Znaczenie właściwości fizyko-mechanicznych gleby jest istotne dla określenia jej wartości dla celów rolniczych. Rozważmy opis cech właściwości fizycznych i mechanicznych, które obejmują plastyczność, lepkość, pęcznienie i odpowiadający mu skurcz, spójność, dojrzałość fizyczną gleby, jej twardość i rezystywność podczas obróbki przez maszyny rolnicze.
Pojęcia ogólne
Właściwości fizyko-mechaniczne gleby pozwalają jej intensywnie wpływać na wzrost i rozwój wszelkich form roślin, szybkość i równomierność kiełkowania nasion, rozprzestrzenianie się systemu korzeniowego na głębokość i szerokość, a także wywierają istotny wpływ na maszyny uprawowe.
Właściwości fizyczne i mechaniczne
Pojęcie to obejmuje plastyczność, lepkość gleby, pęcznienie pod wpływem wilgoci, skurcz podczas suszenia, twardość i rezystywność, spójność oraz dojrzałość fizyczną.
Plastikowy
Zdolność gliniastej bryły do przybierania formy w stanie surowym, która została jej sztucznie nadana. W takim przypadku nie powinny powstać żadne pęknięcia, bryła powinna zostać zachowana nawet po zakończeniu naświetlania. Zbyt mokra lub sucha gleba nie będzie plastyczna, dobra plastyczność pojawia się przy pewnym stopniu wilgotności.
Plastyczność ze wskaźnikiem maksymalnym można określić za pomocą stożka Wasiliewa, jeśli w ciągu 5 sekund wniknie on w glebę na głębokość 1 cm pod wpływem swojego ciężaru. Wskaźnik minimalny uzyskuje się, jeśli sznur o średnicy 3 mm, który można zwinąć z ziemi, rozpadnie się na osobne części.
Plastyczność wskazuje na skład mechaniczny gleby (0 – piasek, 0-7 – typowy dla gliny piaszczystej, od 7 do 17 – ił, powyżej 17 – glina). Właściwość zależy od wielkości cząstek i składu wchłoniętych soli, ponieważ w dużej mierze pokazują one, jak wilgotna jest gleba i ile zawiera próchnicy. Gleba humusowa jest mniej plastyczna.
Lepkość
Właściwość definiuje się jako zdolność mokrej gleby do przylegania do przedmiotów, których dotyka. Lepkość wykrywa się, gdy przyczepność cząstek jest słabsza niż między nimi a przedmiotami.Właściwość zależy od składu chemicznego, mineralnego, mechanicznego, wilgotności i struktury. Bezstrukturalne gleby gliniaste przylegają silniej, podczas gdy gleby strukturalne i luźne przylegają mniej.
Lepkość wzrasta wraz ze wzrostem wilgotności, ale do pewnego poziomu, a następnie maleje nawet w przypadku mokrej gleby, w miarę wzrostu przyczepności między cząsteczkami. W glebach strukturalnych właściwość tę wykrywa się przy 60-80% całkowitej wilgotności. Bezstrukturalna gleba klei się nawet przy niskiej wilgotności.
Lepkość gleby mierzy się wysiłkiem, jaki należy włożyć, aby podnieść utknięty przedmiot z ziemi (w g na 1 cm2). Wyróżnia się gleby lepkie (>15 g/cm2), silnie (5-15), średniolepkie (2-5) i słabo lepkie (<2 g/cm2).
Obrzęk
Właściwość ta opisuje wzrost objętości gleby po zwilżeniu. W rezultacie gleba zwiększa swoją objętość. Gleba zawierająca wiele koloidów pęcznieje; pęcznienie jest najbardziej charakterystyczne dla gleb gliniastych. Gleby zawierające wermikulit i podobne minerały łatwo pęcznieją.
