 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Розділ ІV. Вплив способів обробітку ґрунту на структурно-агрегатний склад чорноземів типових
На сьогодні поняття «структура ґрунту» трактується, в першу чергу, як конкретний фізичний стан ґрунту, певної форми, розміру, а також розміщення елементарних ґрунтових частин, яке визначається кількісним співвідношенням і взаємозв'язком між ними, будучи основою формування похідних агрегатів (В.В.Медведев, 1973). Тому структура ґрунту і є головним визначальним показником її фізичного стану. При цьому структура ґрунту являє собою розподіл ґрунтових фазових компонентів, які і визначають будову парового простору ґрунту (Г.В. Добровольский, 2002). Таким чином, можна стверджувати, що дослідження структурно - агрегатного складу і до сьогодні не втрачає своєї актуальності, так як давно відомий величезний вплив структури ґрунту на водно- повітряний, тепловий, і поживний режим. У той же час, структурний ґрунт є основою для забезпечення гармонійного зв'язку між ними. Оскільки, тільки структурний ґрунт, зберігаючи вологу усередині агрегатів, здатний підтримати біологічну діяльність, забезпечити обмінні процеси і кращі умови живлення рослин. При цьому структурний ґрунт легше піддається обробці, дозволяючи формувати параметри будови, необхідні для рослин. Структурний ґрунт забезпечує так само безперешкодне освоєння ґрунтового простору і проникнення коренів рослин вглиб ґрунту, де майже завжди в наявності волога. Тобто, тільки добре структурний ґрунт може максимально реалізувати можливості адаптації сільськогосподарських культур до несприятливих умов навколишнього середовища (В.В. Медведев, 2008). Посилаючись на перераховані характеристики можна зробити найважливіший висновок, що структура відіграє найважливішу роль в родючості ґрунту.
Аналіз наукової літератури показав, що в процесі обробки відбувається руйнування структури ґрунту, що тягне за собою деградацію його агрофізичних властивостей. Погіршення структурного стану чорноземів, тобто розпилення структури, утворення глибистої в результаті тривалого сільськогосподарського використання, плужної підошви і деградації всього комплексу агрофізичних показників, та зменшення стійкості до ерозії, зазначалося ще багатьма вченими (В.В. Докучаєв, 1949;П.А. Костичев, 1891 та ін.). Відзначалось (П.А. Костичев, 1891), що в нетривало розораних цілинних чорноземах переважають зернисті агрономічно цінні агрегати. Але при тривалій обробці цих ґрунтів, структурні грудочки в орному шарі руйнуються, у зв'язку з чим, погіршується водний і повітряний режими. В той же час, стійкість ґрунтів до деградації визначається як протидія ґрунтів процесів руйнування їх структури, тобто здатність зберігати в оптимальному стані свою будову і щільність. Разом з тим, деякі фахівці використовують параметри макроструктури ґрунтів як визначальні показники диференціації фізичного стану цілинних ґрунтів і ґрунтів після антропогенного навантаження (В.В. Медведев, 1973).
Проведені дослідження в цілому показали, що структурний стан чорнозему типового в цілому залежить від використовуваних систем основного обробітку ґрунту. Так, дані сухого просіювання показують, що
| Шар ґрунту, см | Розмір фракцій, мм | Варіант | Кофіцієнт структурності | ||
| Оранка на 25-27 см (контроль) | Комбінований на 25-27 см | Безполицевий чизельний на 25-27 см | |||
| 0 – 10 | > 10 | 13,0 | 8,6 | 9,0 | 8,25 |
| 10 -0,25 | 81,3 | 85,9 | 85,3 | ||
| <0,25 | 5,8 | 7,6 | 5,7 | 13,22 | |
| 10 – 20 | > 10 | 14,7 | 9,9 | 9,3 | 7,19 |
| 10 -0,25 | 78,9 | 82,7 | 82,0 | ||
| <0,25 | 6,5 | 7,4 | 8,7 | 10,78 | |
| 20 – 30 | > 10 | 15,4 | 8,3 | 7,7 | 7,9 |
| 10 -0,25 | 78,3 | 87,3 | 82,7 | ||
| <0,25 | 6,4 | 5,4 | 9,6 | 11,6 | |
| 30 – 40 | > 10 | 14,2 | 7,3 | 6,7 | 8,91 |
| 10 -0,25 | 77,2 | 88,2 | 85,9 | ||
| <0,25 | 8,8 | 4,5 | 7,4 | 12,14 |
На глибині 0-10 см агрегатів розміром більше 10 мм спостерігається під час оранки - 13%,на 4,4% менше під час комбінованого обробітку та 4% менше при безполицевому. Грудочок, які пористі,механічні та міцні,тобто агрономічно цінні агрегати розміром 0,25-10мм найбільше спостерігається під час комбінованого обробітку – 85,9%. Не набагато менше при чизельному обробітку – 85,3% та на 4% менше під час оранки. Мікроагрегатів або пилу,порівнюючи з брилами та агрономічно цінними агрегатами,найменший відсоток.Наприклад під час безполицевого обробітку 5,7%,майже стільки ж під час контролю та 7,6% під час комбінованого обробітку.
