Φυσικές Ιδιότητες του Εδάφους

ΒΑΣΙΚΟΙ ΦΥΣΙΚΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

Φαινόμενη πυκνότητα
Η φαινόμενη πυκνότητα του εδάφους ορίζεται ως το βάρος ξηρού (104 oC) εδάφους προς τον όγκο του, στην φυσική του κατάσταση (αδιατάραχτο). Συνηθισμένες τιμές για μη καλλιεργούμενα εδάφη είναι μεταξύ 1,0 – 1,6 g/cm3, ανάλογα με τον τύπο εδάφους και το πορώδες. Κατά κανόνα, η φαινόμενη πυκνότητα είναι μικρότερη στο επιφανειακό στρώμα ενός εδάφους από ό,τι στο υπέδαφος, λόγω της υψηλότερης περιεκτικότητας σε οργανική ύλη και την ύπαρξη μεγαλύτερων κόκκων στην επιφάνεια και της συμπίεσης του υπεδάφους. Η μηχανική κατεργασία του επιφανειακού εδάφους, π.χ. με καλλιεργητικά εργαλεία, τείνει να καταστρέψει τη δομή δημιουργώντας αντίστροφο αποτέλεσμα.

Πορώδες
Ως πορώδες της δομής του εδάφους ορίζεται το ποσοστό του όγκου του το οποίο καταλαμβάνεται από μη στερεά υλικά. Σημαντικό ρόλο παίζει και η κατανομή μεγέθους των πόρων. Για να αερίζεται σωστά το έδαφος δεν είναι απαραίτητη προϋπόθεση απλά ο συνολικά μεγάλος όγκος πόρων, αλλά ύπαρξη πόρων μεγάλης διαμέτρου. Π.χ., τα αργιλλώδη εδάφη παρουσιάζουν υψηλές τιμές πορώδους (>55%) αλλά είναι ακατάλληλα για τις περισσότερες καλλιέργειες λόγω κακού αερισμού. Αντίθετα, τα αμμώδη εδάφη, με πορώδες περίπου 40-45%, παρουσιάζουν συνήθως καλό και σταθερό αερισμό.
Διασπορά ή διαμερισμός
Η παρουσία σχετικά μεγάλων ποσοτήτων προσροφημένου νατρίου ευνοεί μηχανισμούς μέσω των οποίων τα ανόργανα συστατικά του εδάφους μπορεί να βρεθούν σε κατάσταση διασποράς ή διαμερισμού. Το αποτέλεσμα είναι η καταστροφή της δομής του εδάφους και η δημιουργία μιας συμπαγούς εδαφικής μάζας, χωρίς κενά (πόρους) και με πολύ ανεπιθύμητες – για την ανάπτυξη φυτών – φυσικές ιδιότητες.
Πραγματική πυκνότητα (πυκνότητα κόκκων)
Η πραγματική πυκνότητα ορίζεται ως το βάρος ξηρού εδάφους προς τον όγκο του, χωρίς να λαμβάνεται υπόψιν ο όγκος των πόρων. Οι διακυμάνσεις της είναι μικρότερες από ό,τι της φαινόμενης πυκνότητας. Για τα περισσότερα εδάφη είναι περίπου ίση με 2,6 – 2,7 g/cm3, εκτός αν είναι πολύ πλούσια σε οργανική ουσία ή σε οξείδια του σιδήρου.
Υγρασία του εδάφους
Η διατήρηση της υγρασίας του εδάφους σε ενδεδειγμένα επίπεδα είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες για την επιτυχία μίας καλλιέργειας. Η υγρασία πρέπει να είναι επαρκής για την κανονική ανάπτυξη των φυτών αλλά όχι τόσο μεγάλη ώστε να εμποδίζει την πρόσληψη οξυγόνου από τις ρίζες. Η υγρασία περιλαμβάνει 4 τύπους νερού:
Προσροφημένο νερό: πρόκειται για το ισχυρά προσροφημένο στους κρυσταλλικούς μικροπόρους νερό το οποίο δεν είναι άμεσα διαθέσιμο και δεν μετακινείται, εκτός αν λάβουν χώρα ιοντοεναλλακτικές διεργασίες.
Υγροσκοπικό νερό: είναι προσροφημένο ασθενώς, σε λεπτά στρώματα στην επιφάνεια των κόκκων και μπορεί να μετακινηθεί μόνο μέσω εξάτμισης.
Τριχοειδές νερό: συγκρατείται μέσω δυνάμεων επιφανειακής τάσης ανάμεσα στους κόκκους του εδάφους ή μέσα σε τριχοειδείς πόρους. Αποτελεί την κυρίως πηγή υγρασίας και απορροφάται σταδιακά από τις ρίζες.
