Склад і структура грунтів

Грунт є колосальним природним багатством. Вона забезпечує тварин кормами, людини - продуктами, а сферу промисловості - необхідним для виробництва товарів сировиною. Створення грунту 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 різних компонентів. Інтерес до цієї властивості відновився значно пізніше. Так, у Німеччині з 1879 по 1899 року щорічно публікувалися дослідження в цій галузі, проведені вільного і його школою. Численні лабораторні дослідження встановили залежність фізичних властивостей грунтів 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 оставлялись 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-ті роки минулого століття. При цьому вчені надавали першорядне значення структурі грунту в питаннях родючості. Ці два терміни вони звели в ранг синонімів.

Структура грунту та його 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 В. В. Медведєва. Вченим досліджувалася структура грунту та його значення з використанням мікроморфологічного методів. При цьому їм застосовувалися сучасні математичні апарати, що дозволяють проводити аналіз і узагальнювати отримані дані. Результатом праць Медведєва стала видана в 2008 р монографія про структуру грунтів. У цій роботі були узагальнені проведені дослідження, які переконливо довели, що поліпшення теплового і повітряного режиму верхніх шарів землі прямо, а також побічно впливає на ріст рослин.

Основне визначення

Що таке структура грунту? Визначення даного терміну вказує на те, що це сукупність різних агрегатів (грудочок), різняться 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, відповідальним за родючість земель. Особливо важливим для людини є структура грунтів верхнього горизонту. Це шар, в якому відбувається розвиток кореневої системи рослин. У ньому живуть різноманітні грунтові 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 рідкою, твердою і газоподібної фазою. Ця пропорція виглядає так - 25:50:25.

Класифікація грунтів за структурою

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 раздельночастічное. Яскравим прикладом безструктурної грунту є піщана. У ній мало гумусу і глинистих часток. Перехідні типи структури грунту знаходяться між безструктурними і структурними. У них зв'язку агрегатів один з одним виражені дуже слабо.

Родюча земля вважається структурної. Вона краще протистоїть вітрової та водної ерозії, а також легко кришиться при оранні. Якщо склад і структура грунту дозволяють віднести її до родючої, то в ній збалансовано поєднання повітряного, теплового та водного режиму. Даний фактор робить позитивний вплив на харчування рослин і розвиток біологічних процесів.

Безструктурні 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 у таких земельних горизонтах вологи. Відбувається це через інтенсивне 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 грунтами можливе отримання високого врожаю. Однак для цього потрібно проведення постійної роботи, підтримуючої агротехніку на високому рівні.

Освіта структури родючого шару

Верхній горизонт землі стає придатним для життя рослин під впливом двох процесів, що протікають одночасно. Так, утворення 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 получившимся елементам.

Дослідження вчених показали, що освіта структури грунту стає можливим під впливом хімічних, фізико-хімічних, біологічних і фізико-механічних факторів.

Так, формування агрегатів відбувається при чергуванні иссушения і зволоження, замерзання і відтавання. Склад і структура грунту змінюються під впливом життєдіяльності роющих тварин, від тиску, який чинять зростаючі коріння рослин. Міняють властивості верхнього шару землі і різні обробні поля знаряддя.

Також склад і структура грунту 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 грунтів досліджують за зразками. Частинки грунту беруть із декількох місць верхнього горизонту, роблячи в ньому поглиблення по 20 см. Далі зразки перемішують між собою і змочують до тістоподібного стану звичайною водою. Якщо вийде кульку, але його неможливо розкачати в шнур, то грунт відносять до супіщаним. При легкому виконанні таких дій земля може бути віднесена до суглинках. А в тому випадку, коли з кульки розкочується шнур, який потім змикається в кільце, грунт відносять до глинистої. Даний тип орного шару вважають важким. Ці грунти мають велику щільність і в'язкість. Вони легко злипаються і важко обробляються, підтверджуючи 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 грунтів? Вона пов'язана із занадто дрібною структурою агрегатних частинок, що залишають між собою лише незначний простір.

Висока ущільненість глинистих ґрунтів стає причиною їх поганої повітропроникності. Це, у свою чергу, призводить до того, що коріння рослин недостатньо забезпечуються киснем. Обмежується доступ повітря і до тих мікроорганізмам, які мешкають в таких грунтах. Мала кількість кисню призводить до уповільнення процесу розкладання органічних речовин до кінцевих продуктів розпаду. Це робить грунт бідною, нездатною подати рослинам потрібні для їх росту органічні речовини. Саме тому в глинистих шарах спостерігається мізерна біологічне життя. Деякі ділянки таких земель навіть називають мертвими. У них відсутня розвинена мікробіологічна середу.

Спрессованность агрегатних частинок грунту 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 їхнього життя воду.

У важких грунтів є й ще одна негативна риса. Якщо вода скупчується 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 грунту є глиниста. І це підтверджується запливанія орного шару під час дощу. Падаючі краплі розбивають дрібні грунтові агрегати. Глинисті грудочки переходять у більш дрібні складові, частково розчиняються у воді. Отримана в результаті жижа дуже щільно пов'язує грунтові агрегати. Після висихання такі поля покриваються твердою і дуже щільною кіркою, що обмежує проникнення кисню, вологи і світла до кореневої системи 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 грунти 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 через свою щільності погано прогріваються променями сонця. Найекстремальніші для сільського господарства ділянки залишаються непрогрітими протягом усього літнього періоду.

Поліпшення важких грунтів

Для отримання нормального врожаю 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 внесення в грунт розпушуючих 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 та живильне середовище.

Поліпшення структури грунту 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 ґрунти

Для таких горизонтів характерна низька частка глинистих часток. Основний обсяг даної грунту займає пісок. Лише в незначних кількостях в них виявляється перегній.

Піщані грунти не даремно називають легенями. Адже обробляти їх зовсім нескладно. І цьому сприяє зерниста структура грунту. 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 грунту є піщана. У таких горизонтах бідна біологічне життя. Це відбувається через брак поживних речовин і вологи для живуть в таких грунтах мікроорганізмів.

Поліпшення піщаних грунтів

Для отримання хорошого врожаю в легкий грунт регулярно вносять зв'язують і ущільнюючі компоненти. Поліпшення структури грунту, відносять до легким, стає можливим при змішуванні її з торфом або мулистими утвореннями, буровою мукою або глиною. Це дозволить заповнити пори між піщаними частками. А для виникнення сприятливою для рослин біологічного середовища знадобиться внесення перегною і компосту.

Особливості піщаних ґрунтів 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 найсприятливішими для землеробства і садівництва. У них краща структура грунту, відмінності якої криються в зернистою грудкуватими. До складу такого грунту входять і тверді, досить великі частки, і дрібні пилоподібні компоненти. Землі на таких полях обробляти досить легко. Після спахування вони не злежуються і не утворюють щільних грудочок.

У суглинних грунтах знаходиться багато мінеральних речовин і поживних елементів, запас яких заповнюється завдяки активної життєдіяльності мікроорганізмів. Такі грунти мають високу повітропроникність і водопровідних. 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 грунтів

Для того щоб підтримувати запас поживних речовин на належному рівні, суглинні грунту необхідно періодично удобрювати компостом. Додаткові мінеральні та органічні добрива вносяться цілеспрямовано після попередньо проведеного аналізу стану ріллі.