Значение физико-механических свойств почвы важно для определения ее ценности для сельскохозяйственного использования. Рассмотрим описание характеристик физико-механических свойств, которые включают пластичность, липкость, набухание и соответствующую ему усадку, связность, физическую спелость грунта, его твердость и удельное сопротивление при обрабатывании сельскохозяйственными машинами.
Общие понятия
Почвенные физические и механические свойства позволяют ей интенсивно воздействовать на рост и развитие любых форм растений, на скорость и дружность прорастания семян, распространение корневой системы в глубину и ширину, оказывают немалое влияние на почвообрабатывающие машины.
Физико-механические свойства
В это понятие входят пластичность, липкость грунта, набухание под действием влаги, усадка при высыхании, твердость и удельное сопротивление, связность, физическая спелость.
Пластичность
Способность земляного кома приобретать в сыром состоянии форму, которую ему искусственно придали. При этом не должно образовываться трещин, комок должен сберегаться и после завершения воздействия. Слишком мокрый или сухой грунт не будет пластичным, хорошая пластичность появляется при определенной степени влажности.
Пластичность с максимальным показателем можно определить с помощью конуса Васильева, если он уходит на 1 см вглубь почвы под действием своего веса за 5 сек. Минимальный показатель получается, если шнур диаметром 3 мм, который можно скатать из земли, распадается на отдельные части.
Пластичность указывает на механический состав грунта (0 – песок, 0-7 – характерны для супеси, от 7 до 17 – суглинок, свыше 17– глина). Свойство зависит от величины частиц, состава впитанных солей, потому что они в большой степени показывают, насколько влажная почва и сколько в ней гумуса. Гумусная почва менее пластична.
Липкость
Свойство определяется, как способность влажного грунта налипать на объекты, которых он касается. Липкость обнаруживается, если сцепление частиц слабее, чем между ними и предметами. Свойство зависит от химического, минерального, механического состава, влажности и структурности. Сильнее липнут бесструктурные глинистые грунты, структурные и рыхлые – меньше.
Липкость поднимается при росте влажности, но до некоего уровня, затем уменьшается даже для мокрой почвы, так как сцепление меж частицами растет. В структурных грунтах это свойство обнаруживается при 60-80 % общей влагоемкости. Бесструктурная земля липнет и при малой влажности.
Измеряется почвенная липкость в усилии, которое нужно затратить, чтобы оторвать от земли приставший предмет (в г на 1см2). Различают вязкие (>15г/см2), сильно- (5-15), средне- (2-5) и слабовязкие (<2г/см2) почвы.
Набухание
Это свойство описывает повышение объема земли после увлажнения. В результате почва увеличивается в объеме. Набухает грунт, который содержит много коллоидов, более всего набухание свойственно глинистым грунтам. Легко раздуваются почвы с вермикулитом и подобными минералами.
Набухание определяют в объемных процентах. Величина зависит от качества и числа коллоидов. Влияют на набухание обменные катионы. Если в почве находятся 1-валентные катионы (преимущественно натрий), то земля способна набухать на 120-150 %, при насыщении 2- и 3-валентными катионами грунт практически не набухает.
Усадка
Это понятие определяет уменьшение объема грунта при высыхании. Усадку измеряют в процентном отношении получившегося объема от исходного. Зависит усадка от тех условий, что и набухание, и является как бы его обратным процессом. При большой усадке почва трескается, корни растений разрываются.
Связность
Способность грунта противостоять усилию, которое направлено на разъединение почвенных частиц. Связность указывают на структурную прочность грунта. Свойство зависит от минерального и механического состава, состава катионов, влажности, содержания органики, структурированности. Выражается в кг/см2. Значительная связность присуща глинистым почвам, уровень растет, если грунт насыщен ионами натрия.
Физическая спелость
Состояние грунта, когда он с легкостью поддается обработке, комковатый и рыхлый. Земля крошится, не прилипает к сельскохозяйственным машинам. Быстрее всего поспевает песчаный и супесчаный грунт, позже всего глинистый. Скорость физической спелости зависит и от содержания гумуса, чем его больше, тем быстрее грунт становится пригодным и обработке.
Твердость
Определяется сопротивлением грунта проникновению разных предметов в нее. Твердость выражают в кг/см2. Определяется характеристиками, которые присущи и связности.
С понижением уровня влажности твердость повышается. Присутствие кальция и магния понижает твердость на порядок по сравнению с твердостью солонцовых почв. Глины и суглинки твердые, песчаные мягче. Твердость определяет другое свойство – удельное сопротивление, выявляющее пригодность земли для сельскохозяйственной обработки.
По твердости грунты делятся на рыхлые (<10 кг/см2), рыхловатые (10-20), плотноватые (20-30). Также выделяют плотные (30-50), весьма плотные (50-100) и слитные (>100кг/см2). Если грунт слишком твердый, это указывает на неудовлетворительные агрофизические свойства.
Удельное сопротивление
Выражается усилием, которое нужно затратить на подрезание пласта, его переворот и трение о поверхность орудия. Измеряется в пределах от 0,2 до 1,2 кг/см2, на него влияет состав, плотность, влажность, состав катионов, твердость, объем органики, структурность.
Небольшое сопротивление у легких, ненасыщенных солями, супесей и песчаных почв, наибольшее – у глин и солончаков. При обрабатывании целины и неухоженных земель сопротивление усиливается на 45-50 % относительно распаханных полей.
Хорошо структурированные почвы и с большим содержанием гумуса обладают меньшим сопротивлением, чем те, у которых слабая структура и мало гумусного слоя.
Физико-механические свойства почвы определяют ее характеристики, которые влияют на ценность земли, прежде всего, для сельскохозяйственного использования. Лучшими свойствами обладают мощные, структурные, высокогумусные, хорошо аэрированные и умеренно увлажненные почвы легкого механического состава. Среди всех типов почв лучшими по большинству показателей считаются черноземы. Это наиболее пригодные земли для сельскохозяйственного использования, самые плодородные и урожайные.
