Gleba to ogromne bogactwo naturalne. Zaopatruje zwierzęta w paszę, ludzi w żywność, a przemysł w surowce niezbędne do produkcji towarów. Tworzenie gleby trwa od wieków i tysiącleci. A dzisiaj ludzkość stoi przed kwestią właściwego użytkowania ziemi. A to jest niemożliwe bez wiedzy o budowie, właściwościach, składzie i strukturze gleb.
Historia badania żyznej warstwy ziemi
Nawet w XVIII wieku naukowcy zauważyli, że gleba składa się z różnych składników. Zainteresowanie tym majątkiem powróciło znacznie później. Tak więc w Niemczech w latach 1879-1899 Volney i jego szkołę publikowali corocznie badania w tej dziedzinie. W licznych badaniach laboratoryjnych ustalono zależność właściwości fizycznych gleb od wielkości jej brył i zawartości pyłu.
W 1877 roku naukowiec P. A. Kostachev zauważył, że po zaoraniu dziewiczych gruntów szybko się rozpraszają, co prowadzi do spadku plonów. Dopiero po pozostawieniu pól pod wieloletnią roślinnością zielną przywrócono strukturę gleby. Badania te miały ogromne znaczenie. Udowodnili, że w rolnictwie struktura glebyodgrywa ważną rolę agrotechniczną.
Wiele uwagi poświęcono badaniu górnej warstwy ziemi w latach 30-40 ubiegłego wieku. Jednocześnie naukowcy przywiązywali ogromną wagę do struktury gleby w kwestiach płodności. Podnieśli te dwa terminy do rangi synonimów.
W latach 50. i 60. ubiegłego wieku naukowcy praktycznie nie brali pod uwagę struktury gleby i jej znaczenia. Powodem tego była krytyka systemu pól trawiastych. Naukowcy zaczęli kwestionować rolę struktury gleby w kwestiach żyzności. A czasami całkowicie temu zaprzeczali.
Jednak niektórzy naukowcy nadal prowadzili badania w tej dziedzinie. I tutaj szczególnie wyróżniają się prace akademika V. V. Miedwiediewa. Naukowcy zbadali strukturę gleby i jej znaczenie za pomocą metod mikromorfologicznych. Jednocześnie korzystał z nowoczesnych narzędzi matematycznych, które pozwalają mu analizować i podsumowywać uzyskane dane. Efektem pracy Miedwiediewa była opublikowana w 2008 roku monografia dotycząca budowy gleb. W niniejszej pracy podsumowano badania, które w przekonujący sposób dowiodły, że poprawa reżimu cieplno-powietrznego górnych warstw ziemi wpływa bezpośrednio i pośrednio na wzrost roślin.
Podstawowa definicja
Co to jest struktura gleby? Definicja tego terminu wskazuje, że jest to zbiór różnych agregatów (bryłek) różniących się wielkością i kształtem. Każdy z tych elementów składa się z substancji połączonych ze sobą korzeniami roślin, próchnicą itp.
Struktura gleby ma ogromne znaczenie. Jest głównym czynnikiem odpowiedzialnym za żyzność gleby. Szczególnie ważna dla ludzi jest struktura gleb górnego horyzontu. Jest to warstwa, w której następuje rozwój systemu korzeniowego roślin. Żyją w nim różnorodne organizmy glebowe. Z tego horyzontu pochodzi dostarczanie składników odżywczych i wody niezbędnej do wzrostu roślin. Dlatego wierzchnia warstwa gleby musi mieć optymalny stosunek między fazą ciekłą, stałą i gazową. Ta proporcja wygląda tak - 25:50:25.
