Proprietati fizice si fizico-mecanice ale solului

proprietati fizice si fizico-mecanice ale solului

1. Textura solului si clasele de textura

Dupa cum a fost prezentat anterior, solul este alcatuit din trei faze: lichida (apa cu substantele dizolvate), solida (partea organica si partea minerala) si gazoasa (aerul din sol). Partea solida, se refera la fractiunea minerala care provine din roca pe care s-a format solul, adica fractiuni granulometrice cu diametrul mai mic de 2 mm (nisip, praf si argila) ceea ce constituie pamantul fin si fractiuni grosiere cu diametrul mai mare de 2 mm (pietris, pietre, bolovani etc.), constituind scheletul solului.

Textura sau alcatuirea granulometrica se defineste prin continutul procentual al diferitelor fractiuni (nisip, praf, argila), ce intra in alcatuirea solului.

1.1. Clasificarea si caracterizarea fractiunilor granulometrice

Sistemul roman de clasificare a fractiunilor granulometrice a fost adoptat dupa clasificarea elaborata de Societatea Internationala de Stiinta Solului (SISS), cunoscut sub numele de sistemul Atterberg, (tabelul 1) conform caruia diametrul de 2 mm al particulelor elementare este considerat limita de separare intre pamantul fin si scheletul solului.

Pamantul fin, este reprezentat de nisip grosier, nisip fin, praf si argila.

Argila, este constituita din particule foarte fine cu Ø < 2 mm reprezentata de silicati secundari de tipul mineralelor argiloase, cu proprietati coloidale, capacitate mare de retinere a apei, permeabilitate scazuta pentru apa si aer, plasticitate ridicata si coeziune mare intre particule.

Praful, este reprezentat de particule fine de silicati primari (feldspati, hornblenda) si particule de cuart, cu Ø cuprins intre 0,02 si 0,002 mm. Prin coagularea acestor particule se formeaza loess sau lehm, cu caracteristici moderate in ce priveste permeabilitatea si coeziunea. Unele soluri cu continut ridicat de praf si care sunt lucrate intens, pot forma crusta.

Nisipul fin, este constituit din minerale primare nealterate sau cuart, cu Ø cuprins intre 0,2 si 0,02 mm. Aceste fractiuni confera solului o permeabilitate ridicata, capacitate de retinere a apei si continut in elemente nutritive redusa, capacitate de formare a structurii slaba, ascensiune capilara foarte redusa.

Nisipul grosier, predominant din particule de cuart cu Ø cuprins intre 2 si 0,2 mm, nu prezinta capacitate de retinere a apei, ascensiunea capilara este aproape nula.

GRUPE DE CLASE, CLASE SI SUBCLASE TEXTURALE

tabelul  1

Simbol harti	Denumire	Argila <0,002 mm	Praf 0,002-0,02 mm	Nisip 2-0,02 mm	Raport Nf/Ng
g	Texturi grosiere Nisip Nisip grosier Nisip mijlociu Nisip fin				oricare oricare <1 <20
u	Nisip lutos Nisip lutos grosier Nisip lutos mijlociu Nisip lutos fin				oricare <1 <20
m	Texturi mijlocii Lut nisipos Lut nisipos grosier Lut nisipos mijlociu Lut nisipos fin Lut nisipos prafos praf		Referat: Proiect - firma s.c. expert srl - obiectivele urmarite Referat: Planul financiar de afaceri - hrs srl - concurenta		oricare oricare oricare <1 >20 oricare oricare
l	Lut Lut nisipo-argilos Lut mediu Lut prafos				oricare oricare oricare oricare
f	Texturi fine Lut argilos Argila nisipoasa Lut argilos mediu Lut argilo-prafos				oricare oricare oricare oricare oricare
a	Argila Argila lutoasa Argila prafoasa Argila medie Argila fina				oricare oricare oricare oricare oricare
o	Nu este cazulxxx
c	Sedimente cu peste 40% CaCO3
p	Roci compacte fisurate si pietrisuri
z	Roci compacte dure
	Depozite organice

^xxx se aplica la materialele organice, depozite calcaroase

1.2. Clasificarea texturala a solului

Orice tip de sol este constituit din particule de nisip, praf si argila, insa proportia de participare a acestor fractiuni depinde atat de compozitia granulometrica a rocii pe care s-a format cat si de conditiile de solificare. In functie de alcatuirea granulometrica, fiecare orizont pedogenetic poate fi incadrat in grupa de clase texturale, clasa texturala si subclasa texturala.