Obrzęk określa się w procentach objętościowych. Wartość zależy od jakości i ilości koloidów. Wymienne kationy wpływają na pęcznienie. Jeśli gleba zawiera kationy 1-wartościowe (głównie sód), wówczas gleba może pęcznieć o 120-150%, a po nasyceniu kationami 2- i 3-wartościowymi gleba praktycznie nie pęcznieje.
Kurczenie się
Koncepcja ta określa zmniejszenie objętości gleby podczas suszenia. Skurcz mierzy się jako procent powstałej objętości oryginału. Skurcz podlega tym samym warunkom co pęcznienie i jest niejako jego procesem odwrotnym. Przy dużym skurczu gleba pęka, a korzenie roślin są rozdarte.
Łączność
Zdolność gleby do wytrzymania siły mającej na celu oddzielenie cząstek gleby.Spójność wskazuje wytrzymałość strukturalną gleby. Właściwość zależy od składu mineralnego i mechanicznego, składu kationów, wilgotności, zawartości substancji organicznych i struktury. Wyrażone w kg/cm2. Gleby gliniaste charakteryzują się znaczną spójnością, której poziom wzrasta, jeśli gleba jest nasycona jonami sodu.
Dojrzałość fizyczna
Stan gleby, gdy można ją łatwo przerobić, jest grudkowaty i luźny. Ziemia kruszy się i nie przylega do maszyn rolniczych. Gleby piaszczyste i piaszczysto-gliniaste dojrzewają najszybciej, gleby gliniaste ostatnie. Stopień dojrzałości fizycznej zależy również od zawartości próchnicy – im więcej próchnicy, tym szybciej gleba staje się odpowiednia do przetworzenia.
Twardość
Decyduje o tym odporność gleby na przenikanie do niej różnych obiektów. Twardość wyrażana jest w kg/cm2. Określone przez cechy nieodłącznie związane z łącznością.
Wraz ze spadkiem poziomu wilgotności wzrasta twardość. Obecność wapnia i magnezu zmniejsza twardość o rząd wielkości w porównaniu z twardością gleb solonetz. Gliny i iły są twarde, piaszczyste są bardziej miękkie. Twardość określa kolejną właściwość - rezystywność, która świadczy o przydatności gruntu do uprawy rolnej.
Ze względu na twardość gleby dzielimy na luźne (<10 kg/cm2), luźne (10-20), gęste (20-30). Rozróżniają także gęste (30-50), bardzo gęste (50-100) i ciągłe (>100 kg/cm2).Jeśli gleba jest zbyt twarda, świadczy to o słabych właściwościach agrofizycznych.
Oporność
Wyraża się to wysiłkiem, jaki należy włożyć w przecięcie szwu, obrócenie go i pocieranie o powierzchnię narzędzia. Mierzy się go w zakresie od 0,2 do 1,2 kg/cm2, ma na niego wpływ skład, gęstość, wilgotność, skład kationów, twardość, objętość materii organicznej, struktura.
Niska odporność na glebach lekkich, nienasyconych solami, piaszczysto-gliniastych i piaszczystych, najwyższa na glebach gliniastych i zasolonych. Podczas uprawy dziewiczej gleby i terenów zaniedbanych opór wzrasta o 45-50% w porównaniu do zaoranych pól.
Gleby o dobrej strukturze i dużej zawartości próchnicy mają mniejszą odporność niż gleby o słabej strukturze i małej warstwie próchnicy.
Właściwości fizyczne i mechaniczne gleby determinują jej cechy, które wpływają na wartość gruntu, głównie o przeznaczeniu rolniczym. Najlepsze właściwości wykazują gleby mocne, strukturalne, zasobne w próchnicę, dobrze napowietrzone i umiarkowanie wilgotne, o lekkim składzie mechanicznym. Spośród wszystkich rodzajów gleb czarnoziemy są uważane za najlepsze według większości wskaźników. Są to grunty najbardziej odpowiednie do celów rolniczych, najbardziej żyzne i produktywne.
