Для легких степных почв приняты следующие значения плотности: рb =1.60 г/см3 - оптимальная, а более 1.75 г/см3 - критическая; для дерново-подзолистых связнопесчаных почв оптимальная плотность пахотного слоя для зерновых культур - 1.3—1.4 г/см3. Для проницания корней плодовых культур на черноземовидных супесчаных почвах Дона оптимальные плотности сложения гумусового горизонта 1.4 г/см3, слежавшегося песка горизонта С - 1.6 г/см3, а критические значения соответственно равны более 1.6 и более 1.8 г/см3.
По данным И.М. Ващенко корни плодовых культур с трудом проникают как в плотные горизонты В2-Вк, так и в плотные пески горизонта С и в подстилающий суглинок с плотностью 1.7—1.8 г/см3. Предложена оценочная шкала уплотненности легких степных почв на песках в связи с продуктивностью плодовых культур. На плотных почвах (рb =1.6 г/см3) размещаются косточковые - слива, вишня; на плотноватых (рb =1.5 г/см3) семячковые - яблоня, груша; на рыхлых (рb =1.4 г/см3) -абрикос, облепиха, виноград, вишня песчаная.
Однако не всегда высокие значения рb песков являются показателем трудности проникновения корней. По данным Н.С. Зюзя, пески с трудом проницаемы корнями при широком интервале значений рb - от 1.56 до 1.75 г/см3. Но в пределах такой плотности при некоторых условиях корни сосны могут осваивать с достаточной полнотой те или иные слои почво-грунта.
Степень сопротивления проникновению корней более объективно характеризует твердость почв (7). Твердость показывает сопротивление почв расклиниванию или сдавливанию и зависит от гранулометрического состава, плотности сложения, влажности и увеличивается пропорционально с глубиной, так как пропорциональна массе слоя почвы, оказывающего давление.
Сопоставление характера распространения массы корней сосны в почвогрунте с плотностью сложения и твердостью показывает более высокую корреляцию массы корней с твердостью. Плотность и твердость в песчаных почвах закономерно увеличивается с глубиной, но для Т характерно большее варьирование значений по слоям, чем для рb. Варьирование значений Т связано с неоднородностью сложения песка, его слоистостью (и аллювиального и эолового). Корни сосны очень чутко реагируют даже на незначительные изменения гранулометрического состава почвогрунта и водно-физические свойства. Скорее всего, над более тонкозернистыми прослоями (визуально не различимыми) песок более влажный, и следовательно, менее твердый и более проницаемый корнями. Определение рb в отличие от Т этих различий в сложении песчаного почвогрунта не улавливает. Следовательно, можно говорить об оптимальных и критических значениях твердости песка только при определенной влажности и на определенной глубине.
Целесообразно характеризовать критическую твердость песков для корнедоступности при оптимальных факторах, в частности при влажности, близкой к НВ. Tкр=16-18 кг/см (1.6—1.8 МПа) при влажности НВ наблюдается в котловинах выдувания в древнеэоловых песках на глубине 0.6-0.8 м, в эоловых песках современной фазы дефляции (менее 50 лет) - на глубине 1.8—2 м. Многочисленные раскопки корней сосны показывают углубление их именно до этих глубин.
При хорошем увлажнении даже безгумусные слежавшиеся пески становятся проницаемыми для корней.