Физические свойства почвы в дисциплине «Наука о земле» (почвоведение)

 

 

 
 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ 

 

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ 

ПОЛИТИКИ И РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  

УНИВЕРСИТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ 

 

 
 
 
 
 

Кныш И.В., Белопольский А.Е., Суязова И.В., Иванова И.В. 

 
 

 
 

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ  
В ДИСЦИПЛИНЕ «НАУКА О ЗЕМЛЕ» 

(ПОЧВОВЕДЕНИЕ) 

 
 

Учебно-методическое пособие  

 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

 
 

Санкт-Петербург 

2021 

 
 

УДК 631.43(075.8) 
ББК 40.332я73  

 

Авторы: 

Кныш И.В. – доцент кафедры кормления и гигиены животных ФГБОУ ВО 

СПбГУВМ, кандидат ветеринарных наук, доцент 

Белопольский А.Е. – доцент кафедры кормления и гигиены животных 

ФГБОУ ВО СПбГУВМ, доктор ветеринарных наук, доцент 

Суязова И.В. – доцент кафедры кормления и гигиены животных ФГБОУ 

ВО СПбГУВМ, кандидат ветеринарных наук, доцент 

Иванова И.В. - ассистент кафедры кормления и гигиены животных ФГБОУ 

ВО СПбГУВМ, кандидат ветеринарных наук 

 

Рецензент: 

Сафронов С.Л. – заведующий кафедрой аквакультуры и болезней рыб 
ФГБОУ ВО СПбГУВМ, доктор сельскохозяйственных наук, доцент 

 
 

Кныш И.В. Физические свойства почвы в дисциплине «Наука о 

земле» (почвоведение): учебно-методическое пособие / И.В. Кныш.,  
А.Е. Белопольский, И.В. Суязова, И.В. Иванова; МСХ РФ, СПбГУВМ. – 
Санкт-Петербург: СПбГУВМ, 2021. – 116 с. 

 
 
 

В учебно-методическом пособии приведены данные по физическим 

свойствам почвы и их влиянии на еѐ свойства, а также представлены 
методики по определению физических свойств.  

Учебно-методическое 
пособие 
предназначено 
для 
практических 

занятий и самостоятельной работы по дисциплине «Науки о земле 
(почвоведение)» раздел «Физические свойства почвы» для обучающихся 
факультета биоэкология ФГБОУ ВО СПбГУВМ по направлению подготовки 
06.03.01 «Биология» очной формы обучения уровень подготовки бакалавриат 
и осваивающих основную профессиональную образовательную программу в 
соответствии с требованиями ФГОС. Учебно-методическое пособие поможет 
обучающимся лучше изучить физические свойства почвы. 

 

Рекомендовано для издания методическим советом ФГБОУ ВО СПбГУВМ 

Протокол № 7 от 16.09.2021г. 

                            
 

Публикуется в авторской редакции 

 
 

                        © ФГБОУ ВО СПбГУВМ, 2021 

Содержание 

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………….…….
3

1
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ……………………………..
7

1.1 Общие физические свойства почвы………………….………….

1.2Физико-механические свойства почвы……………..….….…….

1.3 Водные свойства и водный режим почвы………….…...……...

1.4 Тепловой режим почвы……………………………………………

7

13

19

32

2
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ 

ПОЧВ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ………………………………..
38

2.1 Почвы таѐжно-лесной нечернозѐмной провинции……….…...

2.2 Почвы лесной и степной чернозѐмной провинции……………

2.3 Почвы сухой степной провинции………………..……….……...

2.4 Почвы горной провинции………………….…………………….

2.5 Почвы пустынь и полупустынь……………………………...….

41

49

67

76

79

3
ТЕХНИКА ВЗЯТИЯ ПОЧВЕННЫХ ОБРАЗЦОВ………………..
84

4
ПОДГОТОВКА ПОЧВЫ К ЛАБОРАТОРНОМУ АНАЛИЗУ….
87

5
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ…………………………..
88

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ………………………………..……...
111

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ………………………………………..…
113

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА……………………………….
114

ПЕРЕЧЕНЬ РЕСУРСОВ ИНФОРМАЦИОННО-

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ «ИНТЕРНЕТ», 

НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ 

ДИСЦИПЛИНЫ……………………………………………………….
115

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ 

РЕСУРСОВ……………………………………………………………..
116

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Почва образовалась из горных пород под воздействием биологических, 

физических и химических факторов и представляет собой сложный комплекс 

минеральных и органических частиц, заселенный огромным количеством 

микроорганизмов. 

