Оцінка умов перезимівлі рослин

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Оцінка умов перезимівлі рослин

Перезимівля рослин залежить від стану їх восени, температурних умов і висоти снігового покриву взимку. В малосніжні зими при сильних морозах вони можуть вимерзати. Негативно впливають на стан зимуючих культур, особливо озимих зернових, різкі коливання температури, часті та подовжені відлиги, ожеледь та ін.

Комплексним показником агрокліматичних умов зимового періоду може бути показник суворості зими за О. М. Шульгіним, які визначають за формулою:

К =ТМ /С

де Тм -- середня з абсолютних мінімумів температура повітря за місяць та в середньому за зимові місяці;

С -- середня висота снігового покриву.

Умови зими характеризуються величинами показника несуворі -- 1, суворі -- від 1 до 3 і дуже суворі -- вище 3.

Особливістю клімату ґрунту взимку є його промерзання. Воно залежить від декількох факторів: температури поверхні ґрунту і глибоких шарів, снігового та рослинного покриву, складу ґрунту, його зволоження, рельєфу, виробничої діяльності людини.

Впливу низьких температур протистоїть сніговий покрив, який захищає від глибокого промерзання ґрунту. В багатосніжні і несуворі зими ґрунт промерзає на меншу глибину, ніж в малосуворі, але малосніжні зими. До малосніжних відносять зими з середньою висотою снігового покрову до 20 см, до середньосніжних -- 20-30 см і до багатосніжних -- понад 30 см.

Вирішальне значення має час встановлення снігового покриву достатньої висоти в першій половинні зими, так як інтенсивність промерзання ґрунту з початком зими найбільша. Тому правильне і можливо раннє нагромадження снігу дозволяє в умовах континентального клімату зменшити глибину промерзання ґрунту.

Зменшенню промерзання ґрунту сприяє рослинний покрив, оскільки він затримує сніг і зберігає його в рихлому стані.

На глибину промерзання помітно впливає вологість ґрунту. Чим вона вища, тим менша глибина промерзання, оскільки вологий ґрунт при замерзанні втрачає значну кількість тепла за рахунок прихованої теплоти льодоутворення.

Так як вологість ґрунту пов'язана з його гранулометричним складом, то з підвищенням вмісту глинистих частинок глибина промерзання ґрунтів зменшується. У суворі зими її різниця між піщаними і суглинковими ґрунтами в середньому 50 см, між суглинковими і глинистими -- 80 см.

Істотний вплив на промерзання ґрунту має рельєф. На підвищеннях ґрунт промерзає, як правило, глибше, ніж на пониженнях. Це пов'язане з більшою поверхнею форм рельєфу і меншим сніговим покривом. Глибина промерзання ґрунту залежно від характеру рельєфу змінюється в таких величинах порівняно до рівної поверхні, прийнятої за 1: східні і західні схили -- 1,00-1,35; підвищені місця і північні схили -- 1,21,5; південні схили -- 0,7-0,9; понижені західні місця -- 0,5-0,7.

Показником умов перезимівлі озимих зернових культур є мінімальна температура ґрунту на глибині вузла кущіння, прийнято рівною 3 см. З цієї глибини різко зменшується коливання температури ґрунту. У першій половині зими за невисокого снігового покриву і неглибокого промерзання ґрунту короткочасні (1-2 доби) різкі похолодання призводять до того, що температура ґрунту до небезпечних для озимих посівів меж може понизитися лише до глибини 1-2 см і пошкодити рослини, у яких вузол кущіння залягає неглибоко (1-2 см). Рослини з вузлом кущіння, що залягає глибше 3-4 см при різких короткочасних похолодання повністю зберігаються. У зв'язку з цим дуже важливо забезпечити оптимальну глибину загортання насіння під час сівби.

Температурний режим на глибині вузла кущіння залежить від абсолютних мінімумів температури повітря і їх повторень, висоти снігового покриву, часу випадання снігу, його щільності, ступеня охолодження нижніх шарів ґрунту.

Сніговий покрив має особливе значення. Різниця мінімальної температури ґрунту на глибині 3 см на безсніжних ділянках і на ділянках поля з сніговим покривом 20-30 см досягає 10-20 °С, при сильних морозах і короткочасних пониженнях температури повітря до -20...-25 °С.

Різниця між абсолютними мінімумами температур повітря і ґрунту під сніговим покривом висотою 60 см може досягати +37 °С.

Різниця температур повітря і ґрунту визначається не тільки величинами низьких температур, а й їх подовженням. За сильних, але короткочасних морозів різниця між температурами повітря і ґрунту більша, ніж за більш слабких, але триваліших.

Велике значення має ущільненість снігового покриву. Ущільнення підвищує його теплопровідність і погіршує теплоізоляційні властивості. Співставлення фактичних температур ґрунту взимку з критичними для рослин температурами дозволяє діагностувати стан озимих культур.

