Пункт 16 Правил лісовідновлення зазначає:
Сприяння природному лісовідновленню шляхом мінералізації грунту проводиться на площах, де є джерела насіння цінних деревних порід лісових насаджень (примикаючі лісові насадження, окремі насінні дерева або їх групи, куртини, смуги, що під пологом лісових насаджень, що надходять у рубку, з повнотою не більше 0 .
Мінералізація ґрунту повинна проводитися в роки задовільного та рясного врожаю насіння лісових насаджень. Найкращий термін проведення мінералізації поверхні ґрунту – до початку опадіння насіння лісових деревних рослин.
Роботи здійснюються шляхом обробки ґрунту механічними, хімічними або вогневими засобами залежно від механічного складу та вологості ґрунту, густоти та висоти трав'янистого покриву, потужності лісової підстилки, ступеня мінералізації поверхні ґрунту, кількості насіннєвих дерев та інших умов ділянки.
На вирубках та насадженнях, де намічають мінералізацію ґрунту, для оцінки ефективності цих заходів закладають постійні пробні площі величиною 0,5-1,0 га. Число їх встановлюють залежно від розмірів ділянок, але не менше: на площах завбільшки до 10 га одна; від 10 до 25 - дві; понад 25 га - три. Пробні площі розбивають на дві частини: одну залишають для контролю, іншу для проведення таких заходів, як і на всій ділянці. На кожній частині пробної площі враховують підліт та самосів усіх порід.
Перелік самосіву та підросту віком від двох років і старше проводять на облікових майданчиках розміром 2x2 м, що закладаються рядами, через однакову відстань. Число рядів (ходів) має становити не менше трьох на кожній пробній площі. Загальна кількість майданчиків – не менше 25 штук.
Дані обліку заносять до облікових карток, які є підставою для заповнення відомості ділянок, призначених для сприяння природному відновленню, та зошити (книги) обліку площ з проведеними заходами сприяння природному відновленню.
Крім вирубок, сприяння природному відновленню може здійснюватися під пологом лісу. Мінералізацію ґрунту для сприяння природному лісовідновленню проводять у деревостоях із зімкнутістю крон не більше 0,6 та в тих місцях, де немає підросту. У ялинових деревостоях мінералізація грунту здійснюється за 7-10 років до рубки, а в соснових - за 3-5 років. У чистих хвойних деревостоях ґрунт мінералізують наприкінці літа та восени, у змішаних деревостоях за участю листяних порід у складі понад 0,1 - пізньої осені після опадіння листя.
Деревостої, в яких проведена мінералізація ґрунту для сприяння відновленню, підлягають рубанню в зимовий період.
Мінералізацію ґрунту не проводять на вирубках із відносно родючими, а також мокрими ґрунтами.
Розмір обробленої площі під пологом лісу має становити не менше 15-20% площі ділянки, на вирубках - 30%.
Способи та технічні засоби для видалення грунтового покриву вибираються в залежності від типів деревостою, умов їх проростання, ступеня задирнення, типу ґрунту, його вологості та щільності тощо.
На вирубках із сухими та свіжими піщаними, супіщаними ґрунтами у групах типів лісу сосняки лишайникові, вересові та брусничні мінералізація ґрунту для сприяння природному відновленню сосни здійснюється смугами шириною 20-30 см на глибину 5-7 см. На незадернілих 1-3-річних свіжими та вологими супіщаними та легкосуглинистими ґрунтами у групах типів лісу сосняки та ялинники складні та чорничні мінералізацію ґрунту виробляють смугами шириною не менше 1 м на глибину 7-9 см. На вирубках із суглинистими та важко-суглинистими сирими та вологими ґрунтами у типах лісу і ялинники чорнично-дрібнотравні та приручні мінералізацію ґрунту на вирубках виробляють шляхом напашки пластів потужністю 10-20 см. Відстань між мінералізованими смугами або пластами повинна становити 2-5 м.
Для мінералізації ґрунту на вирубках та під пологом лісу застосовуються спеціальні покривозбирачі – сівалки, культиватори та плуги.
На свіжих вирубках в кислих і близьких до них типах лісу рекомендується неглибоке розпушування з видаленням шару грунту і підстилки до поверхні гумусного горизонту, що виконується за допомогою лісових плугів ПКЛ-70, ПЛП-135, ПЛ-1 і ін. При обробці плугами , що утворюють ширину мінералізованої смуги 1,4 м, борозни прокладають через 2-4 м, а при обробці плугами ПЛП-135, що створюють мінералізовану смугу шириною 2,7 м - через 5-6 м. На майданчиках з вологими та сирими ґрунтами (з надмірним зволоженням) мінералізацію грунту поєднують з осушувальними заходами, прокладаючи через 10-30 м мережу борозен. Для цього використовують плуги-канавокопачі ПКЛН-500, канавокопачі ЛКА-2М і ЛКН-600 і навіть екскаватори ТЕ-3М, Е-304В, Е-5015 та ін. типах вирубок з перезволоженими ґрунтами.
Зазначені плуги в більшості випадків використовують за своїм основним призначенням - для підготовки ґрунту на вирубках та під пологом лісу, при штучному лісовідновленні та на меліоративних роботах. Докладніше про них буде сказано далі. Найчастіше, при мінералізації ґрунту з метою сприяння природному відновленню, використовують різного виду покривозбирачі, розпушувачі, культиватори та фрези. Дані знаряддя роблять розпушування з одночасним перемішуванням підстилки та верхнього мінерального горизонту смугами шириною 0,5-2,0 м на глибину 5-10 см. Відстань між розпушеними смугами в залежності від успішності природного відновлення становить на вирубках 2-4 м, а під пологом лісу - 3-6 м. Відстань між розпушеними смугами bтакож можна розрахувати, використовуючи формулу:
де B- Ширина захоплення агрегату;
k м- Коефіцієнт мінералізації, що приймається для забезпечення отримання достатньої кількості підросту основних порід (10-20 тис. шт. на 1 га) рівним k м=0,25-0,30 площі з незадовільним природним поновленням;
k ро- Коефіцієнт, що враховує ступінь мінералізації в оброблюваній смузі в залежності від типу робочих органів знарядь і що дорівнює: 1,0 - для плужних корпусів; 0,5‑0,6 – для машин з дисковими робочими органами при однослідному проході та відповідно 0,7‑0,8 та 0,9‑1,0 – при дво- та трислідній обробці;
k дв- Коефіцієнт, що враховує характер руху зброї, що приймається при смугової обробці рівним 1,0, а при перехресній 1,85.
Якірний покровоглядач ЯП-1 (рис. 2.1) призначений для підготовки ґрунту на нерозкорчованих вирубках та під пологом лісу шляхом здирання рослинного покриву до поверхні гумусного горизонту. Він є дві безрозмірні секції якірного типу, з'єднані ланцюгом. Перша секція легша і має форму неправильної шестигранної піраміди, до основи якої приварені робочі органи у вигляді лап. Друга секція більш важка і має довгасту човноподібну форму, посередині основи якої приварені розпушувальні лапи. При роботі якірного покриводивача лапи передньої секції здирають грунтовий покрив, а лапи задньої секції розпушують мінеральний грунт на глибину 4-5 см. до яких він приєднується ланцюгом.
