Φυσικές ιδιότητες εδάφους

Μηχανική σύσταση

Το έδαφος αποτελείται από στερεά (ανόργανα και οργανικά) υλικά, αέρα και νερό. Το μέγεθος των στερεών ανόργανων υλικών ποικίλλει από αρκετά μεγάλο, όπως πέτρες και χαλίκια έως κόκκους με μικρό και πολύ μικρό μέγεθος, ώστε για μερικούς απ' αυτούς να απαιτείται ακόμη και η χρήση μικροσκοπίου προκειμένου να τους διακρίνουμε. Η μηχανική σύσταση των εδαφών αναφέρεται στη σύσταση του εδάφους από κόκκους διαφόρων διαστάσεων και συγκεκριμένα στα τεμαχίδια του εδάφους, που διέρχονται από κόσκινο διαμέτρου οπών 2mm. Το τμήμα αυτό του εδάφους ονομάζεται λεπτή γη, ενώ τεμαχίδια με διάμετρο 2 - 20mm αποτελούν τους χάλικες και υλικά με διάμετρο μεγαλύτερη των 20mm ονομάζονται λίθοι. Ανάλογα με το ποσοστό των τεμαχιδίων που έχουν διάμετρο μεγαλύτερη των 2mm, το έδαφος χαρακτηρίζεται ως ελαφρώς (1 - 10%), μετρίως (10 - 30%) και πολύ πετρώδεις (30 - 75%).

Ο προσδιορισμός της μηχανικής σύστασης επιτυγχάνεται ποιοτικά και ποσοτικά. Ποιοτικά επι τόπου στον αγρό και ποσοτικά στο εργαστήριο με διάφορους τρόπους.

Ο ποιοτικός προσδιορισμός στηρίζεται στην αίσθηση που δίνει το εδαφικό υλικό, εάν είναι χονδρόκοκκο και άγριο ή λεπτόκοκκο και λείο, κατά τη στιγμή εκείνη που υγρό έδαφος τρίβεται ανάμεσα στα δάχτυλα. Ένας έμπειρος εδαφολόγος μπορεί να προσδιορίσει σε πολύ ικανοποιητικό βαθμό τη μηχανική σύσταση ενός εδάφους χάρη στο τέστ των δακτύλων. Η διαδικασία είναι η εξής. Μικρή ποσότητα εδάφους φέρεται στην παλάμη μας, εκεί αφαιρούνται απ' αυτήν πέτρες, χαλίκια και φυτικά υπολείμματα. Στη συνέχεια βρέχουμε αυτό κατάλληλα, ώστε να πλάθεται εύκολα. Εάν το έδαφος δεν σχηματίζει σβώλους και χαρακτηριστικά "τρίζει ή ακούγεται" εξαιτίας της ύπαρξης μεγάλης διαμέτρου κόκκων τότε λέμε ότι είναι αμμώδες. Εάν κολλάει αρκετά και λερώνει τα χέρια δίνοντας την αίσθηση ότι σαπουνίζει είναι ιλυώδες. Εάν πλάθεται καλά, περισσότερα από τα προηγούμενα τότε είναι πηλώδες. Τέλος, αν πλάθεται με δυσκολία γιατί κολλάει πολύ στα δύσκολα και απαιτεί αρκετό χρόνο για την πλήρη διαβροχή του, ενώ με δυσκολία σχηματίζονται σβώλοι τότε είναι αργιλώδες.

Εργαστηριακά η μηχανική ανάλυση του εδάφους μπορεί να γίνει με την μέθοδο των κόσκινων ή της καθιζήσεως. Με τη μέθοδο της καθιζήσεως, η μέτρηση του ποσού των σωματιδίων που αιωρούνται γίνεται με δύο μεθόδους. Η μία είναι η μέθοδος σιφωνίου (πιπέττας) και η άλλη είναι η μέθοδος του Βουγιούκου (μέθοδος υδρομέτρου).

