Розділ «4.2. Оцінка сільськогосподарських культур за впливом на ґрунт залежно від особливостей біології та агротехніки вирощування»

Найбільш сприятливо на оструктурення ґрунту впливають рослини з добре розвиненою кореневою системою, високою продуктивністю надземної маси, які суцільно укривають ґрунт — з весни до збирання — і не потребують механічного обробітку ґрунту під час вегетації. Цим вимогам відповідають багаторічні бобові та злакові трави або їх сумішки. Тому під впливом багаторічних трав створюються в більших чи менших розмірах водотривкі агрегати. Водночас чим вищий їх урожай, тим більше утворюється структурних агрегатів. І навпаки, якщо ґрунт без рослин і зазнає руйнівної дії води, вітру та інтенсивного механічного обробітку, то гранулометричний стан його погіршується.

Помітний вплив на структуру ґрунту виявляють однорічні бобово-злакові травосумішки, але через короткий період їх вегетації структуроутворення помітно менше, ніж багаторічних трав. Серед зернових культур найбільшою здатністю до утворення структури ґрунту мають озимі, у яких триваліший період вегетації, ніж у ярих зернових колосових, вони добре укривають ґрунт восени і навесні від руйнівної дії атмосферних опадів і талих вод. Просапні культури за цим показником мають низьку оцінку, що пояснюється аеробними процесами розкладання органічної речовини. Сучасні дослідження показують, що утворення структурних агрегатів пов'язано з розкладанням органічних решток, який інтенсивніше відбувається саме у верхньому шарі за переваги аеробного процесу. Погіршення структурного стану ґрунту під просапними культурами зумовлено малою кількістю рослинних решток у ґрунті після них та інтенсивним механічним обробітком у процесі їх вирощування.

Схематично основні польові культури за показниками зниження здатності до структуроутворення можна розмістити в такий послідовний ряд: багаторічні бобово-злакові сумішки, багаторічні бобові трави, однорічні бобово-злакові сумішки, озимі зернові культури, ярі зернові і зернобобові, льон, картопля, коренеплоди та інші просапні культури. Цей ряд в основному відображає закономірність, встановлену за кількістю органічної речовини, залишеної в ґрунті після збирання врожаю.

Супутний вплив усіх факторів, що діють продовж року на структурний стан ґрунту, може бути іншим, ніж за вегетаційний період. Оструктурення ґрунту від періоду сівби та вирощування однорічних культур, як правило, спрямовано зменшується.

На певному рівні структуроутворення в середньому за ротацію процеси руйнування зрівноважуються протилежними. Висота цього рівноважного рівня так само, як і річні зміни, залежить від складу і чергування культур у сівозміні та агротехніки їх вирощування.

Певні уявлення про зрівноважений рівень структурного стану дерново-підзолистих легкого пилуватого суглинку дають дані тривалих дослідів Московської сільськогосподарської академії з беззмінними культурами (табл. 36). При вирощуванні однорічних зернових культур продовж 55 років навіть із застосуванням гною вміст водотривких агрегатів діаметром понад 0,25 мм не перевищував 38% і лише під конюшиною він був 55%.

Таблиця 36. ВМІСТ ВОДОТРИВКИХ АГРЕГАТІВ В ОРНОМУ ШАРІ ҐРУНТУ ПІД БЕЗЗМІННИМИ КУЛЬТУРАМИ І ПАРОМ, %

Від структури ґрунту залежать й інші його фізичні властивості. Об'ємна маса є прямою функцією його структурного стану. Вона впливає на комплекс фізичних умов у ґрунті: водний, повітряний і тепловий режими, а також на умови біологічної діяльності. Об'ємна маса є показником динамічним. Останній проявляється в тому, що розпушений від механічного обробітку ґрунт під дією сили опадів, сільськогосподарської техніки, власної маси самоущільнюється і досягає характерної тільки для окремої ґрунтової відміни рівноважної об'ємної маси. За надмірної пухкості орного шару збільшуються втрати вологи, порушується контакт між ґрунтом, насінням і кореневою системою рослин, що призводять до повільного їх проростання, недружної появи сходів і зниження урожаю. Занадто висока щільність погіршує повітряний режим ґрунту, уповільнює його водопроникність і доступність вологи ґрунту для рослин, зростає опір росту кореневої системи.