Мал. 2.1. Якірний покровоглядач
На нерозкорчованих вирубках з кількістю пнів до 800 прим. на 1 га, захаращених порубочними залишками, хмизом, камінням, а також на пустирях і гарах використовують покривозбирачі-розпушувачі (рис. 2.2) РЛ-1,8 і ПЛ-1,2, що агрегатуються з тракторами Онежець-300, ТЛТ-100, ТДТ-55, ЛХТ-55, Т-100М та ін. Вони призначені для здирання лісової підстилки та мохового покриву з одночасним розпушуванням ґрунту смугами з метою сприяння природному відновленню. Розпушувач РЛ-1,8 складається з рами з консолями та причепом, валу з двостороннім кронштейном, робочих органів у вигляді зубів, двох коліс з упорами, стопорного та блокуючого механізмів. У задній частині рами встановлена вісь із кронштейнами, в які вставляються долотоподібні зубці. На кінцях осі закріплені колеса з упорами та напівкруглими пазами. При транспортуванні зброї на далекі відстані пази вставляють заглушки, які надають колесам нормальну круглу форму. При русі агрегату зубці заглиблюються в ґрунт і розпушують його. При зустрічі з непереборною перешкодою або при забиванні зубів хмизом стопорний механізм звільняє колеса, і вони починають повертати вісь із зубами на 180°, після чого другий ряд зубів займає робоче положення, а стопорний механізм знову стопорить колеса. Таким чином, зубці розпушувача хіба що «переступають» через перешкоди. Аналогічний пристрій і принцип роботи має покривоглядач лісової підводної човни-1,2.
Мал. 2.2. Лісовий покривоглядач
Широке поширення для мінералізації грунту на вирубках набули дискові знаряддя: розпушувач лісової РЛД-2, дисковий культиватор ДЛКН-6/8, покровоглядач дисковий ПДН-1, культиватор борозенний КЛБ-1,7 (основне призначення - догляд за культурами, посадженими в ). Пристрій та принцип впливу робочих органів на ґрунт у них багато в чому схожий. У дискових знаряддях застосовуються сферичні цільнокройні або з вирізними краями (частіше) диски, встановлені під кутом атаки до 45 °. Диски складають у батареї, насаджуючи їх на квадратну вісь і встановлюючи між ними котушки підшипникові, що забезпечують крім строго витриманої відстані між дисками, обертання в підшипниках (рис. 2.3).
Мал. 2.3. Дисковий покровоглядач
У розпушувача РЛД-2 (рис. 2.4) батарея складається із двох дисків. Батареї розташовують слідами гусениць трактора, що оберігає дискові батареї від ударів, т.к. тракторист вибирає напрямок руху, що виключає наїзди гусениць на пні. Крім того, оберігає батареї від поломок застосування пружних стійок, що дозволяють дискам відхилятися при зустрічі з пнями або корінням. Запобіжні пружини мають такі знаряддя, як ПДН-1 та КЛБ-1,7. В останніх знарядь передбачено регулювання кута атаки дисків за рахунок поворотних пристроїв, що складаються з рухомих і нерухомих плит, що фіксуються болтами в отворах регулювальних. У цих знарядь також передбачено регулювання глибини ходу до 10-12 см за рахунок використання баластових ящиків.
У покровоздирачі ПДН-1 сферичні диски встановлюються на балансирах і розташовуються за схемою «ялинка», при цьому передні та задні диски перекривають один одного в поперечній площині. Балансирна підвіска дозволяє дискам копіювати мікрорельєф та забезпечує високий ступінь мінералізації ґрунту. У середній частині рами зброї перед дисками шарнірно встановлена пружна розпушувальна лапа, яка відхиляється при зустрічі з перешкодою. За допомогою баластного ящика, закріпленого на задній частині рами, регулюється глибина обробки до 12 см.
Мал. 2.4. Розпушувач лісовий дисковий РЛД-2:
1 – диск батареї; 2 – стійка; 3 – запобіжна пружина; 4 – рама; 5 - навішування; 6 – висівний барабан; 7 – вал; 8 – фрикційний привід; 9 – пружина
При смуговому обробітку ґрунту ділянки, що відводяться під сприяння природному лісовідновленню за допомогою мінералізації ґрунту, розбиваються на гони. Доцільно довжину гону приймати щонайменше 200 м, а ширину - щонайменше 100 м. При менших розмірах ділянок значної частини часу витрачається на неодружені переїзди наприкінці гонів.
У багноватих і сфагнових сосняках для фрезерування торфу з одночасним прикочуванням для капілярного підняття вологи використовують болотні фрези ФБН-0,9 і ФБН-1,5. На нових і слаборозвинених вирубках з кількістю пнів до 600 шт./га за сприяння природному відновленню застосовують лісову фрезу ФЛУ-0,8 (рис. 2.5). Пристрій зазначених фрез схоже, причому фреза ФЛУ-0,8 уніфікована з фрезою ФБН-1,5. Основними вузлами фрези є: рама з навісним пристроєм, карданна передача, конічний та циліндричний редуктори, фрезерний барабан, грабельні грати, механізм регулювання глибини обробки та захисний кожух.
Мал. 2.5. Схема фрези ФЛУ-0,8:
1 - начіпний пристрій; 2 – захисний кожух; 3, 4 – конічний та ланцюговий редуктори; 5 – регулювальні отвори механізму заглиблення; 6 – граблі; 7 – фрезерний барабан; 8 – обмежувальний полоз; 9 – шарнір обмежувального полозу; 10 – рама; 11 – карданна передача
Робочим органом фрез є фрезерний барабан. Він містить провідні та ведені диски, які взаємодіють між собою через фрикційні прокладки. До кожного веденого диска кріпиться вісім Г-подібних ножів: чотири праві та чотири ліві. Ведомі диски з ножами сидять на валу вільно, а провідні диски з фрикційними накладками встановлені на валу на шліцях. Ведені та провідні диски притискаються робочими поверхнями один до одного за допомогою пружин. Передача обертання веденим дискам за допомогою фрикціонів дозволяє їм прослизати на валу барабана при зустрічі з непереборними перешкодами у вигляді пнів, каменів, великих коренів, залишків порубки і т.д., і тим самим забезпечувати запобігання ножів від поломок. Момент спрацьовування фрикціонів регулюють стиском пружин за допомогою двох регулювальних гайок, розташованих з боків фрезерного барабана. Глибина обробки фрез ФБН-0,9 та ФБН-1,5 становить до 20 см, а фрези ФЛУ-0,8 – до 16 см.