Η μέθοδος του Βουγιούκου είναι σήμερα η πλέον διαδεδομένη (για αναλύσεις ρουτίνας) εργαστηριακή μέθοδος υπολογισμού της μηχανικής σύστασης εδάφους. Είναι μέθοδος απλή, γρήγορη και ικανοποιητικής ακρίβειας. Στη μέθοδο αυτή, χρησιμοποιείται ειδικός ογκομετρικός κύλινδρος, στον οποίο έχει βρεθεί ότι σε 40" (στους 19,44^oC) από την έναρξη της πτώσης σε πλήρη διασπορά και αιώρηση, πρωτογενών εδαφικών κόκκων, έχει καθιζήσει το κλάσμα της άμμου και βρίσκονται σε αιώρηση τα κλάσματα της ιλύος και αργίλου. Χρησιμοποιώντας επομένως το αραιόμετρο Βουγιούκου μετράμε την πυκνότητα του αιωρήματος στις δύο προαναφερθείσες χρονικές στιγμές.

Δομή

Δομή του εδάφους είναι η διάταξη κατά διαφόρους τρόπους, των πρωτογενών κόκκων σε συσσωματώματα κάτω από την επίδραση διαφόρων παραγόντων και η κατανομή αυτών κατά τάξη μεγέθους. Η δομή είναι αυτή που καθορίζει το επίπεδο της γονιμότητας και το επίπεδο της παραγωγικότητας. Καλή δομή εδάφους είναι εκείνη που εξασφαλίζει μικρούς και μεγάλους πόρους. Οι μεγάλοι πόροι διευκολύνουν την αποστράγγιση και τον αερισμό του εδάφους, οι μεσαίου μεγέθους πόροι την κίνηση των διαλυμένων στο εδαφικό διάλυμα θρεπτικών συστατικών, ώστε να απορρηφηθούν από τις ρίζες, ενώ τέλος οι μικροί πόροι λειτουργούν ως αποθήκες νερού και θρεπτικών στοιχείων.

Για να δημιουργηθεί δομή στο έδαφος, πρέπει να υπάρχουν ορισμένες προϋποθέσεις και κυρίως ελκτικές δυνάμεις που θα οδηγήσουν τους πρωτογενείς κόκκους σε συσσωμάτωση. Η έλξη αυτή διακρίνεται σε έλξη συνοχής και συνάφειας. Οι δυνάμεις συνοχής είναι ισχυρότερες όταν πλησιάζουν περισσότερο πρωτογενείς εδαφικοί κόκκοι και όταν η επιφάνεια επαφών αυτών είναι μεγαλύτερη. Οι δυνάμεις συνάφειας ενεργούν μέσω του νερού. Το νερό μπαίνει ανάμεσα στους πρωτογενείς κόκκους σχηματίζοντας μια μεμβράνη. Οι δυνάμεις συνοχής και συνάφειας δρουν ταυτόχρονα σε ένα έδαφος. Η συνεκτικότητα του εδάφους οφείλεται αθροιστικά σ' αυτές τις δύο.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν το σχηματισμό της δομής είναι:

• Μηχανική σύσταση εδάφους: Σχετίζεται άμεσα με την μεγάλη επιφάνεια επαφής (όσο πιο λεπτόκοκκο είναι ένα έδαφος τόσο μεγαλύτερη συνεκτικότητα έχει και τόσο περισσότερες δυνατότητες δημιουργίας δομής), το είδος των ανταλλάξιμων κατιόντων στα αργιλικά ορυκτά καθώς και από την αρνητικά φορτισμένη άργιλο και την ύπαρξη αντίθετων φορτίων από οξείδια (π.χ σιδήρου), όπου δημιουργούν ισχυρή έλξη μεταξύ των πρωτογενών κόκκων, συνεπώς καλή δομή.

• Οργανική ουσία: Η οργανική ύλη δημιουργεί δεσμούς - γέφυρες μεταξύ των πρωτογενών κόκκων. προσφέροντας τις σταθερότερες μορφές δομής.