В орному шарі глибиною 10 – 20см грунт менш оструктурений. Брилистої частини грунту найбільший відсоток – 14,7% виявлено під час оранки, на 4,8 менше при комбінованому та 9,3% під час чизельного обробітку.Що ж стосується грудкувато-зернистої структури то найбільший відсоток при комбінованому 82,7% та чизельному 82%,трохи меншн при оранці 78,9%.Пилуватої частини грунту,порівняно з брилами та агрономічно цінними агрегатами – найменша кількість,а саме – при оранці 6,5%,на 0,9% ільше під час комбінованого обробітку та 8,7%при безполицевому.
Варто відмітити,що у більш глибоких шарах грунту 20 -30см кількість структурних агрегатів розміром 10> мм максимальна при оранці 15,4%,в половину менше при безполицевому обробітку та 8,3% під час комбінованого.Слід відзначити,що процент грудкувато-зернистої структури найбільший при комбінованому обробітку.При оранці зміст варіює на 9% і при безполицевому обробітку на 4,6%.У той же час мікроструктурних елементів невелика кількість 6,4% при оранці,5,4% під час комбінованого обробітку та трохи бфльше під час безполицевого обробітку 9,6%.
Проведені дослідження показують, що у досліджуваній товщі 30-40 см кількість брилуватих агрегатів найбільша кількість при контролі 14,2%.При цьому при комбінованому та чизельному обробітку % майже на половину менший,а саме 7,3% і 6,7%.Слід звернути увагу,що вміст структурних окремостей розміром 0,25-10мм найменший під час оранки 77,2% і майже не варіюється при комбінованому та безполицевому 88,2% та 85,9%.У той же час з таблиці витікає що найбільший відсоток мікроагрегатів під час оранки 8,8%,найменший при комбінованому обробітк 4,5% та 7,4%під час безполицевого обробітку.
В той же час, ступінь оструктурення ґрунту виражається у вигляді коефіцієнта структурності ґрунту (К). Результати розрахунку даного коефіцієнта показали, що він, з деякими варіаціями, має приблизно однакові значення.
Таким чином, проведені дослідження є свідченням того, що структурний стан чорнозему типового в динаміці зазнає різних варіацій, а також багато в чому залежить від використовуваної системи землеробства.
Розділ. V.
Вплив способів обробітку ґрунту на вміст водостійких агрегатів чорноземів типових
Відомо, що самоорганізуючий стан ґрунту найкраще проявляється під цілиною і перелогом, структурні агрегати набувають зернистого характеру, а великі грудки мають грудкувато-розсипчасту будову. Тривале розорювання ґрунту призводить до формування брилувато-грудкуватої та грудкувато-пилуватої структури ґрунту, отже до її погіршення та втрати агрономічної цінності за рахунок утворення брил, також відбувається зниження вмісту водотривких агрегатів. Ці зміни відбуваються, в основному, в орному шарі ґрунту.
Академік О.Н.Соколовський (1919) підкреслював необхідність знання факторів, що сприяють утворенню та збереженню агрономічно цінної зернистої структури. Він вказував, що основними факторами структури є цементуючі речовини ґрунту, ґрунтові колоїди - гумус та глина. Але їх зв'язуюча здатність проявляється лише в тому випадку, якщо вони в достатній мірі насичені іоном кальцію. Заміщення іону Са2+ на Na+, К+, Н+, NH4+ веде не тільки до пептизації ґрунтових колоїдів (цементуючих речовин), але і до переміщення їх в більш глибокі шари ґрунту та формування ущільнених горизонтів.
