Ґрунт та його родючість

Ґрунт та його родючiсть на тему: «Ґрунт та його родючiсть» Змiст 1. Виникнення i розвиток ґрунту 2. Родючiсть ґрунту 4. Органiчнi речовини ґрунту 5. Вбирна здатнiсть ґрунту 6. Морфологiя ґрунту 7. Хiмiчнi властивостi ґрунту 8. Фiзичнi властивостi ґрунту 9. Воднi властивостi ґрунту 10. Вологiсть ґрунту Поверхневий шар земної кори (1,5 – 2,5 м завглибшки), в якому розвивається корiння рослин, називається ґрунтом. Вiн утворюється з материнських гiрських порiд внаслiдок двох процесiв, якi вiдбуваються разом i одночасно, – вивiтрювання i ґрунтоутворення. Перебiг процесу утворення ґрунту, з кори вивiтрювання зумовлюється дiєю живих органiзмiв, головним чином вищих рослин i мiкроорганiзмiв. Корiння рослин проникає у материнську породу на значну глибину, охоплює великий об'єм її i добуває елементи зольного живлення рослин (фосфор, сiрку, кальцiй, калiй та iн.), а також азот. Використовуючи вуглекислоту повiтря, воду, зольнi елементи, азот i енергiю сонця, рослини синтезують органiчну речовину. Пiсляжнивнi i кореневi рештки рослин є джерелом живлення i енергiї для мiкроорганiзмiв, якi живуть у ґрунтi. У процесi життєдiяльностi мiкроорганiзмiв органiчнi рештки частково перетворюються на гумус i нагромаджуються у верхнiх шарах ґрунту, частково мiнералiзуються, вивiльняючи елементи азотного i зольного живлення рослин. Так, мiж рослинами i гiрськими материнськими породами, що перетворюються на ґрунт, виникає кругообiг зольних елементiв i азоту, наслiдком цього є поступове нагромадження (бiологiчна акумуляцiя) елементiв мiнерального й азотного живлення рослин – одного з основних факторiв родючостi ґрунту. Для сiльськогосподарського виробництва найцiннiшою властивiстю ґрунту є його родючiсть, тобто здатнiсть безперервно забезпечувати культурнi, рослини водою i поживними речовинами. Слiд розрiзняти природну i штучну родючiсть ґрунту. Природна родючiсть залежить вiд клiмату, хiмiчних, фiзичних i бiологiчних властивостей ґрунту i вмiсту в ньому елементiв мiнерального i водного живлення рослин. Штучна родючiсть створюється в результатi агротехнiчних i мелiоративних заходiв, пов'язаних iз системою обробiтку, сiвозмiною, внесенням добрив, осушенням, вапнуванням кислих ґрунтiв, зрошенням, гiпсуванням солонцiв тощо. Змiну в результатi господарської дiяльностi людини природних властивостей ґрунту з метою створення i пiдтримання на високому рiвнi його родючостi називають процесом окультурювання ґрунтiв. Розрiзняючи природну i штучну родючiсть щодо походження, практично неможливо вiддiлити одне вiд другого, оскiльки вони нерозривно взаємопов'язанi. Тому в сiльськогосподарському виробництвi на окультурених ґрунтах природна i штучна родючiсть стає реальною, ефективною родючiстю, основним показником якої є величина врожаю культивованих рослин. Сучасний стан сiльськогосподарської науки i технiки дає змогу активно впливати на родючiсть ґрунту i рiзко пiдвищувати її. Наприклад, буроземи i сiроземи пустинь, вiдносно багатi на поживнi елементи, малородючi у природному станi через нестачу води. Застосовуючи зрошення, правильний обробiток i хiмiчнi засоби боротьби з бур'янами, шкiдниками i хворобами, добираючи культури та їхнi сорти, на цих ґрунтах можна виростити високi врожаї. 