Книжки по сільському господарству

Фізична будова ґрунту і шляхи її поліпшення

Примак. Екологічні проблеми землеробства

Значно повніше фізичний стан ґрунту характеризує його будова, під якою розуміють співвідношення об'ємів твердої фази його і різних видів пор, виражене у відсотках до об'єму ґрунтового зразка, взятого в непорушеному стані. Будова відіграє надзвичайно важливу роль в житті рослин, оскільки вона визначає середовище, де знаходиться вода, повітря, поживні речовини, мікроорганізми і коренева система рослин.
Будова ґрунту характеризується багатьма показниками. Найбільш часто про будову ґрунту судять за її щільністю, що вимірюється об'ємною масою. Остання впливає на розвиток кореневої системи рослин як через пряму дію шляхом механічної перешкоди, так і непрямо, змінюючи шпаруватість ґрунту.
Реакція рослин на об'ємну масу ґрунту пояснюється також впливом останньої на водний і повітряний режими, рухомість ґрунтового розчину, ефективність мінеральних добрив, тепловий режим ґрунту та інші показники.
За оптимальної щільності будови створюється сприятливе співвідношення між твердою, рідкою і газоподібною фазами ґрунту, забезпечується найбільш ефективне використання вологи за посушливих Умов, нормальні умови для розвитку кореневої системи рослин, необхідний контакт між ґрунтом і насінням.
Слід мати на увазі, що дані оптимальної об'ємної маси ґрунту для Різних культур не є в повному розумінні константами. Вони змінюється під дією кліматичних факторів і агротехнічних заходів, що засовуються під час вирощування культур. За високого зволоження у межах встановленого діапазону зміщується до більш низьких значень щільності будови, а за недостатнього зволоження до більш високих.
Фізична суть цієї закономірності пов'язана з умовах випаровування води, її рухом у ґрунті, аерацією. За високого вмісту води, близького до НВ, швидкість її пересування зменшується в пухких ґрунтах і збільшується в ущільнених, а необхідний рівень підтримується лише за рахунок некапілярних проміжків. За низького вмісту води, близького до значення вологості розриву капілярних зв'язків, аерація не є лімітуючим фактором. Втрати води на фізичне випаровування в цьому разі зі щільного ґрунту значно менші, ніж із розпушеного, і, перш за все, за рахунок зниження рівня конвекційно-дифузних процесів її пересування в пароподібному стані.
Оцінка ступеня сприятливості ґрунтових умов за показниками щільності будови більш об'єктивна для ярих культур, а для озимих культур помітну роль відіграють умови перезимівлі (Пабат І.А., 1992).
За оптимальних умов для сходів і подальшого росту рослин озимі на високоущільнених ґрунтах можуть загинути від притертої льодової кірки після зимових відлиг. За даними Інституту землеробства УААН, за зміни щільності будови дерново-підзолистого супіщаного ґрунту від пухкого до сильноущільненого загибель озимих у зими з льодяною кіркою зростала від 29 до 42 % (Малієнко A.M., 1989).
За зведеними даними науково-дослідних установ України, оптимальна щільність будови орного шару в умовах середнього за зволоженням року становить, г/см : на дерново-підзолистих ґрунтах важкого і середнього гранулометричного складу — для зернових колосових — 1,22, кукурудзи — 1,15, соняшнику — 1,08, кормових бобів — 1,21, картоплі — 1,11, цукрових буряків — 1,25; на дерново-підзолистих ґрунтах легко-суглинкового і супіщаного гранулометричного складу — для зернових колосових — 1,27, кукурудзи і кормових бобів — 1,22, цукрових буряків, льону і гороху — 1,20; на чорноземах типових і сірих лісових ґрунтах важко- і середньосуглинкового гранулометричного складу — для зернових колосових і гороху — 1,21, кукурудзи — 1,15, кормових бобів — 1,0, цукрових буряків — 1,14, картоплі — 1,1, гречки — 1,25; на чорноземах типових і сірих лісових ґрунтах легкосуглинкового гранулометричного складу — для зернових колосових — 1,23, кормових бобів — 1,12, цукрових буряків і кукурудзи — 1,25, виковівсяної сумішки — 1,35; на чорноземах звичайних і південних, каштанових ґрунтах важкосуглинкового гранулометричного складу — для зернових колосових і кукурудзи — 1,19, цукрових буряків — 1,16 і соняшнику — 1,23 (Сруть В.М., Медведєв В.В., Грабак Н.Х., Озеранський Л.А., 1986).
