- •Міністерство аграрної політики та продовольства України
- •Розділ 1.Огляд літератури
- •Розділ 2. Місце та умови регіону проведення досліджень
- •2.1 Місце проведення досліджень
- •2.2. Кліматичні та погодні умови
- •2013-2014 Роки за даними Роганської метеостанції
- •2.3. Грунтові умови
- •Чорноземи середньозмиті суглинкові на лесових породах
- •Розділ iiі. Об’єкти та методи дослідження
- •3.1. Обєкти досліджень
- •3.2. Методика і методи дослідження
- •Розділ. V. Вплив способів обробітку ґрунту на вміст водостійких агрегатів чорноземів типових
- •Висновки
- •Список використаної літератури
Розділ. V. Вплив способів обробітку ґрунту на вміст водостійких агрегатів чорноземів типових
Відомо, що самоорганізуючий стан ґрунту найкраще проявляється під цілиною і перелогом, структурні агрегати набувають зернистого характеру, а великі грудки мають грудкувато-розсипчасту будову. Тривале розорювання ґрунту призводить до формування брилувато-грудкуватої та грудкувато-пилуватої структури ґрунту, отже до її погіршення та втрати агрономічної цінності за рахунок утворення брил, також відбувається зниження вмісту водотривких агрегатів. Ці зміни відбуваються, в основному, в орному шарі ґрунту.
Академік О.Н.Соколовський (1919) підкреслював необхідність знання факторів, що сприяють утворенню та збереженню агрономічно цінної зернистої структури. Він вказував, що основними факторами структури є цементуючі речовини ґрунту, ґрунтові колоїди - гумус та глина. Але їх зв'язуюча здатність проявляється лише в тому випадку, якщо вони в достатній мірі насичені іоном кальцію. Заміщення іону Са2+ на Na+, К+, Н+, NH4+ веде не тільки до пептизації ґрунтових колоїдів (цементуючих речовин), але і до переміщення їх в більш глибокі шари ґрунту та формування ущільнених горизонтів.
У той же час не досить лише наявності структури, а необхідно, щоб структурні агрегати не руйнувались під дією води, що відбувається при змочувані та промиванні атмосферними опадами, які містять в собі СО2, в результаті чого кальцій вилуговується з ґрунту. У цьому випадку в якості структуроутворюючого факторі виступає гумус, який під впливом періодичного висушування та віку частково втрачає здатність пептизуватись, навіть після видалення коагулятора - Са2+. Руйнування структури можливе тільки після руйнування гумусу внаслідок дії мікроорганізмів або хімічних реагентів.
За К.К.Гедройцем (1975), механізм утворення водотривкої структури в тучних чорноземах такий: ґрунти ці багаті гумусом, отже, і органічними колоїдними речовинами; кількість мінеральних колоїдних часточок буде залежати від ступеня глинистості материнської породи. Вбирний ґрунтовий комплекс насичений кальцієм і частково магнієм; навколо колоїдних часточок вбирного комплексу ґрунтова волога завжди багата сильним коагулятором - гідроксидом кальцію; тому такі ґрунти, незважаючи на багатство їх колоїдними фракціями, ніколи не мають вільних колоїдних часточок; часточки ці склеєні у мілкі агрегати, утворюючи мікроструктуру, яка не руйнується навіть при збовтуванні з водою. Внаслідок високої клеючої здатності, головним чином високодисперсної органічної частини вбирного комплексу, здатність ця зберігається і у тих первинних агрегатів, хоча і в меншій мірі, ніж у колоїдних часточок. Тому первинні агрегати дають у подальшому більш крупні структурні елементи, виконуючи, разом з тим, роль цементу для склеювання часточок більш крупних механічних фракцій; утворюються макроструктурні елементи, які, в той же час, не можуть досягати більш-менш крупних розмірів, оскільки клеюча здатність колоїдних часточок у тій чи іншій своїй частині витрачена вже на утворення первинних агрегатів. Але ця мілка структура (зерниста) має велику стійкість відносно розпиляючої дії води і подрібнюючої дії знарядь обробітку. Вчений Вершинін П.В. (1958) підкреслює, що не кожна органічна речовина, що входить до складу ґрунтового гумусу, може надавати ґрунтовим агрегатам водотривкості, а лише та, яка розчиняється в лугах і не розчиняється у кислотах, тобто гумінова кислота. Роботами Є.М. Мішустіна (1945), М.М. Лазарєва (1949) та інші вчені зазначають важливу роль ґрунтових мікроорганізмів у створенні водотривкої структури. Мікроорганізми сприяють накопиченню у ґрунті міцелію грибів та клеючих речовин (бактеріальний слиз), які є обов'язковою умовою формування структури. Але варто підкреслити, якщо орні ґрунти не поповнювати енергетичними і поживними речовинами, то присутня в них мікробіологічна діяльність буде відбуватися за рахунок руйнування органічних речовин самого ґрунту, що в кінцевому рахунку призведе до погіршення водотривкості структурних агрегатів
Соколовський О.Н. (1956) висловлював, що глина і гумус повинні самі бути коагульовані кальцієм, для утворення структури. Він підтверджує тот факт, що гумус є фактором водостійкості структури. Отже стосовно вчення О.Н. Соколовського (1921) гумусові речовини зв'язуються з мінеральною частиною ґрунту двома шляхами: 1) через "місточки" з багатовалентних катіонів, і перш за все, кальцію; 2) внаслідок взаємної дегідратації (коагуляції) мінеральних і органічних колоїдів. Вивчаючи механіз утворення водотривкої ґрунтової структури, І.В. Кузнєцова (1966) приходить висновку, що макроагрегати більшості досліджуваних ґрунтів утворюються за участю органічних речовин. При незначному вмісті органічних речовин (< 2% С) вони беруть участь у формуванні мілких фракцій ґрунтових агрегатів (0,25-3 мм), при більш високому їх вмісті вони беруть участь в утворенні і крупних фракцій агрегатів (>3 мм). Більша частина (понад 50%) макроагрегатів утворюється за участю вільних і рухомих форм органічних речовин. Менша (17-25%) і найбільш водотривка утворюється за участю міцнозв'язаних з мінеральною частиною ґрунту органічних речовин. Основна маса мікроагрегатів (40-60%) утворюється за участю органічних речовин, що міцнозв'язані з мінеральною частиною ґрунту.
Давно вченими висвітлено, що структурний ґрунт здатний у сотні і навіть тисячі разів ефективніше всмоктувати вологу порівняно з безструктурним, розпиленим. При цьому, в просторі пор агрегатів, буде збережена волога і стане доступною для численних мешканців у ґрунті. . Чим структурніше ґрунт, тим краще в ньому умови для забезпечення мешканців ґрунту вологою, біоремедіації, збереження біорізноманіття, зменшення надмірної мінералізації органічної речовини і особливо для секвестрації вуглецю.
Слід зазначити, що однією з основних причин погіршення водотривкості агрегатів є антропогене навантаження. В кінцевому результаті призводить до погіршення щільності, яка за даними В.В.Медведєва (2008) досягає 1,3 г/см і більше. Кількість агрономічно цінних водостійких агрегатів в типових і звичайних чорноземах знизилась на 20-28 %.
Нашими дослідженнями встановлено, що на
Варіант |
Глибина, см |
Кількість структурних агрегатів (%) розміром (мм)
|
Коеф. структурності
| |||||||
7-5 |
5-3 |
3-2 |
2-1 |
1-0,5 |
0,5-0,25 |
<0,25 |
| |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Оранка на 25-27 см (контроль) |
0-10 |
9,8 |
8,3 |
10,0 |
12,1 |
7,5 |
15,2 |
37,0 |
0,7 | |
10-20 |
9,6 |
9,0 |
10,4 |
9,6 |
8,4 |
11,1 |
42,2 |
0,6 | ||
20-30 |
8,1 |
9,7 |
10,6 |
13,1 |
8,7 |
11,0 |
38,7 |
0,7 | ||
30-40 |
9,6 |
10,9 |
12,8 |
11,3 |
9,3 |
11,9 |
34,3 |
0,7 | ||
Комбінований на 25-27 см |
0-10 |
13,6 |
11,4 |
11,0 |
12,3 |
11,5 |
9,6 |
29,1 |
0,8 | |
10-20 |
13,3 |
11,7 |
10,3 |
12,4 |
11,3 |
9,0 |
29,7 |
0,8 | ||
20-30 |
13,7 |
12,4 |
10,6 |
12,8 |
10,9 |
9,0 |
30,3 |
0,8 | ||
30-40 |
12,7 |
11,3 |
11,0 |
11,4 |
11,8 |
9,4 |
31,4 |
0,8 | ||
Безполицевий чизельний на 25-27 см |
0-10 |
9,9 |
7,7 |
11,0 |
10,1 |
8,9 |
13,5 |
39,0 |
0,7 | |
10-20 |
10,5 |
8,5 |
10,3 |
10,7 |
9,8 |
13,7 |
36,5 |
0,7 | ||
20-30 |
10,7 |
9,4 |
10,6 |
10,5 |
10,9 |
13,8 |
34,0 |
0,8 | ||
30-40 |
10,3 |
9,1 |
11,0 |
10,3 |
11,5 |
13,5 |
34,3 |
0,7 | ||
НИРАB |
|
1,53 |
1,47 |
1,80 |
1,90 |
1,74 |
2,18 |
3,61 |
|
Кількість водотривких агрегатів розміром 3-5 мм на глибині 0 – 10 складає 8,3% під час оранки, ідентичні значення вимальовуються і в шарі (10 – 20см) при чизельному обробітку. Варто відмітити, що в орному шарі ґрунту кількість водотривких агрегатів розміром менше 1 – 0,5 мм становить 8,4%. З глибиною їх вміст варіює, так у досліджуваній товщі 30 – 40 см при контролі міститься водотривких окремостей на 0,9більше. Слід відзначити, що кількість водотривких агрегатів найменшої фракції розміром менше 0,25 мм, в орному шарі ґрунту при комбінованому обробітку становить 29,1%, з відривом на 1,2% більше в досліджуваній товщі 20 – 30 см.
У той же час, в орному шарі ґрунту (10 – 20 см) при безполицевому обробітку кількість водотривких агрегатів розміром 1 – 2 мм становить на 0,4% вище у порівнянні с шаром ґрунту 30-40см. При цьому, майже аналогічна ситуація вимальовується із фракцією менше 1 – 0,25 мм. Але слід зазначити, що кількість водотривких агрегатів менше 0,25 мм у верхньому шарі ґрунту становить 39%. З глибиною (20 – 40 см) їх уміст зменшується на 5%. Дещо інша ситуація виникає з водотривкими окремостями більше 1-0,5мм при комбінованому обробітку. Так, у шарі ґрунту (0 – 10 см) їх кількість становить 8,9%. З глибиною вміст водотривких агрегатів розміром більше 0,5-1 мм незначно збільшується і у шарі ґрунту 30 – 40 см складає 11,5%.
Проведені дослідження показують, що у досліджуваній товщі 0 – 10 см під час комбінованого обробітку кількість водотривких агрегатів розміром більше 3-5 мм становить 11,4%. З глибиною (20 – 40 см) їх вміст практично не змінюється. З глибиною уміст водотривких окремостей розміром 5 - 7 мм помітно варіюється. Так у шарі ґрунту 0 – 10 см зафіксовано 13,6%. В підорному шарі (20 – 40см) їх кількість поступово зменшується – 12,7%. Дещо інша картина вимальовується із меншою фракцією розміром 2-3% мм. Так, в орному шарі ґрунту (19 – 20 см) їх вміст становить 10,3%. У більш глибших шарах ґрунту (20 – 40 см) уміст агрегатів 2-3%мм збільшується на 0,7%. У той же час, спостерігається найбільша кількість водотривких агрегатів дрібної фракції розміром менше 0,25 мм. Так, в орному шарі при оранці становить 37%. З глибиною їх вміст змінюється до 38,7% а в 30-40см зменшується – 34,3%.
Варто відмітити, що при комбінованому обробітку в орному шарі грунту (0 – 20 см) кількість водотривких агрегатів 2-3 мм становить 10,3%. З глибиною їх уміст практично не змінюється. У той же час уміст водотривких агрегатів розміром 1-2 мм у товщі ґрунту (0 – 20 см) на 0,5% менше у зіставленні з підорним шаром ґрунту. На варіанті чорнозему типового комбінованому оробітку у дослідженому шарі ґрунту 0 – 20 см вміст водотривких окремостей розміром 0,25-0,5 мм зафіксовано 9%, у шарі ґрунту 20 – 40 см їх кількість незначно збільшується. Кількість водотривких агрегатів менше 0,25 мм в шарі ґрунту 0 – 10 см складає 29,1%, у дослідженій товщі 30 – 40 см збільшується вміст на 2,3%.
З цього впливає , що у період після посіву в досліджуваних шарах ґрунту трьох варіантів системи землеробства (орака(крнтроль),комбінований та безполицевий обробіток) спостерігалося найбільша кількість агрономічно цінних агрегатів розміром 2-3 мм. Але слід звернути увагу на те, що при всіх системах землеробства в ґрунті переважають водотривкі агрегати менше 0,25 мм у всіх варіантах.