При русі трактора з увімкненим валом відбору потужності фрезерний барабан обертається, і його Г-подібні ножі подрібнюють ґрунт і коріння діаметром до 4 см, відкидаючи подрібнену масу на грабельну решітку, яка додатково дробить великі фракції дернини. Рослинні залишки та великі фракції затримуються гратами і залишаються в нижній частині обробленого шару ґрунту, а дрібні фракції проходять крізь грати граблів та засипають оброблений шар зверху. За годину роботи фреза може проходити до 3 км.
Слід зазначити, що сприяння природному відновленню може бути успішним тоді, коли буде оброблено 15-25% площі вирубки. Оскільки мінералізація ґрунту - процес трудомісткий, до нього слід вдаватися за достатньої кількості нальоту насіння від сім'яників або стіни лісу. За наявності обсіменників з урожаєм не нижче середнього ґрунт повинен оброблятися на відстані не більше ніж у 100 м. У листяних насадженнях ґрунт обробляють після опадіння листя. Призначаючи обробіток грунту знаряддями для сприяння природному відновленню, слід враховувати відсоток мінералізації, отриманий при заготівлі деревини (здирання підстилки машинами та деревами, що переміщаються, і хлистами). Після появи самосіву на мінералізованих смугах необхідно систематично проводити його догляд. З огляду на це може виявитися, що витрати на сприяння природному відновленню можуть наближатися до вартості створення лісових культур. І тут можливо доцільніше за відсутності дефіциту трудових ресурсів перейти на штучне відновлення лісу.
Відомо, що навіть велика кількість насіння, що опало на поверхню підстилки, часто не може забезпечити поновлення під пологом та на вирубках. Разом з тим давно помічено, що перемішування підстилки з нижчими горизонтами ґрунту або просте оголення мінерального шару призводить до гарного проростання насіння, закріплення сходів та перетворення їх на підліток. Це покладено основою дуже поширеного способу планованого сприяння відновленню лісу, званого мінералізацією грунту. Мінералізацію як під пологом лісу, так і на вирубках, де є джерела обсіменіння, проводять у врожайні роки.
При сухих піщаних грунтах на вирубках буває достатньо видалення підстилки дрібними майданчиками або смугами 20-25 см ширини. Тут живий покрив розростається повільно і може швидко заселити мінералізовану смугу. На свіжих суглинистих та супіщаних ґрунтах доводиться робити смугу шириною до 1 м або майданчика по 1 м2. На вологих ґрунтах корисно створювати мікро підвищення. Якщо ґрунт мокрий або дуже родючий, то мінералізація, як правило, позитивних результатів не дає.
Якщо названі заходи проводять під пологом лісу (при зімкнутості нижче 0,6 це корисно робити), то в ялинових лісах це потрібно робити за 7-10 років до рубки, а в соснових за 3-5 років. Оброблена площа на вирубках має становити 30%, а під пологом 15-20%. Підготовка грунту під пологом деревостою є додатковою нагодою отримати природне попереднє відновлення лісу.
У зв'язку з відведенням лісосік за 2-3 роки до рубки в технологічній карті лісоексплуатації передбачають заходи щодо сприяння природному відновленню під пологом ялинових, ялицевих, букових, дубових та інших деревостанів: у дубових, соснових, модринах та інших змішаних насадженнях розпушування грунтів 3 роки до рубання, в ялицево-ялицевих типах лісу за 5-б років, у букових за 4-5 років.
Обробіток ґрунту ведуть з другої половини літа, а в змішаному лісі за участю листяних восени, після повного опадіння листя. Під пологом соснового лісу допускається обробіток ґрунту провесною, до закінчення масового вильоту насіння з шишок. Головним завданням, що передбачається при обробці ґрунту, є мінералізація поверхні ґрунту, особливо там, де він покритий трав'янистою та моховою рослинністю або густим шаром мертвого покриву. У разі сирих, надмірно зволожених грунтів створюють мікропідвищення. За наявності у складі високопродуктивних соснових та ялинових деревостанів домішки осики підготовку ґрунту проводять після попереднього кільцювання осики або її отруєння хімікатами. Кільцювання практикують за 5-6 років до рубання лісу.
Мінералізацію ґрунту можна робити механічним, вогневим та хімічним способами. Так, на свіжих луговикових і вейникових вирубках покривоздирувачами видаляють грунт і підстилку. Розпушенню підлягають пасічні та магістральні волоки, а також місця спалення порубкових залишків. Висока схожість насіння на вогнищах спостерігалася в тих випадках, коли шар недостиглі підстилки досягав 0,5-2 см, а при більш товстій підстилці або при повному її згорянні схожість насіння зменшувалася.
У разі зеленомошных вирубок мінералізація грунту вогнем приносить сприятливі результати особливо там, де моховий шар плотный. Мінералізовані смуги створюють покривозбирачами, дисковими культиваторами, бульдозерами, розпушувачами та іншими механізмами. Загальна площа обробленого ґрунту має дорівнювати 20-30% з урахуванням пошкоджень ґрунтового покриву під час лісозаготівель.
На вирубках із сильнопідзолистими суглинистими вологими та сирими ґрунтами створюють мікропідвищення у вигляді гребенів, валів за допомогою двовідвальних лісових та болотно-чагарникових плугів. З метою сприяння природному відновленню на вирубках хвойних порід доцільно готувати ґрунт наприкінці літа, восени чи ранньою весною.
Довгомошникові та сфагнові вирубки перед початком розповсюдження насіння обробляють за допомогою хімічних речовин. У другій половині літа хімікатами удобрюють мікропідвищення по 500-600 місць на 1 га майданчиками по 1 м2 з витратою магнію хлорату по 15-20 кг/га і 2,4-Д по 0,7-0,8 г на 1 м2.
Вейник і луговик, а також інші злакові рослини обробляють навесні, а в північній підзоні тайги у другій половині літа майданчиками розміром по 2-3 м2 по 500-600 місць на 1 га при витраті сульфату амонію по 100 кг/га.
Вирубки, зарослі менш цінними листяними породами, обприскують емульсіями бутилового ефіру 2,4-Д у дозуванні 0,3-0,4 кг на 1000 м2 для осики та 0,1-0,2 кг для берези, вільхи та ліщини. Використовується натрієва сіль 2,4-Д в дозуванні 0,3-0,4 кг на 1000 м2. Обробку ведуть гніздами завбільшки 4-5 м2 (1000-1500 гнізд на 1 га) або смугами різної ширини. Обприскування кореневих нащадків осики або порослі берези та інших порід проводять у першій половині літа, коли у рослин формується верхівкова нирка.
Найбільші проблеми у лісовивідновленні трапляються на вирубках, покритих таволгою, вейником і луговиком. Потім за труднощі поновлення йдуть довготривалі і сфагнові вирубки. Своєчасна підготовка ґрунту на вирубках, до розростання трав'янистої рослинності, полегшує процес відновлення лісу. У тих випадках, коли заходи сприяння природному відновленню не дають позитивних результатів, роблять посів та посадку лісу.
