В настоящее время генетическое и агрономическое почвоведение не может обойтись без информации о тепловых свойствах и температурном режиме почв. Начало исследованиям по теплофизике было положено классическими исследованиями Н.
А. Качинского (1927) по замерзанию и оттаиванию дерново-подзолистых почв. Позже систематические наблюдения температурного режима кафедрой проводились на подзолисто-глеевых почвах в Дарвинском заповеднике (С. А. Владыченский), в тундре (Н. С. Кондратова) и в каштановой зоне (А. Ф. Вадюнина, Л. Б. Боровин- ская). В результате этих исследований установлено следую- щее. Фазовый переход воды в лед в почве происходит при более низкой температуре, чем для свободной воды. Промерзание дерново-подзолистой почвы идет сверху вглубь, а оттаивание — сверху, после схода снега, за счет солнечного тепла, и снизу, за счет притока тепла от более теплых ниже лежащих слоев почвы. В тундре почвы промерзают сверху и снизу от верхней границы многолетнемерзлых грунтов, а оттаивает почва только сверху. В каштановых почвах Поволжья тип промерзания и оттаивания такой же, как и в дерново-подзолистых почвах. Мощность промерзающего слоя в каштановых почвах может быть больше, чем в дерново- подзолистой зоне, вследствие малой мощности снежного покрова. Граница проникновения нулевой температуры в дерново- подзолистых почвах находится под мерзлым слоем. В светло- каштановых почвах Приволжья при глубине промерзания их 50—80 см нулевая температура спускается до глубины 150 см. Причина этого лежит в термодинамическом эффекте процесса перехода воды в лед, сопровождающегося выделением тепла (80 кал/г), которое задерживает движение волны холода вглубь. Каштановые почвы промерзают при низкой влажности, тепловой эффект при фазовом переходе небольшой, поэтому температура нуля здесь спускается значительно ниже глубины промерзания. Каштановые почвы в условиях сухого субтропического климата (Закавказье) в зимний период не промерзают, что, по нашему мнению, обусловила иное направление процесса почвообразования. В настоящее время их выделяют в особый тип — серо-коричневых почв. Во всех зонах глубина промерзания и длительность мерзлотного периода в почвах под лесами меньше, чем на полях под сельскохозяйственными культурами.
Изучение температурного режима различных почвенные типов дало возможность установить некоторые показатели их естественной продуктивности. Так, средняя температура почв в тундре за вегетационный период в корнеобитаемой толще трения между почвой и металлом от влажности и растительности (А. Н. Урсулов, А. Ф. Вадюнина), что тоже послужило материалом для характеристики тяговых затрат при вспашке и перекатывании сельскохозяйственных машин и качества работы плугов. Тяговое сопротивление при перекатывании машин — комбайнов, сеялок, тракторов — находится в обратной зависимости от твердости почвы (А. Ф. Вадюнина, А. Н. Урсулов, Николаев). При перекатывании комбайнов почва под их колесами подвергается упругим и неупругим деформациям. При последних наблюдается ухудшение сложения и структуры почвы. Предложены агротехнические приемы для ликвидации деформаций почвы. В комбайнах на резиновых баллонах деформация почвы под колесами меньше. Причем она возрастает с увеличением давления в шинах. На основании исследований рекомендован оптимальный режим давления в шинах. В последнее время П. И. Бахтин при консультации проф. Н. А. Качинского пришел к выводу о необходимости увеличения скорости вспашки, что обосновано качеством обработки и экономической эффективностью. Результаты этих исследований передавались в ВИСХОМ, который учитывал их при конструкции сельскохозяйственных машин и орудий. Работы по физико-механике почв МГУ являются ценным вкладом в технологию почв и дали толчок в развитии этого вопроса в науке о почве. Таким образом, почвоведы-физики Московского университета сделали существенный вклад в развитие теоретических основ физики почв по всем ее разветвлениям. Получен богатый материал по физическим свойствам и режимам почв, имеющий самостоятельное значение и необходимый при внедрении электронно-вычислительной и кибернетической аппаратуры для управления физическими процессами в почвах. В соответствии с уровнем развития современного естествознания на кафедре физики и мелиорации почв при решении теоретических и практических задач все больше привлекаются фундаментальные науки — физика, математика к термодинамика с широким использованием методов физического и математического моделирования.