Грунт є колосальним природним багатством. Вона забезпечує тварин кормами, людини – продуктами, а сферу промисловості – необхідним для виробництва товарів сировиною. Створення ґрунту тривало століттями і тисячоліттями. І на сьогоднішній день перед людством стоїть питання правильного використання земель. А це неможливо без знань про будову, властивості, склад і структуру грунтів.
Історія вивчення родючого шару землі
Ще в 18-му столітті вчені помітили, що грунт складається з різноманітних компонентів. Інтерес до цієї властивості відновився значно пізніше. Так, у Німеччині з 1879 по 1899 р. щорічно публікувалися дослідження в цій області, що проводяться Вольни і його школою. Численні лабораторні дослідження встановили залежність фізичних властивостей ґрунтів від розмірів її грудочок і від вмісту пилу.
У 1877 р. вчений П. А. Костачев зазначив, що після оранки цілинних земель вони швидко розпорошуються, що веде до зниження врожаю. Структура грунтів відновлювалася тільки після того, як поля залишалися під багаторічною трав’янистою рослинністю. Ці дослідження мали велике значення. Вони довели, що в сільському господарстві структура грунтів відіграє велику агротехнічну роль.
Багато уваги приділялося вивченню верхнього шару землі в 30-40-е роки минулого століття. При цьому вчені надавали першорядне значення структуру грунту в питаннях родючості. Ці два терміни вони звели в ранг синонімів.
Структура ґрунту та її значення практично не розглядалися вченими в 50-60-ті роки минулого століття. Причиною тому стала критика травопольной системи. Дослідники почали піддавати сумнівам роль структури грунтів в питаннях родючості. А часом вони зовсім заперечували її.
Однак деякі вчені продовжували займатися дослідженнями в цій області. І тут особливо виділяються роботи академіка Ст. Ст. Медведєва. Вченим досліджувалася структура ґрунту та її значення з використанням микроморфологических методів. При цьому їм застосовувалися сучасні математичні апарати, що дозволяють проводити аналіз і узагальнювати отримані дані. Результатом праць Медведєва стала видана у 2008 р. монографія про структуру грунтів. В цій роботі були узагальнені проведені дослідження, які переконливо довели, що поліпшення теплового і повітряного режиму верхніх шарів землі безпосередньо, а також опосередковано впливає на ріст рослин.
Основне визначення
Що таке структура ґрунту? Визначення цього терміна вказує на те, що це сукупність різних агрегатів (грудочок), що розрізняються за своєю величиною і формою. Кожен з таких елементів складається з речовин, пов’язаних між собою корінням рослин, гумусом і т. д.
Структура грунтів має величезне значення. Вона є основним фактором, що відповідає за родючість земель. Особливо важливим для людини є структура ґрунтів верхнього горизонту. Це шар, в якому відбувається розвиток кореневої системи рослин. У ньому живуть різноманітні ґрунтові організми. З цього горизонту відбувається подача поживних речовин і води, необхідних для росту рослин. Саме тому верхній шар грунту повинен мати оптимальне співвідношення між своєю рідкої, твердої і газоподібної фазою. Ця пропорція виглядає так – 25:50:25.
Класифікація грунтів по структурі
Верхні горизонти землі можуть мати різний вигляд. Вони бувають безструктурними і структурними. Перший з цих видів включає в себе гранулометричні елементи, стан яких характеризується як раздельночастичное. Яскравим прикладом безструктурної ґрунту є піщана. У ній мало гумусу і глинистих частинок. Перехідні типи структури грунту знаходяться між безструктурними і структурними. У них зв’язку агрегатів один з одним виражені дуже слабо.
Родючий грунт вважається структурної. Вона краще протистоїть вітрової та водної ерозії, а також легко кришиться при переорюванні. Якщо склад і структура ґрунту дозволяють віднести її до родючої, то в ній збалансоване поєднання повітряного, теплового і водного режиму. Даний фактор має позитивний вплив на живлення рослин і розвиток біологічних процесів.
Бесструктурные грунту не здатні добре вбирати в себе воду. Крім того, стоки дощу на таких землях стають причиною ерозії. Повітря і вода в таких грунтах є антагоністами. Випадають дощі не залишають на таких земельних горизонтах вологи. Відбувається це із-за інтенсивного капілярного підйому води. Грунт пересушується. Рослини при цьому не забезпечуються необхідним для них кількістю рідини і поживних елементів. Незважаючи на все це, на полях з безструктурними ґрунтами можливе отримання високого врожаю. Однак для цього знадобиться проведення постійної роботи, підтримує агротехніку на високому рівні.
