Лекція 1

„ Наукові основи землеробства ”

План

1. Соціальні та природнокліматичні передумови розвитку сільського господарства Волині.

2. Вимоги рослин до умов вирощування.

3. Ґрунти, їх властивості і режими.

4. Гумус та родючість ґрунтів.

5. Класифікація ґрунтів.

1. Волинська область розташована на північному заході України. Центр області - місто Луцьк. З півночі на південь область розкинулась на 185 км, а зі сходу на захід - на 155 км. Крайніми населеними пунктами є: на сході - с. Липне Ківерцівського району, на заході - с. Перешпа Любомльського району, на півдні - с. Антонівка Горохівського району, на півночі - с. Мукошин Любешівського району.

Поверхня області - рівнина. Найвища її точка має висоту 292 м над рівнем моря (поблизу с. Брани Горохівського району); найнижча - 139 м (біля села Бучин Любешівського району, в долині р. Прип'ять).

Площа області 20,1 тис км², що становить 3,3% території України, а її населення 1062 тис. чоловік або 2% населення України. Утворена вона 4 грудня 1939 р.

У Волинській області нараховується 16 районів, 11 міст, з яких 4 обласного підпорядкування, 22 селища та 1050 сільських населених пунктів. Середня густота населення - 48 чоловік на км² (по Україні - 76).

Найстарішим містом є Володимир-Волинський, який згадується при описі подій 988 року. Наймолодшим - Нововолинськ (1950 р.). Найменшим містом є Берестечко, де проживає лише 2 тис. чоловік.

Найдовше життя на Волині прожила Богуміла Венедиктівна Оберман - 116 років 49 днів із с. Бучин Любешівського району (20.05.1787 - 1.06.1903 рр.). Станом на 1989 р. на Волині проживало 97 чоловік, яким виповнилось 100 і більше років.

Найбільше дітей на Волині - вісімнадцять - народила Софія Мусіївна Фень (с. Каргшлівка Ківецівського району). У неї 13 хлопчиків і 5 дівчаток.

Найбагатодітнішим селом на Волині є село Бірки Любешівського району. На початку 1994 року тут проживало 487 сімей з яких 31 - матір-герїня (10 і більше дітей).

На території Волинської області протікає 130 річок довжиною 10 і більше км. Загальна їх протяжність 3293 км. Найбільшою річкою є Прип’ять (748 км із площею басейну 121 тис. км²). Волинь багата на озера, яких нараховується 222 площею від 2 до 2420 км². Найбільше і найглибше озеро на Волині - Світязь. Довжина - 9,3 км, ширина до 8 км, площа - 24,2 км², максимальна глибина - 58,4 м.

Клімат Волинської області помірно-континентальний з м’якою зимою і теплим вологим літом. Найвища температура повітря 38,0 °С була 11.08.1946 року, найнижча- 39,0 °С в лютому 1929 року.

Флора Волині налічує близько 1300 видів, з яких 72 занесено до Червоної книги України. На території області зареєстровано 301 вид хребетних: 34 - риби, земноводних - 12, плазунів - 8, гніздових та зимуючих птахів - 183, ссавців - 64 види. З них 5 видів звірів, 10 видів птахів, 1 вид земноводних, 6 видів комах занесено до Червоної книги України.

У водоймах зустрічається 31 вид риб. Найбільша річкова риба ~ європейський сом, якого спіймали в озері Світязь вагою 75 кг і довжиною більше 2 метрів. Найбільшу щуку спіймали неводом в Люб’язівському малому озері - близько 18 кг.

Перший колгосп на Волині було організовано в с. Уховецьк Ковельського району на початку 1940 року.

Найвищий врожай картоплі 548 ц/га одержано в 1979 році (на площі 100 м²) на Любешівській сортовипробувальній станції. А на площі 315 га в КСП „Світанок” Рожищенського району - по 305 ц/га в 1987 році. Середня найвища її врожайність по області у 1989 році становила 156 ц/га (Швейцарія - 416 ц/га, Румунія - 264 ц/га, Фінляндія - 196 ц/га, Польща - 186 ц/га).

Найвищий врожай зернових одержано в 1989 році — 35,5 ц/га, цукрового буряка у 1989 році - 348 ц/га, льоно-волокна у 1985 році - 6,5 ц/га, овочів у 1970 - 159 ц/га. Найбільш урожайною культурою на торфовищах є морква. В агрофірмі „Ратнівська” її врожай становив 1200 ц/га.

Найвищі надої молока по області в громадському тваринництві були одержані в 1989 році - по 2908 кг на одну корову. Найвищий удій молока від корови - 9420 кг середньою жирністю 3,76 % - отримали від корови чорнорябої породи за другу лактацію в КСП „Вільна Україна” Іваничівського району у 1992 році. Для порівняння: світова рекордистка - 25247 кг, рекорд України - 14430 кг.

Найбільше поросят - двадцять чотири, народжено в 1987 році свинею жителя с. Залізниці Любешівського району. Усі вони вижили.

Із загальної земельної площі області 2014,4 тис. га сільськогосподарські угіддя становлять 993,3 тис. га (49,3%) з яких на ріллю припадає 623,4 тис. га або 62,8 % та 369,9 тис. га (37,2 %) зайнято під сінокосами і пасовищами. Основна частина орних земель належить приватним сільськогосподарським підприємствам - 620,2 тис. га або 99,4 відсотка.

