Питома вага твердої фази грунту. Питома вага твердої фази грунту є середнім істинним питомою вагою суміші мінеральних і органічних елементарних частинок, що складають грунту. Питома вага твердої фази грунту можна визначити за формулою d = m / M, де m - вага твердого тіла, M - вага рівного об'єму води.
Істинний питома вага твердої фази грунтів є середньою величиною питомих ваг мінеральних і органічних частинок (табл. 54).
Питома вага грунту. Вага одиниці об'єму грунту в непорушеному будові з природною порозностью називають об'ємною вагою, або питомою вагою скелета грунту. Величина об'ємної ваги ґрунту змінюється в залежності від багатьох обставин. Присутність великої кількості важких мінералів в грунті сприяє збільшенню її об'ємної ваги. Велика кількість легких мінералів і органічних речовин знижує об'ємну вагу. Пухке складення, зерниста структура грунту, велика пористість обумовлюють меншу величину об'ємної ваги. Злиті, щільні грунти і грунти характеризуються зазвичай підвищеним об'ємною вагою. Обробка грунту (плантаж, оранка, культивація) сприяє зниженню об'ємної ваги. Під впливом зволоження і, зокрема, поливів зорані грунту, ущільнюючи, набувають більшого об'ємний вагу.
В середньому можна прийняти об'ємний вага грунтів і грунтів рівним 1,2-1,4. Однак нерідко бувають значні відхилення в обидві сторони (табл. 55).
Структурні агрегати можуть бути упаковані рихло або щільно, і їх порізно може бути вельми різнорідної. Тому Н.А. Качинський ввів нове поняття про диференціальної порозности. Їм різняться такі основні види грунтової порозности: а) загальна; б) окремих агрегатів; в) сумарна агрегатів; г) межагрегатной.
У зв'язку з тим, що фактична порозность грунтів в природі залежить від їх вологості, Н.А. Качинський ввів поняття про грунтових порах, зайнятих сорбированной водою і грунтовою вологою різного ступеня рухливості і доступності для рослин. Межагрегатной порозность в різних грунтах сильно коливається, особливо в зв'язку з обробкою і ущільненням (15-30%).
Структурні агрегати різних грунтів і горизонтів також володіють різною порозностью. Найбільша мікропорозность у структурних агрегатів лугових і чорноземних грунтів (45-55%), менше у підзолистих грунтів (35-40%) і дуже низька у такирниє грунтів н в солонцевих горизонтах (25-27%). Диференціальна порозность деяких грунтів наводиться в табл. 58.
Обробка грунту, плантаж, оранка, розпушування, грунтопоглиблення підвищують загальну і, що особливо важливо, некапілярної порозность в орному і подпахотном шарах грунту. За даними А.Г. Дояренко, оптимальним розміром некапілярної скважности в орному шарі ґрунту є 55-60% загальної шпаруватості і вище. Якщо величина некапілярної скважности менше половини загальної шпаруватості, то в грунті розвиваються анаеробні процеси і погіршуються умови для розвитку сільськогосподарських рослин. Атмосферні опади взимку і поливи протягом вегетаційного періоду сприяють зменшенню некапілярної і збільшення відносної величини капілярної шпаруватості.
Заходи по збільшенню некапілярної скважности в грунтах. Деякі грунту півночі і північного заходу Росії внаслідок важкого механічного складу, безструктурності, малої величини некапілярної і великий величини капілярної шпаруватості характеризуються схильністю до заболочування і дають знижений урожай сільськогосподарських рослин. У цих грунтів виключно високий об'ємний вага (1,65-1,72), що свідчить про їх великий щільності, і низька величина некапілярної скважности (3-4%).
Корінне і стійке поліпшення подібних грунтів може бути досягнуто за допомогою так званого кротячого дренажу. Сутність кротячого дренажу полягає в створенні в кореневмісному горизонтах на певних відстанях за допомогою спеціальних механізмів порожнин - дрен, завданням яких є відведення надлишкових поверхневих або грунтових вод, а також забезпечення нормальної аерації грунтової товщі і розвиток в ній необхідних для родючості біологічних і мінеральних процесів.
Закладка кротячих дрен на глибину 50-70 см з відстанню між ними 5-10-15 м різко змінює співвідношення некапілярної і капілярної шпаруватості важких заболочених грунтів, покращує водний і повітряний режими цих грунтів і сприяє значному збільшенню врожаю сільськогосподарських рослин.
Північним науково-дослідним інститутом гідротехніки і меліорації розроблена і випробувана особлива конструкція кротячого плуга для суцільного розпушування підорного щільного глинистого горизонту на глибині 15 см нижче орної борозни. Суцільне кротованіе виявилося високоефективним прийомом докорінного поліпшення агрофізичних властивостей і водного режиму тяжелогліністие заболочених грунтів півночі і північного заходу Росії. Досліди показали, що завдяки кротованіе урожай трав і сільськогосподарських культур зростає на 15-20, а іноді на 30-50%.
Збільшення некапілярної скважности грунтів і грунтів необхідно не тільки для північних заболочених територій Росії. Зрошувані щільні грунту, так звані такирниє сіроземи і такири в Середній Азії, важкі водонепроникні глини Муганской степу в Азербайджані можуть бути поліпшені кротованіе. Збільшення некапілярної скважности такиров можливо також шляхом пісковання, т. Е. Внесення крупного піску в кількості 500-700 т / га з ретельним перемішуванням в орному шарі.
Особливе місце в зрошуваному землеробстві займає регулярна боротьба з запливанія і ущільненням орного шару і утворенням щільної кірки. В результаті руйнівного і ущільнюючого впливу поливної води протягом вегетаційного періоду знижується шпаруватість і водопроникність орного шару зрошуваних грунтів (табл. 59). При затримці послеполивной розпушування грунту на поверхні орного шару при висиханні може утворитися кірка товщиною 5-8 см з високим об'ємною вагою (1,5-1,6 г / см3). При висиханні глинистого алювію утворюється щільна кірка товщиною до 15-20 см з об'ємною вагою 1,7-1,9 г / см3.