У дубових деревостанах на свіжих і вологих ґрунтах при повноті верхнього пологу 0,4-0,6 ґрунт обробляють після опадіння жолудів, одночасно закладаючи їх у ґрунт. При сильному засмиканні ґрунту трав'яний покрив знімають смугами шириною 0,8-1 м, або майданчиками 1×2 або 2×2 м.
У лісостеповій зоні в сухих дібровах грунт розпушують на глибину до 15 см. На піднесених місцях створюють мікрозниження шляхом зняття дернини або обробітку мінералізованих майданчиків. Дуже часто за 1-3 роки до рубки в дібровах роблять «шпигування» жолудів. Густий підлісок розріджують на 40-60%.
У букових деревостоях перед опадінням насіння розпушують підстилку і поверхневий шар ґрунту на глибину 1-2 см. На пологих схилах ґрунт обробляють тільки по горизонталі, а на крутих - майданчиками у кількості 400-600 шт/га.
Огородження вирубок від потрав худобою можливе на невеликих площах. Особливо потребують огородження вирубки в заплавах річок, поблизу пасовищ при порослевому відновленні, оскільки воно чутливіше до пошкодження худобою. На всіх ділянках з проведеними заходами сприяння забороняються пасова худоби, сінокосіння та збирання підстилки.
У перспективі слід на увазі сприяння відновленню лісу шляхом його добрива. З-поміж інших заходів, що сприяють відновленню вирубок, можна назвати тимчасове сільськогосподарське користування.
Насадження, що виникли в результаті сприяння (у тому числі і зі збереженого підлітка), враховують у спеціальній книзі та переводять у лісопокриту площу як природні молодняки.
Мінеральна частина ґрунту виникла внаслідок вивітрювання гірських порід та мінералів верхніх шарів літосфери та їх перетворень у процесі ґрунтоутворення. Це підтверджується схожістю хімічного складу літосфери та ґрунтів. Під сукупним впливом на мінеральну природу фізичних і хімічних чинників, особливо живих організмів (рослин та мікроорганізмів), відбулися глибокі зміни, які призвели до утворення на поверхні земної кори грунтового покриву.
Таким чином, «будівельниками» ґрунту є рослини та мікроорганізми, а також мікро- і макрофауна, що мешкає в ґрунті, будівельним же матеріалом – гірські (материнські) породи та навколишня атмосфера та гідросфера, а енергетичним джерелом ґрунтоутворення – сонячна енергія.
Ґрунти успадковують геохімічні особливості ґрунтоутворювальних порід. Наприклад, багатство породи окисом кремнію визначає і підвищений вміст їх у грунті, а надлишок глинистих мінералів відбивається на переважання в генетичних горизонтах грунту. На карбонатних породах розвиваються ґрунти, збагачені лужноземельними елементами, а на засолених породах формуються засолені ґрунти і т.д. Однак вирішальну роль у ґрунтоутворенні відіграє біологічний фактор.
Під впливом живих організмів у ґрунті порівняно із земною корою кількість вуглецю збільшилася у 20 разів, а азоту – у 10 разів. Це свідчить про те, що рослини сприяють нагромадженню біологічно важливих елементів у ґрунті. Грунтоутворення у природних умовах протікає досить повільно. За допомогою добрив та правильної агротехніки інтенсивність ґрунтових процесів можна значно прискорити. Наприклад, при застосуванні добрив посилюється життєдіяльність не тільки рослин, а й ґрунтової мікрофлори, що різко прискорює процеси
накопичення органічних речовин та біологічно важливих елементів, тобто. підвищується родючість ґрунту.
б о
с/год “Ф “[ЗД]6"
Мал. 3.1. Групи з'єднань тетраедрів 8Ю4
У переважній частині ґрунтів мінеральну основу її твердої фази складають кремнекисневі сполуки. Найпоширеніший мінерал у ґрунті - кварц (окис кремнію). Алюміній та залізо здебільшого входять до складу алюмосилікатних та ферросилікатних мінералів. Атоми кремнію у поєднанні з киснем утворюють міцнозв'язані групи 8104, у яких кремній оточений тетраедрической координації чотирма атомами кисню. Так як кремній чотиривалентний, а кисень двовалентний, тетраедр 8Ю4 має ненасичені валентності кисню, його можна розглядати як чотиризарядний аніон. Дуже істотна здатність тетраедрів 8Ю4 з'єднуватися між собою з утворенням груп із певної кількості атомів кремнію та кисню (рис. 3.1).
У структурі мінералів тонкодисперсних фракцій грунтів кремнекисневі тетраедри з'єднані в шари, ланцюжки або ізольовані групи тетраедрів 8Ю4, що являють собою складні аніонні комплекси, так як у атома кисню, що не бере участі в з'єднанні між собою двох 8Ю4-тетраедрів, залишається вільним. У
складних поєднаннях з кремнекисневих тетраедрів частина атомів кремнію може бути заміщена атомами алюмінію, що підвищує ненасиченість аніонного радикалу.
У кристалічній решітці кварцу тетраедр 8104 з'єднаний через загальні атоми кисню з чотирма іншими тетраедрами 8104 за схемою
Загальна формула такої сполуки (8Ю2)і. У польових шпатів частина атомів кремнію в подібній структурі заміщається на алюміній, внаслідок чого у такого кремнеалюмокисневого каркаса виникає негативний заряд, який компенсується відповідною кількістю катіонів натрію, кальцію та інших, що розташовуються всередині каркасу, в порожнинах решітки. Наприклад, польовий шпат альбіт, що має загальну формулу Ыа^АЮв], побудований із зв'язаних між собою кремнекисневих і алюмо-кисневих тетраедрів, причому на кожні три атоми кремнію припадає один атом алюмінію і один іон натрію, що нейтралізує негативний заряд каркасу.
Алюміній у тетраедричній координації з іонами кисню або гідроксилу утворює октаедричні групи, в яких іон алюмінію оточений шістьма іонами кисню або гідроксилу. Загальна формула такої сполуки (шару) [А1(0Н)3]л відповідає складу мінералу гіббситу (гідраргіліту), що зустрічається у ґрунті. Структуру подібних мінералів можна записати так:
...[(ОН)зА12(ОН)з] л...[(ОН)зА12(ОН)з] ¦ і...[(ОН)3А12(ОН)3] л.
Формула показує хімічний склад шару (пакету), а крапки – міжпакетні проміжки.
У ґрунтах зустрічаються первинні та вторинні мінерали. До первинних відносяться мінерали, що перейшли із земної кори в ґрунт у незміненому або майже незміненому вигляді. До них можна віднести мінерали ґрунтового скелета: кварц та його різновиди, польові шпати, у тому числі плагіоклази, слюди, рогові обманки, авгіт, турмалін, магнетит, кальцит, доломіт та ін. Первинні мінерали входять до складу материнських ґрунтоутворюючих порід, що виникли вивітрювання та руйнування гірських порід, з яких
складається оболонка земної кори. У ґрунтах ці мінерали присутні переважно у вигляді частинок піщаної розмірності (від
- 05 до 1,0 мм) та пилуватих частинок (від 0,001 до 0,05 мм). У незначній кількості деякі з них присутні у вигляді мулистих (0,001 мм) і колоїдних (0,25 мкм) частинок.