Διηθητό νερό: πληρώνει τους μεγάλους πόρους και τους κενούς εν γένει χώρους του εδάφους, δια μέσου των οποίων κινείται ελεύθερα υπό την επίδραση της βαρύτητας ή άλλης επίδρασης.
Διηθητικότητα του εδάφους
Διηθητικότητα λέγεται το φαινόμενο (και ο βαθμός στον οποίο αυτό συμβαίνει) κατά το οποίο το νερό (άρδευσης ή βροχόπτωσης) εισχωρεί στην κυρίως μάζα του εδάφους από την επιφάνειά του. Συνήθως, η διηθητικότητα είναι ταχεία κατά την έναρξη της παροχής νερού, βαθμιαία όμως η επιφάνεια κορένεται και η διηθητικότητα μειώνεται μέχρι μια σταθερή τιμή. Αν διακοπεί η παροχή νερού, η διηθητικότητα μειώνεται κι άλλο και μηδενίζεται όταν απορροφηθεί όλο το νερό από την επιφάνεια. Η διηθητικότητα εξαρτάται κυρίως από τη μηχανική σύσταση του εδάφους και τη δομή του, αλλά και από το ύψος της στάθμης του νερού που συσσωρεύεται στην επιφάνεια (λόγω της υδροστατικής πίεσης). Ένα έδαφος πρόσφατα καλλιεργημένο ή καλυμμένο από πυκνή βλάστηση αναμένεται να έχει βελτιωμένη διηθητικότητα. Η γνώση της διηθητικότητας βοηθά στον σωστό υπολογισμό της άρδευσης.
Υδατοδιαπερατότητα
Η υδατοδιαπερατότητα αφορά στην κίνηση του νερού μέσα στην κυρίως μάζα του εδάφους. Εξαρτάται κυρίως από τον αριθμό, την κατανομή και το μέγεθος των πόρων, αλλά αυξάνεται και λόγω υδροστατικής πίεσης όταν η επιφάνεια είναι καλυμμένη από νερό. Άλλοι παράγοντες που μπορεί να επηρεάζουν την υδατοδιαπερατότητα είναι τα γενικά δομικά χαρακτηριστικά του εδάφους και η περιεκτικότητά του σε οργανική ουσία. Η γνώση της υδατοδιαπερατότητας είναι απαραίτητη για την εκλογή της κατάλληλης μεθόδου άρδευσης και για την αντιμετώπιση προβλημάτων αποστράγγισης.
Συνεκτικότητα
Η συνεκτικότητα ενός εδάφικού υλικού αποτελεί την εκδήλωση των δυνάμεων συνοχής και συνάφειας. Θα μπορούσε να οριστεί ως η αντίσταση του εδαφικού υλικού σε παραμόρφωση και ρήξη. Ο τύπος εδάφους και η περιεκτικότητα σε νερό είναι οι καθοριστικοί παράγοντες για την συνεκτικότητα. Η συνοχή της άμμου και της ιλύος είναι πολύ μικρή ενώ μπορεί να είναι πολύ ισχυρή μεταξύ κόκκων αργίλλου. Οι δυνάμεις συνάφειας δρουν μόνο όταν υπάρχουν μηνίσκοι που διαχωρίζουν την υγρή από την αέρια φάση, δηλαδή όταν το εδαφικό υλικό είναι νωπό αλλά όχι κορεσμένο σε νερό. Σε αυτή την περίπτωση, η συνεκτικότητα του εδάφους του προσδίδει πλαστικότητα.
Διόγκωση – Συρρίκνωση
Σε αργιλλικά εδάφη μπορεί να παρατηρηθεί υπό φυσικές συνθήκες το φαινόμενο της διόγκωσης και της – επακόλουθης – συρρίκνωσης. Η διόγκωση οφείλεται στην ιδιότητα των φυλλοπυριτικών υλικών να προσροφούν νερό διογκώνοντας προς τη μία διάσταση το κρυσταλλικό τους πλέγμα και να το αποβάλλουν επιστρέφοντας στην αρχική τους κατάσταση. Η εμφάνιση ρωγμών, οι οποίες μερικές φορές σχηματίζουν ένα συνεχές δίκτυο πολυγωνικών σχημάτων, είναι το αποτέλεσμα της συρρίκνωσης μετά από διόγκωση. Η εμφάνιση των ρωγμών είναι ανεπιθύμητη διότι, ειδικά σε κλίματα όπως της Ελλάδας, συντελεί στην ταχεία ξήρανση της εδαφικής μάζας και των λεπτών ριζών ενώ δημιουργεί δυσκολίες και στην άρδευση.
