Землеробство - Гудзь В. П. - 5.4. Оптимальні параметри властивостей грунту, що формують його ерозійно стійку поверхню
При інтенсифікації землеробства для надійного захисту грунтів від ерозії особливе значення має встановлення відповідності властивостей грунту вимогам не тільки вирощуваних культур, а й здатності протистояти ерозійній дії води і вітру. У зв'язку з цим велике практичне значення мають такі важливі показники, як генезис грунтового покриву і допустимі межі втрати його від ерозії, кількість гумусу, поживних речовин МРК, води, технологічні показники грунту (твердість, щілинність, об'ємна маса), водний режим (вологість, водопроникність, запаси вологи перед сівбою і за фазами розвитку рослин), якість обробітку грунту (обертання скиби, розпушення, кришіння, переущільнення), засміченість посівів (наземна) і грунту (потенційна), економічні показники (продуктивність праці, витрати палива, енерго - і ресурсозбереження, урожайність, собівартість).
Кращі для більшості вирощуваних культур легкі за гранулометричним складом суглинкові й супіщані грунти, багаті на органічну речовину, малопридатні - піщані та слабоокультурені ущільнені. Останні відзначаються більш високою об'ємною масою, низькою шпаруватістю, що гальмує проникнення води й погіршує аерацію. На таких грунтах вода із капілярної переходить у плівчасту, яка менше засвоюється кореневою системою. Зростає стік води опадів, ускладнюється обробіток, знижується або залишається на рівні урожай вирощуваних культур.
До головних природних факторів ущільнення грунту належать: високий вміст фізичної глини, низька оструктуреність, надмірне зволоження в поєднанні з наступним висушуванням, низький вміст органічної речовини, зливи тощо.
Основні штучні фактори ущільнення грунту: важкі сільсько-господарські машини і трактори, недостатня глибина обробітку, зайві проїзди машин, транспортування в полі при надмірній вологості грунту, обробіток перезволоженого або сухого грунту, недостатнє внесення органічних речовин, насичення сівозмін просапними культурами і відсутність багаторічних трав.
Особливо несприятливі умови розвитку сільськогосподарських культур створюються внаслідок тривалого обробітку на одну й ту саму глибину плоскими лемешами плугів і плоскорізів. При їх застосуванні на глибині обробітку створюється підошва з великою об'ємною масою і малою кількістю макропор. Вона сильно обмежує глибину проникнення коренів, загальний розмір кореневої системи і міграцію вологи. При порівняно нетривалій посусі на таких ділянках рослини сильно страждають від нестачі вологи, тому що глибше від плужної підошви не можуть її використовувати, бо там мало або немає коренів. Волога, що міститься в грунті вище від плужної підошви, при підвищеній температурі повітря швидко випаровується, що не дає змоги ефективно використовувати поживні речовини грунту і добрив.
Доцільність розущільнення плужної підошви очевидна, і ця робота широко ведеться в багатьох країнах не тільки на важких глинистих грунтах, а й на всіх інших оброблюваних землях.
За глибокого розпушування підвищується водопроникність підошви в 10-15 разів і збільшується загальний обсяг пор, зайнятих повітрям. Надлишок води при цьому швидко просочується в грунт, внаслідок чого можливий його більш ранній весняний обробіток.
Для розущільнення грунту достатня глибина його розпушення, що перевищує товщину плужної підошви на 5-7 см. Зайва глибина обробітку призводить до значних витрат коштів і палива.
Грунти з високою рівноваговою щільністю будови важкого грануло-метричного складу обробляють частіше, ніж з низькою. Грунти з високим вмістом гумусу і водотривких агрегатів понад 40% у природному стані досить пухкі, тому на них потрібно застосовувати тільки необхідну для вирощування сільськогосподарських культур кількість обробітків (табл. 37).
Таблиця 37
Рівновагова й оптимальна для польових культур щільність грунту, г/см3
Грунт |
Механічний склад |
Рівновага |
Оптимальна для культур | |
Зернових |
Просапних | |||
Дерново-підзолистий |
Піщаний Супіщаний Суглинковий |
1,50-1,60 1,30-1,40 1,35-1,50 |
1,40-1,50 1,20-1,35 1,10-1,30 |
1,25-1,35 1,10-1,30 1,00-1,20 |
Сірий лісовий |
Важкосуглинковий |
1,30-1,40 |
1,15-1,25 |
1,00-1,20 |
Чорнозем |
Суглинковий і легко-глинистий |
1,00-1,30 |
1,15-1,30 |
1,00-1,30 |
Каштановий |
Суглинковий |
1,20-1,45 |
1,10-1,30 |
1,00-1,30 |
Сірозем |
Суглинковий |
1,50-1,60 |
1,30-1,40 |
1,20-1,40 |
У табл. 38 наведено узагальнені за літературними джерелами показники оптимальної для польових культур і рівновагової щільності будови окремих грунтів різного гранулометричного складу. Чим більша різниця між цими показниками, тим вища агротехнічна ефективність розущільнення грунту.