Протягом усього періоду існування області посівні площі за усіма категоріями господарств змінювались, різною була і структура посіву сільськогосподарських культур та їх врожайність.

Аналіз результатів зміни структури посівних площ свідчить, що, починаючи із 60-х років вона, в основному стабілізувалась. Незначні зміни в зерновій групі обумовлені в основному весняним пересівом озимих культур ярими. В останні роки розширюються площі під картоплею і іншими сільськогосподарськими культурами у приватному секторі.

Врожайність сільськогосподарських культур в основному залежить від агротехніки їх вирощування. Максимальні їх показники припадають на 1985 - 1990 рр., коли запроваджувались інтенсивні технології вирощування, які базувались на ефективному використанні добрив та засобів захисту рослин. Прикладом є 1989 рік, коли було одержано максимальні збори сільськогосподарської продукції по всіх вирощуваних культурах.

2. Однією з головних галузей у вирощуванні продовольчих, технічних, кормових та інших культур є землеробство.

Основне завдання землеробства - раціональне використання землі, підтримання та систематичне відтворення родючості ґрунту, регулювання факторів розвитку рослин для одержання з одиниці площі найбільшої кількості продукції з належними якісними показниками при найменших затратах праці й коштів, не допускаючи при цьому порушення природного стану навколишнього середовища.

Під культурою землеробства розуміють комплекс агротехнічних і організаційних заходів, спрямованих на систематичне відтворення родючості ґрунтів і ріст врожайності сільськогосподарських культур. Ці заходи є нерозривними ланками єдиного технолої ічного процесу, і порушення будь-якої з них неминуче веде до зниження ефективності інших прийомів, непродуктивних витрат, зниження врожаю, порушення екологічного балансу в природі.

В науковому плані землеробство є наукою про раціональне використання землі на основі об'єктивно діючих економічних законів і закономірностей розвитку ґрунтів. Не випадково воно спирається як на наукові знання, так і на практичний досвід.

Теоретичну основу землеробства складає ґрунтознавство, включаючи геологію та кліматологію, або агрометеорологію.

Важливою комплексною складовою землеробства є рослинництво. Саме його завдання і полягає в забезпеченні суспільства продукцією шляхом перетворення кінетичної енергії сонячних променів у потенційну енергію органічної речовини зеленими рослинами. Одержання належного якісного врожаю культурних рослин можливе при постійному надходженні сонячної енергії, достатній кількості тепла, елементів живлення, води, _ вуглекислоти, кисню. Все це є факторами життя культурних рослин. Гармонійне поєднання факторів життя і факторів середовища, яке здійснюється завдяки ґрунтовим і погодно-кліматичним умовам, створює екологічну рівновагу. Чим повніше задовольняються потреби рослин в усіх факторах, тим інтенсивніше відбувається фотосинтез і, як наслідок, формується вищий урожай. Важливий вплив на ріст і розвиток рослин мають умови середовища, зокрема забур'яненість посівів, пошкодження рослин шкідниками та ураження хворобами, кислотності ґрунтового розчину.

Землеробство - це наука про управління умовами життя сільськогосподарських рослин і відтворення родючості ґрунтів. Основне його завдання полягає в тому, щоб шляхом застосування дії на ґрунт агротехнічних заходів якнайповніше задовольнити потреби культурних рослин земними факторами життя, забезпечуючи одержання продукції при якнайменших затратах праці та коштів, не порушуючи природного навколишнього середовища. Вирішенню цього завдання сприяє знання об'єктивних законів формування врожаю, що є теоретичною основою наукового землеробства.

Рослини для забезпечення своєї життєдіяльності протягом вегетаційного періоду вимагають необхідних факторів життя: світла, тепла, води, поживних речовин і повітря. Незалежно від потреби того чи іншого фактора не можна замінити воду елементами живлення, світло - достатньою кількістю тепла.

На підставі проведених досліджень сформульовано закон незамінності та рівнозначності факторів життя рослин. Він полягає в тому, що жоден з факторів життя не можна повністю виключити або замінити іншим. Всі вони фізіологічно рівнозначні, рівноцінні, незамінні і повинні знаходитись в оптимальному співвідношенні. Нестача будь-якого з них, як і його надлишок призводить до порушення нормального росту або загибелі рослин.

Величина врожаю значною мірою залежить від того фактора чи елемента, якого не вистачає. Якщо засвоюваного азоту в ґрунті вистачає для утворення 10 центнерів зерна з гектара, а фосфору, калію та інших поживних речовин є в наявності на ЗО і більше, то врожай однак буде в межах 10 центнерів, тобто його лімітує той елемент, який знаходиться в мінімумі. Саме в цьому і полягає суть закону мінімуму.

Рослина - живий організм, який у певній мірі може пристосуватись до умов вирощування. Вона може обійтись дещо меншою кількістю води або живлення, тобто використовувати їх для синтезу органічних речовин більш-менш економно. Нестача будь- якого фактора життя призводить до різкого зниження продуктивності. Ось чому хлібороб, знаючи, що в дійсності один фактор або елемент не може заміняти іншого, найбільше цікавиться оптимальними (найкращими) факторами поєднання росту й розвитку при яких рослина найбільш продуктивно їх використовує. Стосовно до елементів живлення, то це буде і кількість їх і їх концентрація. Це - закон оптимуму.