Θερμοκρασία
Η κύρια πηγή θερμότητας για το έδαφος είναι ο ήλιος. Συνεπώς, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του εδάφους ακολουθούν τις (ημερήσιες και εποχιακές) διακυμάνσεις της ηλιοφάνειας αλλά με μία λογική χρονοκαθυστέρηση λόγω της αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας. Γενικά, το εύρος των διακυμάνσεων θερμοκρασίας του εδάφους μειώνεται προς το βάθος ή όταν η επιφάνεια καλύπτεται από βλάστηση, κατά τη νύχτα το υπέδαφος είναι θερμότερο από το επιφανειακό έδαφος και το χειμώνα η μέση θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη στα βαθύτερα στρώματα. Είναι αξιοσημείωτο ότι η μέση ετήσια θερμοκρασία εδάφους σε οποιοδήποτε βάθος είναι πάντα ελαφρώς ψηλότερη από την αντίστοιχη ατμοσφαιρική στην ίδια τοποθεσία.
Αύξηση της θερμοκρασίας του εδάφους συνεπάγεται:
Αύξηση της ταχύτητας των αντιδράσεων χημικής αποσάρθρωσης των ορυκτών συστατικών
Αύξηση της ταχύτητας των βιοχημικών αντιδράσεων (π.χ. νιτροποίηση)
Δραστηριοποίηση της πανίδας (γεωσκώληκες κ.α.)
Αύξηση του δυναμικού του εδαφικού ύδατος – εξάτμιση
Ευκολότερη διάχυση των αερίων δια μέσου της εδαφικής μάζας
Μεταβολές στις ισορροπίες ρόφησης, ιοντοεναλλαγής και συστημάτων οξειδοαναγωγής
Αλλαγή στην ταχύτητα μετατροπής μη ανταλλάξιμου καλίου σε ανταλλάξιμο και δύσκολα κινητοποιήσιμου φωσφόρου σε κινητοποιήσιμο
Επίσης, η βλάστηση των διαφόρων σπόρων είναι δυνατή μόνο σε συγκεκριμένα εύρη θερμοκρασιών (και ταχύτερη σε συγκεκριμένες – βέλτιστες – θερμοκρασίες). Η θερμοκρασία επιδρά και στην ανάπτυξη του ριζικού συστήματος των φυτών, στην πρόσληψη θρεπτικών στοιχείων και νερού και γενικότερα στην ανάπτυξη των φυτών.
Συγκράτηση ύδατος
Το νερό στους πόρους του εδάφους δεν βρίσκεται σε μορφή σταγονιδίων αλλά σε μορφή υμενίων που περιβάλουν τους κόκκους. Τα υμένια αυτά αποτελούν ένα συνεχές σύστημα καθώς συγκρατούνται από τα στερεά συστατικά του εδάφους με δυνάμεις συνάφειας. Οι ελκτικές δυνάμεις είναι ισχυρότερες όσο λεπτότερα είναι τα υμένια. Αν το έδαφος κορεσθεί σε νερό, το νερό θα κινηθεί προς τα κάτω, υπό την επίδραση του βάρους του, εκκενώνοντας πρώτα τους μεγαλύτερους πόρους και εν συνεχεία τους μικρότερους, μέχρι να μείνουν γεμάτοι μόνο εκείνοι όπου τα λεπτά υμένια γειτονικών κόκκων συνενώνονται (το κρυσταλλικό νερό δεν συμμετέχει στη διαδικασία). Σε αυτήν την κατάσταση, το κατά βάρος ποσοστό ύδατος (σε ξηρή βάση) είναι γνωστό ως υδατοχωρητικότητα του εδάφους. Περαιτέρω μείωση της ποσότητας του εδαφικού ύδατος είναι εφικτή μόνο με εξωτερική παρέμβαση (π.χ. απορρόφηση από ρίζες ή άνοδο θερμοκρασίας και εξάτμιση). Αν η απομάκρυνση ύδατος οφείλεται σε απορρόφηση από ριζικά τριχίδια, τότε μπορεί να εξακολουθήσει μέχρι μία συγκεκριμένη χαρακτηριστική περιεκτικότητα του εδάφους σε νερό η οποία είναι γνωστή ως ποσοστό μαράνσεως. Σε ένα έδαφος του οποίου η περιεκτικότητα σε νερό είναι ίση ή μικρότερη με το ποσοστό μαράνσεως, τα φυτά μαραίνονται οριστικά.
Ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα
Η ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα του υδατικού εκχυλίσματος του εδάφους μπορεί να μας δώσει μία κατά προσέγγιση ποσοτική εκτίμηση του συνόλου των υδατοδιαλυτών αλάτων του εδάφους.

Πηγή  www.prosodol.gr