Освіта структури родючого шару
Верхній горизонт землі стає придатним для життя рослин під впливом двох процесів, що протікають одночасно. Так, освіта структури грунту відбувається в результаті механічного поділу шару на агрегати, що мають різну форму і розміри. Другий процес являє собою надання внутрішніх властивостей і будови цим елементам.
Дослідження вчених показали, що утворення структури грунту стає можливим під впливом хімічних, фізико-хімічних, біологічних і фізико-механічних факторів.
Так, формування агрегатів відбувається при чергуванні осушення і зволоження, замерзання і відтавання. Склад і структура ґрунту змінюються під впливом життєдіяльності роющих тварин, від тиску, який чинять зростаючі коріння рослин. Змінюють властивості верхнього шару землі і різні обробляють поля знаряддя.
Також склад і структура ґрунту залежать від наявності клеющего речовини. Їм, як правило, є гумусові колоїди. Ці елементи при коагуляції здатні перетворювати структуру ґрунту в водопрочную. Залежить ця характеристика від кількості гумусу, механічного складу, здатності утримувати і вбирати воду, а також подавати її до поверхні по капілярах. Після дощу на таких землях не утворюється кірка, що знижує доступ кисню до коренів зростаючих рослин.
Важкі грунту
За своїм механічним складом родючі землі ділять на глинисті і суглинні, супіщані, а також торфовища. Як їх визначають? Механічний склад ґрунтів досліджують за зразками. Частки ґрунту беруть з кількох місць верхнього горизонту, роблячи в ньому поглиблення по 20 див. Далі зразки перемішують між собою і змочують до тістоподібного стану звичайною водою. Якщо вийде кульку, але його неможливо розкачати в шнур, то ґрунт відносять до супіщаним. При легкому виконанні таких дій земля може бути віднесена до суглинкам. А в тому випадку, коли з кульки розкочується шнур, який потім замикається в кільце, ґрунт відносять до глинистої. Даний тип орного шару вважають важким. Ці грунти мають велику щільність і в’язкість. Вони легко злипаються і важко обробляються, засвідчуючи цим свою назву.
Під час перекопування глинистий грунт не розсипається. Він утворює великі грудки, які насилу розбиваються і подрібнюються. Якщо таку землю зорати і дати їй трохи полежати, то вся робота піде нанівець. Вже через деякий час грудки знову злипнуться. Поле доведеться орати заново.
У чому ж причина такої поведінки важких ґрунтів? Вона пов’язана з дуже дрібною структурою агрегатних частинок, що залишають між собою лише незначний простір.
Висока ущільненість глинистих грунтів стає причиною поганої повітропроникності. Це, в свою чергу, призводить до того, що коріння рослин недостатньо забезпечуються киснем. Обмежується доступ повітря і до тих мікроорганізмів, які мешкають у таких грунтах. Мала кількість кисню призводить до уповільнення процесу розкладання органічних речовин до кінцевих продуктів розпаду. Це робить грунт бідною, не здатної подати рослинам необхідні для їх росту органічні речовини. Саме тому в глинистих шарах спостерігається убога біологічне життя. Деякі ділянки таких земель навіть називають мертвими. У них відсутня розвинена мікробіологічна середовище.
Спрессованность агрегатних частинок ґрунту пов’язана з такою характеристикою земель, як їх водопроникність. У глинистих горизонтах не утворюється розвинена капілярна система. Саме тому через них погано проходить волога. Коріння рослин на таких полях з великими труднощами можуть отримати таку необхідну для їх життя воду.
У важких грунтів є і ще одна негативна риса. Якщо вода накопичується в них, то вона не проходить в нижні шари глинистого горизонту. Значні обсяги залишаються в області росту кореневої системи рослин, що призводить до її гниття.
Навряд чи можна говорити про те, що кращою структурою ґрунту є глиниста. І це підтверджується заплыванием орного шару під час дощу. Падаючі краплі розбивають на дрібні ґрунтові агрегати. Глинисті грудочки переходять на більш дрібні складові, частково розчиняються у воді. Отримана в результаті жижа дуже щільно пов’язує грунтові агрегати. Після висихання такі поля покриваються твердої і дуже щільною кіркою, що обмежує проникнення кисню, вологи і світла до кореневим системам рослин. Таке явище носить назву «бетонний грунт». Дія сонячних променів призводить до розтріскування грунту, структура якої з цієї причини стає ще більш щільною.