3. Склад ґрунту Ґрунти складаються з рiзних за величиною часток – вiд крупних уламкiв гiрських порiд (каменiв) до найдрiбнiших часточок мулу, видимих при збiльшеннi у 1000 разiв. Часточки мулу, що мiстять елементи мiнерального живлення рослин, – найактивнiша частина. Вiд кiлькостi мулу в ґрунтi залежать такi його якостi, як зв'язнiсть, водопроникнiсть, вологоємнiсть, структуроутворення i здатнiсть до набухання. Часточки ґрунту дiаметром понад 0,01 мм називають фiзичним пiском, а дiаметром до 0,01 мм – фiзичною глиною. живлення рослин, швидко виснажуються i потребують частого внесення добрив. Звичайно вони безструктурнi, маловологоємнi, дуже водопроникнi, мають сприятливi для рослин тепловий i повiтряний режими. Навпаки, важкi глинястi ґрунти, що мiстять понад 50% глини, багатi на елементи мiнерального живлення рослин, мають високу вологоємнiсть i малу водопроникнiсть, слабку аерацiю i менш сприятливi тепловi й повiтрянi властивостi, дуже важкi для обробiтку. При зрошеннi вони набухають дуже ущiльнюються i утворюють на поверхнi малопроникну для повiтря кiрку; висихаючи, глибоко трiскаються, що розриває корiння сiльськогосподарських рослин. Суглинковi ґрунти, що мiстять 30–50% глинястих часточок, найкращi. Вони достатньо вологоємнi й водопроникнi, легко оструктурюються, краще аеруються, досить багатi на поживнi речовини. 4. Органiчнi речовини ґрунту мiнерального живлення рослин. Розклад органiчної речовини i перетворення рослинних решток у мiнеральнi сполуки, доступнi для рослин, вiдбуваються за участю ґрунтових мiкробiв, червiв i комах. Однак цi процеси вiдбуваються тiльки за умов достатньої вологостi ґрунту: повiтряно-сухi рослиннi рештки майже не розкладаються. Кiлькiсть перегною в ґрунтi постiйно змiнюється залежно вiд системи обробiтку ґрунту, культури. рослин {мiкроорганiзмiв, якi живуть у ґрунтi. В умовах передової агротехнiки i правильних сiвозмiн перегнiй може нагромаджуватись в ґрунтi. 5. Вбирна здатнiсть ґрунту. Здатнiсть ґрунту затримувати або вбирати рiзнi речовини, що стикаються з її часточками, називають вбирною здатнiстю. Ґрунт здатний вбирати гази, рiзнi солi з ґрунтового розчину, а також найдрiбнiшi часточки мiнерального або органiчного складу i живi мiкроорганiзми. Головнi елементи живлення рослин – азот, фосфор, калiй – енергiйно вбираються й утримуються часточками ґрунту. Вбирну здатнiсть мають всi часточки ґрунту, та найбiльша вона в часточок дiаметром до 0,001 мм (мул, глина, перегнiй). 6. Морфологiя ґрунту включення i новоутворення, складення. Всi цi ознаки можна вивчити на ґрунтовому розрiзi, що дає змогу побачити всю товщу ґрунту аж до материнської породи. Внаслiдок ґрунтотворного процесу створюється типовий для кожної ґрунтово-клiматичної зони профiль ґрунту. Профiль ґрунту складається з окремих горизонтiв, що мають видиму межу. Кожен тип ґрунту (наприклад, чорноземи, каштановi ґрунти, сiроземи) має притаманнi лише йому характернi горизонти, що вiдрiзняються потужнiстю, забарвленням, структурою, щiльнiстю та iншими ознаками. При описi ґрунтового розрiзу горизонти ґрунту позначають буквами. На вертикальному розрiзi видiляють такi горизонти: А – верхнiй, перегнiйний, в якому переважно нагромаджуються перегнiй, азот i елементи зольного живлення рослин; найтемнiше забарвлений структурний горизонт масового поширення корiння рослин; В-горизонт нагромадження (вмивання) окислiв залiза, алюмiнiю, перегною, карбонатiв i сульфатiв; ґрунт у темнi, майже чорнi тони (чорнозем). Каштановi ґрунти, що мiстять менше перегною (3–5%), мають коричневий вiдтiнок через наявнiсть червонуватих окислiв залiза. Важливою морфологiчною ознакою ґрунту є його структурнiсть, або здатнiсть розпадатися на грудочки рiзної форми й величини. Самi грудочки називають структурними агрегатами. Нижче наведено характеристику структурних агрегатiв по групах залежно вiд форми структурних окремостей. Брилувата: Грудкувата: дрiбногрудкувата …………. 