Почва является одним из климатообразующих факторов. Тепловой 

режим почвы оказывает влияние на тепловые свойства приземного слоя 

воздуха. Заболоченность почвы или высокое стояние уровня грунтовых вод 

делает климат местности нездоровым и может явиться причиной появления 

сырости в животноводческих зданиях. 

Знание 
свойств 
почвы 
и 
грунта 
необходимо 
при 
возведении 

животноводческих зданий и прокладке водопроводной и канализационной 

сети. Микрорельеф почвы и другие особенности учитываются при выборе 

земельных участков для строительства, при планировке и благоустройстве 

сельскохозяйственных предприятий. 

Почва — природное тело, формирующееся в результате преобразования 

поверхностных слоѐв суши Земли при совместном воздействии факторов 

почвообразования. Почва состоит из почвенных горизонтов, образующих 

почвенный профиль, характеризуется плодородием. 

Изучение физических свойств почв является важнейшей составной 

частью почвоведения, направленной на обоснование систем обработки почв, 

систем земледелия, мелиорации почв, воспроизводство и повышение 

почвенного плодородия, а также охрану почв от загрязнения и сохранения 

благополучной экологической обстановки. 

Целью дисциплины «Науки о земле (почвоведение)» является 

изучение 
основных 
особенностей 
строения, 
происхождения, 

функционирования почвенного покрова, во взаимосвязанном изучении 

факторов почвообразования и региональных экологических условий 

почвообразования. 

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие 

задачи: 

- изучить генезис почвенного покрова; 

- о закономерности процесса почвообразования; 

- о составе и свойствах почвы как самостоятельного природного тела; 

- об особенностях почв основных типов и их распространения по 

территории Земли; 

- об функциональных связях почвы с другими компонентами 

биосферы, литосферой, гидросферой, атмосферой; 

- экологических функций почвы в биосфере и экосистемах Земли; 

- об региональных особенностях факторов почвообразования. 

В результате освоения дисциплины обучающиеся должны: 

Знать: общие представления о науке о земле и биологии в жизненных 

ситуациях.  

Уметь: использовать фундаментальные представления о почве в сфере 

профессиональной деятельности; анализировать свойства и характеристики 

почв; интерпретировать данные полевых исследований. 

Владеть: 
методами 
описания 
почвенного 
разреза; 
определения 

минералогического и гранулометрического состава почв. 

Дисциплина Б1.Б.10 «Науки о земле (почвоведение)» является 

дисциплиной 
базовой 
части 
федерального 
государственного 

образовательного 
стандарта 
высшего 
образования 
по 
направлению 

подготовки 06.03.01 «Биология». Осваивается в 1 семестре. 

При 
обучении 
дисциплины 
«Науки 
о 
земле 
(почвоведение)» 

используются знания и навыки, полученные студентами при освоении 

дисциплин: химии, биологии, ботаники. Дисциплина «Науки о земле 

(почвоведение)» также связана со следующими дисциплинами: экология и 

рациональное природопользование, геохимия и геофизика, география рек 

России, экологическое картографирование. 

Данное 
руководство 
знакомит 
обучающихся 
с 
физическими 

свойствами почвы, которые влияют на качество почвы и еѐ плодородие, 

проводимые различные агротехнические мероприятия. 

 
 

1 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ 

 

К физическим свойствам почвы относят общие физические, физико-

механические, структуру, а также водные, воздушные и тепловые свойства 

почвы. Они определяют условия обеспечения сельскохозяйственных культур 

земными факторами жизни, а также технологические свойства почвы. 

 

1.1 Общие физические свойства почвы 

К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность 

твердой фазы и пористость. 

Плотность почвы (плотность сложения (dv)) – это масса абсолютно 

сухой почвы (М) в единице объема почвы (V) со всеми свойственными 

естественной почве пустотами: 

dv = М/V 

Выражается в г/см3 или т/м3. 

