Hustota pevné fáze do určité míry slouží jako znak, podle kterého lze posuzovat mineralogické složení a obsah organické hmoty, používá se k výpočtu pórovitosti a rychlosti padání částic pomocí Stokesova vzorce při analýze mechanické složení zemin.
Pórovitost (poréznost, poréznost) je celkový objem všech pórů mezi částicemi pevné fáze půdy. Označeno P a určeno výpočtem na základě poměru ukazatelů hustoty půdy (dV) a hustota pevné fáze (D), vyjádřená v procentech:
Pórovitost závisí na distribuci velikosti částic, struktuře a hustotě. V orných půdách je pórovitost určována kultivací a kultivační technikou s kypřením se zvyšuje, s utužením klesá. Velikosti pórů, které dohromady tvoří celkovou pórovitost půdy, se liší od nejjemnějších kapilár (pro vodu) až po větší prostory (pro vzduch), které nemají kapilární vlastnosti (musí být alespoň 20 – 25 % celková pórovitost).
Celková pórovitost půdy se pohybuje od 25 % (jíl) do 90 % (rašelina). V obdělávané písčité půdě je to 45–50 %, v černozemích 60–63 %, v profilu (kromě rašelinišť) klesá. Odhad celkové pórovitosti (podle N.A. Kachinského) je uveden v tabulce 5.
Hodnocení půdy na základě pórovitosti
Půda je kyprá – nadměrně porézní
Nevyhovující pro ornici
Charakteristické pro zhutněné
Pórovitost je jednou z nejdůležitějších vlastností půdy. Souvisí s intenzitou a hloubkou filtrace, propustností vody a kapacitou zvedání vody, vlhkostí a kapacitou vzduchu a odpařovacími procesy na zavlažovaných pozemcích. Úrodnost půdy do značné míry závisí na pórovitosti.
§2. Fyzikálně-mechanické vlastnosti zemin
Fyzikální a mechanické vlastnosti zemin jsou oproti fyzikálním více využívány nejen v pedologii, ale i v pedologii a stavebnictví. Patří sem: plasticita, lepivost, bobtnání, smršťování, soudržnost, tvrdost a odpor.
Plastický – vlastnost půdy změnit svůj tvar působením vnější síly bez destrukce a po odstranění vlivu si jej udržet. Tuto vlastnost má pouze vlhká půda v určitém rozmezí vlhkosti, tzn. existuje horní a dolní mez plasticity, rozdíl mezi nimiž se nazývá číslo plasticity – množství plasticity. Čím vyšší je toto číslo, tím plastičtější je půda. Písek má číslo plasticity 0, písčitá hlína – 1 – 7, hlína – 7 – 17, jíl – více než 17. Plastičnost je dána především počtem jílových částic a složením absorbovaných bází (jílové soloneze obsahující více než 25 % výměnného sodíku mají největší plasticitu, nejméně – půdy obsahující hodně vápníku a hořčíku), organická hmota snižuje plasticitu.
Lepivost – schopnost půdy přilnout k předmětům, které jsou s ní v kontaktu, se měří silou potřebnou k odtržení desky, která je k ní přilepená, od půdy a vyjadřuje se v g/cm2. Přilnavost půdy k pracovním částem a kolům strojů zvyšuje trakční odpor a zhoršuje kvalitu zpracování půdy.
Lepivost půdy závisí na jejím granulometrickém a mineralogickém složení, struktuře a vlhkosti. Suché půdy nejsou lepivé. Se zvyšující se vlhkostí k určité hranici (80 % celkové kapacity vlhkosti) se lepivost zvyšuje a následně snižuje v důsledku porušení adheze mezi částicemi půdy. Čím více částic jílu, tím větší lepivost. Jílovité a bezstrukturní půdy přilnou silněji než lehké nebo strukturní jílovité půdy. Podle lepivosti se půdy dělí na: extrémně viskózní (> 15 g/cm 2 ), vysoce viskózní (5-15), střední viskozita (2 – 5) a s nízkou viskozitou (
Míra lepivosti je ovlivněna složením absorbovaných zásad: se zvýšením nasycení půdy vápníkem se snižuje a se zvýšením nasycení sodíkem se prudce zvyšuje. Proto vysoce humózní půdy s dostatečným množstvím podkladu (drny, černozemě) nemají lepivost ani při vysoké vlhkosti.
otok – zvětšení objemu půdy při navlhčení. Schopnost půd bobtnat souvisí s granulometrickým, mineralogickým a chemickým složením a také s jejich počáteční hustotou. Bobtnání je způsobeno tvorbou slupek volně vázané vody na povrchu půdních částic, v důsledku čehož slábnou adhezní síly a zvětšují se vzdálenosti mezi částicemi, což vede ke zvětšení celkového objemu půdy.
