Грунт та його родючість

Реферат

На тему: “Грунт та його родючість”

Зміст

1. Виникнення і розвиток грунту

2. Родючість грунту

3. Склад грунту

4. Органічні речовини грунту

5. Вбирна здатність грунту

6. Морфологія грунту

7. Хімічні властивості грунту

8. Фізичні властивості грунту

9. Водні властивості грунту

10. Вологість грунту

11. Водний режим грунту

1. Виникнення і розвиток грунту

Поверхневий шар земної кори (1,5 – 2,5 м завглибшки), в якому розвивається коріння рослин, називається грунтом. Він утворюється з материнських гірських порід внаслідок двох процесів, які відбуваються разом і одночасно, – вивітрювання і грунтоутворення. Перебіг процесу утворення грунту, з кори вивітрювання зумовлюється дією живих організмів, головним чином вищих рослин і мікроорганізмів. Коріння рослин проникає у материнську породу на значну глибину, охоплює великий об’єм її і добуває елементи зольного живлення рослин (фосфор, сірку, кальцій, калій та ін.), а також азот. Використовуючи вуглекислоту повітря, воду, зольні елементи, азот і енергію сонця, рослини синтезують органічну речовину. Післяжнивні і кореневі рештки рослин є джерелом живлення і енергії для мікроорганізмів, які живуть у грунті. У процесі життєдіяльності мікроорганізмів органічні рештки частково перетворюються на гумус і нагромаджуються у верхніх шарах грунту, частково мінералізуються, вивільняючи елементи азотного і зольного живлення рослин. Так, між рослинами і гірськими материнськими породами, що перетворюються на грунт, виникає кругообіг зольних елементів і азоту, наслідком цього є поступове нагромадження (біологічна акумуляція) елементів мінерального й азотного живлення рослин – одного з основних факторів родючості грунту.

2. Родючість грунту

Для сільськогосподарського виробництва найціннішою властивістю грунту є його родючість, тобто здатність безперервно забезпечувати культурні, рослини водою і поживними речовинами. Слід розрізняти природну і штучну родючість грунту. Природна родючість залежить від клімату, хімічних, фізичних і біологічних властивостей грунту і вмісту в ньому елементів мінерального і водного живлення рослин. Штучна родючість створюється в результаті агротехнічних і меліоративних заходів, пов’язаних із системою обробітку, сівозміною, внесенням добрив, осушенням, вапнуванням кислих грунтів, зрошенням, гіпсуванням солонців тощо.

Зміну в результаті господарської діяльності людини природних властивостей грунту з метою створення і підтримання на високому рівні його родючості називають процесом окультурювання грунтів.

Розрізняючи природну і штучну родючість щодо походження, практично неможливо відділити одне від другого, оскільки вони нерозривно взаємопов’язані. Тому в сільськогосподарському виробництві на окультурених грунтах природна і штучна родючість стає реальною, ефективною родючістю, основним показником якої є величина врожаю культивованих рослин.

Сучасний стан сільськогосподарської науки і техніки дає змогу активно впливати на родючість грунту і різко підвищувати її. Наприклад, буроземи і сіроземи пустинь, відносно багаті на поживні елементи, малородючі у природному стані через нестачу води. Застосовуючи зрошення, правильний обробіток і хімічні засоби боротьби з бур’янами, шкідниками і хворобами, добираючи культури та їхні сорти, на цих грунтах можна виростити високі врожаї.

3. Склад грунту

Грунти складаються з різних за величиною часток – від крупних уламків гірських порід (каменів) до найдрібніших часточок мулу, видимих при збільшенні у 1000 разів. Часточки мулу, що містять елементи мінерального живлення рослин, – найактивніша частина. Від кількості мулу в грунті залежать такі його якості, як зв’язність, водопроникність, вологоємність, структуроутворення і здатність до набухання. Часточки грунту діаметром понад 0,01 мм називають фізичним піском, а діаметром до 0,01 мм – фізичною глиною.