Для ґрунтів легкого гранулометричного складу оптимальна об'ємна маса є вищою і діапазон її дещо ширший, ніж для ґрунтів середнього і важкого гранулометричного складу. Чим важчий ґрунт за гранулометричним складом, тим меншою є його оптимальна щільність будови.
За ступенем ущільнення ґрунти поділяють на дуже пухкі, пухкі, редньопухкі, щільні та дуже щільні (табл. 14).
Таблиця 14
ХАРАКТЕРИСТИКА СКЛАДЕННЯ ҐРУНТУ ЗА ОБ'ЄМНОЮ МАСОЮ (г/см3) І ЗАГАЛЬНОЮ ПОРИСТІСТЮ (%) (Гнатенко О.Ф., Крикунов В.Г., Петренко Л.Р., 1997)
Таблиця 14
Оптимальна щільність будови для різних шарів (глибин) ґрунту неоднакова. Найменш щільним має бути верхній мульчуючий шар глибиною до 4—5 см, який захищає ґрунт від випаровування вологи з його поверхні та вкриває висіяне насіння. Більш ущільненим повинен бути власне посівний шар, який є ложем для насіння більшості культур, опорою для сошників сівалок, екраном, що запобігає дифузним втратам пароподібної вологи з нижньої частини орного шару.
Щільність будови підорних шарів, як правило, вища об'ємного шару грунту. В.Ф. Трушин (1964) встановив, що найкращі умов*1 для зернових культур створюються за середньої об'ємної маси посівного шару 1,05 г/см, що лежить нижче до глибини 12 см — 1,05 1,20 г/см3. І. А. Пабат (1992) відмічає, що найсприятливіші умови вирощування основних сільськогосподарських культур створюються, коли щільність будови ґрунту в шарі 0—5 см становить 0,85—1 г/см3, 5^ 10 см — 0,9—1,1 та в шарі 10—30 см — 1,1—1,25 г/см3, а проективне покриття поверхні ґрунту живою або мертвою рослинністю — не менш 70 %.
Вченими Інституту агрохімії і ґрунтознавства УААН доведено, щ0 зернові культури пред'являють неоднакові вимоги до агрофізичних властивостей ґрунтів в окремих частинах кореневмісного шару. Оптимальні значення структурного стану ґрунту необхідно диференціювати для поверхневого і насіннєвого шарів, а значення щільності будови — для поверхневого, налнасіннєвого, насіннєвого, піднасіннєвого і, можливо, підорного шарів. Оптимізація агрофізичних властивостей чорноземів, із погляду вчених, у цьому випадку полягає у створенні і підтриманні сприятливої щільності будови і структурного стану в названих шарах ґрунту.
В. В. Медведєв (1988) вказує, що є всі підстави стверджувати, що оптимізація агрофізичних властивостей ґрунтів повинна здійснюватися і в горизонтальному напрямку під час вирощування просапних культур. За даними Інституту агрохімії і ґрунтознавства УААН, картопля вимагає різної щільності будови ґрунту в рядку і міжрядді. У першому випадку її вимоги достатньо високі, у другому — малі.
Вченими отримані два рівні оптимізації агрофізичних і агрохімічних параметрів чорноземів для вирощування зернових колосових культур (Медведєв В.В., 1988). Перший — без диференціації структурного стану і щільності будови у глибині оброблюваного шару ґрунтів і другий — з диференціацією (табл. 15). У першому випадку мова йде про середню або достатньо добру розробку орного шару і надання останньому середньої щільності будови, що майже можливо за обробітку існуючими знаряддями. В другому — про задоволення вимог рослин і отримання максимального врожаю та найвищої віддачі від мінеральних добрив. Останнє, очевидно, можна досягти тільки за допомогою принципово нових комбінованих ґрунтооброблювальних і посівних машин. Представлена модель, як зазначає В.В. Медведєв (1988), не є остаточною, оскільки достатньо не досліджена в усіх аспектах.
