Лекція № 4

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

У практиці землеробства добре відома особлива роль гумусового шару в формуванні врожаю. Картограми потужності цього шару дозволяють правильно вибрати глибину обробітків ґрунтів і шляхи їх окультурення.

На чорноземних ґрунтах оцінка коренеобжитого шару проходить з точки зору більш повного використання потужних гумусових шарів де шляхом підбору культур з глибокопроникаючими кореневими система для можливого використання запасів вологи і мінеральних елементів.

Найбільш несприятливо складаються умови в ґрунтах з близьким обмеженням розміщенням щільних порід, в яких розвиток кореневої системи неможливий (вапняки, мергель, граніти, глинисті сланці та третичні глини з високою щільністю.)

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

На ґрунтах з елювіально-ілювіального-диференційованим профілем головне завдання – перебороти значущість ілювіальних шарів. Чим більш 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 мінімалізації їх обробітку.

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

Органічна речовина ґрунту в більшій мірі визначає поживний режим ґрунту, 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 знижуються втрати елементів мінерального живлення добрив.

Органічна речовина в значній мірі 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 утворювання агрономічної цінної структури ґрунту, збільшення вологоємності. Відомий стимулюючий вплив гумусових речовин на ріст і розвиток рослини.

Гумусний стан ґрунтів характеризують вмістом гумусу в орному шарі, запасами в шарі 0-100 м, відношення C:N, тобто збагаченістю азотом, та відношенням вуглецю гумінових кислот до вуглецю фульвокислот, в відповідно о якого визначається тип гумусу(табл.4).

Показники гумусового стану ґрунтів Таблиця 4

Ознаки	Рівень показника	Межи значень
Вміст гумусу %	дуже високий	>10
	високий	6-10
	середній	4-6
	низький	2-4
	дуже низький	<2
Запаси гумусу в шарі 0-100см, т/га	дуже високий	>600
	високий	400-600
	середній	200-400
	низький	100-200
	дуже низький	<100
Збагаченість азотом, C:N	дуже високий	>5
	високий	5-8
	середній	8-11
	низький	11-14
	дуже низький	<14
Тип гумусу, Сг.к.: Сф.к.	гуматний	>2
	фульватно-гуматний	2-1
	гуматно-фульватний	1.0-0.5
	фульватний	<0.5

На різних етапах інтенсифікації землеробства зв'язок між вмістом гумусу в ґрунті і врожайністю рослин має різний характер. Традиційне уявлення про зв'язок гумусу з урожайністю склалося при відносно низькому рівні інтенсифікації землеробства, за умов помірного застосування добрив, коли ґрунтовий гумус залишався єдиним або основним джерелом тих або інших елементів мінерального живлення рослин.

В міру підвищення рівня інтенсифікації землеробства цей зв'язок помітно ускладнюється. За умов оптимального забезпечення вологою, мінеральними елементами живлення, сприятливому співвідношенні механічних елементів і глинистих мінералів зв'язок часто не проявляється або слабо виявлений. У посушливих умовах залежність продуктивності ґрунтів від їх гумусового стану появляється помітніше зв'язок з тим, що з підвищенням вмісту гумусу зростає вологоємність ґрунтів і відповідно збільшуються запаси продуктивної вологи, зменшується випарування так як покращується водний режим.

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 водостійкої структури. Про те ефект може бути протилежним при розвитку відновлюваних процесів внаслідок перезволоження , при насичені ґрунтового поглинального комплексу воднем, натрієм, при малих кількостях гумусу і високому вмісту монтморілонітових мінералів.

Мілкопилова фракція (0,005-0,001мм) близька до попередньої фракції за містом гумусу, складається з вторинних і первинних матеріалів, здатна до коагуляції і структуроутворення, але в значно меншій мірі ніж мулиста фракція. Надлишок негативного мілкого пилу сприяє ущільненню ґрунту, збільшення набухання і осідання, погіршенню водопроникності та утворенню тріщин.

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

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

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

Піщана фракція(1-0,05мм) 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 класифікацію 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 <0,01мм) по-різному впливає на властивості підзолистих, чорноземних, ґрунтів, для яких подані різні шкали. Згідно з ними, наприклад, при вмісту фізичної глини 55% підзолистий грунт відносять до легкосуглинних, чорноземні – до важкосуглинних.

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

За цією шкалою за основу взяті дев'ять основних різновидностей ґрунтів за гранулометричним складом – від рихлопіщаних до важкоглинистих з додатковим виділенням різновидностей нижчих рангів по одній переважній фракції: піщаній(1,0-0,05мм), крупнопилуватій (0,05-0,01мм), пилуватій (0,01-0,001мм) та муловатій (менше 0,001 мм).