Оцінка вологозабезпечення території

Часто як показник забезпечення вологою ще використовують середню багаторічну кількість опадів. Така оцінка вкрай необхідна, адже вона не враховує випаровування, залежно від якого буде складатися різне вологозабезпечення за однакової суми річних опадів.

Існують різні методи розрахунку вологозабезпечення. Для загальної характеристики цього показника для різних територій існують умовні показники зволоження, або коефіцієнти. В основі їх є положення, відповідно до якого ступінь зволоження території знаходиться в прямій залежності від кількості опадів та в зворотній -- від випарування.

Відповідно до коефіцієнта зволоження (КЗ) М. М. Іванова в межах кліматичних поясів виділяє зони забезпечення рослин вологою, або зони зволоження.

Надлишкова волога (КЗ більше 1,33). Опади перевищують випарування не лише за рік, а й за теплий період (тундрово-болотна зона).

Волога (КЗ 1,33-1,00). Річна сума опадів перевищує випарування, але у вегетаційний період випарування більше від опадів. Це зона підзолистих і бурих лісових ґрунтів.

Напівволога (КЗ 1,00-0,77). Відповідає лісостеповій зоні на сірих лісових ґрунтах та лісостепових чорноземах; коефіцієнт зволоження 1.00 свідчить про збалансованість річних опадів і випарування.

Напівпосушлива (КЗ 0,77-0,55). Охоплює типовий степ на звичайних чорноземах.

Посушлива (КЗ 0,55-0,41). Степ на південних чорноземах.

Дуже посушлива (КЗ 0,44-0,33). Степ на темно-каштанових і каштанових ґрунтах.

Напівсуха (КЗ 0,33-0,22). Напівпустиня на світло-каштанових ґрунтах.

Суха (КЗ 0,22-0,12). Напівпустиня на бурих ґрунтах.

Дуже суха (КЗ 0,12). Напівпустиня на сіро-бурих ґрунтах.

Вологозабезпечення за умов однорідного рельєфу пов'язане з неоднаковою витратою вологи на випарування з схилів різної величини та експозиції, а також перерозподілом літніх і зимових опадів. Взимку в понижених елементах рельєфу нагромаджується сніг унаслідок здування його з підвищених місць.

На південних схилах завдяки більшій інсоляції танення снігу навесні відбувається більш інтенсивно, внаслідок чого істотно збільшується стікання. На південних схилах поглинається 30-80% талої води, в той час як на північних -- 70-100%.

Поглинання ґрунтом зимових опадів більше залежить від осіннього насичення його вологою.

У кількісному виразі перерозподіл опадів восени в зонах надлишкового і достатнього зволоження складає 25-30% на південних схилах, 3040% на північних і до 100% у підніжжі. В малопосушливих умовах перерозподіл опадів навесні становить 15-25% на південних схилах і 2530% на північних.

Оскільки перерозподіл вологи по рельєфу обумовлений, в першу чергу, поверхневим стіканням і з ним пов'язаний розвиток водної ерозії, оцінка стікання залежно від різних умов має надзвичайно важливе значення.

Оцінка посухи

Посуха виникає при антициклонному режимі погоди і супроводжується підвищеними порівняно з середніми нормами температури повітря продовж періоду вегетації.

Атмосферна посуха, тобто спекотний період без опадів з вологістю повітря менше 35-30%, як правило, супроводжується ґрунтовою посухою, яка проявляється зниженням вологозапасів у ґрунті, перегріві ґрунту і зростанні концентрації ґрунтового розчину до токсичного рівня. Особливо гостро посуха проявляється на солонцюватих та засолених ґрунтах у зв'язку з підвищенням осмотичного тиску ґрунтових розчинів.

Локальний прояв посухи послаблюється за близького залягання підґрунтових вод, якщо корені рослин досягають капілярної плівки.

Завдяки капілярному зволоженню ґрунт менше перегрівається і повільніше охолоджується, оскільки теплоємність води в 2-3 рази вища за теплоємність ґрунту. Різниця температури сухих і зволожених ґрунтів на поверхні може досягати 20 °С, що позначається на температурі і вологості приземного шару повітря. Зниження рівня ґрунтових вод підвищує сухість ґрунтів, посилює континентальність клімату місцевості.

Частота і тривалість посух, помітно коливаючись роками, зростає вод лісостепу до сухого степу. Вони можуть тривати від декількох днів до 3-4-х місяців. Повторення посух досягає 30-40% років в Лісостепу і 50-60% у степовій зоні, 2-3 рази за сторіччя посухи бувають навіть у поліській зоні.

Агрокліматичний показник посух для ярих культур запропонований гідротермічний коефіцієнт (ГТК) за період травень-липень. Диференціація цього показника у кліматичних зонах дала такі результати. Для поліської зони при середньому багаторічному значенні ГТК 1,2 показник посухи склав 0,7, для лісостепової зони при середньому ГТК 0,8 показник посухи дорівнює 0,6, для степової зони при середньому значенні ГТК 0,6 показник посухи відповідно складає 0,5. При цьому роками з посухами вважаються ті, в які урожайність порівняно з середніми значеннями знизилась більше, ніж на 25%.

Існує наукова думка, що найбільш надійним показником посухи є вологість орного шару ґрунту. Аналіз спостережень за вологістю ґрунту і станом сільськогосподарських рослин показав, що зниження запасів продуктивної вологи в орному шарі до 19 мм слід вважати початком посушливого періоду, а до 9 мм -- початком сухого періоду. Тому періоди, продовж яких запаси продуктивної вологи в орному шарі складають менше 20 мм, відносять до посушливих, а період з запасом вологи менше 10 мм -- до сухих.

За строками прояву виділяють п'ять типів посухи: ранньовесняну, весняно-літню, літньо-осінню, комбіновану і стійку.

Вітряний режим

Вітер впливає на режим основних метеорологічних елементів у приземному шарі посеред рослин. Він обумовлює переміщення водяних парів і тепла, розвиток дефляції та ін.

Сильні вітри проявляють шкідливий вплив на рослини, особливо в період похолодань. При активному надходженні холодних мас повітря відбувається інтенсивна віддача тепла з ґрунту в повітря і охолодження тканин рослин, яке підвищує витрату тепла на випарування та транспірацію. Це може мати вирішальний вплив на пошкодження квітів та зав'язі плодових дерев або овочевих культур.

Сильні вітри призводять до вилягання зернових культур в період колосіння і дозрівання, приносять шкоду деревам. З вітровим режимом пов'язаний розподіл снігового покриву, перерозподіл опадів.

Облік режиму вітру (напрямок і швидкість) має велике значення для встановлення сприятливих умов для розміщення сільськогосподарських культур, проектування полезахисних смуг та їх орієнтування.

Мікрокліматичні фактори вітрового режиму помітно коригуються місцевими умовами, які проявляються в зміні швидкості й напрямку вітру в різних формах рельєфу та у виникненні місцевих циркуляцій.

До шкідливих метеорологічних явищ, пов'язаних з вітром, відносяться суховії. Суховій -- це горизонтальний потік повітря з підвищеною температурою і низькою відносною вологістю, що виникає зовні антициклону. Суховії, як і посухи, розвиваються переважно у повітряних масах, що прийшли з півночі.

Шкідлива дія суховію на рослини помітно проявляється при швидкості вітру понад 5 м/с, температурі понад 25 °С і відносній вологості повітря менше 30%.

Частота прояву суховіїв, кількість днів з ними, їх тривалість та інтенсивність суттєво змінюються в географічному просторі і є такими, як і посухи, показниками посушливості клімату. У поліській зоні середня багаторічна кількість днів з суховіями в теплий сезон (квітень-жовтень) не більше -- 1-2, в лісостеповій зоні вона складає 15-20, а в степовій -- 30-60.

Кожній зоні властива своя динаміка суховіїв. Для поліської зони максимум днів з суховіями припадає на травень. У лісостеповій зоні виділяють два максимуми з суховіями -- один навесні, а другий в середині або в кінці літа. Два максимуми характерні і для степової зони, але другий, як правило, дещо більший за перший або ж такий самий.

Оцінка ґрунтових умов

Будова ґрунтового профілю

Для оцінки ґрунтових умов важливо враховувати властивості не тільки гумусових шарів, а й усього ґрунтового профілю до материнської породи. При цьому необхідно враховувати потужність гумусової частини, орного шару, розміщення і властивості різних шарів, особливо ущільнених, перезволожених, солонцюватих, засолених, утворення плужної підошви і т. ін.

У практиці землеробства добре відома особлива роль гумусового шару в формуванні врожаю. Картограми потужності цього шару уможливлюють правильно вибирати глибину обробітку ґрунтів і шляхи їх окультурення.

На чорноземних ґрунтах оцінку кореневмісного шару дають з точки зору більш повного використання потужних гумусових шарів, цього досягають підбиранням культур з глибокопроникною кореневою системою для можливого використання запасів вологи і мінеральних елементів.

Найбільш несприятливі складаються умови в ґрунтах з близьким заляганням щільних порід, в яких розвиток кореневої системи неможливий (вапняки, мергель, граніти, глинисті сланці та третинні глини з високою щільністю).

Потужність кореневмісного шару оцінюють з урахуванням кліматичних, геоморфологічних умов, а також з врахуванням вимог рослин.