В основі кристалічної решітки алюмосилікатних мінералів дрібнодисперсної фракції ґрунтів лежать поєднання з кремнекисневих тетраедричних та алюмогідроксильних октаедричних шарів.
У каолініту кристалічні грати утворені пакетами з двох шарів, пов'язаних між собою загальними атомами кисню: тетраедричного кремнекисневого та октаедричного алюмо-гідроксильного за типом
... п... ¦ п.
У монтморилоніту, гідрослюд пакет кристалічної решітки утворений одним алюмогідроксильним шаром і двома приєднаними до нього кремнекисневими за типом
... п... п...
У мінералів каолінітової групи зв'язок між пакетами міцніший, міжпакетні простори невеликі. Взаємодія мікрокристалічних частинок із розчином у цьому випадку відбувається лише на зовнішній поверхні.
У мінералів монтморіллонітової групи міжпакетні простори більші, зв'язок між пакетами неміцний, при зволоженні вода входить у міжпакетні простори. Тому в обміні на катіони грунтового розчину беруть участь катіони, розташовані як на поверхні частинок, так і в міжпакетних проміжках. Цим пояснюється вища обмінна поглинальна здатність мінералів монтморіллонітової групи, а також наявність у них необмінного поглинання катіонів.
Грунтові глинисті мінерали поділяються на чотири групи: монтморилонітові (монтморилоніт, бейделліт, нонтроніт та ін), каолінітові (каолініт і галуазит), гідрослюди та мінерали полуторних оксидів (гематит, беміт, гідргіліт, гет. З вторинних мінералів найвищою поглинальною здатністю мають монтморилонітові, найменшу - каолініт. Наприклад, ємність поглинання каолініту в 8-15 разів менша за ємність поглинання монтморилоніту. Ця особливість мінералів має важливе значення у поглинанні добрив і її слід враховувати при їх застосуванні. Вторинні алюмосилікатні мінерали в грунті знаходяться у вигляді кристалів, мають високу дисперсність, мають велику поглинальну здатність.
До складу мінеральної частини ґрунту входять і аморфні речовини. Це гідрати оксидів алюмінію А120з*лН20 та заліза Ре20з*лН20, а також гідрати кремнезему 8Ю2*іН20. Вони можуть кристалізуватись. Мінерали оксидів та гідроксилів алюмінію та заліза зустрічаються у значних кількостях у червоноземах та жовтоземах.
За хімічним складом мінерали поділяються на силікати та алюмосилікати. З силікатів найпоширеніший кварц. Зазвичай у ґрунтах його міститься понад 60%, а в піщаних – понад 90%. Це хімічно інертний, стійкий та міцний мінерал.
Алюмосилікати представлені первинними та вторинними мінералами. З первинних найбільше польових шпатів: калієвих (ортоклаз КА^зОв) і натрієво-кальцієвих (плагіоклази). Слюд у ґрунті менше порівняно з польовими шпатами. Вони містять калій. Мусковіт містить багато алюмінію, а біотит - це залізисто-магнезіальна слюда. Польові шпати та слюди поступово руйнуються, звільняючи калій, кальцій, магній, залізо та інші поживні елементи для рослин.
Вторинні алюмосилікати за хімічною природою відносяться до гідроалюмосилікатів і поділяються на три групи.
- Монтморилоніти (монтморилоніт - А128140ю(0Н)2 ^Н20, бейделліт - А1381з09(0Н)з 'лН20 та ін). Ця група глин характеризується високою дисперсністю, набухання, липкістю та в'язкістю.
- Каолініти (каолініт - А1281205(0Н)4 та галуазит А1281205(0Н)4-2Н20). Ця група глин менш дисперсна, має невелику набуханість і липкість. У дерново-підзолистих ґрунтах та чорноземах, сформованих на покривних суглинках, у складі високодисперсних мінералів переважають монтморилоніт та гідрослюди. У червоноземах, жовтоземах та дерново-підзолистих ґрунтах, що утворилися на продуктах древнього гумідного вивітрювання граніту, у значних кількостях містяться мінерали каолінітової групи.
- Гідролюди (гідромусковіт, гідробіотит, вермікуліт) утворюються зі слюд, мають непостійний хімічний склад, за фізичними властивостями займають середнє положення між монтморилонітом і каолінітом. Слюди визначають агрохімічні та фізичні властивості ґрунту. Вони є джерелом калійного живлення рослин. Енергія поглинання калію колоїдами велика, внаслідок чого в поглинаючому комплексі багатьох ґрунтів його міститься 0,5-10 ммоль/100 г ґрунту. У деяких ґрунтах є нестача калію, наприклад у червоноземах, латеритах, що пояснюється малим вмістом у них слюд і гідрослюд та багатством ґрунтів мінералами каолінітової групи, яка майже не містить калію.
У ґрунті крім макроелементів міститься кілька мікроелементів: одних (йод, бор) більше, ніж у літосфері, інших (мідь, кобальт) менше, а деяких приблизно стільки ж (табл. 3.1). Основним джерелом мікроелементів у ґрунті служать ґрунтоутворюючі гірські породи. Наприклад, грунти, що утворилися на продуктах вивітрювання кислих порід (граніти, ліпарити, граніти-порфіри та ін.), бідні на нікель, кобальт, мідь, а грунти, що утворилися на продуктах вивітрювання основних порід (базальтах, габро та ін.), навпаки, збагачені цими елементами. Деякі мікроелементи (I, В, Б, Бе, Аз) можуть надходити у ґрунт з газами з атмосфери, від вулканічних вивержень та з метеоритними опадами, причому для таких мікроелементів, як йод, фтор, ці джерела є основними.
3.1. Вміст мікроелементів у ґрунті (А) та літосфері (Б), мас. %
| Елемент | А | У | Елемент | А | У |
| Мп | 8,5 | 10 "2 | 9 10"2 | Сі | 2 10"3 | 1 10"2 |
| І | 2 10"2 | 2,7 10’2 | Ъп | 5 10"3 | 5 10"3 |
| \?а | 1 10"2 | 1,5 10"2 | З | Про ГО | 3 1(Г3 |
| У | 1 10"3 | 3 КГ4 | Мо | 3 кг4 | 3 10" |
| N1 | 4 10"3 | ГО Про | I | 5 10-4 | 3 10‘5 |
Різні за гранулометричним складом фракції мінеральної частини ґрунту різко різняться за вмістом різних мінералів. У піску та великому пилу переважають кварц та польові шпати. А дрібнодисперсні (lt;0,001 мм) глистий і колоїдний фракції складаються головним чином з вторинних алюмосилікатних мінералів. У зв'язку з цим різні механічні фракції ґрунту суттєво різняться за хімічним складом.