Надлишок будь-якого фактора життєдіяльності - вологи, поживних речовин, тепла, світла - може негативно впливати на розвиток рослин. В цьому випадку проявиться дія закону максимуму.

Спільна дія факторів життя, що знаходиться в оптимальних співвідношеннях, справляє значний позитивний вплив на врожай і родючість ґрунту, ніж роздільна. Для одержання належного врожаю сільськогосподарських культур потрібна наявність одночасно всіх факторів життя рослин в оптимальному співвідношенні. В цьому суть закону взаємодії факторів життя рослин.

Важливе місце в науковому землеробстві займає ще один закон - це закон плодозміни, який на практиці не рідко порушується. Отже закон плодозміни полягає в тому, що будь-який агротехнічний захід при беззмінній культурі менш ефективний, ніж при плодозміні, в сівозміні.

В різних природнокліматичних зонах, у кожній області чи районі нагромаджено значний досвід підтвердження переваг плодозміни (а ми називаємо сівозміни) перед монокультурою чи безсистемним висіванням культур на полі.

Безперечно, в землеробстві певну роль відіграють також інші закони: синтезу й руйнування органічних речовин, автотрофності зелених рослин, що виключає теорію фотосинтезу та ін.

3. Цінність землі в сільськогосподарському аспекті як об'єкта і знаряддя праці визначається якістю її поверхневого шару, який за потужністю часто не перевищує кількох сантиметрів. Цей шар (горизонт) і називається грунтом.

Ґрунт - це придатний для життя рослин верхній шар земної кори, що утворився під впливом природних факторів (клімат, рослинні і тваринні організми, рельєф місцевості, геологічний вік території) та діяльності людини на грунтоутворювальній материнській породі. Під материнською породою розуміють первинну гірську породу, яка під впливом різних геологічних процесів перетворюється на інші породи чи корисні копалини.

Ґрунт як природне тіло є логічним результатом спільної дії природних факторів ґрунтоутворення: рослинного і тваринного світу, клімату, ґрунтотворної породи, рельєфу місцевості та ґрунтового віку, виробничої діяльності людини в процесі ґрунтоутворення.

Таким чином, ґрунт не є мертвим тілом, а досить складною, рухомою, живою, полідисперсною системою, яка "живе" своїм особливим життям.

За тисячоліття своєї практики людство нагромадило багато спостережень про життя ґрунтів і спрямувало свою господарську діяльність згідно з пізнаними особливостями та закономірностями. Цих знань вистачало, поки земля оброблялась сохою з використанням живої сили орача та коня, проте з поступовим переходом до так званого інтенсивного землеробства виникла потреба в науці про ґрунти. Ця наука - генетичне грунтознавство - і була створена природодослідником, професором Петербурзького університету В.В. Докучаєвим.

Суть відкриття В.В. Докучаєва в тому, що він виділив від невизначеного, буденного (науково некоректного) уявлення про землю, уявлення про ґрунт як особливе природоісторичне тіло природи.

Сьогодні відомо й зрозуміло, що в основі ґрунтотворного процесу знаходиться кругообіг речовин, який починається з так званих механічного, фізичного та хімічного вивітрювання (руйнування) материнської породи і далі продовжується з безпосередньою участю біологічного фактора. Відбувається ж ґрунтотворний процес, насамперед, при взаємодії зелених рослин і мікроорганізмів. Робота рослинності на перших стадіях вивітрювання (що росте на камінні) проявляється в механічному руйнуванні мінералів, у використанні мінеральних елементів, утворенні вторинних мінералів, тому виникнути ґрунт міг лише після появи живих організмів на суші. Саме ж утворення його відбувається у глибокій і складній взаємодії між живими організмами та оточуючими їх умовами зовнішнього середовища, до яких, перш за все, слід віднести материнські (гірські) породи, атмосферу та надходження сонячної енергії на поверхню землі.

Тому "будівельниками" ґрунту вважаються живі організми: рослини, різноманітні земляні тварини й мікроорганізми, а "будівельним матеріалом" - материнські породи та гази оточуючого повітря. Енергетичною ж основою цього процесу є сонячна радіація. При такому постійному "будівництві" відбувається взаємообмін і перехід однієї форми матерії в іншу. Мертва мінеральна порода переходить в органічну живу, а остання, відмираючи і розкладаючись, знову переходить у мертву мінеральну.

Постійна взаємодія між мертвою і живою природою, а також їх перехід від однієї до іншої в поверхневому шарі земної кори становить суть ґрунтотворного процесу та розвитку основної специфічної властивості ґрунту - його родючості.

Під родючістю ґрунту розуміють його властивість задов-ольняти рослини протягом усього життя елементами живлення, водою, повітрям, іншими факторами, забезпечуючи зростання врожаю. Родючість ґрунту не постійна, вона може поліпшуватись, погіршуватись або навіть зовсім втрачатись.

В сучасній спеціальній літературі зміну природних власт-ивостей ґрунту з метою створення та постійного підтримання високого рівня родючості називають окультуренням грунту.

Як родючість, так і окультурення визначається багатьма показниками, які умовно ділять на: біологічні, агрофізичні та меліоративні.

До біологічних показників відносяться: вміст органічних речовин у ґрунті, їх якісний склад, біологічна активність ґрунту, чистота його від насіння та вегетативних органів розмноження бур'янів, шкідників і хвороб сільськогосподарських культур.

До агрохімічних показників належать дані про вміст у ґрунті поживних речовин, ємність вбирання, суму ввібраних основ, ступінь насичення основами, реакція ґрунтового розчину.