Плотность почвы – это одно из основных фундаментальных свойств 

почвы. Плотность определяет соотношение между твердой, жидкой и 

газообразной фазами. Величину плотности почв определяют многие 

причины. Большое значение имеет минералогический состав твердой фазы 

почвы, присутствие органического вещества. Тяжелые минералы в почве 

способствуют увеличению плотности, а легкие понижают ее. Большое 

количество органических веществ уменьшает плотность. 

В 
большей 
степени 
величины 
плотности 
почв 
зависят 
от 

гранулометрического состава, содержания органического вещества и 

структуры почвы. Рыхлые почвы с зернистой и комковатой структурой, с 

большой пористостью обусловливают малые величины плотности. Почвы же 

бесструктурные, 
слитые 
характеризуются 
повышенными 
значениями 

плотности. Так, песчаные почвы, содержащие мало гумуса, бесструктурные, 

имеют более высокую плотность сложения по сравнению с суглинистыми, 

хорошо гумусированными, оструктуренными почвами (табл. 1). 

Таблица 1 

Типичные значения плотности различных почв [1, 9] 

Горизонт
Плотность почвы, 

г/см3

Пористость почвы, 

см3/см3

В и С 
1,4 – 1,9
0,43 – 0,32

Гумусовые суглинистые и 
глинистые 
1,0 – 1,2
…

Лесные подстилки и низинные 
торфа 
0,2 – 0,4
…

Минеральные глеевые 
11,6 – 1,8
…

Минеральные суглинистые и 
глинистые 
1,3 – 1,6
…

Пахотные горизонты песчаных 
минеральных почв 
1,3 – 1,8
0,46 – 0,35

Пахотные горизонты суглинистых 
минеральных почв 
1,3 – 1,8
0,69 – 0,46

Песчаные и супесчаные почвы 
1,4 – 1,6
…

Торф (верховой) 
1,4 – 1,9
0,93 – 0,79

 

На плотность почвы большое влияние оказывает еѐ механическая 

обработка. Почвы могут уплотняться под влиянием прохода тяжелых 

сельскохозяйственных 
машин, 
выпаса 
скота, 
поливов. 
Плотность 

увеличивается в глубоких горизонтах почвы, что приводит к необратимому 

снижению уровня плодородия. Это наблюдается как под пропашными и 

зерновыми культурами, так и под многолетними насаждениями. 

Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем она 

постепенно уплотняется и через некоторое время ее плотность приходит в 

состояние равновесной, т. е. мало изменяющейся (до следующей обработки). 

Подпахотный слой, не подвергающийся обработке, содержащий меньше 

органического вещества, характеризуется большей плотностью сложения. 

Оптимальная 
плотность 
пахотного 
слоя 
для 
большинства 

сельскохозяйственных культур 1,0–1,25 г/см3. При этих значениях создаются 

наиболее 
благоприятные 
условия 
для 
корневой 
системы 
растений, 

интенсивного развития микробиологических процессов, поглощения влаги и 

газообмена в почве. 

Оценка плотности сложения по Н.А. Качинскому (1965), используемая 

в РФ представлена в таблице 2. 

Таблица 2 

Оценка плотности сложения почв по Н.А. Качинскому (1965) [4] 

Плотность, г/см3
Оценка

<1
Почва вспушена или богата органическим веществом

1,0-1,1
Типичные величины для культурной или 
свежевспаханной пашни

1,2
Пашня уплотнена

1,3-1,4
Пашня сильно уплотнена

1,4-1,6
Типичные величины для подпахотных горизонтов 
различных почв (кроме чернозѐмов)

1,6-1,8
Сильно уплотненные иллювиальные горизонты почв

 

Плотность минеральных почв изменяется от 0,9 до 1,8 г/см3, а у 

торфяно-болотных – от 0,15 до 0,40 г/см3. 

Отклонение от оптимальной величины плотности в любую сторону 

приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. 

Плотность сложения почвы имеет важное агрономическое значение, 

поскольку сильно влияет на условия жизни растений и почвенных 

микроорганизмов. 