Від механічного складу грунту залежать багато його фізичних властивостей і родючість. Так, легкі піщані й супіщані грунти, що містять від 10 до 30% фізичної глини, бідні на азот та інші елементи зольного живлення рослин, швидко виснажуються і потребують частого внесення добрив. Звичайно вони безструктурні, маловологоємні, дуже водопроникні, мають сприятливі для рослин тепловий і повітряний режими. Навпаки, важкі глинясті грунти, що містять понад 50% глини, багаті на елементи мінерального живлення рослин, мають високу вологоємність і малу водопроникність, слабку аерацію і менш сприятливі теплові й повітряні властивості, дуже важкі для обробітку. При зрошенні вони набухають дуже ущільнюються і утворюють на поверхні малопроникну для повітря кірку; висихаючи, глибоко тріскаються, що розриває коріння сільськогосподарських рослин.

Суглинкові грунти, що містять 30-50% глинястих часточок, найкращі. Вони достатньо вологоємні й водопроникні, легко оструктурюються, краще аеруються, досить багаті на поживні речовини.

4. Органічні речовини грунту

Відмерлі частини рослин, рештки червів, комах і дрібних тварин розкладаються і нагромаджуються в грунті як перегній. Перегній: зменшує середню щільність грунту, підвищує вологоємність і є основним джерелом мінерального живлення рослин. Розклад органічної речовини і перетворення рослинних решток у мінеральні сполуки, доступні для рослин, відбуваються за участю грунтових мікробів, червів і комах. Однак ці процеси відбуваються тільки за умов достатньої вологості грунту: повітряно-сухі рослинні рештки майже не розкладаються.

Кількість перегною в грунті постійно змінюється залежно від системи обробітку грунту, культури. рослин {мікроорганізмів, які живуть у грунті. В умовах передової агротехніки і правильних сівозмін перегній може нагромаджуватись в грунті.

5. Вбирна здатність грунту.

Здатність грунту затримувати або вбирати різні речовини, що стикаються з її часточками, називають вбирною здатністю. Грунт здатний вбирати гази, різні солі з грунтового розчину, а також найдрібніші часточки мінерального або органічного складу і живі мікроорганізми.

Головні елементи живлення рослин – азот, фосфор, калій – енергійно вбираються й утримуються часточками грунту. Вбирну здатність мають всі часточки грунту, та найбільша вона в часточок діаметром до 0,001 мм (мул, глина, перегній).

6. Морфологія грунту

Агрономічну оцінку грунту безпосередньо на полі можна давати на підставі зовнішніх, або морфологічних, ознак. До морфологічних ознак грунту належать: будова профілю, забарвлення грунтових горизонтів, структурність, включення і новоутворення, складення. Всі ці ознаки можна вивчити на грунтовому розрізі, що дає змогу побачити всю товщу грунту аж до материнської породи.

Внаслідок грунтотворного процесу створюється типовий для кожної грунтово-кліматичної зони профіль грунту. Профіль грунту складається з окремих горизонтів, що мають видиму межу. Кожен тип грунту (наприклад, чорноземи, каштанові грунти, сіроземи) має притаманні лише йому характерні горизонти, що відрізняються потужністю, забарвленням, структурою, щільністю та іншими ознаками.

При описі грунтового розрізу горизонти грунту позначають буквами. На вертикальному розрізі виділяють такі горизонти:

А – верхній, перегнійний, в якому переважно нагромаджуються перегній, азот і елементи зольного живлення рослин; найтемніше забарвлений структурний горизонт масового поширення коріння рослин;

В-горизонт нагромадження (вмивання) окислів заліза, алюмінію, перегною, карбонатів і сульфатів;

С – материнська порода, дещо змінена грунтотіорним процесом.

Найяскравішою морфологічною, ознакою грунту є її забарвлення, яке залежить від вмісту перегною, сполук заліза, марганцю та інших, елементів, від зволоження грунту. Перегній (при вмісті понад 5%) забарвлює грунт у темні, майже чорні тони (чорнозем). Каштанові грунти, що містять менше перегною (3-5%), мають коричневий відтінок через наявність червонуватих окислів заліза.

