Структура та властивості ґрунту

Ґрунт — самостійне природно-історичне органомінеральне тіло, що виникло у поверхневому шарі літосфери Землі в результаті тривалого впливу біотичних, абіотичних і антропогенних факторів, має специфічні генетико-морфологічні ознаки і властивості, що створюють для росту і розвитку рослин відповідні умови. Сучасна наука про ґрунти — ґрунтознавство — визначає ґрунт як складову частину педосфери разом з іншими біокосними тілами — ґрунтоподібними тілами (педолітами), ґрунтовими плівками, підґрунтовим ярусом біосфери. У докучаєвськомугенетичному ґрунтознавстві загальноприйнятим є субстанційно-функціонально-атрибутивне визначення, за яким ґрунт  — це складна поліфункціональна і полікомпонентна відкрита багатофазна структурна система в поверхневому шарі кори вивітрюваннягірських порід, що володіє родючістю, і є комплексною функцією гірської породи, організмів, клімату, рельєфу та часу.

Загальними фізичними властивостями ґрунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного ґрунту і його пористість.

Щільність твердої фази - інтегрована щільність всіх компонентів твердої фази ґрунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки). Верхні горизонти ґрунту мають меншу щільність, ніж нижні тому, що щільність гумусу становить 1.4-1.8, а щільність мінеральних компонентів - 2.3-3.3.

Щільність ґрунту - маса одиниці об'єму ґрунту в непорушеному і сухому стані. Завдяки наявності пор, виповнених повітрям, щільність ґрунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Так, щільність ґрунту верхніх горизонтів становить 0.8-1.2 г/см³, а нижніх - 1.3-1.6 г/см³, щільність твердої фази відповідно 2.4-2.6 і 2.6-2.7.

Щільність твердої фази ґрунту визначається пікнометричним методом і обчислюється за формулами:

ЩТФ = , де ОВ = (MB +МГ)-МГВ ,

де ЩТФ - щільність твердої фази, г/см3; МГ - маса абсолютно сухого ґрунту, г; ОВ - маса, води, що займає тверда фаза ґрунту, г; MB - маса пікнометра з чистою водою, г; ПГВ - маса пікнометра з ґрунтом і водою, г.

Пористість ґрунту - сумарний об'єм всіх пор між частками твердої фази одиниці об'єму.

ПЗ =  ,

де ПЗ - пористість загальна, %; ЩС- щільність складення ґрунту, г/см3; ЩТФ - щільність твердої фази ґрунту, г/см3. Знаючи загальну пористість ґрунту (ПЗ) і його вологість для даного моменту (ВГ), можна обчислити пористість аерації, або повітрозабезпеченість, ґрунту за формулою:

ПА = (ПЗ-ВГ) х ЩС;

де ПА - пористість аерації ґрунту, %; ПЗ - пористість загальна, %; ВГ - вологість ґрунту,%; ЩС- щільність складення ґрунту, г/см3.

Ґрунт як природно-історичне тіло володіє родючістю, яка визначається комплексом його взаємозв'язаних механічних, фізичних, хімічних, фізико-хімічних і біологічних властивостей, що обумовлюють життєдіяльність рослинних організмів. Родючість ґрунту — біологічна якісна властивість, яка відрізняє ґрунт від гірської породи і робить це природне утворення основним засобом сільськогосподарського виробництва та об'єктом застосування праці.

Родючість — це здатність ґрунту задовольняти потреби рослин у елементах живлення, волозі, повітрі, а також забезпечувати умови їхньої нормальної життєдіяльності для створення ними відповідної біомаси (врожаю). Але рівень родючості ґрунту в одних і тих самих умовах буде неоднаковий для різних як природних, так і культурних рослин. Родючість ґрунту — явище відносне, вона залежить не тільки від властивостей ґрунту, а й від рослин, які культивуються на ньому. 

Загальні фізичні властивості ґрунту залежать від мінерального, механічного і структурного складу. Так, гумусний горизонт структурного ґрунту (наприклад, чорнозему) має високу пористість (до 70%), а безструктурного глинистого ґрунту значно меншу (<50%).

Основною структурою грунту є те, що він включає в себе перегній, пісок, глину, а також розчинні у водімінеральні солі. У самому грунті мінеральних солей дуже мало. Якщо виміряти в літрах, то на літрову банку грунту, солей в ній буде всього 1:100. Але, тим не менш, в різних грунтах кількість мінеральних солей різна. Найбільше всього мінеральних солей в чорноземному грунті.

Також у структурі грунту міститься різна кількість води і повітря, які так необхідні для життя рослин. Вода безпосередньо виконує роль розчинення мінеральних солей, а кисень повітря необхідний для дихання коренів рослини.