Klasyfikacja gleb według struktury
Górne horyzonty Ziemi mogą wyglądać inaczej. Są niestrukturalne i strukturalne. Pierwszy z tych typów obejmuje elementy granulometryczne, których stan charakteryzuje się jako osobna cząstka. Uderzającym przykładem gleby bez struktury jest piaszczysta. Zawiera niewielkie drobinki próchnicy i gliny. Przejściowe typy struktury gleby są pomiędzy bezstrukturalnymi a strukturalnymi. W nich połączenia agregatów ze sobą wyrażają się bardzo słabo.
Urodzajna gleba jest uważana za strukturalną. Lepiej jest odporny na erozję wiatrową i wodną, a także łatwo się kruszy podczas orki. Jeśli skład i struktura gleby pozwalają na sklasyfikowanie jej jako żyznej, to ma ona zrównoważoną kombinację reżimów powietrznych, termicznych i wodnych. Czynnik ten ma pozytywny wpływ na odżywianie roślin i rozwój procesów biologicznych.
Gleby nieustrukturyzowane nie są w stanie dobrze wchłaniać wody. Ponadto spływy deszczu na takie tereny powodują erozję. Powietrze i woda w takich glebach są antagonistami. Padające deszcze nie pozostawiają wilgoci w takich horyzontach gruntowych. Dzieje się tak z powodu intensywnego podciągania kapilarnego wody. Ziemia wysycha. Jednocześnie rośliny nie otrzymują wystarczającej ilości płynów i składników odżywczych, których potrzebują. Mimo to na polach o glebach bezstrukturalnych można uzyskać wysoki plon. Będzie to jednak wymagało stałej pracy, aby utrzymać technologię rolniczą na wysokim poziomie.
Tworzenie żyznej struktury warstwy
Górny horyzont ziemi staje się odpowiedni dla życia roślinnego pod wpływem dwóch procesów zachodzących jednocześnie. Tak więc tworzenie struktury gleby następuje w wyniku mechanicznego rozdzielenia warstwy na agregaty o różnych kształtach i rozmiarach. Drugim procesem jest nadanie wynikowym elementom wewnętrznych właściwości i struktury.
Badania naukowców wykazały, że kształtowanie się struktury gleby staje się możliwe pod wpływem czynników chemicznych, fizykochemicznych, biologicznych i fizyczno-mechanicznych.
Tak więc tworzenie się agregatów następuje podczas naprzemiennego suszenia i nawilżania, zamrażania i rozmrażania. Skład i struktura gleby zmieniają się pod wpływem żywotnej aktywności ryjących się zwierząt, od nacisku wywieranego przez rosnące korzenie roślin. Zmienia właściwości górnej warstwy ziemi i różnych pól przetwarzania narzędzia.
Ponadto skład i struktura gleby zależą od obecności kleju. Są to zazwyczaj koloidy humusowe. Pierwiastki te po koagulacji są zdolne do konwersjistruktura gleby w wodoodporną. Ta cecha zależy od ilości próchnicy, składu mechanicznego, zdolności do zatrzymywania i wchłaniania wody, a także dostarczania jej na powierzchnię przez naczynia włosowate. Po deszczu na takich gruntach nie tworzy się skorupa, co ogranicza dostęp tlenu do korzeni rosnących roślin.
Ciężkie gleby
Ze względu na skład mechaniczny żyzne grunty dzielą się na torfowiska gliniaste i gliniaste, piaszczyste i torfowiska. Jak są definiowane? Skład mechaniczny gleb badany jest na próbkach. Cząstki gleby są pobierane z kilku miejsc górnego poziomu, robiąc wgłębienia po 20 cm, a następnie próbki są mieszane ze sobą i zwilżane do stanu pastowatego zwykłą wodą. Jeśli dostaniesz piłkę, ale nie można jej zwinąć w sznurek, wówczas gleba jest klasyfikowana jako piaszczysta glina. Dzięki łatwej realizacji takich działań, ziemię można zaliczyć do iłu. A w przypadku, gdy z kuli wywinie się sznur, który następnie zamieni się w pierścień, gleba jest klasyfikowana jako glina. Ten rodzaj wierzchniej warstwy gleby jest uważany za ciężki. Gleby te mają dużą gęstość i lepkość. Łatwo się sklejają i są trudne do przetworzenia, potwierdzając tym samym swoją nazwę.
Podczas kopania gliniasta gleba nie kruszy się. Tworzy duże grudki, które są trudne do rozbicia i zmiażdżenia. Jeśli taka ziemia zostanie zaorana i położona na chwilę, cała praca pójdzie na marne. Po chwili grudki znów się skleją. Pole będzie musiało być ponownie zaorane.
Jaka jest przyczyna takiego zachowania ciężkich gleb? Wiąże się to ze zbyt małą konstrukcjąkruszywo, pozostawiając tylko niewielką przestrzeń między nimi.
Wysokie zagęszczenie gleb gliniastych powoduje słabą oddychalność. To z kolei prowadzi do tego, że korzenie roślin nie są dostatecznie zaopatrywane w tlen. Ograniczony jest również dostęp powietrza do mikroorganizmów żyjących w takich glebach. Niewielka ilość tlenu prowadzi do spowolnienia procesu rozkładu substancji organicznych do końcowych produktów rozkładu. To sprawia, że gleba jest uboga i nie jest w stanie zapewnić roślinom materii organicznej, której potrzebują do wzrostu. Dlatego w warstwach gliny jest niewiele życia biologicznego. Niektóre części takich krain nazywane są nawet martwymi. Brakuje im rozwiniętego środowiska mikrobiologicznego.
Krężenie kruszywa cząstek gleby wiąże się z takimi właściwościami gruntów, jak przepuszczalność wody. W warstwach gliniastych nie tworzy się rozwinięty system kapilarny. Dlatego wilgoć przez nie nie przechodzi. Korzenie roślin na takich polach z trudem otrzymują wodę tak potrzebną do życia.
Ciężkie gleby mają jeszcze jedną negatywną cechę. Jeśli gromadzi się w nich woda, nie przechodzi do dolnych warstw glinianego horyzontu. Znaczne objętości pozostają w obszarze wzrostu systemu korzeniowego roślin, co prowadzi do jego zamierania.
Nie można powiedzieć, że najlepszą strukturą gleby jest glina. A potwierdza to zalewanie warstwy ornej podczas deszczu. Spadające krople rozbijają małe agregaty glebowe. gliniastygrudki przechodzą na mniejsze składniki, częściowo rozpuszczalne w wodzie. Powstała gnojowica bardzo mocno wiąże agregaty glebowe. Pola takie po wyschnięciu pokrywają się twardą i bardzo gęstą skorupą, która ogranicza przenikanie tlenu, wilgoci i światła do systemów korzeniowych roślin. Zjawisko to nazywane jest „gruntem betonowym”. Działanie promieni słonecznych prowadzi do pękania gleby, której struktura z tego powodu staje się jeszcze gęstsza.
Tak, gleby gliniaste są bogate w pierwiastki śladowe i minerały. Jednak rośliny nie są w stanie w pełni z nich korzystać. Faktem jest, że system korzeniowy może wchłaniać tylko te składniki odżywcze, które są w postaci rozpuszczonej, a także są końcowym produktem przetwarzania mikroorganizmów. Gleby gliniaste mają słabą przepuszczalność wody. Mają ubogie życie biologiczne. Wpływa to na niemożność normalnego odżywiania roślin.
Niskie plony na takich gruntach wynikają z faktu, że warstwy gliny, ze względu na swoją gęstość, są słabo nagrzewane przez promienie słoneczne. Najbardziej ekstremalne obszary dla rolnictwa pozostają nieogrzewane przez cały okres letni.