50–100 мм Горiхувата: крупногорiхувата…………10– 7 мм дрiбногорiхувата…………. 7–5 мм Зерниста ……………………………………….. 5– 1 мм Пилувата………………………………………… менш нiж 0,25 мм Брилувата структура спостерiгається тiльки пiд час оранки висушеного або перезволоженого ґрунту, а також в разi розтрiскування солонцiв i сильно солонцюватих ґрунтiв. Грудкувату й дрiбногрудкувату структури мають практично всi орнi ґрунти. Горiхувата i зерниста структури характернi для чорноземiв i каштанових ґрунтiв. Порошиста i пилувата структури утворюються внаслiдок сильного розпилення ґрунтових агрегатiв знаряддями для обробiтку ґрунту, особливо на староорних грунтах. суперфосфат) добрив, а також вирощуванням сiльськогосподарських культур, якi дають високий урожай i залишають пiсля себе багато органiчної речовини у виглядi корiння i пiсляжнивних решток. Структура i механiчний склад ґрунту визначають його складення – щiльнiсть i пористiсть. За характером складення розрiзняють ґрунти злитi (дуже щiльнi), щiльнi, ущiльненi, пухкi й розсипчастi. Пiщанi ґрунти пухкi. Навпаки, глинястi частiше бувають щiльними, особливо староорнi, безструктурнi. Пiд впливом зрошення в ґрунтi створюються кращi, умови для розвитку кореневої системи рослин i дiяльностi червiв, що полiпшує її структуру i складення. 7. Хiмiчнi властивостi ґрунту Вони зумовленi наявнiстю в ґрунтi мiнеральних i органiчних речовин, води ї рiзноманiтними хiмiчними перетвореннями, що вiдбуваються пiд впливом змiни вмiсту вологи i коливань температури. Вода у ґрунтi мiстить розчиненi солi й кислоти i називається ґрунтовим розчином. Вiн утворюється протягом тривалого часу внаслiдок руху води, що входить у ґрунт. У ґрунтовому розчинi мiстяться мiнеральнi, органiчнi й органо-мiнеральнi речовини. Склад i концентрацiя його змiнюються залежно вiд сезону. В сухi перiоди концентрацiя ґрунтового розчину збiльшується, у вологi – зменшується. Внесення мiнеральних i органiчних добрив також змiнює його склад i концентрацiю. Ґрунтовий розчин – дуже важлива частина ґрунту, оскiльки рослини i мiкроорганiзми беруть з нього воду й елементи мiнерального живлення. Замiсть спожитих рослинами i мiкроорганiзмами речовин у ґрунтовий розчин з твердих агрегатiв надходять новi речовини. 8. Фiзичнi властивостi ґрунту До основних фiзичних властивостей ґрунту належать середня щiльнiсть, щiльнiсть i шпаруватiсть. Маса одиницi об'єму абсолютно сухого ґрунту у природному складеннi називається середньою щiльнiстю. Її визначають зважуванням зразка висушеного ґрунту, взятого без порушення складення у певному об'ємi (50 або 100 см3 коливається вiд 0,9 для орного шару багатих на перегнiй чорноземiв до 1,85 – для кварцових пiскiв. Щiльнiсть ґрунту визначають величиною вiдношення маси тiла до його об'єму. Щiльнiсть пiщаних ґрунтiв дорiвнює 2,4–2,5, суглинкових – 2,5–2,6 i глинястих – 2,6–2,7 г/см3 . Сумарний об'єм пор в одиницi об'єму ґрунту у непорушеному природному складеннi прийнято називати шпаруватiстю, або порознiстю. Розмiр i форма пор у ґрунтi дуже рiзноманiтнi й непостiйнi. Пiщанi круглi часточки утворюють крупнiшi, але нечисленнi пори. Часточки глини, подiбно до лусочок, утворюють численнi мiкропори рiзної форми i рiзних