Результати досліджень дали змогу вченим Інституту агрохімії і ґрунтознавства УААН сформулювати такі основні агротехнічні вимоги до технологій і технічних засобів механічного обробітку за вирощування зернових колосових культур на чорноземних ґрунтах середнього і важкого гранулометричного складів:
Таблиця 15
НОМІНАЛЬНА МОДЕЛЬ КОРЕНЕВМІСНОГО ШАРУ ЧОРНОЗЕМУ ТИПОВОГО ВАЖКОСУГЛИНКОВОГО З ОПТИМАЛЬНИМИ АГРОФІЗИЧНИМИ І АГРОХІМІЧНИМИ ПАРАМЕТРАМИ ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ ЗЕРНОВИХ КОЛОСОВИХ КУЛЬТУР
Таблиця 15
— покращення структурного стану поверхневого і особливо насіннєвого шарів, яке передбачає значне збільшення вмісту в посівному (поверхневий + насіннєвий) шарі агрегатів розміром від 20 до 0,25 мм з переважанням фракції від 20 до 5 мм у поверхневому, і від 5 д0 0,25 мм — у насіннєвому шарах, усунення агрегатів розміром понад 20 і менше 0,25 (1) мм із поверхневого шару; вміст пилу (фракції менше 0,25) у насіннєвому шарі допускається в межах не більше 15%;
— покращення щільності будови орного шару, яке передбачає створення в ньому об'ємної маси в межах 1,1—1,3 г/см3, утворення ущільненого до 1,2— 1,3 г/см3 наднасіннєвого прошарку, дещо менш пухкого насіннєвого і піднасіннєвого шарів (1,1—1,2 г/см3); об'ємна маса поверхневого і підорного шарів допускається в широких межах, але не більше 1,3 і не менше 1,0 г/см3.
За умови високої культури землеробства агрофізичні властивості чорноземів наближаються, як зазначає В.В. Медведєв (1988), до вимог зернових, але істотно відхиляються від вимог просапних і дрібнонасінних культур.
Узагальнення отриманого експериментального матеріалу дозволило вченим розробити діагностичні критерії рівнів окультуреності чорноземів щодо основних агрофізичних властивостей і мікроморфологічних показників (табл. 16), які можуть бути використані для вирішення різних питань контролю і управління — моніторингу — фізичного стану чорноземів у виробничих умовах.
Отримані урожайні дані показали, що виділені рівні окультуреності чорноземів є контрастними і легко відрізняються. Отже, вибрані критерії характеризують антропогенні процеси в реальних умовах і можуть бути використані у разі розробки відповідних заходів щодо управління агрофізичними показниками родючості чорноземів.
У загальному вигляді ці заходи залежно від рівня окультуреності чорноземів полягають в наступному:
— за високого рівня окультуреності — заходи спрямовані на збереження агрофізичних властивостей і включають мінімізацію механічного обробітку (заміна оранки поверхневим обробітком під озиму пшеницю після кукурудзи на силос, гороху або безполицевим — плоскорізним, чисельним тощо обробітком під окремі культури сівозміни, суміщення операцій, зменшення глибини і кількості міжрядних обробітків у посівах просапних культур, покращення організації виконання механізованих польових робіт та ін.); систематичне застосування гною в дозах, що забезпечують бездефіцитний баланс органічної речовини (орієнтовно по 20— 30 т/га 1 раз у А—5 років); на зрошуваних землях — суворо нормативна подача поливної води, обробіток ґрунту активними робочими органами, зменшення питомого тиску машинно-тракторних агрегатів на ґрунт;
— за середнього рівня окультуреності — заходи спрямовані на поліпшення агрофізичних властивостей і культури землеробства, зокрема, систематичне внесення підвищених доз органічних добрив; впровадження сівозмін зі значною часткою бобових культур суцільного способу сівби, всіх елементів мінімізації механічного обробітку, використання кальційумісних речовин;
— за низького рівня окультуреності — теж одноразове внесення великих доз органічних добрив (до 80 т/га).