Для більшості зернових культур на середньо - і важкосуглинкових грунтах оптимальні умови для росту й розвитку складаються при діапазоні щільності від 1 до 1,3 г/см3, на піщаних і супіщаних - 1,20-1,50 г/см3.
Користуючись наведеними даними оптимальної щільності грунту для різних культур, слід мати на увазі, що вони не є в повному розумінні константами і змінюються під дією кліматичних факторів і заходів, які застосовуються при вирощуванні культур. При високому зволоженні оптимум у межах установленого діапазону зміщується до нижчих значень щільності, а в умовах недостатнього зволоження - до вищих. Фізична суть такої закономірності пов'язана з умовами випаровування води, її рухом у грунті, аерацією. При високому вмісті води, близькому до найменшої вологоємності, її пересування зменшується в пухких грунтах і збільшується в ущільненнях, а необхідний рівень аерації підтримується лише за рахунок некапілярних проміжків. При низькому вмісті води, близькому до значення вологості розриву капілярних зв'язків, аерація не є лімітуючим фактором. Втрати води на фізичне випаровування в цьому разі із щільного грунту значно менші, ніж із пухкого, і насамперед за рахунок зниження рівня конвекційно-дифузних процесів її пересування в пароподібному стані.
Оцінка ступеня сприятливості грунтових умов за показниками щільності більш об'єктивна для ярих культур. Для озимих помітну роль відіграють умови перезимівлі.
За оптимальних умов для сходів і подальшого росту рослин озимі на високоу-щільнених грунтах можуть загинути від притертої льодової кірки після зимових відлиг. За даними Інституту землеробства УААН, при зміні щільності будови дерново-підзолистого супіщаного грунту від пухкого до сильноущільненого загибель озимих у зими з льодяною кіркою зростала від 29 до 42% (А. М. Малієнко).
Для вирощування культур у стартовий період особливо важливе значення має фізичний стан і будова посівного шару, тієї його частини, яка формує насіннєве ложе. Для посилення протиерозійної стійкості суглинкового грунту, збереження достатніх запасів доступної вологи на глибині загортання насіння в структурі його поверхневого шару повинні переважати грудочки діаметром 0,5-20 мм, а в посівному 0,5-3 мм; пилу (часток розміром 0,25 мм) має бути не більше ніж 8-11%. При більшому розпиленні зростають капілярний рух води та її випаровування.
Наведені параметри забезпечуються внаслідок зменшення і поєднання технологічних операцій, використання комбінованих і широкозахватних агрегатів, застосування машин і знарядь, які працюють у режимі мінімального пошкодження мульчі й винесення на поверхню зволожених нижніх шарів грунту. За будь-яких умов передбачається така система заходів, коли втрати грунту внаслідок ерозії не будуть перевищувати його здатності до самовідновлення: 1-2 т на рік дерново-підзолистих і лісових; 4-5 т чорноземів звичайних і вилугуваних; 2-3 т чорноземів південних і каштанових грунтів (табл. 38).
Зменшити руйнівну дію ерозії можна використанням властивостей грунту протистояти негативній дії води і вітру. Найбільш стійкий у цьому відношенні грунт, у якого не тільки в підорному, а і в поверхневому шарі не менше ніж 40% водотривких агрегатів. Міцна (стійка проти руйнівної дії води) і зв'язана (здатна протистояти вітру) структура створюється і підтримується правильним обробітком грунту в стані його спілості (60-70% НВ).
При обробітку спілий грунт не пилить, не липне до робочих органів грунтообробних знарядь і добре кришиться на грудочки. Сухий і перезволожений грунт при обробітку створює брили (особливо при вмісті в його складі понад 30% глини), які взимку добре протистоять ерозії, але з часом це призводить до сильного розпорошення структури, зниження її стійкості та зв'язаності. Такий грунт уже після перших дощів навесні створює щільну кірку, слабко вбирає вологу, незатримані опади спричинюють його змив, а кірка - випаровування вологи.
Створення ерозійно стійких грудочок розміром 1-10 мм обробітком у стані спілості грунту доцільне на глинистих і суглинкових грунтах. Не можуть створювати стійких і зв'язаних грудочок піщані, супіщані і каштанові грунти, тому на них захист необхідно здійснювати в усіх випадках тільки за рахунок обробітку із збереженням на поверхні післяжнивних решток і мульчування.
