4.4.1. Оптимальні діапазони вмісту води і повітря.

Багаточисельними агрофізичними дослідами, всім досвідом розвитку наукового землеробства доведене, що для нормального росту і розвитку рослин у ґрунті повинні бути присутні повітря, вода і досягнута визначена температура. Якщо у ґрунті надлишок води (наприклад, в гідроморфних ґрунтах), рослини страждають від нестачі повітря. Лише деякі рослини (наприклад, рис) мають спеціальні пристосування для життя в умовах нестачі повітря. Для звичайних рослин потрібне повітря. Якщо в ґрунті надлишок повітря, то рослини страждають від нестачі вологи. Настає ґрунтова посуха. Відносно температури, то рослини також починають розвиватись і активно вегетують лише у тому випадку, якщо ґрунтова температура знаходиться у визначеному діапазоні.

Слід відмітити, що для порівняння ґрунтів за забезпеченістю водою не можна вказувати вологість просто у відсотках від абсолютно сухої маси або об’єму ґрунту. Оскільки ґрунт може бути піщаним, може бути глинистим, величини вологості у цих випадках будуть сильно відрізнятись. Тому і вказують вологість не в традиційних відсотках, а в долях від деяких ґрунтових фізичних констант, наприклад, в частках від найменшої вологоємності. Остання константа – дуже важлива фізична величина, відображає кількість вологи, яку здатний утримати ґрунт після повного насичення і вільного стікання гравітаційної вологи.

Ґрунтово-фізичні оптимуми у відношенні води і повітря в ґрунті, зумовлені ґрунтовою структурою:

• вміст повітря (в об’ємних відсотках) – > 10 %;

• вміст вологи – 55-95 % від шпаруватості ґрунту або 100-70 % від найменшої вологоємності.

Слід ще раз підкреслити, що вказані діапазони багато в чому залежать від рослин, що ростуть, від кліматичної зони і багатьох інших факторів окремо і у їх сукупному поєднанні. Наведені ці цифри у якості агрофізичних “реперів”, на які потрібно орієнтуватись для створення оптимальних умов проростання рослин.

4.5. Формування ґрунтової структури

4.5.1. Будова агрегату.

Повернемось знову до рис. 4.1. Унікальне ґрунтове утворення, яке надає ґрунту специфічну структуру і лежить в основі всіх ґрунтових функцій – ґрунтовий агрегат, – має просторову організацію, де головну роль “клеючих речовин” належить гумусовим речовинам, мулу і таким структуроутворюючим катіонам, як Са, Mg, АІ, Fe. Мінеральний каркас у більшості випадків представлений елементарними мінеральними ґрунтовими частками (частками кварцу, польових шпатів і ін.). Так і сформований ґрунтовий агрегат: первинні мінеральні частки з’єднані один з одним “клеюючими речовинами” різної природи. Цьому знаходиться підтвердження у величезній кількості мікроморфологічних спостережень, даних по гранулометричному аналізу, мінералогічному аналізу гранулометричних і мікроагрегатних фракцій. Наведену будову агрегату можна вважати незаперечним фундаментальним фактом ґрунтознавства.

Отже, одним із основних механізмів визнаний механізм “прикріплення”, “склеювання” окремих часток, мікроагрегатів, агрегатів за рахунок різного роду ґрунтових “клеїв”, перш за все тонких мулистих часток, які з’єднують на зразок цементу більш грубі елементарні ґрунтові частки, наприклад зерна кварцу. Для міцності такого роду “клею” необхідна наявність іону Са, у тому випадку з’єднання буде стійким. Іншим важливим ґрунтовим “клеєм” є ґрунтова органічна речовина, що добре видно на спрощеній схемі ґрунтового агрегату, наведеної на рис. 4.1, де представлені мікроагрегати, які складаються з ЕҐЧ, і макроагрегати, які складаються у свою чергу із мікроагрегатів, “склеєних” різними природними “клеями” у вигляді мулистих часток, органічної речовини. Позитивна роль мулистого і органічного “цементу” в структуроутворенні – також доведені факти.

Іншим фактором, який має різноманітні докази, є неоднорідність властивостей від поверхні до центру агрегату. Так, хімічні аналізи показують, що шпаровий розчин з окремих агрегатів містить меншу кількість Н⁺ і більше – іонів лужних і лужноземельних металів, ніж міжагрегатний шпаровий простір; іонами Н і АІ збагачена поверхня агрегату, а в центрі вища насиченість основами. Є і інші докази того, що всередині агрегату проходять інші процеси, ніж на його поверхні. З цими фактами пов’язані і різноманітні теорії, які обґрунтовують механізми структуроутворення.