Почва представляет собой сложную дисперсную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фаз. Ее физические свойства играют ключевую роль в процессах миграции влаги, тепла и растворенных веществ, определяя взаимодействие почвенного покрова с атмосферой, гидросферой и биотой.
Основными характеристиками почвы как физической среды являются: плотность, пористость, влагоемкость, водопроницаемость, теплопроводность и термическая инерция. Эти параметры исследуются с применением методов физики среды и механики пористых тел.
Истинная плотность почвы определяется составом минеральных и органических частиц. Для минеральных почв она близка к 2,6–2,7 г/см³, что соответствует плотности кварца и полевых шпатов.
Объемная плотность характеризует массу сухой почвы в единице объема, включая поровое пространство. Ее значения варьируют от 1,1–1,3 г/см³ для структурных почв до 1,6–1,8 г/см³ для уплотненных горизонтов.
Пористость отражает отношение объема пор к общему объему почвы. Оптимальные условия для развития растений создаются при 50–60 % пористости, где обеспечен баланс между воздухопроницаемостью и влагоудержанием.
Почва служит главным резервуаром влаги в экосистемах. Ее водные свойства зависят от текстуры и структуры.
Физика водного движения в почвах описывается уравнением Дарси, связывающим поток влаги с градиентом давления и коэффициентом фильтрации.
Передвижение влаги происходит как в жидкой, так и в паровой фазах. Важнейшим фактором является структурная организация почвы, формирующая систему макро- и микропор.
Явления сорбции и адсорбции дополнительно влияют на удержание влаги.
Почва является неоднородным телом, в котором тепловой режим определяется балансом радиационного, конвективного и теплопроводного потоков.
Газообмен в почве обеспечивается системой пор. Его интенсивность зависит от диффузии и конвекции.
В физических моделях газообмена учитываются законы Фика, связывающие поток вещества с градиентом концентрации.
Почва как дисперсная система обладает значительными электрическими и диэлектрическими особенностями.
Почва проявляет себя как упруго-пластическая среда. Ее поведение при нагрузках определяется связностью и углом внутреннего трения.
Исследования механических свойств проводятся методами триаксиального сжатия, пенетрации и измерений несущей способности.
Почва активно участвует в радиационном балансе поверхности.