розмiрiв. Шпаруватiсть ґрунту тим вища, чим бiльше в ньому часточок глини; з деяким заокругленням вона становить для галькового ґрунту 39%, середньо пiщаних ґрунтiв 39, супiскiв 45, суглинкiв 46–50 i глинястих ґрунтiв 52 – 60%. Пiсля обробiтку ґрунту i зволоження його дощами або поливанням шпаруватiсть ґрунту змiнюється. А пiсля оранки, глибокого розпушування, замерзання i при пiдсиханнi ґрунту об'єм пор у ньому збiльшується, а пiсля ущiльнення котками, дощу й поливання зменшується. Шпаруватiстю визначаються вологоємнiсть, фiльтрацiя, водопiдйомна здатнiсть та аерацiя ґрунту. Тому вона значною мiрою впливає на водний, повiтряний, тепловий i живильний режими ґрунту. Вода перебуває в грунтi у рiзних формах: газоподiбнiй, хiмiчно зв'язанiй, кристалiзацiйнiй, гiгроскопiчнiй, плiвковiй, капiлярнiй, гравiтацiйнiй, твердiй. Газоподiбна, або пароподiбна, вода насичує ґрунтове повiтря, що заповнює вiльнi пори. Хiмiчно зв'язана вода входить до складу мiнералiв та iнших речовин ґрунту. Вона не випаровується при температурi 100° С i не бере участi у фiзичних процесах. Як i будь-яке пористе тiло, ґрунт вбирає водяну пару i мiцно утримує її молекули на поверхнi своїх часточок. Волога, що утримується поверхнею ґрунтових часточок, називається гiгроскопiчною водою. При насиченнi ґрунтового повiтря водяною парою до 100% ґрунт мiстить максимальну кiлькiсть гiгроскопiчної вологи (максимальна гiгроскопiчнiсть). Волога утримується часточками ґрунту силою понад 5 МПа. Вона може рухатись вiд одних часточок до iнших тiльки в пароподiбному станi. Плiвкова вода утримується молекулярними силами ґрунтових часточок. Вона рухається в ґрунтi вiд часточок з товстою плiвкою води до часточок з тонкою плiвкою i вiд теплих шарiв ґрунту до холоднiших. Плiвкова вода у ґрунтi утримується силою понад 2,5 МПа, що перевищує сисну силу рослин. Всi перелiченi вище форми води у ґрунтi рослинам недоступнi. Вода, що мiститься в ґрунтi понад фiзично зв'язану, називається вiльною i засвоюється рослинами. Капiлярна вода заповнює тонкi пори ґрунту i здатна рухатись по них в усiх напрямках. З нижнiх шарiв ґрунту вона пiднiмається тим вище, чим тоншi капiляри. У пухких пiсках капiлярне пiдняття вiльної води становить 50 – 70 см, у глинястому ґрунтi – до 300 см i бiльше. При заповненнi водою всiх капiлярних пор ґрунту пiд час танення снiгу, дощу або поливання наступнi порцiї води надходять у великi пори i рухаються вниз пiд дiєю сили ваги. Ця вода вiдома пiд назвою гравiтацiйної. Просочуючись крiзь ґрунт i збираючись у водоносному горизонтi, гравiтацiйна вода утворює ґрунтову воду. У твердому виглядi (лiд) вода у ґрунтi утворюється в холодну пору року. 10. Вологiсть ґрунту Вмiст води у ґрунтi, виражений у процентах вiд маси сухого ґрунту, називають масовою вологiстю ґрунту. Вона змiнюється за сезонами року залежно вiд кiлькостi опадiв, поливiв, випаровування i витрачання вологи рослинами. Як нестача вологи у ґрунтi, так i надлишок її негативно позначаються на розвитку рослин. Для того щоб мати високi врожаї, комплексом агротехнiчних i мелiоративних заходiв створюють якнайсприятливiший для рослин режим вологостi ґрунту. При повнiй вологоємностi вода у ґрунтi заповнює всi пори. У польових умовах таке зволоження ґрунту можливе при наявностi шару води на її поверхнi: на лиманах i рисових чеках, у першi години пiсля поливу напуском по смугах i затопленням чекiв, у западинах пiсля танення снiгу i великих дощiв. Найменшою вологоємнiстю