Физические свойства почв

Почва - природное тело, состоящее из 4 фаз: твёрдой (минералы и органические частицы), жидкой (почвенный раствор), газообразоной (почвенный воздух) и биоты (почвенные организмы). [1]

Структурность почвы - способность почвы распадаться на агрегаты. [2 ] Структура почвы - совокупность агрегатов различной величины,формы, прочности и связности. [2]

Плотность почвы - масса единицы объема почвы в естественном сложении. Плотность сложения почвы характеризует взаимное расположение элементарных почвенных частиц и агрегатов и измеряется в г/см3. Она зависит от минералогического и гранулометрического состава, содержания органического вещества и структурного состояния почвы. С ней непосредственно связан водный, воздушный и тепловой режимы, развитие корневых систем растений и интенсивность микробиологических процессов в почве. Оптимальная плотность сложения пахотного горизонта для большинства культурных растений составляет 1,0-1,2 г/см3.Плотность сложения минеральных почв колеблется от 1,0 до 1,8г/см3. В гумусовом горизонте целинных почв этот показатель не превышает 1,2-1,3 г/ см3, а при передвижении вниз по профилю он возрастает до 1,6-1,8 г/ см3. Плотность сложения почвы рассчитывают по формуле[2]:

P_b (dv)=m_s/V_t (г/см3),

где m_s - масса сухой почвы, измеряющаяся в граммах, а V_t - объём цилиндра, измеряющийся в кубических сантиметрах.

Плотность почвы зависит от гранулометрического, минералогического и химического составов почвы, содержания органического вещества и структурного состояния, водопрочности и механической прочности агрегатов, плотности сложения и характера упаковки почвенных агрегатов и ЭПЧ: Торфяные почвы – 0,04-0,08 до 0,45 г/см3; минеральные почвы – 0,9 – 1,8 г/см3. Оптимальные показатели плотности для большинства культур: глинистые и суглинистые разновидности – 1,0-1,3г/см3, легкосуглинистые - 1,1-1,4 г/см3, супесчаные – 1,20-1,45г/см3, песчаные – 1,25-1,65 г/см3. [2]

Плотность твёрдой фазы - это отношение массы твёрдой фазы определённого объёма к массе воды того же объёма при 4 градусах по Цельсию. Плотность твёрдой фазы рассчитывается с помощью следующих формул[2]:

d_t = c/(c+m_1-m_2 ) ,

где d_t - плотность твёрдой фазы почвы, г/см3; c - навеска сухой почвы, г; m_1 - масса пикнометра с водой, г; m_2 - масса пикнометра с водой и почвой, г.

c = (100 ∙ c_о)/(100 + W_г ) ,

где c_о - навеска воздушно-сухой почвы, г; W_г - гигроскопическая влажность, %.

Значение этого показателя зависит от минералогического состава почвы (плотность различных минералов колеблется от 2,5до 3,8 г/ см3) и от количества органических веществ, плотность которых составляет 1,4 г/см3. Плотность твердой фазы у большинства минеральных почв в среднем составляет 2,5-2,65г/см3. У торфяных почв плотность твердой фазы зависит от степени разложения и зольности торфа и колеблется от 1,4 до 1,7 г/см3, а у некоторых скелетных почв этот показатель равен 3,0 г/см3. Знание плотности твердой фазы почвы необходимо для вычисления пористости почвы. Плотность твердой фазы указывает на соотношение минеральной и органической частей почвы[2].

Между механическими элементами и агрегатами в почве имеются промежутки - поры. В порах содержатся вода, воздух, микроорганизмы и корни растений. Пористость- суммарный объём всех пор, заключенный в единице объёма почвы. Пористость почвы зависит от гранулометрического состава, структурного состояния и сложения почвы. Глинистые почвы обладают большим суммарным объемом пор по сравнению с песчаными. У структурных почв пористость больше, чем у бесструктурных. Вспаханные и хорошо обработанные почвы имеют более высокую пористость, чем невспаханные. Почвенные поры в естественных природных условиях заполнены водой и воздухом в различных соотношениях. Пористость разделяют на общую, капиллярную и некапиллярную. Общая пористость - это суммарный объём