Poprawa ciężkich gleb
Aby uzyskać normalny plon z pól gliniastych, ziemia musi mieć luźniejszą i grudkowatą strukturę. Tylko w tym przypadku powstaną sprzyjające warunki do wzrostu roślin. Jak poprawić strukturę gleby, która jest uważana za ciężką? Jest to możliwe dzięki regularnemu wprowadzaniu do gleby składników rozluźniających i rozjaśniających. Mogąbyć torfem lub piaskiem, wapnem lub popiołem. Ponadto, aby stworzyć sprzyjające warunki do wzrostu roślin, wymagany będzie obornik i kompost. Te składniki stworzą normalne środowisko biologiczne i odżywcze w glebie.
Poprawa struktury gleby pod względem wilgotności jest możliwa dzięki dodaniu do niej piasku. Zwiększy to jednocześnie przewodność cieplną ciężkiej gleby. Po piaskowaniu poziomy gliniaste nagrzewają się, szybko wysychają i są gotowe do dalszej obróbki.
Gleby lekkie lub piaszczyste
Dla takich horyzontów typowy jest niski udział cząstek gliny. Większość tej gleby zajmuje piasek. Humus występuje w nich tylko w niewielkich ilościach.
Gleby piaszczyste nie bez powodu nazywane są lekkimi. W końcu dość łatwo je przetworzyć. Sprzyja temu ziarnista struktura gleby. Dzięki temu takie horyzonty mają wysokie wskaźniki przepuszczalności wody i powietrza. Podlegają jednak erozji i nie są w stanie zatrzymać wilgoci w swoich warstwach. Ponadto gleby piaszczyste nie tylko dobrze się nagrzewają. Bardzo szybko się ochładzają.
Ale to nie jedyny powód, dla którego nie można powiedzieć, że najlepsza struktura gleby jest piaszczysta. W takich horyzontach życie biologiczne jest ubogie. Wynika to z braku składników odżywczych i wilgoci dla mikroorganizmów żyjących w takich glebach.
Poprawa gleby piaszczystej
Aby uzyskać dobre zbiory, składniki wiążące i zagęszczające są regularnie stosowane na lekkiej glebie. Poprawa struktury gleby,sklasyfikowany jako lekki, staje się możliwy po zmieszaniu z utworami torfowymi lub mułowymi, mąką wiertniczą lub gliną. Spowoduje to wypełnienie porów między cząsteczkami piasku. A dla powstania środowiska biologicznego korzystnego dla roślin konieczne będzie wprowadzenie próchnicy i kompostu.
Cechy gleb piaszczystych należy również uwzględnić w kwestii ich wzbogacania nawozami. Gleby lekkie doskonale przepuszczają przez siebie wilgoć, która wypłukuje z nich wszystkie przydatne elementy. Dlatego w nawozach mineralnych na takich polach stosuje się wyłącznie szybko działające nawozy i stosuje się je często, ale w niewielkich ilościach.
Średnie gleby
Gleby gliniaste są najkorzystniejsze dla rolnictwa i ogrodnictwa. Posiadają najlepszą strukturę gleby, której różnice tkwią w ziarnistości. Skład takiej gleby obejmuje zarówno stałe, dość duże cząstki, jak i drobne składniki przypominające pył. Ziemia na takich polach jest dość łatwa w uprawie. Po orce nie zbrylają się i nie tworzą gęstych grudek.
W glebach gliniastych występuje wiele minerałów i składników odżywczych, których podaż jest uzupełniana dzięki aktywnemu życiu mikroorganizmów. Takie gleby mają wysoką przepuszczalność powietrza i wody. Doskonale zatrzymują wilgoć, a także szybko i równomiernie nagrzewają się pod wpływem promieni słonecznych. Dzięki zrównoważonej wilgotności w glinach utrzymywany jest stały reżim temperaturowy.
Poprawa średnich gleb
Aby wesprzećpodaż składników pokarmowych jest na odpowiednim poziomie, grunty gliniaste należy okresowo nawozić kompostem. Celowo stosuje się dodatkowe nawozy mineralne i organiczne po wstępnej analizie stanu gruntów ornych.