Таблиця 5

Єдина класифікаційна шкала ґрунтів

за гранулометричним складом

Вміст часток <0,01мм,%	Основна назва різновидностей	Додаткова назва за переважаючою фракцією
0-5	Рихлопіщаний	Піщані та великопилуваті
5-10	Зв’язнопіщаний
10-20	Супіщаний
20-30	Легкосуглинний	Піщані великопилуваті,пилуваті
30-40	Середньосуглинний
40-50	Важкосуглинний
50-65	Легкоглинястий
65-80	Середньоглинястий
80-100	Важкоглинястий	Пилувати та мулуваті

Гранулометричний склад визначає багато сторін господарського використання ґрунтів. Від нього залежить водопроникність, вологоутримуюча і водопіднімальна здатність ґрунтів. Низька вологоємність піщаних та супіщаних ґрунтів – головна причина страждань рослин від нестачі вологи в посушливих умовах, що помітно слабкіше проявляється на важкосуглинних 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 грунти вважають теплими, важкі – холодними.

Гранулометричний склад в значній мірі 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 грунти характеризуються більш високою продуктивною здатністю і міцніше закріплюють утворені гумусові речовини. Тому важкі грунти завжди більше гумусовані в порівнянні з легкими. Наприклад, типові чорноземи важкосуглинні містять 7-9% гумусу, легкосуглинні – 4-5%, а супіщані – 2,5-3%.

Більш низька 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 по гранулометричному складу ґрунтів і врожайності зернових культур у зональному плані, М.О. Качинський розробив десятибальну систему оцінки основних типів і підтипів ґрунтів.

Найбільш високим бонітетом серед підзолистиг ґрунтів характеризуються легкосуглинні різновидності, досить близькі до них супіщані, перезволожених і холодних районах. Ці категорії більш теплі, краще прогріваються, більш водопроникні, достигають раніше, ніж глинисті і важкосуглинні , легше обробляються. З сірих лісових вищу оцінку одержують важкосуглинні ґрунти , з чороземів – глинисті різновидності, найбільш гумусовані і оструктурені, та з доброю агригатністю.

Таблиця 6

Примірне бонітування різних ґрунтів за гранулометричному складом для хлібних злаків (за м.О.Качинським

Ґрунти	Оцінка різних за гранулометричним складом ґрунтів, бали
	глинисті	важко-суглинні	серед-ньосуг-линні	легко-суглинні	супі-щані	піща-ні
Підзолисті	5	6	8	10	7	5
Дерново-підзолисті	6	7	10	8	6	4
Сірі лісові	8	10	9	7	6	4
Чорноземи типові	10	9	8	6	4	3
Чорноземи південні	9	10	8	7	5	3
Каштанові	7	9	10	8	6	3

Склад ґрунту і водопроникність. Склад, або будова ґрунту характеризується щільністю або щілинністю. Щільніст ґрунту, або об'ємна маса, в значній мірі визначає його водний і повітряний режим, біологічну активність, безпосеред-ньо впливає на розвиток кореневих систем рослин.

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

Щільність ґрунту є основним кількісним показником фізичного стану ґрунту.

Об'ємна маса орного шару переважно 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 ступіть аерації при польовій вологоємності не повинна бути нижчою за 15%. При меншому вмісті в ґрунті повітря умови росту більшості культурних рослин погіршуються. При ущільнені ґрунту погіршується його аерація, та підвищується частка недоступної вологи. При щільності 1,5-1,6 г/см ³ на частку доступної вологи припадає лише 5- 10 % об'єму ґрунту , при чому ця вода має місце тільки при високому вмісту вологи. Чим сухіший ґрунт, тим більше пригнічується рослини від підвищення щільності.

Нормальний газообмін ґрунту порушується при щільності понад 1,45 г/см³ внаслідок 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.

Несприятливо впливає на розвиток рослин і надто рихлий стан ґрунту.

Створювана системою обробітку щільність ґрунту, спочатку близька до оптимальної, в процесі вегетації змінюється до рівноважної. Величина цієї розбіжності 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 мінімалізації основного обробітку ґрунту.

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

Оцінка водопровідності ґрунту проводиться з урахуванням природних і виробничих умов. Меліоратори розділяють зрошувані землі за швидкістю поглинання води на три великі групу:

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

• середньої водопроникності, що поглинають за першу годину 50-150 мм води;

• слабкої водопроникності, що поглинають за першу годину менше як 50 мм води Таблиця 7