Сильно уплотненная сухая почва оказывает большое сопротивление 

развитию корневой системы растений. Для обработки такой почвы требуются 

дополнительные 
энергетические 
затраты. 
При 
уплотнении 
почвы 

сокращается количество макропор и крупных капилляров, увеличивается 

доля горизонтально ориентированных пор. В результате этого снижается 

предельно-полевая влагоемкость (НВ), ухудшается газообмен почвы, 

возрастает содержание влаги, недоступной для растений. Плотные почвы 

имеют плохую водопроницаемость, поэтому значительное количество воды, 

поступающей на их поверхность, не проникает в глубь профиля, а испаряется 

или же при наличии уклона формирует поверхностный сток, вызывая 

развитие эрозии. 

На переуплотненных почвах снижается эффективность минеральных 

удобрений. При сильном увлажнении в плотных почвах все поры 

заполняются водой, в результате чего развиваются анаэробные условия и 

активизируются соответствующие группы организмов. 

Поэтому 
регулирование 
плотности 
почвы 
– 
важный 
фактор 

оптимизации условий произрастания сельскохозяйственных культур.  

Оптимальные значения плотности почв представлены в таблице 3. 

Таблица 3 

Оптимальные значения плотности почвы [6] 

Тип почвы
Вид почвы
РПП1
ОПП2
ПТФ3

Дерново-подзолистая Песчаная 
1,5 – 1,6
–
2,60 – 2,65

Дерново-подзолистая Супесчаная 
1,3 – 1,4
1,2 – 1,35
2,60 – 2,65

Дерново-подзолистая Суглинистая 
1,35 – 1,5
1,1 – 1,3
2,60 – 2,70

Дерново-карбонатная Суглинистая 
1,4 – 1,5
1,1 – 1,25
2,60 – 2,70

Дерново-глеевая 
Суглинистая 
1,4
1,2 – 1,4
2,60 – 2,70

Луговая пойменная 
Суглинистая 
1,15 – 1,2
–
2,60 – 2,70

Болотная 
Степень разложения 
торфа 35 – 40 % 
0,17 – 0,18
–
2,60 – 2,70

Серая лесная 
Суглинистая 
1,35 – 1,4
1,15 – 1,25
2,60 – 2,70

Чернозем 
Суглинистый 
1,0 – 1,3
1,2 – 1,3
2,40 – 2,70

РПП – Равновесная плотность почвы, г/см3. 

ОПП – Оптимальная плотность почвы, г/см3. 

ПТФ – Плотность  твердой фазы, г/см3. 

 

Плотность твердой фазы почвы (удельная масса твѐрдой фазы) (d) 

масса сухого вещества (М) почвы в единице объема твердой фазы почвы без 

пор (Vs). Измеряется в г/см3. 

d (г/см3) = М/Vs 

Эта величина зависит от природы и соотношения минералов и 

органических веществ, входящих в состав почвы. В отличие от плотности 

сложения, плотность твердой фазы величина практически неизменная (const). 

В верхних горизонтах малогумусных почв (подзолистые, дерново-

подзолистые, светло-серые лесные и др.) плотность твердой фазы чаще всего 

варьирует в пределах от 2,5 до 2,65 г/см3. С увеличением степени 

гумусированности почвы плотность твердой фазы снижается и составляет 

2,3-2,45 г/см3 (обыкновенные и типичные чернозѐмы, горно-луговые почвы и 

др.). В средней и нижней части почвенного профиля плотность твердой фазы, 

как правило, возрастает, достигая 2,7-2,8 г/см3. 

Типичные значения плотности твѐрдой фазы различных почв 

представлены в таблице 4 

Таблица 4 

Типичные значения плотности твѐрдой фазы различных почв [3] 

Горизонт
Плотность твѐрдой 

фазы, г/см3

Лесные подстилки и низинные торфа
1,4 – 1,8

Гумусовые суглинистые и глинистые
2,4 – 2,6

Минеральные суглинистые и глинистые
2,6 – 2,7

Пахотные горизонты песчаных минеральных почв
2,50 – 2,70

Песчаные и супесчаные почвы
2,6 – 2,7

Минеральные глеевые
2,6 – 2,7

В и С
2,65 – 2,75

Торф (верховой)
1,35 – 1,45

Пахотные горизонты суглинистых минеральных почв
2,55 – 2,65

 

Пористость (скважность, порозность) — это суммарный объем пор 

между частицами твердой фазы почвы, занятый воздухом и водой.