називається кiлькiсть води, яка утримується в капiлярних i частково некапiлярних порах ґрунту пiсля рясного зволоження без просочування в нижнi шари. При найменшiй вологоємностi 11. Водний режим ґрунту Надходження води в ґрунт, її витрачання з ґрунту i вмiст протягом вегетацiйного перiоду характеризують водний режим ґрунту. Щоб скласти уявлення. про те, наскiльки забезпеченi культурнi рослини природною вологою у тiй або iншiй мiсцевостi, важливо знати не тiльки кiлькiсть опадiв, а. й випаровування води з ґрунту. Випаровування вологи значною мiрою залежить вiд температури повiтря i типу ґрунту. Велика територiя нашої країни включає рiзноманiтнi зони зволоження з типовими – водними режимами ґрунту. За коефiцiєнтом зволоження розрiзняють два основнi типи водного-режиму – промивний i непромивний. Для лiсової зони, характерний промивний тип водного режиму ґрунту з коефiцiєнтом зволоження 2–2,5. Внаслiдок того, що опади перевищують випаровування, ґрунти тут щороку промокають до горизонту ґрунтових вод. Надлишкове зволоження спричинює перiодично заболочення ґрунту, а для пiдвищення родючостi потрiбнi осушнi заходи. Непромивний тип водного режиму ґрунту характерний для лiсостепової, степової i пустинної зон. У лiсостеповiй зонi кiлькiсть опадiв за рiк змiнюється вiд 600 мм у захiднiй частинi до 450–500 мм у Заволжi. Опади випадають нерiвномiрно, а для деяких рокiв характерна посушлива погода. Для пiдвищення родючостi ґрунту в цiй зонi застосовують зрошення в посушливi перiоди. У степовiй зонi рiчна кiлькiсть опадiв становить вiд 500 до 300 мм. Коефiцiєнт зволоження завжди менший за 1. Опади промочують ґрунт не глибше нiж на 3– 4 м, а ґрунтовi води залягають глибоко (12–15 м i бiльше). У цiй зонi крiм заходiв нагромадження i збереження вологи для пiдвищення родючостi ґрунту велике значений має зрошення. У зонi сухих степiв з кiлькiстю опадiв вiд 350 до 200 мм випаровування (випаровуванiсть) значно перевищує кiлькiсть опадiв i зрошення набуває ще бiльшого значення. В умовах оптимального водного режиму лучних степiв формуються пiвнiчнi, типовi, тучнi i пiвденнi чорноземи. Урожай сiльськогосподарських культур на чорноземах безпосередньо залежить вiд вмiсту доступної для рослин вологи. Зрошення чорноземiв дає значно бiльший ефект, нiж зрошення iнших ґрунтiв. Безпосередньо до пiвденних чорноземiв прилягають каштановi ґрунти. Кiлькiсть перегною в них зменшується до 2–4%. До каштанових ґрунтiв на пiвднi прилягають бурi напiвпустиннi ґрунти. У зонi каштанових i бурих ґрунтiв передбачається широке застосування зрошувальних i обводнювальних заходiв У зонi пустинних степiв переважає сiроземний тип ґрунтоутворення. Для сiроземiв, а також лесiв i лесоподiбних суглинкiв, що утворюють їх, характерне високе капiлярне пiдняття ґрунтових вод. В разi значного засолення ґрунтових вод сiроземи здатнi швидко засолюватися при пiдняттi вод. Пiд впливом зрошення сiроземи промиваються вiд водорозчинних солей на глибину 1–2 м i утворюють так званий iригацiйний сiрозем. Сiроземи багатi на елементи зольного живлення рослин, але бiднi на перегнiй i азот. Найбiльш поширенi свiтлi сiроземи мiстять 1–1,5% перегною i 0,05–0,10% азоту. Сiроземи мають сприятливi водно-фiзичнi властивостi: вiдносну однорiднiсть механiчного складу, високу капiлярну шпаруватiсть, добру водопроникнiсть та мiцну мiкроагрегатну структуру. При зрошеннi i внесеннi добрив на сiроземах дають високi врожаї бавовник, зерновi та iншi культури.