Важливою морфологічною ознакою грунту є його структурність, або здатність розпадатися на грудочки різної форми й величини. Самі грудочки називають структурними агрегатами.

Нижче наведено характеристику структурних агрегатів по групах залежно від форми структурних окремостей.

Брилувата:

Крупнобрилувата…………понад 200 мм

Дрібнобрилувата………. 200-100 мм

Грудкувата:

Крупногрудкувата…………. 1,00 – 50 мм

Дрібногрудкувата………….50-100 мм

Горіхувата:

Крупногоріхувата…………10- 7 мм

Дрібногоріхувата…………. 7-5 мм

Зерниста………………………………………..5- 1 мм

Порошиста……………………………………….1-0,25 мм

Пилувата………………………………………… менш ніж 0,25 мм

Брилувата структура спостерігається тільки під час оранки висушеного або перезволоженого грунту, а також в разі розтріскування солонців і сильно солонцюватих грунтів. Грудкувату й дрібногрудкувату структури мають практично всі орні грунти. Горіхувата і зерниста структури характерні для чорноземів і каштанових грунтів. Порошиста і пилувата структури утворюються внаслідок сильного розпилення грунтових агрегатів знаряддями для обробітку грунту, особливо на староорних грунтах.

Агрономічно найцінніша горіхувато-зерниста структура. В орному шарі її може бути створено правильним обробітком грунту, внесенням органічних (гній, компости) І мінеральних (вапно, гіпс, кальцієва селітра, суперфосфат) добрив, а також вирощуванням сільськогосподарських культур, які дають високий урожай і залишають після себе багато органічної речовини у вигляді коріння і післяжнивних решток.

Структура і механічний склад грунту визначають його складення – щільність і пористість. За характером складення розрізняють грунти злиті (дуже щільні), щільні, ущільнені, пухкі й розсипчасті. Піщані грунти пухкі. Навпаки, глинясті частіше бувають щільними, особливо староорні, безструктурні.

Під впливом зрошення в грунті створюються кращі, умови для розвитку кореневої системи рослин і діяльності червів, що поліпшує її структуру і складення.

7. Хімічні властивості грунту

Вони зумовлені наявністю в грунті мінеральних і органічних речовин, води ї різноманітними хімічними перетвореннями, що відбуваються під впливом зміни вмісту вологи і коливань температури.

Вода у грунті містить розчинені солі й кислоти і називається грунтовим розчином. Він утворюється протягом тривалого часу внаслідок руху води, що входить у грунт. У грунтовому розчині містяться мінеральні, органічні й органо-мінеральні речовини. Склад і концентрація його змінюються залежно від сезону. В сухі періоди концентрація грунтового розчину збільшується, у вологі – зменшується. Внесення мінеральних і органічних добрив також змінює його склад і концентрацію.

Грунтовий розчин – дуже важлива частина грунту, оскільки рослини і мікроорганізми беруть з нього воду й елементи мінерального живлення. Замість спожитих рослинами і мікроорганізмами речовин у грунтовий розчин з твердих агрегатів надходять нові речовини.

8. Фізичні властивості грунту

До основних фізичних властивостей грунту належать середня щільність, щільність і шпаруватість.

Маса одиниці об’єму абсолютно сухого грунту у природному складенні називається середньою щільністю. Її визначають зважуванням зразка висушеного грунту, взятого без порушення складення у певному об’ємі (50 або 100 см3 ). Маса залежить від маси всіх часток, які складають грунт, і його структурності. У зв’язку з незначною щільністю перегною середня щільність грунту значною мірою залежить від його вмісту. Звичайно він коливається від 0,9 для орного шару багатих на перегній чорноземів до 1,85 – для кварцових пісків.

Щільність грунту визначають величиною відношення маси тіла до його об’єму. Щільність піщаних грунтів дорівнює 2,4-2,5, суглинкових – 2,5-2,6 і глинястих – 2,6-2,7 г/см3 .