• Νερό: Επιδρά μέσω των ακόλουθων μηχανισμών, που είναι η διαβροχή και αποξήρανση, ο παγετός - πήξη και η δράση σταγόνων βροχής.

• Καλλιεργητικές εργασίες: Εξαρτάται άμεσα από το ποσοστό της εδαφικής υγρασίας. Σε αρκετά χαμηλά ποσοστά υγρασίας προκαλείται θρυμματισμός συσσωματωμάτων.

• Μικροοργανισμοί του εδάφους: Οι γήινοι σκώληκες είναι σημαντικοί παράγοντες συσσωμάτωσης των πρωτογενών κόκκων καθώς αυτοί αναμειγνύουν οργανικές ουσίες ανόργανα εδαφικά συστατικά στο πεπτικό τους σύστημα αλλά και κατά την διάνοιξη στοών.

• Τα ζώντα φυτά: Η επίδρασή τους είναι πολλαπλή και προκαλείται από το ριζικό τους σύστημα και τους μικροοργανισμούς που αναπτύσσονται μαζί με αυτό καθώς και από την οργανική ουσία, που προσθέτουν στο έδαφος κατά την αποσύνθεσή τους.

Η δομή διακρίνεται ή ταξινομείται με βάση το βαθμό ευκρίνειας, το σχήμα και το μέγεθος των συσσωματωμάτων. Η διαδικασία γίνεται επί τόπου στον αγρό και στηρίζεται στην εμπειρία του εκτιμητή (π.χ γεωπόνου, εδαφολόγου).

Ειδικό βάρος

Στο έδαφος συνυπάρχουν η στερεά, υγρή και αέρια φάση. Το ειδικό βάρος του εδάφους διακρίνεται σε πραγματικό και σε φαινόμενο. Το φαινόμενο ειδικό βάρος επηρεάζεται από τη δόμη του εδάφους, το βαθμό συμπίεσης των εδαφών, τη διόγκωση και συστολή αυτών, διάφορα φαινόμενα, που εξαρτώνται από την περιεκτικότητα της αργίλου και την υγρασία. Το επιφανειακό έδαφος έχει συνήθως μικρότερο φαινόμενο ειδικό βάρος από το υποεπιφανειακό, γιατί στον επιφανειακό ορίζοντα υπάρχει περισσότερη οργανική ουσία και η δομή του είναι κοκκώδης, ενώ το υπέδαφος είναι περισσότερο συμπιεσμένο. Το πραγματικό ειδικό βάρος είναι λιγότερο σημαντικό σε σύγκριση με το φαινόμενο ειδικό βάρος, από το οποίο μπορεί να εκτιμηθεί η δομή του εδάφους, το πορώδες, ο αερισμός, η διήθηση, η ποσότητα νερού άρδευσης και η αποστράγγιση. Ο προσδιορισμός του φαινόμενου ειδικού βάρους γίνεται με παραλαβή από τον αγρό αδιατάραχτων εδαφικών δειγμάτων (ειδικοί κύλινδροι γνωστών διαστάσεων εισάγονται σιγά - σιγά στο έδαφος και μετά την πλήρη είσοδό τους αποσπώνται από την υπόλοιπη εδαφική μάζα) και ξήρανσή τους σε φούρνο. Η διαίρεση του ξηρού βάρους δια του όγκου του δείγματος δίνει την τιμή του φαινομένου ειδικού βάρους.