У той же час не досить лише наявності структури, а необхідно, щоб структурні агрегати не руйнувались під дією води, що відбувається при змочувані та промиванні атмосферними опадами, які містять в собі СО2, в результаті чого кальцій вилуговується з ґрунту. У цьому випадку в якості структуроутворюючого факторі виступає гумус, який під впливом періодичного висушування та віку частково втрачає здатність пептизуватись, навіть після видалення коагулятора - Са2+. Руйнування структури можливе тільки після руйнування гумусу внаслідок дії мікроорганізмів або хімічних реагентів.
За К.К.Гедройцем (1975), механізм утворення водотривкої структури в тучних чорноземах такий: ґрунти ці багаті гумусом, отже, і органічними колоїдними речовинами; кількість мінеральних колоїдних часточок буде залежати від ступеня глинистості материнської породи. Вбирний ґрунтовий комплекс насичений кальцієм і частково магнієм; навколо колоїдних часточок вбирного комплексу ґрунтова волога завжди багата сильним коагулятором - гідроксидом кальцію; тому такі ґрунти, незважаючи на багатство їх колоїдними фракціями, ніколи не мають вільних колоїдних часточок; часточки ці склеєні у мілкі агрегати, утворюючи мікроструктуру, яка не руйнується навіть при збовтуванні з водою. Внаслідок високої клеючої здатності, головним чином високодисперсної органічної частини вбирного комплексу, здатність ця зберігається і у тих первинних агрегатів, хоча і в меншій мірі, ніж у колоїдних часточок. Тому первинні агрегати дають у подальшому більш крупні структурні елементи, виконуючи, разом з тим, роль цементу для склеювання часточок більш крупних механічних фракцій; утворюються макроструктурні елементи, які, в той же час, не можуть досягати більш-менш крупних розмірів, оскільки клеюча здатність колоїдних часточок у тій чи іншій своїй частині витрачена вже на утворення первинних агрегатів. Але ця мілка структура (зерниста) має велику стійкість відносно розпиляючої дії води і подрібнюючої дії знарядь обробітку. Вчений Вершинін П.В. (1958) підкреслює, що не кожна органічна речовина, що входить до складу ґрунтового гумусу, може надавати ґрунтовим агрегатам водотривкості, а лише та, яка розчиняється в лугах і не розчиняється у кислотах, тобто гумінова кислота. Роботами Є.М. Мішустіна (1945), М.М. Лазарєва (1949) та інші вчені зазначають важливу роль ґрунтових мікроорганізмів у створенні водотривкої структури. Мікроорганізми сприяють накопиченню у ґрунті міцелію грибів та клеючих речовин (бактеріальний слиз), які є обов'язковою умовою формування структури. Але варто підкреслити, якщо орні ґрунти не поповнювати енергетичними і поживними речовинами, то присутня в них мікробіологічна діяльність буде відбуватися за рахунок руйнування органічних речовин самого ґрунту, що в кінцевому рахунку призведе до погіршення водотривкості структурних агрегатів
Соколовський О.Н. (1956) висловлював, що глина і гумус повинні самі бути коагульовані кальцієм, для утворення структури. Він підтверджує тот факт, що гумус є фактором водостійкості структури. Отже стосовно вчення О.Н. Соколовського (1921) гумусові речовини зв'язуються з мінеральною частиною ґрунту двома шляхами: 1) через "місточки" з багатовалентних катіонів, і перш за все, кальцію; 2) внаслідок взаємної дегідратації (коагуляції) мінеральних і органічних колоїдів. Вивчаючи механіз утворення водотривкої ґрунтової структури, І.В. Кузнєцова (1966) приходить висновку, що макроагрегати більшості досліджуваних ґрунтів утворюються за участю органічних речовин. При незначному вмісті органічних речовин (< 2% С) вони беруть участь у формуванні мілких фракцій ґрунтових агрегатів (0,25-3 мм), при більш високому їх вмісті вони беруть участь в утворенні і крупних фракцій агрегатів (>3 мм). Більша частина (понад 50%) макроагрегатів утворюється за участю вільних і рухомих форм органічних речовин. Менша (17-25%) і найбільш водотривка утворюється за участю міцнозв'язаних з мінеральною частиною ґрунту органічних речовин. Основна маса мікроагрегатів (40-60%) утворюється за участю органічних речовин, що міцнозв'язані з мінеральною частиною ґрунту.