На ґрунтах з елювіально-ілювіально-диференційованим профілем головне завдання -- перебороти значущість ілювіальних шарів. Чим більше виявлене ілювіальне, тим більш значущим є застосування меліоративних заходів, створення достатньо потужного орного шару. Оптимальна глибина орного шару неоднакова для різних культур.

Створення глибокого орного шару за допомогою ярусних та інших меліоративних обробітків суттєво покращує їх водно-фізичні властивості. Цим в подальшому складаються сприятливі передумови для мінімізації їх обробітку.

Органічна речовина ґрунту

Вміст і запаси органічної речовини в ґрунтах традиційно є основним критерієм оцінки родючості ґрунту. Органічна речовина загалом і окремі її групи різнобічно впливають на агрономічні властивості і режими ґрунту. Циклічні процеси синтезу і трансформації органічної речовини в агроекосистемі лежать в основі біогеохімічного кругообігу усіх біофільних елементів. У свою чергу, ці процеси виконують важливу роль у відтворенні властивостей ґрунту, що є основою його родючості.

Органічна речовина ґрунту значною мірою визначає його поживний режим, впливаючи безпосередньо на нього як джерело елементів живлення, і бічне, обумовлене дією різних груп органічних речовин на фізико-хімічні і водно-фізичні властивості ґрунтів. На ґрунтах, збагачених органічною речовиною, помітно зменшуються втрати елементів мінерального живлення добрив.

Органічна речовина значною мірою визначає ємність поглинання катіонів, обумовлену карбоксильними групами, а при лужній реакції середовища -- додатково спиртовими і фенольними групами. Велике значення має комплексноутворююча здатність органічної речовини. З цим пов'язане утворення агрономічно цінної структури ґрунту, збільшення вологоємності. Відомий стимулюючий вплив гумусових речовин на ріст і розвиток рослин.

Гумусний стан ґрунтів характеризують вмістом гумусу в орному шарі, запасами в шарі 0-100 см, відношенням С : N1, тобто збагачення азотом, та відношенням вуглецю гумінових кислот до вуглецю фульвокислот, відповідно до якого визначають тип гумусу (табл. 4).

На різних етапах розвитку землеробства зв'язок між вмістом гумусу в ґрунті і врожайністю рослин має різний характер. Традиційне уявлення про зв'язок гумусу з урожайністю склалося за відносно низького рівня інтенсифікації землеробства, та умов помірного застосування добрив, коли гумус у ґрунті був єдиним або основним джерелом елементів мінерального живлення рослин.

Зі зростанням рівня інтенсифікації землеробства цей зв'язок помітно ускладнюється. За умов оптимального забезпечення вологою, мінеральними елементами живлення, сприятливого співвідношення механічних елементів і глинистих мінералів зв'язок часто не проявляється або слабо виявлений. У посушливих умовах залежність продуктивності ґрунтів від їх гумусового стану проявляється помітніше в зв'язку з тим, що із збільшенням умісту гумусу зростає вологоємність ґрунтів і відповідно збільшуються запаси продуктивної вологи, зменшується випарування, так як покращується водний режим.

Таблиця 4. ПОКАЗНИКИ ГУМУСОВОГО СТАНУ ҐРУНТУ

За високого рівня інтенсифікації землеробства вплив органічної речовини ґрунту на врожайність проявляється через складні системні взаємодії, що обумовлюють активну природну здатність ґрунту порівняно до наростаючої хімізації. У зв'язку з цим поряд з фізико-хімічними питаннями на перший план виходять екологічні, особливо для подолання великого пестицидного навантаження. Дуже важливі також енергетичний і економічний аспекти проблеми. За інтенсивного землеробства умови для скорочення витрат механічної енергії на обробіток ґрунту значною мірою визначаються гумусовим станом. Ґрунт вирізняється сприятливими властивостями не лише тому, що має високий вміст гумусу, а й тому, що йому сприяє сукупність сприятливих природних факторів, які визначають його родючість відповідно до утворення і нагромадження гумусу.

Зміни форм господарювання і власності на землю, що стали основним змістом перетворень в аграрному секторі України в останні роки, на жаль негативно відзначились на родючості ґрунтів. Вони втратили значну частину гумусу, найродючіші у світі чорноземи перетворились у ґрунти із середнім рівнем родючості.

Співставлений гумусованості за часів Докучаєва (1882 р.) з сучасним станом свідчить, що відносні втрати гумусу за цей час, майже 120-річний період, досягли 22% -- в лісостеповій, 19,5 -- в степовій, біля 19% -- в поліській зонах України.

За результатами агрономічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення упродовж останніх 20 років уміст гумусу в Україні зменшився на 0,5% в абсолютних одиницях. Це стало наслідком стрімкого зменшення обсягу застосування органічних добрив, а зростання врожаю відбувалося в основному за рахунок потенційної родючості ґрунту.

За даними Держкомстату України у 2008 році норма внесення органічних добрив становила менше 0,6 т/га, тоді як у кінці 80-х років минулого сторіччя -- 8,6 т/га.

Зменшення середньозваженого показника вмісту гумусу, відносно, впливає на зміни у перерозподілі площ за його забезпеченням.

Гранулометричний склад ґрунту

Гранулометричний склад, тобто співвідношення в ґрунті механічних елементів різних розмірів (гранулометричних фракцій), впливає практично на всі його властивості.

Найбільш активна частина ґрунту -- гранулометрична фракція < 0,001 мм, збагачена гумусом, елементами зольного і азотного живлення рослин, відіграє основну функцію в формуванні поглинальної здатності і структуроутворенні. Ця фракція різко відрізняється від інших перевагою глинистих мінералів над первинними, з яких в основному зустрічається кварц.

Оптимальне поєднання глинистих мінералів з певною часткою монтморілонітових з достатнім вмістом гумусу, сполук заліза, кальцію, сприятливий склад обмінних основ створюють передумови для формування водотривкої структури. Проте ефект може бути протилежним за умов розвитку відновлюваних процесів внаслідок перезволоженім, при насиченні ґрунтового вбирального комплексу воднем, натрієм, при малій кількості гумусу і високому вмісту монтморілонітових мінералів.

Дрібнопилова фракція (0,005-0,001 мм) близька до попередньої фракції за вмістом гумусу, складається з вторинних і первинних матеріалів, здатна до коагуляції і структуроутворення, але значно меншою мірою, ніж мулиста фракція. Надлишок неагрегатованого дрібного пилу сприяє ущільненню ґрунту, збільшенню набухання і осідання, погіршенню водопроникності та утворенню тріщин.

Фракція середнього пилу (0,01-0,005 мм) не здатна до коагулювання і структуроутворення, але внаслідок підвищеного вмісту слюди, яка надає їй пластичності, зв'язності, утримує вологу, характеризується слабкою водопроникністю.

Фракція великого пилу (0,05-0,01 мм) за мінералогічним складом наближається до піщаної, має невисоку вологоємність, мало набухає.

Ґрунти, збагачені фракціями великого і середнього пилу, легко розпилюються, здатні до ущільнення.

Піщана фракція (1-0,05 мм) містить в основному кварцеві та польові шпати, які мають високу водопроникність з дуже низькою поглинальною здатністю. Для польових культур придатні піски з вологоємністю не менше 10%, для лісових -- не менше 3-5%.

Співвідношення цих фракцій покладено в основну класифікації ґрунтів за гранулометричним складом, розробленої М.О.Качинським. Ця класифікація створена з посиланням на генезис ґрунтів з урахуванням того, що один і той самий вміст фізичної глини (частки < 0,01 мм) по-різному впливає на властивості підзолистих, чорноземних, ґрунтів, для яких подана різна шкала. Відповідно до неї, наприклад, за вмісту фізичної глини 55% підзолистий ґрунт відносять до легкосуглинкових, чорноземні -- до важкосуглинкових.

Класифікація ґрунтів за гранулометричним складом ґрунтується винятково на відносному вмісті в ґрунті механічних фракцій (табл. 5).

Таблиця 5. ЄДИНА КЛАСИФІКАЦІЙНА ШКАЛА ҐРУНТУ ЗА ГРАНУЛОМЕТРИЧНИМ СКЛАДОМ

Вміст частинок розміром < 0,01 мм, %	Основна назва різновидності	Додаткова назва за переважаючою фракцією
0-5	Рихлопіщаний	Піщані та великопилуваті
5-10	Зв'язнопіщаний
10-20	Супіщаний
20-30	Легкосуглинковий	Піщані великопилуваті, пилуваті
30-40	Середньосуглинковий
40-50	Важкосуглинковий
50-65	Легкоглинистий
65-80	Середньоглинистий
80-100	Важкоглинистий	Пилуваті та мулуваті

За цією шкалою за основу взято дев'ять основних різновидностей ґрунту за гранулометричним складом -- від рихлопіщаних до важкоглинкових з додатковим виділенням різновидностей нижчих рангів за однією переважаючою фракцією: піщаній (1,0-0,05 мм), грубопилуватій (0,05-0,01 мм), пилуватій (0,01-0,001 мм) та муловатий (менше 0,001 мм).

Гранулометричний склад визначає багато сторін господарського використання ґрунтів. Від нього залежить водопроникність, вологоутримна і водопідйомна здатність ґрунтів. Низька вологоємність піщаних та супіщаних ґрунтів -- головна причина страждань рослин від нестачі вологи в посушливих умовах, що помітно слабкіше проявляється на важкосуглинкових та глинистих ґрунтах завдяки їх здатності утримувати вологу.

Ці категорії ґрунтів суттєво різняться і за умовами теплового режиму. Легкі ґрунти швидше прогріваються і раніше готові до проведення польових робіт. Важкі ґрунти в зв'язку з великою вологонасиченістю, а відповідно теплоємністю повільно прогріваються весною, пізніше наступає їх фізична стиглість. Тому легкі ґрунти вважають теплими, важкі -- холодними.

Гранулометричний склад значною мірою обумовлює гумусовий стан ґрунтів. У легких ґрунтах з низькою поглинальною здатністю, бідних на поживні речовини, з високою аерацією виробляється менше органічної речовини і активніше проходять процеси її мінералізації. Збагачені колоїдами важкі ґрунти характеризуються більшою продуктивною здатністю і міцніше закріплюють утворені гумусові речовини. Тому важкі ґрунти завжди більше гумусовані порівняно з легкими. Наприклад, типові чорноземи важкосуглинкові містять 7-9% гумусу, легкосуглинкові -- 4-5%, а супіщані -- 2,5-3%.

Менша поглинальна здатність легких ґрунтів обумовлює понижену їх буферність і відповідно різке підвищення концентрації ґрунтового розчину, більш швидке їх підкислення під впливом фізіологічно кислих добрив.

Співставляючи багаторічні дані гранулометричного складу ґрунтів і врожайності зернових культур у зональному плані, М. О. Качинський розробив десятибальну систему оцінки основних типів і підтипів ґрунтів (табл. 6). Найвищим бонітетом серед підзолистих ґрунтів характеризуються легкосуглинкові різновидності, досить близькі до них супіщані в перезволожених і холодних районах. Ці категорії більш теплі, краще прогріваються, більш водопроникні, достигають раніше, ніж глинисті і важкосуглинкові, легше обробляються. З сірих лісових вищу оцінку одержують важкосуглинкові ґрунти, з чорноземів -- глинисті різновидності, найбільш гумусовані і оструктурені, та з доброю агрегатністю 

Склад ґрунту і водопроникність

Склад, або будова ґрунту, характеризується щільністю та щілинністю. Щільність ґрунту, або об'ємна маса, значною мірою визначає його водний і повітряний режими, біологічну активність, безпосередньо впливає на розвиток кореневої системи рослин.

Таблиця 6. ПРИМІРНЕ БОНІТУВАННЯ РІЗНИХ ҐРУНТІВ ЗА ГРАНУЛОМЕТРИЧНИМ СКЛАДОМ ДЛЯ ХЛІБНИХ ЗЛАКІВ (ЗА М. О. КАЧИНСЬКИМ)

Вона залежить від мінералогічного, гранулометричного складу ґрунту, вмісту органічної речовини і особливо від структурного стану.

Щільність ґрунту є основним кількісним показником фізичного стану ґрунту.

Об'ємна маса орного шару ґрунту переважено знаходиться в межах 1,1-1,4 г/см3, але відхилення від цих значень можуть бути дуже значними, що помітно позначається на умовах життя рослин та ґрунтових організмів.

Важлива характеристика складу ґрунту -- вміст у ньому повітря. За умов оптимальної будови ґрунту ступінь аерації при польовій вологоємності не повинна бути нижчою за 15%. За меншого вмісту в ґрунті повітря умови росту більшості культурних рослин погіршуються. З ущільненням ґрунту погіршується його аерація та підвищується частка недоступної вологи. За щільності 1,5-1,6 г/см3 на частку доступної вологи припадає лише 5-10% об'єму ґрунту, причому ця вода є тільки за високого вмісту вологи. Чим сухіший ґрунт, тим більше пригнічуються рослини від підвищення щільності.

Нормальний газообмін ґрунту порушується за щільності понад 1,45 г/см3 унаслідок зменшення кількості мікрощілин і великих капілярів.

Пригнічення рослин від надлишкової щільності ґрунту проявляється в зниженні схожості, послабленні забарвлення листя, деформації коренів і бульб, зниженні росту рослин.

Негативно впливає на розвиток рослин і надто пухкий стан ґрунту.

Створена системою обробітку щільність ґрунту, спочатку близька до оптимальної, а в процесі вегетації змінюється до рівноважної. Ця величина тим більша, чим помітніше рівноважна щільність відрізняється від оптимальної. Для чорноземів з високими показниками структурного стану різниця між оптимальною і рівноважною щільністю для більшості культур досить мала, що визначає значні можливості мінімізації основного обробітку ґрунту (табл. 7).

Щільність ґрунту значною мірою визначає його водопровідність. При цьому загальний об'єм щілин у важких ґрунтах непомітно впливає на процес фільтрації. Рух води проходить не в усіх щілинах, а в основному в тих, де їх діаметр понад 100 мкм.

Оцінку водопровідності ґрунту здійснюють з урахуванням природних і виробничих умов. Меліоратори розділяють зрошувані землі за швидкістю поглинання води на три великі групи:

* значної водопроникності, що поглинають за першу годину понад 150 мм води;

* середньої водопроникності, що поглинають за першу годину 50150 мм води;

* слабкої водопроникності, що поглинають за першу годину менше як 50 мм води.

Таблиця 7. ОПТИМАЛЬНА І РІВНОВАЖНА ЩІЛЬНІСТЬ СКЛАДАННЯ СЕРЕДНЬО-I ВАЖКОСУГЛИНКОВИХ ҐРУНТІВ, Г/СМ3 (ЗА В.В. МЕДВЕДЄВИМ)

Ґрунти	Щільність складання Ґрунту	Відхилення
	оптимальна для ярих зернових	рівноважна
Дерново-підзолисті	1,33	1,50	0,17
Чорнозем опідзолений	1,22	1,25	0,03
Чорнозем типовий	1,20	1,24	0,04
Чорнозем звичайний	1,20	1,27	0,07
Чорнозем південний	1,20	1,28	0,08
Темно-каштанові	1,23	1,32	0,09
Каштанові	1,25	1,35	0,10

Для умов звичайного природного поглинання дощової води існує шкала водопроникності ґрунтів (табл. 8).

Таблиця 8. ШКАЛА ОЦІНКИ ДОЩІВ І ВОДОПРОНИКНОСТІ ҐРУНТУ

Коефіцієнт поглинання води, мм/хв.	Оцінка
	дощів	Водопроникності
> 2,0	Великі зливи	Дуже висока
2,0-0,5	Зливи	Висока
0,5-0,01	Сильні дощі	Підвищена
0,1-0,02	Помірні дощі	Середня
0,02-0,005	Легкі дощі	Знижена
0,005-0,001	Моросящі	Низька
< 0,001	Теж	Дуже низька

Водопроникність мерзлих ґрунтів значною мірою залежить від вологості та глибини промерзання. Якщо ґрунт замерз при вологості 60-70% від повної вологоємності, він є водонепроникним. За меншого зволоження вода замерзає в ґрунті розрізненими кристалами, що забезпечує його водопроникність. Для її забезпечення доцільно виконувати глибокі обробітки або щілювання перед входженням у зиму.

Структурна будова ґрунту

Під структурністю ґрунту розуміють його здатність розпадатися на агрегати під впливом механічних дій. Структура ґрунту -- сукупність агрегатів різної величини, форми, щілинності, механічної міцності та водотривкості. Оцінюючи структуру вирізняють морфологічне її розуміння від агрономічного.

Для агрономічної оцінки структури М.І. Саввіновим запропонована класифікація, за якою до агрономічно цінних належать агрегати розміром 0,25-10 мм. Більші ґрунтові частинки вважають бриластою частиною ґрунту, а дрібніші -- розпиленою. Ці три частини ґрунту поділяють на види (табл. 9).

Відношення маси грудочок діаметром 0,25-10 мм до маси решти фракцій зветься коефіцієнтом структурності.

Найкращі водно-повітряні властивості ґрунту степової зони, складаються при розмірі агрегатів 0,25-3 мм, дерново-підзолистих -- при 0,5-5 мм.

Оцінюючи стійкість ґрунту проти дефляції враховують вміст агрегатів розміром більше 1 мм в шарі 0-5 см.

Таблиця 9. АГРОНОМІЧНА КЛАСИФІКАЦІЯ СТРУКТУРИ ҐРУНТУ (ЗА М. І. САВІНОВИМ)

Ґрунтові частинки	Види	Розмір агрегата (діаметр), мм
Бриласта	Великі брили	> 100
	Середні брили	50-100
	Мілкі брили	10-50
Грудочкувата	Великі брили	3,0-10,0
	Середні брили	1,0-3,0
	Мілкі брили	0,5-1,0
	Зернисті	0,25-0,5
Розпилена	Мікроструктурі елементи	0,01-0,25
	Пилувато-глинясті частинки	< 0,01

Важливішими умовами агрономічної цінності структури є водотривкість та пористість (понад 45%).

Уміст водотривких агрегатів в орному шарі чорноземів знаходиться в мажах 40-60%, що визначає стійкість складання і оптимальні значення щільності ґрунту для багатьох культур. Зменшення вмісту водотривких агрегатів у типових чорноземах менше 40% негативно позначається на деяких фізичних властивостях, і в першу чергу на водопроникності. При зниженні кількості водотривких агрегатів з 45-55 до 30% водопроникність знижується в 3 рази.