Серед агрофізичних властивостей ґрунту виділяють загальні та фізико-механічні (чи технологічні). До перших відносяться питома маса, будова ґрунту, пористість і об'ємна маса (щільність), а до фізико-механічних - зв'язність, пластичність, прилипання і стиглість. Важливою агрофізичною властивістю є його структура.

Питома маса - це відношення маси абсолютно сухого ґрунту до маси води при 4 °С у такому ж об'ємі, який займає сам ґрунт. Його величина залежить переважно від гранулометричного складу ґрунту і вмісту гумусу. З питомою масою пов'язані зусилля, які доводиться докладати для обробітку ґрунту.

Будова ґрунту характеризується співвідношенням між об'ємом твердої фази ґрунту і проміжками різних розмірів (пористістю). Цей показник тісно пов'язаний зі ступенем ущільнення і розпушення ґрунту. Залежить будова ґрунту і від гранулометричного складу, структури та його зложення (зложення - це взаємне розташування частинок ґрунту).

Пористість - досить важлива властивість ґрунту. В порах знаходяться та переміщаються вода та повітря. На поверхні частинок у порах відбувається мобілізація поживних речовин. У порах розташовується коріння, мікроорганізми, все живе, що є в ґрунті. Кращий водно-повітряний режим забезпечується при більших їх розмірах (некапілярних порах), які зумовлюють водопроникність, повітряємність і повітропроникність, і менших - не більше як 0,1мм (капілярних), від яких залежить вологоємність і капілярний рух вологи в ґрунті. Сумарна кількість проміжків (капілярних і некапілярних) становить загальну пористість ґрунту, яка виражається у відсотках до сумарного об'єму всіх проміжків (капілярних і некапілярних).

Найсприятливіші умови для росту рослин створюються при загальній пористості 50 - 60 % від усього об'єму ґрунту, некапілярній - 12,5 - 30,0 і капілярній - 30 - 37,5 % та співвідношенні між некапілярною та капілярною пористістю в межах від 1:1 до 1:3.

Пористість, як і будова ґрунту, залежить від структури та його зложення. В умовах виробництва його регулюють заходами обробітку (розпушенням або ущільненням).

Об'ємна маса (щільність) - це маса абсолютно сухого ґрунту в одному кубічному сантиметрі при непорушеній будові, тобто в такому стані, в якому ґрунт перебуває на полі. Цей показник залежить від будови ґрунту і питомої маси твердої фази. На щільність впливають гранулометричний склад і структура грунту. Ґрунт, який складається з макроагрегатів (більше 0,25 мм), рідко ущільнюється більше як на 1,1- 1,2 г/см³, тоді як ґрунт, що з мікроагрегатами (менше 0,25 мм), може мати об'ємну масу - 1,55-1,60 г/см³, тобто буває більш щільним.

Для нормального росту й розвитку рослин оптимальною щільністю вважається 1,0-1,3 г/см³. Значно гірше ростуть рослини при щільності 1,5-1,6 г/см³. Незадовільні умови створюються при більшій щільності, оптимальні - завдяки диференційованому обробітку.

Зв'язністю ґрунту називається його опір силам, що намагаються механічно роз'єднати його частини. Чим вона вища, тим вимагається більше зусиль при механічному обробітку ґрунту.

Пластичність - це здатність ґрунту змінювати форму, не розпадаючись на окремі частинки, що гальмує нормальний процес кришіння в період обробітку. Проявляється вона лише у вологому ґрунті і характерна для глинистих та суглинистих ґрунтів.

Липкість - це властивість вологого ґрунту прилипати до інших тіл. Від цього показника збільшується тяговий опір і погіршується якість обробітку. Липкість змінюється залежно від гранулометричного складу, структури та вологості. Більшим є воно на ґрунтах глинистих і безструктурних, меншим - на легких і структурних. Значно впливає на прилипання вологість. Сухий ґрунт до знарядь не прилипає. Зростає прилипання при вологості, яка наближається до польової вологоємності. Вологість, при якій припиняється прилипання, відома під назвою межі клейкості. Якщо ж вологість збільшується до межі текучості, обробіток ґрунту стає неможливим.

Під стиглістю ґрунту вважається такий стан його вологості, при якому потрібно найменше зусиль для його обробітку, він найменше прилипає до знарядь і найкраще кришиться.

Стан вологості, при якій ґрунт робиться стиглим, залежить від гранулометричного складу та вмісту в ньому ввібраних основ. Стиглість, що залежить від вологості ґрунту, відома під назвою фізичної. В такому стані ґрунт не мажеться і не прилипає до знарядь, не розпилюється і добре кришиться. Саме вона й зумовлює початок механічного обробітку ґрунту. З метою об’єктивного визначення фізичної стиглості ґрунту визначається його вологість. В практиці нерідко застосовується і візуальний метод, при якому ґрунт здавлюється в руці. Якщо при цьому вода не виступає, ґрунт кришиться в руці або розсипається, коли його кинути з висоти півтора метра, то це свідчить про фізичну стиглість ґрунту, і його можна обробляти.

Серед твердих часток ґрунту виділяються механічні елементи і структурні частинки. Перші - це відокремлені скибочки (скалки) породи і мінералів, а також аморфні сполуки в ґрунті, всі елементи яких перебувають у хімічному зв’язку. Вони утворюються як від подрібнення породи, так і при взаємодії окремих елементів твердої фази з ґрунтовим розчином.