In tara noastra, a fost oficializata metodologia elaborarii studiilor pedologice (I.C.P.A., 1987), cu ajutorul careia se poate stabili clasa si subclasa texturala pentru fiecare orizont de sol. In baza acesteia, au fost separate 3 grupe de clase texturale, 6 clase si 23 subclase.

Texturi grosiere (soluri usoare), cuprinde clasele nisip (N) si nisip lutos (U). Fiecare clasa se subdivide in 3 subclase in functie de ponderea celor trei fractiuni granulometrice si a raportului dintre nisip fin si nisip grosier.

Texturi mijlocii (soluri mijlocii), cuprinde clasele lut nisipos (S) si lut (L), care se subdivide in cate cinci subclase texturale.

Texturi fine (soluri grele), cuprinde clasele lut argilos (T) cu trei subclase texturale si argilos (A) cu patru subclase texturale.

1.3. Variatia texturii pe profilul solului

In functie de materialul parental pe care s-a format solul si conditiile fizico-geografice specifice fiecarei zone, textura solului poate fi: nediferentiata, diferentiata si contrastanta.

Textura nediferentiata, este intalnita la soluri formate pe materiale parentale uniforme si omogene in absenta proceselor de argilizare, migrarea argilei sau podzolire.

Textura diferentiata, apare la soluri formate pe materiale omogene, dar unde au loc procese de argilizare sau migrarea argilei. In acest caz, a fost introdus termenul de diferentiere texturala (Idt), care reprezinta raportul dintre procentul de argila din orizontul B si procentul de argila din orizontul A sau E.

Textura contrastanta, apare atunci cand solul s-a format prin intermediul aluviunilor, alternand texturi fine cu nisipoase, grosiere cu fine etc.

Scheletul solului

In cazul solurilor formate pe materiale dure (specifice zonelor montane), pot fi intalnite fragmente de roci de dimensiuni diferite, constituind scheletul solului. Odata cu determinarea granulometriei solului, se apreciaza: cantitatea de schelet, natura mineralogica acestuia si proportia diferitelor categorii de fragmente. Cunoscandu-se aceste elemente, se poate calcula volumul de sol ce poate fi utilizat (explorat) de radacinile plantelor cunoscut sub denumirea de volum edafic util (VEU).

VEU (%)  = Adancimea rocii dure x (100 - % schelet)/150

2. Structura solului si tipuri de structura

Structura solului reprezinta modul de aranjare a particulelor elementare de sol in formatiuni mai complexe denumite agregate structurale, de diferite forme si dimensiuni, separate prin fisuri, goluri, planuri de desprindere etc.

In functie de marime, forma, caracterele suprafetelor si muchiile elementelor structurale se deosebesc mai multe tipuri de structura (dupa ICPA, 1987, in colaborare cu SNRSS):

. monogranulara, particulele elementare nu sunt grupate in elemente structurale; graunti minerali nelegati - nisip;

. masiva, la care particulele minerale sunt consolidate sau cimentate;

. glomerulara, unde elementele structurale sunt aproximativ sferice, poroase, specifica orizontului Am;

. grauntoasa, cu elementele structurale de forma sferoidal-cuboida, neporoase;

. poliedrica-angulara, unde elementele structurale sunt dezvoltate pe cele trei axe rectangulare, fete netede, muchii ascutite etc.;

. poliedrica-subangulara, asemanatoare cu cea granulara, dar cu muchiile rotunjite;

. prismatica, cu axul vertical al elementelor mai dezvoltat decat cel orizontal, specifica orizontului Bt;

. columnoida, asemanatoare celei prismatice dar cu muchiile rotunjite;

. columnara, asemanatoare celei prismatice dar cu capetele prismelor rotunjite, intalnita de regula in orizontul Btna;

. sfenoidala, specifica orizonturilor vertice, elementele structurale sunt mari inclinate sub un unghi cuprins intre 10-60^o fata de orizontala;

. lamelara sau foioasa, avand axul orizontal mai dezvoltat decat cel vertical, specifica orizonturilor de tip E;

. compusa, unde agregatele mai mari de desfac in agregate mai mici.

Structura solului, poate fi apreciata dupa marimea .