У піщаних і пилуватих ґрунтах кремнію більше. Зі зменшенням розміру частинок його вміст знижується, а кількість алюмінію, заліза, калію, магнію та фосфору зростає (табл. 3.2). Високодисперсна частина ґрунту містить і гумус-показник її потенційної родючості. Тому муляста і колоїдна фракції становлять найбільшу цінність для харчування рослин. Ці фракції зумовлюють і поглинальну здатність ґрунту. У них найактивніше протікають процеси фізичної та фізикохімічної адсорбції.
3.2. Зразковий хімічний склад різних механічних фракцій ґрунту,
мас. %
| Фракції, мм | 81 | А1 | Ре | Са | | До | Р |
| 1,0-0,2 | 43,4 | 0,8 | 0,8 | 0,3 | 0,3 | 0,7 | 0,02 |
| 0,2-0,04 | 43,8 | 1,1 | 0,8 | 0,4 | 0,1 | 1,2 | 0,04 |
| 0,04-0,01 | 41,6 | 2,7 | 1,0 | 0,6 | 0,2 | 1,9 | 0,09 |
| 0,01-0,002 | 34,6 | 7,0 | 3,6 | 1,1 | 0,2 | 3,5 | - |
| lt; 0,002 | 24,8 | 11,6 | 9,2 | 1,1 | 0,6 | 4,1 | 0,18 |
Ґрунти різного гранулометричного складу суттєво різняться за фізичними, фізико-хімічними та хімічними властивостями. Неоднаковий у них і мінералогічний склад.
Піщані та супіщані ґрунти складаються з кварцу та польових шпатів, суглинисті – із суміші первинних та вторинних мінералів, а глинисті – переважно із вторинних глинистих мінералів з домішкою кварцу.
Зміст основних зольних поживних речовин - кальцію, калію, магнію, заліза та ін - також визначається ступенем дисперсності грунтів, так як вони містяться в мінеральній частині грунту, фосфор і сірка знаходяться як в мінеральній, так і в органічній частині, а кількість азоту визначається рівнем гумусованості ґрунтів. Отже, ґрунти різного гранулометричного складу суттєво різняться і за вмістом у них поживних елементів. Більш важкі глинисті та суглинні грунти багатші елементами живлення, ніж піщані та супіщані.
Вітаю всіх шанувальників металопошуку. Зараз ми з вами поговоримо про важливе поняття, яким є мінералізація ґрунту. Напевно новачки вже стикалися з цим поняттям і хтось собі не зміг відповісти на запитання "Що ж таке ступінь мінералізацій?", "Що таке мінералізацій?", "На що вона впливає?", "Як з нею боротися?" і т.д. Ось зараз ми спробуємо відповісти на ці досить прості питання і дати поради, які допоможуть вам при виборі металошукача і надалі при роботі з ними. І так, мінералізація - це наявність у ґрунті електропровідних домішок чи магнітних домішок чи магнітних домішок. Ступінь мінералізацій може бути різним, наприклад в одному місці ступінь мінералізацій буде мінімальним, тобто присутність тих елементів про які я сказав буде мінімальною. В іншому місці навпаки кількість таких домішок буде більшою. Що ж чекає пошуковика у тому чи іншому випадку, там, де ступінь мінералізацій мінімальної шукати буде найлегше. Багато металошукачів не маю у своєму комплексі налаштувань можливості балансування детектора по ґрунту. Балансування металошукачів потрібне щоб долати існуючу мінералізацію і створювати умови для найбільш глибокого пошуку. Там, де ступінь мінералізацій мала Ви будете вести пошук на максимальній глибині, там, де ступінь мінералізацій високий Ви втрачатимете в глибині виявлення. Але ті металошукачі, які мають балансування грунту, ручний або автоматичний, матимуть перевагу перед тими металошукачами, які таким налаштуванням не мають. Ступінь мінералізацій може відрізнятися регіонально, тобто припустимо у Підмосков'ї переважно низька та близька до середнього ступеня мінералізацій. Але якщо Ви поїдете в інше місце, Ви можете зіткнутися з тим, що ступінь мінералізацій досить високий. Тому вибираючи свій зверніть увагу на те, що володіє він можливістю балансування по грунту і якщо можна уточніть інформацію про ступінь мінералізацій у вашому регіоні. Це дуже допоможе вам надалі якихось проблем. Відповідно коли Ви виходите на пошук з металошукачем, Ви повинні налаштуватися на ґрунт, тобто відбудувати металошукач. Якщо металошукач не має балансування грунту, то вам доведеться пожертвувати його чутливістю, Ви знижуватимете рівень чутливості відповідно втрачатимете кілька сантиметрів у глибині виявлення. Якщо металошукач може налаштуватись на ґрунт в автоматичному або ручному режимі, то Ви балансуєте його по поточному ґрунту та отримуєте гранично можливі на даному ґрунті значення глибини виявлення. Ось що таке мінералізація і ті способи, які можна застосувати для боротьби з нею. Я бажаю вам удачі. Вибираючи металошукач обов'язково звертайте увагу на чи він має можливість балансування по грунту або не має такої. І отримайте по можливості інформацію про ступінь мінералізацій у тих місцях та регіонах, де Ви збираєтеся шукати. Хай щастить. Зустрінемось.
|
Показники окультурення |
Оптимальні значення |
|
Перезволоження орного шару у вегетаційний період, дні. |
Відсутня або для багаторічних трав – не більше 20, зернових – не більше 3 |
|
Потужність орного шару | |
|
Вирівняність поверхні |
Замкнуті мікрозападини та мікропідвищення на відрізку 5м - трохи більше 5см. |
|
Щільність складання орного шару, г/см 3 |
Для ярих зернових – 1,1–1,3; однорічних трав – 1,0–1,3; буряків та картоплі – 1,0–1,2; багаторічних трав -1,1-1,25 |
|
Вологість ґрунту в шарі 0-50 см, % від ПВ |
50–70 – під зернові, 55–75 – під багаторічні трави, 55–70 – під коренеплоди та технічні культури |
|
Коефіцієнт структурності | |
|
Азот (NO 3 + NH 4) мг/кг ґрунту. | |
|
Фосфор рухомий по Кірсанову, мг/кг ґрунту | |
|
Калій обмінний, мг/кг ґрунту | |
|
Обмінна основа, мг-екв/кг ґрунту |
Не менше 150-200, відсутності рухомого алюмінію |
Ці показники мають динамічний характер, що пов'язано з погодними умовами, ступенем зволоження та ґрунтовим покривом, способом використання землі.
Потужність орного шару.Основне завдання при створенні глибокого однорідного орного шару це покращення його фізичних властивостей та підвищення ефективної родючості ґрунту.