Залежно від способу формування механічні елементи можуть бути мінеральні, органічні та органо-мінеральні. За розміром вони бувають від каменів до найдрібніших колоїдів.

Внаслідок дії різноманітних процесів з механічних елементів у ґрунті формуються структурні частинки, які представляють собою подальший етап у формуванні складових ґрунту. В залежності від розміру такі частинки поділяються на макроструктури і (діаметром більше 0,25 мм) та мікроструктури і (діаметром менше 0,25 мм). Як правило, мікроструктурні частинки складаються з первинних частинок, а макроструктурні - перевжно з мікрочастинок.

Ґрунт, що в своєму складі має мікро- і макрочастинки різного розміру, називають структурним, а самі частинки, утворені з механічних елементів, одержали назву структури. Під структурою ґрунтту розуміють такий стан, коли всі його частинки зв’язані в окремі комки (агрегати) різноманітної форми та величини. В теперішньому розумінні, залежно від розмірів, ці агрегати поділяють на макро- і мікроструктурні.

Агрономічно цінними вважаються частинки ґрунту з діаметром від 0,25 до 10 мм.

Водні властивості ґрунту.

Найголовнішими водними властивостями ґрунту є: водопроникність, вологоємність, капілярність і випаровувальна здатність.

Під водопроникністю ґрунту мають на увазі його властивість пропускати вологу, як правило, до низу. Це має виняткове значення, оскільки ґрунти з незначною водопроникністю незадовільно акумулюють опади, внаслідок чого значна їх кількість стікає по поверхні, втрачається волога, та посилюються небажані процеси ерозії.

У процесі водопроникності виділяється два етапи - вбирання води до моменту насичення і фільтрація. Момент переходу від вбирання до фільтрації вважається початком витікання води з шару ґрунту.

Водопроникність залежить від гранулометричного складу і структури ґрунту, кількості органічної речовини, характеру вбирних основ та здатності ґрунту до набухання. Насичені ґрунти двовалентними катіонами (кальцію, магнію) характеризуються більшою водопроникністю, ніж насичені одновалентними катіонами (натрієм). Підвищується водопроникність також під впливом багаторічних трав.

Вологоємність ґрунту - це його здатність затримувати вологу. Вона поділяється на повну, капілярну та найменшу, або польову.

Повна вологоємність визначається кількістю води, яку ґрунт спроможний містити в усіх проміжках (капілярних і некапілярних). Це буває тоді, коли рівень ґрунтової води сягає поверхні після сильних дощів, танення снігу та подивів високими нормами. Обчислюється дана вологоємність за загальною пористістю ґрунту.

Капілярна вологоємність - це найбільша кількість вологи, що може утримуватись ґрунтом вище водного дзеркала. Відповідає вона стану вологості ґрунту вище рівня ґрунтових вод.

Найменша, або польова вологоємність - це максимальна кількість води, яку ґрунт спроможний утримувати протягом тривалого часу без стікання в більш глибокі горизонти, де дія ґрунтових вод відсутня. На виробництві кількість вологи обчислюється в процентах не до абсолютного сухого ґрунту, а до найменшої, або польової вологості. Оптимальною вологістю для більшості культурних рослин є 65 - 85%, а частіше - 70 - 75%; для зернових - 65 - 75%; овочевих - 75 - 80%. Як правило, на легких ґрунтах ця величина буває дещо нижча, ніж на важких. У випадку, коли вологість менша від оптимального рівня, її доступність для рослин, а отже, і врожайність знижується.

Водопідйомна здатність, або капілярність ґрунту - це властивість його переміщувати вологу по капілярних проміжках. Пересування вологи проходить у тому напрямку, де вона витрачається. Найчастіше це відбувається переважно з глибших шарів до поверхневих, а також у бік розміщення насіння та коренів. Капілярність відіграє значну роль у забезпеченні коріння та насіння, що проростає, вологою. Величина ж її, як і вологоємкості, залежить від гранулометричного складу, вбирних основ і структури ґрунту.

Випаровувальна здатність ґрунту є переважно негативною властивістю, оскільки це спричинює значні втрати вологи. На випаровування з ґрунту (тобто фізичне випаровування) припадає близько 50% від сумарного випаровування (рослиною і ґрунтом). Ось чому застосування заходів, спрямованих на зменшення непродуктивних втрат вологи, є важливим шляхом забезпечення зростання врожайності особливо в посушливі роки.

Повітряний і тепловий режими ґрунту.

Важливою складовою частиною ґрунту є наявне в ньому повітря, яке необхідне для дихання коріння, мікроорганізмів, грибів, черв’яків та інших ґрунтових організмів. В ґрунтовому повітрі найбільш динамічними є кисень і вуглекислий газ, які відіграють важливу роль у житті ґрунту та організмів, що його заселяють.

Процеси обміну між ґрунтовим і атмосферним повітрям, що практично постійно відбуваються, називаються аерацією ґрунту.

Повітрообмін зумовлюється зміною температури, атмосферного тиску, опадами, переміщенням повітря, зміною рівня ґрунтових вод, а газообмін здійснюється внаслідок дифузії газів. Ефективність цих факторів повітро- та газообміну одночасно залежить від повітропроникності та повітроємкості.