Сумарний об’єм пор в одиниці об’єму грунту у непорушеному природному складенні прийнято називати шпаруватістю, або порозністю. Розмір і форма пор у грунті дуже різноманітні й непостійні. Піщані круглі часточки утворюють крупніші, але нечисленні пори. Часточки глини, подібно до лусочок, утворюють численні мікропори різної форми і різних розмірів.

Шпаруватість грунту тим вища, чим більше в ньому часточок глини; з деяким заокругленням вона становить для галькового грунту 39%, середньо піщаних грунтів 39, супісків 45, суглинків 46-50 і глинястих грунтів 52 – 60%. Після обробітку грунту і зволоження його дощами або поливанням шпаруватість грунту змінюється. А після оранки, глибокого розпушування, замерзання і при підсиханні грунту об’єм пор у ньому збільшується, а після ущільнення котками, дощу й поливання зменшується. Шпаруватістю визначаються вологоємність, фільтрація, водопідйомна здатність та аерація грунту. Тому вона значною мірою впливає на водний, повітряний, тепловий і живильний режими грунту.

9. Водні властивості грунту

Вода перебуває в грунті у різних формах: газоподібній, хімічно зв’язаній, кристалізаційній, гігроскопічній, плівковій, капілярній, гравітаційній, твердій.

Газоподібна, або пароподібна, вода насичує грунтове повітря, що заповнює вільні пори.

Хімічно зв’язана вода входить до складу мінералів та інших речовин грунту. Вона не випаровується при температурі 100° С і не бере участі у фізичних процесах.

Як і будь-яке пористе тіло, грунт вбирає водяну пару і міцно утримує її молекули на поверхні своїх часточок. Волога, що утримується поверхнею грунтових часточок, називається гігроскопічною водою. При насиченні грунтового повітря водяною парою до 100% грунт містить максимальну кількість гігроскопічної вологи (максимальна гігроскопічність). Волога утримується часточками грунту силою понад 5 МПа. Вона може рухатись від одних часточок до інших тільки в пароподібному стані.

Плівкова вода утримується молекулярними силами грунтових часточок. Вона рухається в грунті від часточок з товстою плівкою води до часточок з тонкою плівкою і від теплих шарів грунту до холодніших. Плівкова вода у грунті утримується силою понад 2,5 МПа, що перевищує сисну силу рослин. Всі перелічені вище форми води у грунті рослинам недоступні.

Вода, що міститься в грунті понад фізично зв’язану, називається вільною і засвоюється рослинами. Капілярна вода заповнює тонкі пори грунту і здатна рухатись по них в усіх напрямках. З нижніх шарів грунту вона піднімається тим вище, чим тонші капіляри. У пухких пісках капілярне підняття вільної води становить 50 – 70 см, у глинястому грунті – до 300 см і більше.

При заповненні водою всіх капілярних пор грунту під час танення снігу, дощу або поливання наступні порції води надходять у великі пори і рухаються вниз під дією сили ваги. Ця вода відома під назвою гравітаційної. Просочуючись крізь грунт і збираючись у водоносному горизонті, гравітаційна вода утворює грунтову воду.

У твердому вигляді (лід) вода у грунті утворюється в холодну пору року.

10. Вологість грунту

Вміст води у грунті, виражений у процентах від маси сухого грунту, називають масовою вологістю грунту. Вона змінюється за сезонами року залежно від кількості опадів, поливів, випаровування і витрачання вологи рослинами.

Як нестача вологи у грунті, так і надлишок її негативно позначаються на розвитку рослин. Для того щоб мати високі врожаї, комплексом агротехнічних і меліоративних заходів створюють якнайсприятливіший для рослин режим вологості грунту.

Здатність грунту вміщувати й утримувати в собі за певних умов певну кількість води називають вологоємністю. Розрізняють повну найменшу і капілярну вологоємність.

При повній вологоємності вода у грунті заповнює всі пори. У польових умовах таке зволоження грунту можливе при наявності шару води на її поверхні: на лиманах і рисових чеках, у перші години після поливу напуском по смугах і затопленням чеків, у западинах після танення снігу і великих дощів.