Нестійкість будови дерново-підзолистих ґрунтів пов'язана з невисоким вмістом в них водостривких агрегатів, який змінюється від 15-17% під просапними культурами до 20-30% під зерновими і до 30-40% під багаторічними травами. Ця мінливість особливо помітно проявляється в екстремальні за погодними умовами роки. Дерново-підзолисті суглинкові ґрунти з вмістом водотривких агрегатів менше як 20% можуть ущільнюватись в орному шарі в роки з надмірним зволоженням до 1,5-1,6 г/см3. Оптимальна для вимогливих культур будова дерново-підзолистих ґрунтів становить при вмісті водотривких агрегатів (> 0,25 мм) понад 40%.

Орієнтовно оптимальний вміст водотривких агрегатів -- рівень 7580%. За більшої кількості водотривких агрегатів значно зростає щілинність аерації, унаслідок зростає непродуктивна витрата вологи на фізичне випарування.

Нижня межа поданих в табл. 10 інтервалів вмісту водотривких агрегатів відноситься до малогумусних ґрунтів поліської зони, а верхня -- до високогумусних ґрунтів лісостепової та степової зон.

Таблиця 10. ОЦІНКА СТРУКТУРИ І БУДОВИ ОРНОГО ШАРУ ҐРУНТУ (ЗА І. В. КОЗНЕЦОВОЮ)

Вміст водотривких агрегатів розміром > 0,25, %	Оцінка	Рівноважна	Оцінка щільності складання
	водотривкої структури	стійкості складання за структурою	щільність складання, г/см3
<10	Неводостійка	Нестійка	> 1,5	Дуже щільне
10-20	Незадовільна	Нестійка	1,4-1,5	Дуже щільне
20-30	Недостатньо добра	Недостатньо стійка	1,3-1,4	Щільне
30-40	Задовільна	Стійка	1,2-1,3	Ущільнене
40-60	Добра	Стійка	1,1-1,2	Оптимальне для більшості культур
60-75	Відмінна	Високостійка	1,0-1,2	Оптимальне для більшості культур
75-80	Надлишково-висока	Високостійка	< 1,0	Розпушене (рілля спушена)

Агрономічне значення структури має декілька положень:

1. У структурних ґрунтах складається найбільш сприятливий водно-повітряний режим завдяки раціональному поєднанню капілярної і некапілярної пористості. Наявність некапілярних щілин сприяє зменшенню випаровування вологи з поверхні.

2. Достатня аерація при наявності доступної вологи створює кращі умови для активізації мікробіологічних процесів, упередження денітрифікації, мобілізації поживних речовин.

3. Завдяки зменшенню поверхневого стікання на структурних ґрунтах зменшується змив і розмив, а структурні агрегати понад 1 мм стійко протистоять дефляції.

4. Агрономічно цінна структура забезпечує краще проростання насіння і розміщення кореневої системи в ґрунтовій товщі.

5. На структурних ґрунтах зменшуються енергетичні витрати на механічний обробіток, створюються умови його мінімізації.

Структуроутворення в ґрунтах відбуваються під впливом фізико-хімічних, хімічних та біологічних процесів.

До фізико-механічних факторів відноситься поділ ґрунту на агрегати унаслідок зміни об'єму і тиску при змінному висушуванні і зволоженні, замерзанні і таненні води в ньому, тиску коренів рослин, діяльності тварин та впливу ґрунтообробних знарядь. Розпушуючий вплив на ґрунт проморожування проявляється тільки за оптимально вологого його стану. Під час замерзання перезволоженого ґрунту, навпаки, відбувається розрив структурних частинок, а промерзання сухого ґрунту не впливає на його подрібнення.

Фізико-хімічні фактори структуроутворення -- коагуляція і цементуючий вплив ґрунтових колоїдів. При цьому водотривкість забезпечується лише склеюванням частинок органічними колоїдами при їх коагуляції дво- і тривалентними катіонами. Агрегати, створені за участю тільки мінеральних колоїдів, не водотривкі. Найбільш водотривка структура утворюється при взаємодії гумінових кислот з мінералами.

Серед хімічних факторів оструктурення важливе значення має цементація агрегатів формами заліза при зміні відновних умов окислювачами в періодично перезволожених ґрунтах. Такі агрегати за високої водотривкості мають малу щілинність (< 40%), тому що частина об'єму щілин поступово заповнюється гідроксидом заліза.

Основне значення в структуроутворенні належить біологічним факторам, тобто рослинності і організмам, що населяють ґрунт (особливо дощові черв'яки).

Ґрунтові агрегати, сформовані під впливом різних факторів, не можуть мати однакову стабільність. Грудочка ґрунту, склеєна гуміновими речовинами, стійкими до мікроорганізмів, помітно повільніше руйнується, ніж агрегат, сформований під впливом білків, бактеріальних слизів та деяких міцеліїв.

Размещено на Allbest.ru

...