Повітропроникністю вважається властивість ґрунту пропускати повітря, яке переміщається в порах, що не заповнені водою та не ізольовані одне від одної. Інтенсивніше відбувається рух повітря через більші за розміром некапілярні пори. Саме тому на структурних ґрунтах створюються кращі умови для проникності, оскільки тут, крім капілярних, є достатня кількість великих некапілярних пор.

Під повітроємкістю вважається об’єм ґрунтових пор, які заповнені повітрям при вологості ґрунту, що дорівнює найменшій його вологоємкості. Визначається вона в процентах до об’єму ґрунту і є динамічним показником якості грунту.

Сукупність всіх явищ надходження повітря в ґрунт, його переміщення в ньому, обмін газами між ґрунтом, атмосферою, твердою та рідкою фазами, використання і виділення газів живими істотами називається повітряним режимом грунту.

Всі фізіологічні процеси в рослинах проходять за певних теплових умов і залежно від відношення до тепла різні рослини мають свої особливості.

Основним джерелом тепла для ґрунту є енергія Сонця, кількість якої залежить від пори року, доби, географічного розташування, хмарності атмосфери, експозиції та крутизни схилу, рослинного покриву. Одночасно інтенсивність (ступінь) нагрівання та охолодження ґрунту залежить не лише від кількості сонячної радіації, що надходить до її поверхні, а й від теплових властивостей самого ґрунту. До них відносяться теплоємність та теплопровідність.

Теплоємність - це кількість тепла, необхідна для того, щоб нагріти 1 г (вагова) чи 1 см³ (об’ємна) тіла (грунту) на 1°С. Вона залежить від співвідношення в ньому твердої фази, води і повітря. Об’ємна теплопровідність води становить 1, а твердої фази грунту майже в два рази менша, ніж води. Саме тому сухий ґрунт прогрівається сильніше, вологий - навпаки, слабше.

Під теплопровідністю розуміють здатність ґрунту проводити тепло через теплову взаємодію частинок твердої, рідкої та газоподібної фаз, що стикаються між собою, а також внаслідок випаровування, перегонки і конденсації вологи в ґрунті. Залежить теплопровідність ґрунту від співвідношення в ньому твердої фази, води і повітря. Найкраще пропускає тепло тверда фаза, найменше - повітря. Проміжне становище займає вода, а тому щільні та вологі ґрунти мають більшу теплопровідність, ніж сухі та розпушені.

Сукупність явищ теплообміну в системі ґрунтовий шар - повітря - рослина - ґрунт - гірська порода в цілому характеризують тепловий режим ґрунту. Основним показником його є температура. На тепловий режим ґрунту мають певний вплив зміна рослинного покриву, обробіток ґрунту, використання експозиції рельєфу, мульчування, поливи, осушення. Крім впливу на зміну температури, ці заходи одночасно діють на інші властивості ґрунту, зокрема, на водний і повітряний режими.

4. Важливою складовою частиною самого ґрунту є органічна речовина. Вміст її в структурних горизонтах і ґрунтах різний. Найбільш високий вміст органічної речовини має верхній шар ґрунту (0 - 20 см), який у практиці часто називають орним горизонтом. У чорноземах значно більше органічної речовини, ніж в дерново- підзолистих ґрунтах. У міру поглиблення горизонту кількість органічної речовини зменшується.

Органічна речовина ґрунту представляє собою досить складний комплекс органічних сполук, які поділяються на дві групи:

1. негуміфіковані органічні речовини рослинного або тваринного походження;

2. органічні речовини специфічної природи - гумусові, або перегнійні.

До групи негуміфікованих органічних речовин входять переважно відмерлі, але ще не розкладені або напіврозкладені рослинні рештки, рештки тварин, які живуть у ґрунті (черви, комахи та ін.), тіла мікроорганізмів, інші різноманітні сполуки та їх похідні.

Всього на негуміфіковану частину припадає близько 10 - 15% загального запасу органічної речовини, яка є важливим джерелом поживних речовин для рослин, порівняно легко розкладаючись. Певна частина з них в процесі розкладання перетворюється у складні сполуки специфічної природи і є джерелом для утворення гумусових, або перегнійних речовин.

Гумусові речовини - це високомолекулярні азотоутримуючі сполуки специфічної природи. На їх частину припадає 85-90% загальної кількості утримуючої в ґрунті органічної речовини. Всі гумусові речовини діляться на групи, які між собою розрізняються за складом і властивостями: гумусові кислоти, фульвокислоти, гуміни.

Таким чином, гумус ґрунту це перетворена кінетична енергія сонячного променя. Винятково важлива його роль в поліпшенні фізико-механічних та ряду інших властивостей ґрунту. Він є головним показником родючості. Разом з тим родючість грунту не є постійною, вона може поліпшуватись, погіршуватись і втрачатись. Розглядаючи дане питання в загальному аспекті еволюції рослинних асоціацій без домінування процесів нагромадження гумусу над процесами його руйнування, стає очевидним, що без постійного відтворення природної родючості ґрунтів була б неможлива безперервність ґрунтоутворення та й самого життя на землі.

На практиці розрізняють родючість природну, штучну і ефективну.

Природна родючість - це та родючість, яка утворилась у процесі ґрунтоутворення під впливом різноманітної дії природи, її головних і другорядних факторів. Штучна - постійно залежить від діяльності людини (суспільства). Ефективна - це родючість, яка забезпечує певний економічний ефект (фактичний урожай, його якість, прибуток).