Πορώδες

Πορώδες είναι ο συνολικός όγκος του εδάφους, που καταλαμβάνουν η αέρια και υγρή φάση. Εκφράζεται ως εκατοστιαίο ποσοστό στο συνολικό όγκο του εδάφους. Είναι δηλαδή επί % ο λόγος του όγκου, που καταλαμβάνουν ο αέρας και νερό, προς το συνολικό όγκο του εδάφους. Κυμαίνεται από 30 - 65%. Τα χονδρόκκοκα εδάφη έχουν μικρότερο πορώδες απ' ότι τα λεπτόκοκκα, αν και το μέσο μέγεθος των πόρων είναι μεγαλύτερο στα χονδρόκοκκα. Απ΄ αυτό συμπεραίνουμε ότι το πορώδες δεν φανερώνει καθόλου την κατανομή του μεγέθους των πόρων, παρ' όλη τη χρησιμότητα της τελευταίας. Με βάση το μέγεθος των πόρων, το πορώδες διακρίνονται σε μακροπορώδες (διάμετρος πόρων > 10μm) και μικροπορώδες (διάμετρος πόρων < 0,2μm). Η ύπαρξη μικρών ή μεγάλων πόρων εξαρτάται από το μέγεθος των εδαφικών συσσωματωμάτων, από τη δομή και κατ' επέκταση από τη μηχανική σύσταση και περιεκτικότητα του εδάφους σε οργανική ουσία.

Χρώμα

Το χρώμα του εδάφους είναι από τα πλέον ευδιάκριτα μορφολογικά χαρακτηριστικά. Το χρώμα αποτελούσε μέχρι πριν μερικά χρόνια, κριτήριο διάκρισης των εδαφών σε ομάδες, χαρακτηριστικό είναι και το ότι το ίδιο κριτήριο χρησιμοποιούν και οι γεωργοί προκειμένου να διακρίνουν τα εδάφη από άποψη παραγωγικότητας. Τα σκούρα εδάφη θεωρούνται γόνιμα χωρίς αυτό να ανταποκρίνεται πάντα στην πραγματικότητα. Σήμερα έχουν εξηγηθεί επιστημονικά τόσο η προέλευση του χρώματος, όσο και οι διάφορες συσχετίσεις του με άλλες ιδιότητες. Το υγρό έδαφος είναι περισσότερο σκούρο από το ξηρό. Αυτό οφείλεται στη μεγάλη διαφορά δεικτών διάθλασης, που υπάρχει μεταξύ στερεάς - αέριας φάσης, απ΄ ότι μεταξύ στερεάς - υγρής φάσης. Στο υγρό επομένως έδαφος το φως ανακλάται περισσότερο. Το χρώμα του εδάφους είναι ενδεικτικό της ύπαρξης ή μη μόνιμης ή προσωρινής στάθμης νερού σε κάποιο βάθος.

Θερμοκρασία

Η θερμοκρασία του εδάφους παίζει πολύ σημαντικό ρόλο για την εδαφογενετική του εξέλιξη και για την ανάπτυξη των σπόρων (επιταχύνεται με αύξησή της) και των φυτών κυρίως του ριζικού τους συστήματος, κάθως και για την πρόσληψη θρεπτικών στοιχείων. Οι μεταβολές της θερμοκρασίας εξαρτώνται από το βάθος του εδάφους, που τις μετράμε. Το εύρος της ημερήσιας διακύμανσης είναι μεγαλύτερο στα επιφανειακά στρώματα, ενώ μηδενίζεται σε βάθος 1m.

Η θερμοκρασία ενός εδάφους και κατ' επέκταση και οι διακυμάνσεις της εξαρτώνται πρώτα απ' όλα από την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος, την εποχή του έτους, την ώρα της ημέρας, την κατάσταση της ατμόσφαιρας, τη διάθλαση και διασπορά σωματιδίων στην ατμόσφαιρα, την έκθεση, την κλίση της επιφάνειας, το χρώμα και τη φυτική κάλυψη του εδάφους και τέλος από τις εδαφικές ιδιότητες, γτατί αυτές επηρεάζουν τόσο την ειδική θερμότητα, όσο και την θερμοαγωγιμότητα του εδάφους. Το έδαφος δεν δέχεται μόνο ακτινοβολία αλλά το ίδιο ακτινοβολεί στη διάρκεια της νύχτας και σε ένα μικρό ποσοστό ακόμα και την ημέρα.

Σχετικές σελίδες

• Μηχανική σύσταση εδάφους

• Δομή εδάφους

• Ειδικό βάρος εδάφους

• Πορώδες εδάφους

• Χρώμα εδάφους

• Θερμοκρασία εδάφους