Найменшою вологоємністю називається кількість води, яка утримується в капілярних і частково некапілярних порах грунту після рясного зволоження без просочування в нижні шари. При найменшій вологоємності вода утримується в капілярних порах, а в більших порах частково ущільнюється повітрям при зволоженні з поверхні грунту. Саме це й відрізняє найменшу вологоємність від капілярної. _

Під капілярною вологоємністю розуміють кількість води, що утримується грунтом тільки в капілярних порах. Кількісно капілярна вологоємність дещо нижча за найменшу.

11. Водний режим грунту

Надходження води в грунт, її витрачання з грунту і вміст протягом вегетаційного періоду характеризують водний режим грунту. Щоб скласти уявлення. про те, наскільки забезпечені культурні рослини природною вологою у тій або іншій місцевості, важливо знати не тільки кількість опадів, а. й випаровування води з грунту. Випаровування вологи значною мірою залежить від температури повітря і типу грунту.

Велика територія нашої країни включає різноманітні зони зволоження з типовими – водними режимами грунту. За коефіцієнтом зволоження розрізняють два основні типи водного-режиму – промивний і непромивний.

Для лісової зони, характерний промивний тип водного режиму грунту з коефіцієнтом зволоження 2-2,5. Внаслідок того, що опади перевищують випаровування, грунти тут щороку промокають до горизонту грунтових вод. Надлишкове зволоження спричинює періодично заболочення грунту, а для підвищення родючості потрібні осушні заходи.

Непромивний тип водного режиму грунту характерний для лісостепової, степової і пустинної зон. У лісостеповій зоні кількість опадів за рік змінюється від 600 мм у західній частині до 450-500 мм у Заволжі. Опади випадають нерівномірно, а для деяких років характерна посушлива погода. Для підвищення родючості грунту в цій зоні застосовують зрошення в посушливі періоди.

У степовій зоні річна кількість опадів становить від 500 до 300 мм. Коефіцієнт зволоження завжди менший за 1. Опади промочують грунт не глибше ніж на 3- 4 м, а грунтові води залягають глибоко (12-15 м і більше). У цій зоні крім заходів нагромадження і збереження вологи для підвищення родючості грунту велике значений має зрошення.

У зоні сухих степів з кількістю опадів від 350 до 200 мм випаровування (випаровуваність) значно перевищує кількість опадів і зрошення набуває ще більшого значення.

З кліматичними і рослинними зонами тісно пов’язані й типи грунтоутворення. Грунти степового типу формуються під трав’янистою степовою рослинністю в умовах недостатнього зволоження.

В умовах оптимального водного режиму лучних степів формуються північні, типові, тучні і південні чорноземи.

Урожай сільськогосподарських культур на чорноземах безпосередньо залежить від вмісту доступної для рослин вологи. Зрошення чорноземів дає значно більший ефект, ніж зрошення інших грунтів. Безпосередньо до південних чорноземів прилягають каштанові грунти. Кількість перегною в них зменшується до 2-4%. До каштанових грунтів на півдні прилягають бурі напівпустинні грунти. У зоні каштанових і бурих грунтів передбачається широке застосування зрошувальних і обводнювальних заходів

У зоні пустинних степів переважає сіроземний тип грунтоутворення. Для сіроземів, а також лесів і лесоподібних суглинків, що утворюють їх, характерне високе капілярне підняття грунтових вод. В разі значного засолення грунтових вод сіроземи здатні швидко засолюватися при піднятті вод. Під впливом зрошення сіроземи промиваються від водорозчинних солей на глибину 1-2 м і утворюють так званий іригаційний сірозем.

Сіроземи багаті на елементи зольного живлення рослин, але бідні на перегній і азот. Найбільш поширені світлі сіроземи містять 1-1,5% перегною і 0,05-0,10% азоту. Сіроземи мають сприятливі водно-фізичні властивості: відносну однорідність механічного складу, високу капілярну шпаруватість, добру водопроникність та міцну мікроагрегатну структуру. При зрошенні і внесенні добрив на сіроземах дають високі врожаї бавовник, зернові та інші культури.


Грунт та його родючість