Давно вченими висвітлено, що структурний ґрунт здатний у сотні і навіть тисячі разів ефективніше всмоктувати вологу порівняно з безструктурним, розпиленим. При цьому, в просторі пор агрегатів, буде збережена волога і стане доступною для численних мешканців у ґрунті.. Чим структурніше ґрунт, тим краще в ньому умови для забезпечення мешканців ґрунту вологою, біоремедіації, збереження біорізноманіття, зменшення надмірної мінералізації органічної речовини і особливо для секвестрації вуглецю.
Слід зазначити, що однією з основних причин погіршення водотривкості агрегатів є антропогене навантаження. В кінцевому результаті призводить до погіршення щільності, яка за даними В.В.Медведєва (2008) досягає 1,3 г/см і більше. Кількість агрономічно цінних водостійких агрегатів в типових і звичайних чорноземах знизилась на 20-28 %.
Нашими дослідженнями встановлено, що на
| Варіант | Глибина, см | Кількість структурних агрегатів (%) розміром (мм) | Коеф. структурності | ||||||
| 7-5 | 5-3 | 3-2 | 2-1 | 1-0,5 | 0,5-0,25 | <0,25 | |||
| Оранка на 25-27 см (контроль) | 0-10 | 9,8 | 8,3 | 10,0 | 12,1 | 7,5 | 15,2 | 37,0 | 0,7 |
| 10-20 | 9,6 | 9,0 | 10,4 | 9,6 | 8,4 | 11,1 | 42,2 | 0,6 | |
| 20-30 | 8,1 | 9,7 | 10,6 | 13,1 | 8,7 | 11,0 | 38,7 | 0,7 | |
| 30-40 | 9,6 | 10,9 | 12,8 | 11,3 | 9,3 | 11,9 | 34,3 | 0,7 | |
| Комбінований на 25-27 см | 0-10 | 13,6 | 11,4 | 11,0 | 12,3 | 11,5 | 9,6 | 29,1 | 0,8 |
| 10-20 | 13,3 | 11,7 | 10,3 | 12,4 | 11,3 | 9,0 | 29,7 | 0,8 | |
| 20-30 | 13,7 | 12,4 | 10,6 | 12,8 | 10,9 | 9,0 | 30,3 | 0,8 | |
| 30-40 | 12,7 | 11,3 | 11,0 | 11,4 | 11,8 | 9,4 | 31,4 | 0,8 | |
| Безполицевий чизельний на 25-27 см | 0-10 | 9,9 | 7,7 | 11,0 | 10,1 | 8,9 | 13,5 | 39,0 | 0,7 |
| 10-20 | 10,5 | 8,5 | 10,3 | 10,7 | 9,8 | 13,7 | 36,5 | 0,7 | |
| 20-30 | 10,7 | 9,4 | 10,6 | 10,5 | 10,9 | 13,8 | 34,0 | 0,8 | |
| 30-40 | 10,3 | 9,1 | 11,0 | 10,3 | 11,5 | 13,5 | 34,3 | 0,7 | |
| НИРАB | 1,53 | 1,47 | 1,80 | 1,90 | 1,74 | 2,18 | 3,61 |
Висновки
Отже, аналітичний огляд літературних джерел відображає, що використання органічної, сидеральної системи удобрення та багаторічних трав у системі біологічного землеробства є ефективним заходом стабілізації і підвищення родючості ґрунту та продуктивності як окремих культур, так і сівозмін у цілому.
Разом, із тим у літературі наводиться досить суперечливі дані щодо впливу різних обробітків на фізичний стан ґрунту. Ряд авторів посилається на погіршення фізичних властивостей ґрунту за безполицевих обробітків, а в роботах інших відзначається позитивний вплив обробітку без перевертання пласта.
Таким чином, вплив систем удобрення і способів основного обробітку на рівень родючості ґрунту та продуктивності сільськогосподарських рослин є актуальним предметом досліджень, але потребує додаткового вивчення результативності у конкретних ґрунтово-кліматичних і господарських умовах.
Поиск по сайту: