К физическим свойствам почвы относятся структура, водные, воздушные, тепловые, общие физические и физико-механические свойства. В данном разделе рассматриваются общие физические и физико-механические свойства, все остальные свойства — в специальных разделах.
К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.
Плотностью почвы называется масса единицы объема сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается в г/см3.
Плотность твердой фазы почвы — это отношение массы ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при 4 °С.
При определении плотности почвы измеряется масса почвы в единице объема со всеми порами, поэтому плотность почвенной массы, взятой в ненарушенном сложении, всегда меньше плотности твердой фазы почвы. Плотность минеральных почв и грунтов изменяется в широких пределах — от 0,9 до 1,8 г/см3, а торфяных — от 0,15 до 0,40 г/см3. Значения плотности твердой фазы почв и грунтов изменяются в пределах 2,4—2,8.
Плотность почв зависит от минералогического, механического состава, а также от содержания в ней органических веществ, ее структурности, сложения и механической обработки, а плотность твердой фазы почв — минералогического состава и содержания органических веществ.
С плотностью тесно связаны водный, воздушный и тепловой режимы почв. Для большинства сельскохозяйственных культур на суглинистых и глинистых почвах оптимальной является плотность 1,00—1,25 г/см3. Дальнейшее увеличение ее вызывает снижение урожайности.
Данные по определению плотности почвы и ее твердой фазы широко используются в почвоведении, земледелии, в сельскохозяйственной мелиорации. Ими четко характеризуют почвенный профиль, выявляя уплотненный (иллювиальный) горизонт, рыхлость или уплотненность пахотного горизонта. На основании показателей плотности почвы рассчитывают запасы в ней воды, гумуса, солей, питательных веществ.
От плотности почвы нужно отличать ее твердость, под которой понимается сопротивление почвы сдавливанию или расклиниванию, выражаемое в кг/см2.
Данные по определению плотности твердой фазы почв используют при определении механического состава почв пипеточным методом по Н. А. Качинскому, а также при расчете пористости почвы.
Пористость — это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Выражается она в процентах к общему объему почвы. Для минеральных почв интервал показателей пористости составляет 25—80 %.
Общая пористость почвы обычно определяется по формуле:
P = (1-)*100;
где Р — общая пористость почвы, %; 1— общий объем почвы; d1 — плотность почвы; d — плотность твердой фазы почвы. Отношение d1 к d составляет объем твердой фазы почвы.
В почвенных горизонтах поры могут быть неодинаковой формы и диаметра. В зависимости от размера пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Капиллярная пористость равна объему капиллярных пор почвы, некапиллярная — объему крупных пор. Сумма их составляет общую пористость почвы.
Пористость почв зависит от структурности, плотности, механического состава и определяется прежде всего ее структурностью. В макроструктурных почвах поры занимают большую, а в микроструктурных — меньшую часть объема. При подсыхании бесструктурной почвы на поверхности пашни образуется почвенная корка, ухудшающая условия роста полевых культур.
Между плотностью и пористостью существует обратная зависимость: чем плотнее почва, тем меньше ее пористость.
С общей пористостью связаны такие свойства почвы, как водо- и воздухопроницаемость, влаго- и воздухоемкость, аэрация. На основании общей пористости можно судить о степени уплотнения пахотного горизонта.