5. За своїм походженням, поширенням і властивостями ґрунти класифікуються. На сучасному етапі прийнята класифікація ґрунтів, яка враховує природні та побутові умови в процесі господарської діяльності людини, властивості ґрунтів, умови їх походження і побудована на науковій системі таксономічних одиниць.

Основною одиницею класифікації є тип ґрунту. До основних типів грунтів відносяться: дернові, дерново-підзолисті, болотно- підзолисті, болотні, сірі лісові, чорноземи, заплавні алювіально- дернові.

Грунтовий тип ділиться на підтип, рід, вид, різновид і розряд.

Підтип — група ґрунтів у межах типу, що відрізняються за ступенем виділення основного і одного похідного ґрунтотворного процесу.

Рід - група ґрунтів у межах підтипу, якісні відмінності яких обумовлені місцевими факторами: материнською породою, рельєфом, хімічним складом ґрунтових вод і т.п.

Вид - група ґрунтів у межах роду, що відрізняється за ступенем розвитку ґрунтотворного процесу.

Різновидність - характеризує різні групи ґрунтів у межах виду за їх гранулометричним складом (піщані, супіщані і т. д.).

Розряд - розподіл ґрунтів у межах різновидності за характером походження та петрографічного складу материнських порід (моренні, флювігляціональні, алювіальні і т. д.).

Важливим показником ґрунтів є вміст у ньому поживних речовин, гумусу, реакція ґрунтового розчину та склад ґрунтового вбирного комплексу.

Найбільше гумусу утримують чорноземи, переважно - 4 - 6, а дерново-підзолисті в межах 1 - 2,5%.

За реакцією ґрунтового розчину ґрунти бувають кислі, нейтральні та лужні. Перші в складі вбирного комплексу мають значну кількість іонів водню та алюмінію, лужні - іони натрію, розчинні - соду, хлориди і сульфати натрію. Як кислі (переважно дерново- підзолисті, деякі болотні та інші), так і лужні ґрунти (солончаки, солонці, солоді) не є кращими для вирощування переважної більшості сільськогосподарських культур. Для створення оптимальних умов росту й розвитку рослин їх нейтралізують шляхом вапнування ґрунтів.

Кращими за переважною більшістю ознак, у тому числі й щодо кислотності, є чорноземи та сірі лісові, в яких реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної.

Крім того ґрунтовий вбирний комплекс містить азот, фосфор, калій, кальцій, залізо, сірку та ряд інших макро- і мікроелементів, які у взаємодії з іншими факторами забезпечують певні, в кожному окремому випадку, умови життя рослин.

Волинська область розташована у двох природнокліматичних зонах - Західний Лісостеп і Волинське Полісся. Неоднорідність природних умов, різноманітність ґрунтоутворюючих порід, рельєфу місцевості, умов зволоження сприяли утворенню складного ґрунтового покриву, поширення якого підпорядковане широтній зональності.

У більшості районів ґрунтовий покрив утворює складні комплекси і мозаїки, характеризується дрібноконтурністю, високим ступенем диференціації площ ґрунтових різновидів, значною контрастністю ґрунтів.

Для поліської зони основними факторами ґрунтоутворення є: наявність кислих безкарбонатних порід, рівнинний і слабкохвилястий характер місцевості, вологий клімат. В результаті взаємодії цих чинників, у поліській зоні основними є підзолистий, дерновий і болотний процеси ґрунтоутворення. В результаті їх взаємодії на підвищених елементах рельєфу утворились дерново-підзолисті, опідзолені та чорноземні ґрунти. На відносно понижених елементах рельєфу підзолиста стадія змінюється дерновою і тому тут найбільш поширені дернові й лучні ґрунти, найчастіше - біля підніжжя схилів, на річкових заплавах, у широких пониженнях і долинах стоку, характерних для поліської зони. При близькому заляганні ґрунтових вод дернова стадія змінюється болотною. Тому для північної частини області характерна наявність великих площ заболочених ґрунтів - як мінеральних, так і торфових.

З переміщенням на південь змінюються фактори ґрунтоутворення. Для цієї зони області характерні розчленованість території в умовах більш високого підняття місцевості над рівнем моря і пониження базису ерозії. З ґрунтоутворюючих порід тут переважають карбонатні леси і лесоподібні суглинки. Основними типами ґрунтів, що утворилися в результаті взаємодії різних факторів ґрунтоутворення, є дерново-підзолисті, опідзолені, чорноземні, дернові та болотні.

Дерново-підзолисті ґрунти найбільш поширені на території області займаючи близько 31,4% від загальної площі. Утворились вони в результаті поєднання підзолистого і дернового процесів ґрунтоутворення. Використовуються вони переважно під озиме жито, картоплю, люпин, з технічних культур - льон.

Особливостями всіх видів дерново-підзолистих ґрунтів є: поділ їх по профілю на горизонти вимивання колоїдів та окислів, підвищена кислотність, низька насиченість вбирного комплексу основами, незначна буферність та низька біологічна активність. За ступенем опідзолення їх поділяють на слабо-, середньо- та сильнопідзолисті; за гранулометричним складом на піщані, зв’язанопіщані, супіщані та суглинкові; за оглеєністю - на неоглеєні, глеюваті, глейові та сильноглейові.