Щільність ґрунту є одним із основних факторів родючості, оскільки вона характеризує весь комплекс його фізичних умов. При сильному ущільненні ґрунту погіршується аерація, активізуються процеси відновлення, посилюється денітрифікація і нагромадження в ґрунтовому розчині отруйних для рослин окисних сполук. Залежно від ступеня ущільнення або розпушення ґрунту по-різному складається водний, повітряний і тепловий його режими та біологічна активність. Тому щільність слід розглядати як первинний елемент не лише фізики ґрунту, а й умов життя рослин.

Для кожного ґрунту є своя характерна рівноважна щільність. Вона залежить від гранулометричного і структурного складу, вмісту органічної речовини та деяких інших характеристик ґрунту. Так, для дерново-підзолистого ґрунту в 0-10 см шарі рівноважна щільність характерна в межах 1,20-1,25 і в 10-20 см шарі — 1,30-1,35 г/см3. Рівноважна щільність сірого лісового ґрунту складає 1,4 г/см3' а чорнозему суглинного — 1,01,3г/см3. Рівноважна щільність ґрунту характеризує його властивості.

Розрізняють ще й оптимальну щільність, за якої складаються найкращі умови для рослин. Для різних сільськогосподарських культур величина оптимальної щільності різна, але в цілому для більшості із них вона в межах 1,1-1,3 г/см3. Оптимальна щільність ґрунту залежить від вологозабезпечення: чим вища вологість ґрунту, тим менша оптимальна щільність.

Відношення рослин до фізичного стану ґрунту характеризує співвідношення оптимальної і рівноважної щільності. Якщо воно більше, ніж одиниця, це означає, що щільність знаходиться в межах оптимальних для рослин значень, тому додаткові заходи для їх регулювання не потрібні і що саме за таких умов створюється можливість для запровадження мінімального обробітку, в тому числі і так званого нульового.

Серед природних чинників, які впливають на щільність ґрунту найбільш значними є зволоження, висихання, промерзання, дія дощових крапель, вплив рослин та дія ґрунтової фауни.

Приріст органічного вуглецю на 0,1 % знижує щільність ґрунту на 0,01 г/см3 і більше, що за критичного рівня ущільнення може бути пов'язано із збільшенням врожаю зернових на 0,6-1,4 ц/га.

Основні штучні чинники ущільнення ґрунту: важкі сільськогосподарські машини і трактори, транспортні засоби, питомий тиск яких перевищує 0,8 кг/см2 (маса яких, до речі, постійно збільшується), недостатня глибина розпушування, обробіток ґрунту за надмірної вологості, недостатнє внесення в ґрунт органічної речовини, не оптимальна система мінерального удобрення, невідповідні сівозміни, запровадження монокультури тощо.

До системи науково обґрунтованих заходів для регулювання фізичних властивостей, зокрема, чорноземів, О. О. Ізмаїльський, П А. Костичев та їх послідовники включають такі заходи, як внесення добрив та дотримування науково обґрунтованого чергування культур у сівозмінах. При цьому поліпшення ґрунту оцінюється за рівнем сприятливих змін структури орного шару.

З об'ємною масою обернено пропорційно пов'язана щілинність ґрунту, рівень якої залежить від особливостей структури та від щільності розташування ґрунтових агрегатів. Чим пухкіший ґрунт, тим вища його щілинність. Збільшення загальної щілинності сприяє підвищенню вологоємності, поліпшує газообмін з атмосферою, що має важливе значення для інтенсифікації біологічних процесів у ґрунті.

Оптимальною щілинністю для культурного орного шару вважають 55-65% об'єму ґрунту, задовільною — 50-55% і незадовільною менше 50 %.3більшення загальної щілинності і зменшення щільності сприяють більш глибокому зволоженню ґрунту після дощів і ефективнішому використанню опадів літньо-осіннього періоду. А більш глибоке промочування сприяє нагромадженню запасів вологи в ґрунті і забезпечує продуктивніше використання опадів в цей період. Із збільшенням загальної щілинності і зменшенням щільності покращується повітряний режим ґрунту і більш сприятливо для рослин складається співвідношення між водою і повітрям.

Для нормального росту й розвитку рослин важливе значення має співвідношення трьох фаз ґрунту. Для нормальної життєдіяльності польових культур сприятливі умови створюються при співвідношенні води і повітря 1:1. При цьому тверда фаза займає половину загального об'єму ґрунту.

Внесення різних видів органічних добрив знижує ступінь ущільнення ґрунту і тим саме підвищує його загальну щілинність. Показники щілинності ґрунту в залежить від кількості органічних речовин, залишених рослинами та внесених добрив.