Bobtnání je charakteristické pro částice minerálního bahna a organické koloidy, takže jílovité půdy jsou na tuto vlastnost náchylnější. Minerál montmorillonit silně bobtná a kaolinit prakticky nebobtná. Při nasycení půd monovalentními bázemi, zejména sodíkem, dosahuje 120–150 % a při nasycení dvoj- a trojmocnými kationty není pozorováno výrazné bobtnání, proto i písčité půdy mohou bobtnat, pokud je jejich půdní absorpční komplex nasycen sodíkem.
Smrštění – zmenšení objemu půdy nebo půdy při vysychání. Záleží na stejných faktorech jako otok. Čím větší bobtnání, tím větší smrštění půdy. Smrštění lze charakterizovat stupněm objemové změny a také vlhkostí, při které se smršťování zastaví (mez smrštění). V důsledku silného smršťování se v půdě tvoří trhliny, praskají kořeny rostlin a zvyšuje se odpařování vlhkosti z půdy.
Energetické náklady na zpracování půdy a opotřebení zemědělské techniky a další ukazatele jsou dány soudržností a tvrdostí půdy.
Konektivita – schopnost zeminy odolávat vnější síle mající tendenci oddělovat částice zeminy je vyjádřena v g/cm 2. Je způsobena adhezními silami mezi částicemi zeminy. Soudržnost je dána granulometrickým a mineralogickým složením, strukturou a vlhkostí, obsahem humusu a složením výměnných bází.
Největší soudržnost mají v suchém stavu jílovité bezstrukturní půdy, nejmenší naopak písčité a hlinitopísčité. Koheze se zvyšuje, když je půda nasycena ionty sodíku, a klesá při strukturování. Vliv organické hmoty je dvojí: na písčitých půdách humus zvyšuje soudržnost na jílovitých půdách, snižuje ji zvětšením strukturování a zmenšením kontaktní plochy. Soudržné půdy lépe odolávají erozi, ale s jejím přibýváním se zvyšuje specifická odolnost vůči kultivaci.
Tvrdost – tento odpor, který půda poskytuje pronikání do ní pod tlakem různých těles, se vyjadřuje v kg/cm 3 . Hodnotu tvrdosti ovlivňují stejné vlastnosti jako soudržnost. Půdy s vysokým obsahem humusu, nasycené vápníkem a s dobrou hrudkovitě zrnitou strukturou nemají vysokou tvrdost a soudržnost.
Vysoká tvrdost je známkou špatných fyzikálně-chemických a agrofyzikálních vlastností půd. Při vysoké tvrdosti se snižuje klíčivost semen, pronikání kořenů do půdy a vývoj rostlin je ztížen nepříznivými vodními, vzdušnými a tepelnými podmínkami. Tvrdost je důležitou technologickou vlastností půdy. Tvrdost je přímo úměrná měrnému odporu půdy při zpracování nářadím a tím i vyšší spotřebě energie. Specifický odpor je fyzická námaha, která je vynaložena na řezání vrstvy, její otáčení a tření o pracovní plochu pluhu. Specifická odolnost závisí na fyzikálních a mechanických vlastnostech zeminy a pohybuje se od 0,2 do 1,2 kg/cm 2 .
§3. Zralost půdy
Zralost půdy – jedná se o stav půdy, ve kterém má vysokou mikrobiologickou aktivitu a nejlépe se zpracovává s nejmenší tažnou silou. Je to důležitá technologická vlastnost půdy. Existuje fyzická a biologická zralost.
Pod fisická zralost půda pochopit její připravenost k kultivaci. Odpovídá vlhkosti, při které se půda nelepí na obdělávací nástroje a drobí se na hrudky za vzniku trvanlivého kameniva (této vlhkosti je dosaženo při obsahu vlhkosti od 60 do 90 % jejich polní vláhové kapacity). Vlhkost, při které je půda ve stavu zralosti, závisí na distribuci velikosti částic, absorbovaných zásadách a obsahu humusu v půdě. Lehké písčité a hlinitopísčité a humóznější půdy jsou připraveny k pěstování na jaře dříve než ostatní.
biologická zralost – stav půdy indikující její připravenost k setí, vyznačující se optimálním prohřátím a stavem mikrobiologické aktivity. Za nejlepší stav zralosti se považuje stav, kdy se fyzická a biologická zralost shoduje.