Опідзолені ґрунти поширені у лісостеповій зоні — ясно-сірі, темно-сірі, чорноземні опідзолені. Вони поділяються на дві виразно відмінні генетичні групи: сірі опідзолені, темно-сірі опідзолені ґрунти та опідзолені чорноземи.

Ґрунти першої групи утворилися під широколистяними або мішаними лісами за участю трав’яної рослинності. Вони слабкогумусовані, ненасичені кальцієм, як правило, слабкокислі, мають чітку диференціацію ґрунтового профілю.

Формування опідзолених чорноземів відбувалося під дією як чорноземного процесу ґрунтоутворення так і наступного за ним - підзолистого, який розвивається під впливом лісу. Тому вони поєднують у собі ознаки чорноземів (значну гумусованість, наявність кротовин), так і ознаки підзолистих ґрунтів (вилугованість карбонатів, підвищену кислотність, порушення та переміщення колоїдів у нижні шари ґрунтового профілю).

Лучні грунти поширені переважно у поліській частині області на знижених елементах рельєфу - заплавах річок, на глибоких широких зниженнях серед вододілів, на периферії боліт. Утворилися в умовах близького залягання підгрунтових вод, під трав’яною рослинністю. Як правило, ці ґрунти майже завжди оглеєні і за ступенем оглеєності поділяються на глеюваті і глейові. У лучних ґрунтів гумусовий горизонт разом з перехідним сягає 50 см і більше.

Дернові ґрунти поширені, в основному в поліській частині області і займають загальну площу 275 тис. га з яких 62 тис. - орні, решта ліс та ділянки, непридатні для використання у сільськогосподарському господарстві. Сформовані переважно на воднольодовикових і алювіальних відкладах та елювії щільних карбонатних порід. Усі дернові ґрунти умовно поділяють на III Групи: - дернові глейові карбонатні супіщані і легкосуглинкові; - дернові неглибокі піщані й глинисто-піщані та їх оглеєні відміни; - дернові глейові супіщані і легко суглинкові.

Лучно-болотні ґрунти поширені у поліській частині області як окремими невеликими масивами, так і в комплексі з іншими. За будовою ґрунтового профілю подібні до лучних, добре гумусовані, у верхньому гумосованому горизонті містять велику кількість нерозкладених рослинних решток. Перехідний горизонт вологий, в’язкий, сизуватий, з іржавими і вохристими плямами та залізо - марганцевими конкреціями. Елементи живлення знаходяться, в основному, в закисних формах, які бувають шкідливі для рослин. Дані ґрунти у більшості випадків мають легкосуглинковий та супіщаний гранулометричний склад, містять значну кількість органіки, є надмірно зволоженими, мають погану аерацію і несприятливий тепловий і водний режими. Навесні і восени часто затоплюються водою, внаслідок чого їх мікробіологічна активність низька. Використовуються переважно як кормові угіддя. З 59,0 тис. га лише 2,9 тис. - одні землі.

Болотні грунти - це ґрунти надмірного зволоження, що сформувались у знижених елементах рельєфу в анаеробних умовах. Поширені переважно в поліській зоні - у заплавах річок Прип’ять, Стохід, Турія, а також у замкнутих западинах різної величини. Вони сформувались внаслідок розвитку процесів заболочування (оглеєння) або шляхом поступового заростання водоймищ з повільною течією. При заболочувані у верхніх горизонтах під впливом надмірної вологи та анаеробних умов поступово нагромаджуються мертві нерозкладені органічні речовини та створюється торфовий шар. Залежно від його товщини вони поділяються на: болотні (мулуватно-болотні); торфувато-болотні; торфовища низинні. Залягають болотні ґрунти на воднольодовикових відкладах піщаного, супіщаного і легкосуглинкового гранулометричного складу.

Антропогенні мінеральні ґрунти утворились після спрацювання торфовищ, характеризується різноманітністю властивостей, вмістом органічної речовини і родючістю. До цієї групи ввійшли ґрунти з вмістом органічної речовини від 2-3% до 30-50.

Основними ґрунтотворними процесами у ґрунтах, що утворились після спрацювання торфовищ, є розклад, гуміфікація, зменшення вмісту органічної речовини, елювіальні процеси, опідзолення.

В лісостеповій частині області найбільш розповсюдженими є сірі, темносірі опідзолені ґрунти і чорноземи опідзолені, в основному легкосуглинкового механічного складу. Ця територія є найбільш розораною (80%), де ведеться найбільш інтенсивне сільськогосподарське виробництво з основною спеціалізацією - вирощуванням озимої пшениці, ячменю та цукрових буряків.

Ґрунти області, у відповідності з економічною оцінкою земель (1980 р.) по 100-бальній замкнутій шкалі, мають загальну оцінку орних земель 50 балів, по вирощуванню зернових - 52, картоплі - 48 балів.

Заболочені й перезволожені землі, а також болота займають 845 тис. га (41,2%). В області діє 176 осушувальних систем. Найбільші з них Прип’ятська, Оконська, Турська, Стохідська та інші. їх експлуатація на сьогодні потребує перегляду існуючих і розробки нових підходів із врахуванням ситуації на кожній з них.

В межах Волині більше 124 тис. га складають ерозійно небезпечні ґрунти з яких 92% - орні землі. Вони потребують особливих підходів, одним і найбільш перспективним з них - вивід їх з сільськогосподарського обороту. На площах з ухилом 7% найбільш раціонально провести агролісомеліоративні роботи, а при ухилі 5 - 7% - залучнення багаторічними травами.