Дослідження наукових установ та досвід господарств зі створення та окультурення мінеральних ґрунтів різного гранулометричного складу підтверджують, що чим глибший орний шар, тим вищі та стійкіші врожаї. Орний шар 30-40 см може поглинути і утримувати без перезволоження 30-50% талих вод і повністю зливи - 50-60 мм. Зі збільшенням потужності орного шару лише один сантиметр маса зростає на 120–130 т/га зі збільшенням органічного речовини до трьох тонн. При глибокій обробці швидше і більше проникає вологи в шари нижче, підвищується температура розпушеного шару, краще відбувається газообмін. На важких дерново-підзолистих глеюватих ґрунтах при глибокій обробці оптимальне утримання повітря у весняний період встановлювалося на 20–22 дні раніше, стосовно звичайної оранки, що особливо важливо для озимих культур. Розпушування підорного шару сприяє більшому виділенню вуглекислого газу. Зі збільшенням потужності орного шару на сантиметр обсяг загальної пористості збільшується на 50–55 м 3 /га.
Потужний окультурений орний шар має велике гідромеліоративне значення. З підвищенням коефіцієнта фільтрації та вологоємності ґрунту скорочується обсяг стоку і тим самим підвищити дію осушувальних систем та зменшити винос поживних речовин. Збільшення потужності орного шару з 15–20 до 25–30 см коефіцієнт фільтрації на суглинистих ґрунтах підвищується з 1,0–1,5 до 2,0–3,0, глинистих – від 0,5 до 2–3 метрів на добу. У сильному орному шарі створюються і більш сприятливі умови у розвиток мікроорганізмів і кореневої системи польових культур. Насіння бур'янів зароблених на велику глибину повільно проростає, а значна частина їх гине. При глибокій підрізці коріння бур'янів вони швидше відмирають. Глибока загортання пожнивних залишків при хорошому обертанні пласта виключається можливість появи шкідників та хвороб на подальшій культурі.
Рослини по-різному реагують на глибину орного шару та глибину основної обробки. Добре відгукуються на глибоку основну обробку ґрунту буряк, кукурудза, картопля, люцерна та конюшина, віка, кормові боби, овочеві культури. Озимі зернові, горох, ячмінь, овес, гречка культури, що середньо відгукують на глибоку обробку. До тих, що слабко відгукуються або зовсім не реагують не глибоку обробку відносяться льон, яра пшениця, люпин.
У зв'язку з особливим значенням глибокого окультурення орного шару розроблено прийоми поглиблення та окультурення орного шару. Меліоративним оранкою з інтенсивним окультуренням підзолистих грунтів можна створити однорідний орний шар з глибиною близько 30см. разом з цим цей прийом і особливо плантажна оранка вимагає багато часу та витрат. Піднятий на денну поверхню ілювіальний обрій водоміцний тільки у вологому стані. Після багаторазового підсихання та зволоження осадами його структура руйнується, утворюється безструктурна глина, що запливає, і при висиханні покривається кіркою, що погіршує режими ґрунту.
Застосування двох-або триярусного оранки, як прийому корінної переробки профілю, неможливо створити однорідний по родючості орний шар. У зв'язку з великими витратами ярусної оранки навряд чи це може бути застосований у широких масштабах.
Поглиблення орного горизонту шляхом поступового приорювання нижнього шару до орного помітно проявляється на тлі внесення досить високих доз добрив та вапна. Краще поглиблювати орний шар під час зяблевого оранки під культури чуйні на поглиблення. Приорану опідзолену частину горизонту до орного слід перемішувати навесні, переоранням до 16 см із внесенням органіки.
Поліпшення ґрунтового профілю дрібнозалежних торфовищ проводять за допомогою нормативної оранки, поєднаної з утворенням під ораним горизонтом розпушених смуг. Це забезпечує розущільнення підплужної підошви, водоутримуючого прошарку та створює тимчасові щілини та кротовини.
Технологія створення потужного однорідного по родючості орного шару важких грунтів складається із системи проведення шарового оранки з ліквідацією підзолистого горизонту. Вона передбачає використання рослинних залишків, які служать біомеліоративнапрошарком для регулювання водного режиму, із застосуванням меліоративної та звичайної оранки, розпушування, дискування, вирівнювання поверхні.
Кожен із вищеописаних прийомів має як позитивні, і негативні боку. При проектуванні систем прийому створення потужного орного шару цілком залежить від типу грунту.
Загальні фізичні властивості ґрунту.Щільність твердої фази ґрунту(Питома маса) - відношення маси її твердої фази до маси води в тому ж обсязі при +4 0 С. Величина стала. Значення її змінюється залежно від величини гумусу та складу мінеральної частини ґрунту. Для дерново-підзолистих ґрунтів республіки цей показник коливається від 2,40 до 2,65 г/см3 для торф'яно-болотних – від 0,5 до 1,4 г/см3.
щільністьґрунти (об'ємна маса) – маса одиниці об'єму абсолютно сухого ґрунту, взятого в природному додаванні, виражають у г/см 3 . Щільність впливає на режими ґрунту та є величиною змінної, як у процесі окультурення ґрунту, так і за сезонний період. Після розпушування щільність ґрунту знижується, потім під впливом опадів, своєї ваги вона збільшується і досягає рівноважної густини. Найкращі умови для культур за щільністю складаються тоді, коли значення оптимальної та рівноважної щільності збігаються.
Підвищена щільність негативно впливає на водний режим, газообмін та біологічну активність ґрунту. Від зайвої щільності знижується польова схожість насіння, зменшується глибина проникнення коренів та його форма. Зростання кореневої системи при щільності ґрунту 1,4–1,55 г/см 3 утруднене, більше 1,60 г/см 3 неможливе. Несприятливе і дуже пухке додавання.
Орний шар вважається пухким при щільності - 1,15, щільним - 1,15-1,35 і дуже щільним - вище 1,35 г/см3. Польові культури по-різному відносяться до ущільнення ґрунту. Картопля, кормові коренеплоди, цукрові та столові буряки добре ростуть і дають високі врожаї тільки на пухких ґрунтах. Відношення багаторічних трав до щільності ґрунту залежить від віку рослин. Молоді рослини бобових та злакових трав, особливо конюшини червоної, дуже погано переносять ущільнення верхнього шару ґрунту. На другий та наступний роки життя вони можуть виростати і на порівняно ущільненому ґрунті. На зростання рослин впливає і щільність підорного горизонту
Оптимальні значення об'ємної маси на легкосуглинистих ґрунтах для культур сівозміни становить для ячменю 1,15-1,25, для озимого жита 1,20-1,30, вівса 1,15-1,25, кормових бобів 1,02-1,30 , картоплі 1,00-1,20, кукурудзи 1,10-1,40 г/см 3 .
Пористість (скважність) ґрунту. Проміжки між ґрунтовими грудочками, з яких складається тверда фаза ґрунту, називаються порами. Загальний обсяг пір у відсотках по відношенню до всього обсягу ґрунту називається пористістюабо шпаруватістюґрунти. Розрізняють некапілярну та капілярнупористість. За рахунок некапілярних пір відбувається водопроникність та повітрообмін. Капілярні пори визначають запас доступної рослин вологи. Якщо некапілярна пористість менше 50%, то різко зменшується повітрообмін, якщо вона вище 65% знижується водоутримуюча здатність ґрунту.
Співвідношення обсягів займали твердою фазою грунту і різними видами пір називається будовою орного шаруґрунти. Оптимальне співвідношення об'єму твердої фази ґрунту та загальної шпаруватості для ґрунтів важкого гранулометричного складу 40–35 та 60–65%, а легкого за обсягом твердої фази ґрунту 50–55% та 45–50% загальної шпаруватості.
Будова ґрунту регулюють поліпшенням структури та обробітком ґрунту. Прийоми обробки підвищують загальну пористість, збільшуючи обсяг некапілярних пір, що покращує водно-повітряний режим ґрунту. Однак надмірна пухкість ґрунту веде до втрати вологи, швидкої мінералізації органічної речовини. Виникає труднощі закладення дрібнонасіннєвих культур, що вимагають неглибокого закладення насіння - це льон, конюшина, овочеві, просо, багаторічні трави, тому грунт ущільнюю котками.
Структура ґрунту. Основним фактором, що визначає складання ґрунтів середнього та важкого гранулометричного складу та його стійкість у часі, є механічно міцна та водоміцна структура.
Здатність ґрунту розпадатися на агрегати називається структурністю.Сукупність агрегатів різної величини, форми та якісного складу називається ґрунтовою структурою.Залежно від діаметра частинок розрізняють глибисту структуру – грудки понад 10 мм, макроструктура – від 0,25 до 10 мм, мікроструктура – менше 0,25 мм. Найбільш поширені форми агрегатів - це зерниста, комковата, глибиста, пилувата структура. В агрономічному відношенні для орних земель найбільш цінною вважається зерниста і комковата з діаметром агрегатів від 0,25 до 10 мм.
Структурні ґрунти мають розвинені капілярні пори, які вбирають вологу, а проміжки між ними заповнені повітрям. Це посилює розвиток коренів рослин, роботу мікроорганізмів з розкладання органічних речовин до азотного та зольного харчування. Структурні ґрунти не запливають, мають слабкий поверхневий стік, не вимагають великих зусиль з обробки. Випаровування зі структурного ґрунту відбувається повільно через широкі проміжки між грудочками, а звідси і запас води.
У безструктурний ґрунт волога вбирається повільно, а значна її частина втрачається внаслідок поверхневого стоку. Поверхня безструктурного ґрунту при зволоженні запливає, а при підсиханні ущільнюється, утворюючи кірку, газообмін між ґрунтом та атмосферним повітрям порушується.
Агрономічно цінна структура характеризується такими показниками як розмір часток, водоміцністю та ганебністю агрегатів.
Водоміцністьструктури називається її здатність протистояти дії води, що розмиває. Ґрунти з високою водоміцністю структури тривалий час зберігають сприятливе додавання, досягнуте першою ж обробкою. Досліди показали, що орний шар має стійке додавання, якщо містить не менше 40-45% водоміцних агрегатів більше 0,25 мм. При меншому вмісті водоміцних агрегатів ґрунт швидко ущільнюється під впливом опадів. Структурний грунт має пухке додавання, меншу щільність і більшу пористість, більше 45%, розмір агрегатів становить 0,25-10 мм, усередині грудок переважають капілярні проміжки, а між грудками - великі некапілярні. Навіть при рясному зволоженні в структурному ґрунті в порах між агрегатами зберігається повітря, коріння рослин та аеробні мікроорганізми не відчувають його нестачі.
Структура ґрунту руйнується головним чином під впливом механічних, фізико-хімічних та біологічних факторів. Механічне руйнування структури відбувається у верхніх шарах, викликається воно переважно грунтообробними машинами; фізико-хімічне руйнування можуть бути викликані одновалентними катіонами, що потрапляють у ґрунт з опадами, добривами; біологічні причини руйнування структури пов'язані з мікробіологічними процесами, у яких відбувається розкладання гумусу в агрегатах та його руйнуваннях.
Для створення агрономічно цінної структури та підтримки її у водоміцному стані використовують різні агротехнічні прийоми – посів багато літніх трав, внесення органічних добрив та вапнування, осушення перезволожених ґрунтів, способи обробітку ґрунтів.
Оброблювані культури також надають певний вплив на структуру грунту, так на третьому році монокультури ячменю коефіцієнт структурності орного шару дорівнював 1,57, тимофіївки - 1,54 і кормових буряків 1,10. Чим вище загальна маса коренів в одиниці об'єму, тим сильніше вона впливає на розчленування злитого ґрунту на макроструктурні окремості, дії яких можна порівняти з функцією клинів. Так на ґрунт багаторічні трави істотно впливають тільки при врожаї сіна 40–50ц/га і вище, оскільки маса коренів, що залишаються, пропорційно (або дорівнює) масі надземної частини. На характер накопичення кореневої маси великий вплив надає глибина загортання добрив та способи обробітку ґрунту. Гумусові речовини, особливо свіжоутворені, володіючи здатністю, що склеює, мають великий вплив на утворення агрономічно цінної зв'язкової водоміцної і пористої структури грунту.
Фізико-механічні властивості ґрунту.Пластичність– здатність ґрунту під дією зовнішніх сил зберігати форму. Виявляється при сильному зволоженні особливо на глинистих ґрунтах.
Зв'язок– здатність ґрунту протистояти спрямованим на нього силам. Невисоку зв'язність мають піщані та структурні ґрунти. Гумус у важких суглинистих та глинистих ґрунтах зменшує їх зв'язність, у легких піщаних – дещо збільшує.
Набухання– збільшення обсягу ґрунту при зволоженні, а усадка– скорочення обсягу ґрунту при висиханні. Піщані ґрунти не набухають, глинисті та суглинні в значній мірі. При зміні цих обсягів поверхня ґрунту тріскається, втрачається волога, можливий розрив кореневої системи рослин.
Стиглість. Стан ґрунту придатний для обробки, тобто коли зв'язність мала і ґрунт не прилипає до знарядь, добре кришиться.
Твердість– це опір ґрунту проникненню в нього на певну глибину твердого тіла. Висока твердість - ознака поганих фізико-хімічних та агрофізичних властивостей.
Питомий опір– це зусилля витрачене на підрізання пласта, оборот і тертя робочу поверхню зброї, кг/см 2 . За величиною питомого опору ґрунту ділять:
- Легкі з питомим опором 0,2-0,35 кг/см 2 це піщані, супіщані та деякі торф'яні;
- Суглинисті з питомим опором 0,35-0,55 кг/см2;
– важкі ґрунти (глинисті) мають питомий опір 0,55–0,80 кг/см 2 .
Таблиця 2.2. Вплив механічного складу ґрунту на питомий опір
Завантаження...
