К физико-механическим свойствам почвы относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке. Физико-механические свойства имеют важнейшее значение для почв сельскохозяйственного назначения, потому как определяют различные условия обработки, работы посевных и уборочных агрегатов.

 Пластичность — способность почвы изменять свою форму под влиянием какой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохранять приданную форму после устранения этой силы. Пластичность обусловлена илистой фракцией и зависит от влажности почвы.

 Сухая почва пластичностью не обладает; избыточно увлажненная начинает течь и также теряет пластичность. В зависимости от влажности почвы различают следующие константы пластичности: верхний предел пластичности или предел текучести, состояние влажной почвы на границе между пластичностью и текучестью, нижний предел пластичности, или предел раскатывания— влажность, при которой образец почвы можно раскатать в шнур диаметром 3 мм без образования в нем разрывов;

число пластичности — разность между показателями верхнего и нижнего пределов пластичности. Наивысшее число пластичности (больше 17) имеют глинистые почвы; суглинистые — 7—17; супеси — меньше 7; пески не обладают пластичностью — число пластичности близко к 0.

 Качественный состав илистой  фракции существенно влияет на пластичность — при низком отношении Si0₂: ; R₂О₃, ила пластичность проявляется в наибольшей степени. При увеличении содержания обменного натрия пластичность возрастает, а при насыщении почвы катионами кальция и магния и увеличении содержания гумуса — снижается.

 Липкость (или прилипание) — свойство влажной почвы прилипать к другим телам. Липкость отрицательно влияет на технологические свойства почвы — прилипание почвы к орудиям и ходовым частям машины увеличивает тяговое сопротивление и ухудшает качество обработки.

 Липкость определяется силой, требующейся для отрыва металлической пластинки от почвы, и выражается в г/см2.

Проявляется при некоторой наименьшей влажности, увеличиваясь одновременно с ней, а затем начинает уменьшаться. Прилипание зависит от гранулометрического состава: она наибольшая у глинистых и наименьшая — у песчаных почв. Липкость имеет аналогичную с  пластичностью зависимость от состава обменных катионов и гумусности почвы. По липкости почвы подразделяют (по Н. А. Качинскому): на предельно вязкие  (>15 г/см2), сильновязкие (5—15), средние по вязкости (2—5) и слабовязкие (меньше 2 г/см2). С липкостью связано важное агрономическое свойство почвы — физическая спелость, т. е. состояние влажности, при котором почва  хорошо крошится на комки, не прилипая при этом к орудиям обработки.

 Физическая спелость зависит от механического состава, состава обменных катионов и гумусированности почв. Весной раньше других поспевают к обработке песчаные и супесчаные почвы, а при одном и том же механическом составе — более гумусированные. Различают также биологическую спелость почвы, под которой понимают такое состояние ее температурного режима, при котором начинают активно развиваться биологические процессы (деятельность микроорганизмов, прорастание семян и др.). Для  азиатской части РФ характерно некоторое запаздывание сроков биологической спелости по сравнению с наступлением физической спелости, для почв европейской части страны оба вида спелости почвы наступают почти одновременно.

Набухание  — увеличение объема почвы при увлажнении. Оно обусловлено сорбцией влаги почвенными частицами и гидратацией обменных катионов и зависит от содержания и состава почвенных коллоидов и обменных катионов.

Наибольшей набухаемостью обладают минералы с расширяющейся решеткой — монтмориллонит и вермикулит, наименьшей — минералы группы каолинита. Повышению набухаемости способствует насыщение почвы ионом натрия. Значительной набухаемостью характеризуются органические коллоиды. Поэтому наибольшую набухаемость имеют

глинистые почвы с монтмориллонитовым составом глинистых минералов. Высокой набухаемостью отличаются солонцовые почвы. Набухание — отрицательное свойство почв, так как при значительной ее выраженности может происходить разрушение почвенных агрегатов. Выражается в объемных процентах от исходного объема почвы.

 Усадка  — сокращение объема почвы при высыхании. Это явление — обратное набуханию, и зависит от тех же факторов, что и последнее Чем больше набухаемость почвы, тем сильнее ее усадка. Усадку выражают в процентах от объема исходной почвы. Сильная усадка почвы приводит к образованию трещин, разрыву корней растений, повышению потерь влаги за счет испарения.

 Связность почвы — способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Выражают в кг/см2. Вызывается силами сцепления между частицами почвы; зависит от гранулометрического и минералогического состава почвы, ее  структурного состояния, влажности, гумусированности и особенностей ее сельскохозяйственного использования.  Наибольшей связностью обладают глинистые почвы, богатые минеральным илом,  наименьшей — песчаные. Максимальная связность наблюдается при влажности почв, близкой к влажности завядания. Связность возрастает при насыщении почвы ионами натрия, так как при этом почва диспергируется, ее удельная поверхность увеличивается,  а следовательно, возрастают и силы сцепления между частицами. Связность снижается при улучшении структуры. Связные почвы лучше противостоят эрозии, однако при увеличении связности почвы ее удельное сопротивление повышается, что приводит к увеличению затрат на обработку.

Удельное сопротивление — усилие, затраченное на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Характеризуется сопротивлением почвы в кг, приходящимся на 1 см² поперечного сечения пласта почвы, поднимаемого плугом. В зависимости от механического состава, физико-химических свойств почвы, ее влажности и агрохозяйственного состояния удельное сопротивление колеблется в пределах 0,2—1,2 кг/см2. Это важнейшая физико-механическая характеристика почвы. Ее необходимо учитывать при конструировании плугов, составлении норм выработок тракторов, при районировании почвообрабатывающих орудий и тракторов.  Удельное сопротивление зависит от типа почвы, гранулометрического состава, характера угодья, влажности почвы (рис. 22).

 Общие физические и физико-механические свойства почвы нужно учитывать при оценке условий плодородия почвы и технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Все они в той или иной степени поддаются регулированию агротехническими, биологическими и химическими приемами воздействия на почву. К числу наиболее важных факторов, влияющих на физические и физико-механические свойства почв, относятся гранулометрический состав, минералогический состав, структура, влажность, состав обменных катионов, гумусированность почвы, используемые на полях техника и технология возделывания сельскохозяйственных культур.

Контрольные вопросы

 1. Дайте понятия плотности, плотности твердой фазы и порозности

почвы и их агрономическую оценку.

 2. Назовите физико-механические свойства почвы, дайте их определение и укажите их зависимость от состава почвы, ее физико-химических свойств и других факторов.

3. Как влияют физико-механические свойства на агрономическую

оценку почв?