Таблиця 16
ДІАГНОСТИЧНІ КРИТЕРІЇ РІВНІВ ОКУЛЬТУРЕНОСТІ ЧОРНОЗЕМІВ ЗА АГРОФІЗИЧНИМИ І МІКРОМОРФОЛОГІЧНИМИ ПОКАЗНИКАМИ В ОРНОМУ ШАРІ (Медведев В.В., 1988)
Таблиця 16
Заходи щодо покращення агрофізичних властивостей чорноземів мають найбільше значення в умовах зрошення і багаторазових проходів машинно-тракторних агрегатів. Зрошення і багаторазовий механічний обробіток погіршують агрофізичні показники родючості чорноземів навіть за умов високої культури землеробства і на технічно досконалих зрошуваних масивах. Основний зміст заходів полягає в покращенні організації виконання механізованих польових робіт і впровадженні нових технічних засобів для обробітку ґрунтів.
Великі резерви поліпшення агрофізичних властивостей ґрунтів криються в застосуванні органічних добрив і кальційумісних сполук. Вони є головними факторами у вирішенні проблеми поліпшення структурного стану і будови ґрунтів.
Покращують агрофізичні показники родючості ґрунтів і науково обґрунтовані сівозміни, зокрема зернотрав'яні, травопільні, плодозмінні. Як зазначав Д.М. Прянишников (1953), Європа лише за допомогою плодозміни подвоїла за 100 років урожай зернових — із 7—8 до 14—15 ц/га. Крім того, плодозміні, як вказував ще О. В. Совєтов (1867), властива велика гнучкість.
Обов'язковими заходами покращення агрофізичних властивостей є вапнування кислих і гіпсування солонцевих ґрунтів, внесення всіх видів органічних добрив, травосіяння, захист від ерозії і мінімізація механічного обробітку ґрунтів.
Виконані в ЗО—60—ті роки XX ст. дослідження показали, що під впливом мінеральних добрив фізичні властивості різних ґрунтів змінюються. Деякі дослідники констатують погіршення структурно-агрегатного складу, водопроникності, збільшення показника вологості в'янення. Негативна дія добрив посилюється за підвищення доз, тривалості строку внесення, особливо фізіологічно кислих форм або одновалентних катіонів. Ряд вчених вважає, що внесені в ґрунт мінеральні добрива істотно не змінюють водно-фізичні властивості ґрунтів. І, нарешті, є дані про позитивний вплив мінеральних добрив на водно-фізичні властивості ґрунтів, який пояснюється додатковим надходженням рослинних решток і поліпшенням гумусового балансу ґрунту.
У дослідах Інституту агрохімії і ґрунтознавства УААН за внесення мінеральних добрив (аміачна селітра, суперфосфат, калійні солі та ін.) не відмічено великих змін водно-фізичних властивостей чорноземів типових і звичайних. Незначне зниження водопроникності відбувалося під дією дуже високих доз мінеральних добрив з обов'язковою участю азотного компоненту (N96oP96oK38o)- Проте тільки для окремих варіантів отримана різниця виявилась статистично істотною. Не було відмінностей і у співвідношенні різних категорій вологи — за низьких (гігроскопічність, максимальна гігроскопічність, вологість в'янення), середніх (вологість розриву капілярів) і високих (найменша і повна вологоємність) рівнів зволоження.
Отже, як відзначає В.В. Медведєв (1988), чорноземи (типовий і звичайний) у разі застосування підвищених доз мінеральних добрив проявляють високу стійкість, що доводить незмінність фізичних характеристик твердої фази, складення, ґрунтово-гідрологічних констант і водопроникності. У чорноземі південному стійкість структурного складу є дещо нижчою.

Ви бачите тільки 29% питання.

Текст смс:
kksg
на номер
4345

Щоб отримати доступ до матеріалів сайту надішліть смс з текстом kksg на номер 4345. Після цього введіть номер мобільного, з якого ви надіслали смс. Вартість смс — 3 грн.