Щільність	Речовина	Щільність
Торф Торф, що розклався Гумус Монтморилоніт Каолініт Слюда Ортоклаз	0,5-0,8 1,0-1,2 1,3-1,4 2,1 2,6 2,8-3,2 2,5-2,6	Кварц Анортит Гіпс Галіт Оливін Граніт Лимоніт ----------	2,5-2,8 2,75 2,30 2,1-2,6 3,3 3,4-4,3 3,6-4,0 5,17

Значною мірою щільність ґрунту залежить від структурного стану ґрунту. Пухкий ґрунт з зернистою та грудкуватою структурою, які мають велику пористість, мають низьку щільність. Безструктурні ґрунти, навпаки, мають високу щільність. Така ж залежність щільності від механічного складу ґрунту. Порівняно з глинистими піщані ґрунти мають нижчу щільність.

Щільність ґрунту змінюється під впливом різноманітних видів виробничої діяльності людини. Ґрунти ущільнюються при проході важких сільськогосподарських машин, випасанні худоби, руйнуванні структурних агрегатів, зрошені, і навпаки, при розпушенні ґрунту щільність його зменшується.

Середня щільність ґрунтів становить 1,2-1,4 г/см³. За такої щільності у ґрунті встановлються оптимальні водний і повітряний режими. При відхиленні від цих значень у ґрунті створюються екстремальні умови для живих організмів. Підвищення щільності ґрунту негативно впливає на водний режим, газообмін, і як наслідок, на біологічну активність. При ущільненості ґрунту збільшується частка твердої фази і частка недоступної для рослин вологи. При підвищенні щільності на 0,1 г/см³ вміст недоступної для рослин води збільшується на 10 %. При щільності вологого ґрунту 1,5-1,6 г/см³ частка доступної вологи становить всього 5-10 %.

Надмірне зрошення чорноземних ґрунтів зумовлює їх злитість, від чого вони стають безструктурними, брилистими, набувають вкрай низьку водопроникність. Особливо це проявляється у ґрунтів сформованих на лесах з високим вмістом глинистих мінералів групи монтморилонітів. За цих умов посилюються процеси набухання і усадки. За даними В.І. Уварова (1972) злиті чорноземи у вологому стані мають щільність 1,40-1,42 г/см³, а при висиханні кам’яніють і щільність їх стає 1,93-2,00 г/см³. Усадка (зменшення об’єму) ґрунту досягає 30 %. Це спричинює розрив кореневих систем рослин.

Щільність ґрунту впливає на чисельність і склад мікроорганізмів, на біологічну активність ґрунтів. Нормальний газообмін між ґрунтом і атмосферою порушується при щільності > 1,45 г/см³ (Жученков, 1965) внаслідок зменшення кількості пор і капілярів. Вміст кисню у ґрунтовому повітрі різко зменшується. Це зумовлює розвиток анаеробних процесів, внаслідок чого у ґрунті накопичується токсичні відновні сполуки.

6.3. Екологічна оцінка щільності ґрунту

Щільність ґрунту значною мірою впливає на родючість ґрунту. Частіше всього досліджують щільність гумусного або орного горизонту, де здебільшого розмішена основна маса коренів, як культурних, так і дикорослих рослин. Критеріями оцінки щільності ґрунту є взаємозв’язок його щільності, пористості і структурного стану у непорушеному стані. Саме цей взаємозв’язок і визначає складення ґрунту (soil fabric) – фізичний стан ґрунтового матеріалу, зумовлений взаємним розміщенням і співвідношенням у просторі твердих часток і пор (табл. 2.5)

Таблиця 2.5

Оцінка складення орного горизонту ґрунту (За Кузнєцовим І.В., 1979)

Щільність складення, г/см³	Оцінка щільності
> 1,5 1,3-1,4 1,2-1,3 1,1-1,2 < 1,0	дуже щільне щільне ущільнене оптимальне пухке (свіжо розпушений ґрунту)

Перш за все рослини страждають від надмірної щільності. За таких умов зменшується схожість та енергія проростання насіння, зменшується наростання надземної вегетативної маси та коренів, знижується репродуктивна здатність. Все це зумовлює зниження загальної біологічної продуктивності.

Несприятливим є також і дуже пухке складення. Ґрунти з великою кількістю широких пор швидко пересихають. Висіяне у такий ґрунт насіння просипається між частками на значну глибину і проростки не можуть досягти поверхні. При наступному ущільненні пухкого ґрунту оголюються корені рослин.

Найоптимальніші умови в орному горизонті для росту і розвитку більшості рослин створюються при щільності 1,0-1,2 (1,3) г/см³. Таку щільність мають ґрунти з пористістю 55-60 %. При таких показниках щільності ґрунт має найкращі водні і повітряні властивості. Оптимальну щільність ґрунту створюють правильною системою обробітку ґрунту. При цьому досягають значного підвищення урожайності. Експериментальним шляхом виявлено оптимальна щільність різних типів (підтипів) ґрунтів для багатьох сільськогосподарських рослин, яка залежить від їх біологічних особливостей та життєвої форми.