Так, глинисті грунти багаті мікроелементами і мінеральними речовинами. Однак рослини не здатні скористатися ними повною мірою. Справа в тому, що коренева система може поглинути тільки ті поживні речовини, які знаходяться в розчиненому вигляді, а також є кінцевим продуктом переробки мікроорганізмів. Глинисті ж ґрунти мають погані показники водопроникності. У них бідна біологічне життя. Це й позначається на неможливості нормального живлення рослин.
Низькі врожаї на таких землях є наслідком того, що глинисті шари з-за своєї щільності погано прогріваються сонячним промінням. Самі екстремальні для сільського господарства ділянки залишаються непрогретыми протягом усього літнього періоду.
Поліпшення важких грунтів
Для отримання нормального урожаю з глинистих полів землі необхідно надати більш рихлу і грудкувату структуру. Тільки в такому випадку будуть створені сприятливі умови для росту рослин. Як поліпшити структуру грунту, яка вважається важкою? Це можливо при регулярному внесенні в грунт разрыхляющих і полегшують компонентів. Ними можуть бути торф або пісок, вапно або зола. Крім того, для створення сприятливих умов для росту рослин знадобиться внесення гною і компосту. Ці компоненти створять у грунті нормальну біологічну і живильне середовище.
Поліпшення структури ґрунту за показником вологоємності можливо при внесенні в неї піску. Це одночасно підвищить теплопровідність важкого грунту. Після проведення процедури пісковання глинисті горизонти прогріваються швидко просихають і стають готовими до подальшої обробки.
Легкі, або піщані грунти
Для таких горизонтів характерна низька частка глинистих частинок. Основний обсяг даної грунту займає пісок. Лише у незначних кількостях у них виявляється перегній.
Піщані ґрунти не даремно називають легенями. Адже обробляти їх зовсім нескладно. І цьому сприяє зерниста структура ґрунту. Завдяки їй такі горизонти мають високі показники водо – і повітропроникності. Однак вони схильні до ерозії і не здатні утримувати в своїх шарах вологу. Крім того, піщані ґрунти не тільки добре прогріваються. Вони ще й дуже швидко остигають.
Але не тільки тому не можна говорити про те, що кращою структурою ґрунту є піщана. У таких горизонтах бідна біологічне життя. Це відбувається через брак поживних речовин і вологи для живуть в таких грунтах мікроорганізмів.
Поліпшення піщаних ґрунтів
Для отримання хорошого врожаю в легкий грунт регулярно вносять зв’язують і ущільнюючі засоби. Поліпшення структури грунту, яку відносять до легких, стає можливим при змішуванні її з торфом або мулистими утвореннями, бурової борошном або глиною. Це дозволить заповнити пори між піщаними частинками. А для виникнення сприятливого для рослин біологічного середовища знадобиться внесення гною і компосту.
Особливості піщаних грунтів, необхідно врахувати і в питанні їх збагачення добривами. Легкі грунти чудово пропускають через себе вологу, що вимиває з них всі корисні елементи. Саме тому мінеральні добрива на таких полях використовують тільки швидкодіючі і вносять їх часто, але невеликими обсягами.
Середні грунту
Суглинні землі є найбільш сприятливими для землеробства і садівництва. У них краща структура грунту, відмінності якої криються в зернистої комковатости. До складу такого ґрунту входять і тверді, досить великі частки, і дрібні пилоподібні компоненти. Землі на таких полях обробляти досить легко. Після оранки вони не злежуються і не утворюють щільних грудочок.
У суглинних грунтах міститься багато мінеральних речовин і поживних речовин, запас яких поповнюється завдяки активній життєдіяльності мікроорганізмів. Такі ґрунти мають високу проникність і водопроводность. Вони чудово затримують вологу, а також швидко і рівномірно прогріваються під впливом сонячних променів. Завдяки збалансованому зволоженню в суглинках підтримується постійний температурний режим.
Поліпшення середніх ґрунтів
Для того щоб підтримувати запас поживних речовин на належному рівні, суглинні землі необхідно періодично підживлювати компостом. Додаткові мінеральні та органічні добрива вносяться цілеспрямовано після попередньо проведеного аналізу стану ріллі.