3. Alte proprietati fizice ale solului

3.1. Densitatea solului, reprezinta masa unitatii de volum a partii solide a solului si se determina cu relatia:

D = M/Vs   (g/cm³)

Valoarea densitatii solului, depinde de alcatuirea partii solide, compozitia chimica a componentelor solului si structura mineralelor componente. Aceste componente au densitati diferite cuprinse intre 0,8-0,9 cm³ la materia organica proaspata; 1,2-1,8 g/cm³ la materia organica humificata si peste in cazul componentelor minerale: 2,5-2,8 g/cm³ la cuart; 3,4-5,2 g/cm³ la limonit, hematit; 2,7-3,1 g/cm³ la muscovit si biotit etc.

3.2. Densitatea aparenta, reprezinta masa unitatii de volum a solului in asezare naturala si se determina cu relatia:

Da = M/Vt (Vs+Vp)         g/cm³)

Valorile densitatii aparente depind de starea de afanare sau tasare a solului, de natura solului, de adancime etc. Aceste valori variaza intre 1-2 g/cm³, insa de regula, sunt cuprinse intre 1,0 si 1,6 g/cm³. Starea de asezarea a solului influenteaza capacitatea de retinere a apei, permeabilitatea pentru apa si aer, rezistenta mecanica opusa de sol la efectuarea lucrarilor agricole si patrunderea radacinilor.

3.3. Porozitatea totala a solului, este o insusire fizica ce exprima proportia porilor din sol ocupati cu apa si aer. Se determina cu ajutorul formulei:

PT = (1-Da/D) 100          (%)

Valorile porozitatii totale depind in special de textura si structura solului. Astfel, porozitatea totala creste de la soluri nisipoase catre argiloase si de la soluri nestructurate catre soluri structurate.

Conditii optime de porozitate se realizeaza la soluri cu textura mijlocie si cu structura glomerulara, porozitatea totala avand valori de 50-60 %.

3.4. Gradul de tasare, este o alta insusire a solului care se coreleaza cu valorile densitatii aparente si porozitatii totale, astfel:

Interpretarea gradului de tasare

Tabelul 2

Gradul de tasare (GT %) se calculeaza cu formulele:

PMN - PT

GT = x 100

PMN

PMN = 45 + 0,163A

in care: PMN - porozitatea minima necesara (%);

PT - porozitatea totala (%);

A - continutul in argila (%)

4. Proprietati fizico-mecanice ale solului

Principalele proprietati fizico-mecanice ale solului sunt: consistenta, plasticitatea, adezivitatea si variatia de volum.

Consistenta, reprezinta gradul de tarie, de soliditate a unui corp, de rezistenta acestuia la deformare, sfaramare etc. Se manifesta prin rezistenta pe care o opune la diferite solicitari mecanice (penetrare, compresiune, forfecare etc.). Valorile acestei insusiri, variaza de la un sol la altul, in functie de textura, structura, continut in humus, de natura cationilor adsorbiti, de starea de afanare sau tasare etc.

Plasticitatea, se refera la proprietatea materialelor de a se modela usor prin apasare si de a nu mai reveni la forma initiala. Solurile, prezinta plasticitate cu exceptia celor cu textura grosiera (nisipoase). Plasticitatea nu se manifesta la soluri prea umede sau prea uscate ci numai la un anumit interval de umiditate. Limitele extreme creeaza probleme atat pentru efectuarea lucrarilor mecanice cat si pentru cresterea si dezvoltarea plantelor.

Adezivitatea, reprezinta proprietatea solului de a adera la uneltele (manuale sau mecanice) cu care se lucreaza. Valorile adezivitatii se coreleaza cu indicii hidrofizici in sensul ca acestea cresc odata cu cresterea continutului de apa din sol (de la coeficientul de higroscopicitate pana la capacitatea totala) Este influentata de textura, structura, continut de humus, natura cationilor adsorbiti de complexul coloidal.

Variatia de volum a solului, este o proprietate caracteristica a solurilor care consta in faptul ca prin imbibare cu apa solul isi mareste volumul (gonflare) iar prin uscare revine la cel initial (contractie).

Gonflarea este influentata in mare masura si de natura cationilor care satureaza complexul argilohumic. Asadar, ionii de sodiu determina o gonflare mai puternica comparativ cu cei de calciu.

Fenomenul de gonflare-contractie provoaca mari probleme privind dezradacinarea plantelor in special la sfarsitul iernii fiind influentat de umiditate si de inghet-dezghet.