Таблиця 38
Оптимальні і мінімально допустимі показники властивостей грунту, що визначають його родючість і протиерозійну стійкість (І. А. Пабат)
Показник |
Показник |
Вміст гумусу в орному шарі грунту, %: Дерново-підзолисті піщані й супіщані грунти Чорноземи звичайні, південні й каштанові грунти |
1,5-2,2 3,4-6,0 |
Запаси поживних речовин, мг/100 г грунту: Рухомого фосфору Р2О5 Обмінного калію К2О |
10-15 10-13 |
Допустимий максимальний змив і видування грунту за ротацію шестипільної сівозміни, т/га: Дерново-підзолисті й сірі лісові грунти Чорноземи звичайні й вилуговані Чорноземи південні й каштанові грунти |
6-12 24-30 12-18 |
Запаси допустимої вологи в грунті навесні, мм: В шарі 0-20 см В шарі 0-100 см |
30-40 140-160 |
Вологість грунту для якісного обробітку з найменшим опором, % НВ |
60-70 |
Мінімальна вологість грунту на глибині загортання насіння при сівбі, %: Піщаного Супіщаного Суглинкового Глинистого |
10-12 13-16 15-18 21-23 |
Вміст повітря в грунті, % |
15-20 |
Вміст у шарі 0-5 см суглинкового грунту перед сівбою, %: Агрономічно цінних фракцій 0,25-10 мм Вітростійких грудочок розміром понад 1 мм Водотривких агрегатів розміром понад 0,25 мм |
60-80 50-60 40-50 |
Реальна мінімальна водопроникність грунту, мм/год: Влітку під час злив Навесні під час сніготанення |
55-60 5-6 |
У стійкості грунтів проти вітрової ерозії основну роль відіграють грудочкуватість верхнього шару (0-5 см), міцність стійких проти видування агрегатів розміром понад 1 мм і кількість умовної стерні на поверхні. Для більшості грунтів при вмісті у верхньому шарі грудочок розміром більше 1 мм понад 60% від його сухої маси, останні досить стійкі проти видування і сильно пилять, якщо їх менше ніж 50%. Установлено (А. И. Бараев, 1975), що грудочки розміром до 1 мм починають рухатися при швидкості вітру від 3,8 до 6,6 м/с, а агрегати, крупніші за 1 мм, - при різко (майже вдвоє) зростаючій швидкості - при 11,2 м/с.
Після основного обробітку грудочкуватість верхнього шару більшості суглинкових грунтів становить 60-80%. У кінці зими і навесні під впливом змін погоди (промерзання, відтавання, зволоження, висушування) агрегати грунту швидко руйнуються до ерозійно небезпечних розмірів. Грудочкуватість знижується до 30-40%.
За таких умов для запобігання видуванню грунту необхідно на кожний 1% зниження грудочкуватості верхнього шару мати на поверхні додатково 8-10 шт./м2 умовної стерні. З практичної точки зору це повинно бути не менше як 200 шт./м2, або 0,4-0,5 кг/м2 післяжнивних решток зернових колосових, 0,75-1,20 кг/м2 соняшнику чи кукурудзи. Зменшення кількості післяжнивних решток проти наведеної в 1,5-2 рази призводить до помітного посилення вітрової ерозії.
Встановлено, що водній ерозії легкий суглинок піддається при швидкості стікання води 0,4-0,9 м/с, а ущільнена глина - 0,7-1,2 м/с. При відсутності рослиної мульчі удари краплин дощу, руйнуючи структуру поверхні грунту, створюють суспензії 20%-ої концентрації. Така суспензія із завислих суспензованих змулених часток грунту може рухатися вниз по схилу при будь-яких швидкостях води, навіть близьких до нуля. Для захисту грунтів від водної ерозії в таких випадках потрібно не менше ніж 600 шт./м2 післяжнивних решток колосових культур довжиною 16-18 см. При цьому найефективніша стояча стерня, розміщена в рядках упоперек основного схилу. Змив грунту в цьому разі порівняно з відкритим фоном зменшується в 10-12 разів.
Стерня висотою 6-8 см знижує еродованість тільки в 3-4 рази. При такому зрізі на полі, як правило, залишається в перерахунку на умовну стерню не більше як 30 шт./м2 післяжнивних решток, що менше необхідної кількості для формування ерозійно стійкої проти води поверхні в 2, а з урахуванням мінералізації - в 3-4 рази.
Схожі статті
-
Землеробство - Гудзь В. П. - Обробіток грунту в чистому пару
Обробіток грунту в чистому пару Головна мета обробітку грунту в чистому пару - збільшення запасу вологи та її збереження, а також очищення орного шару...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.5.3. Обробіток грунту під озимі культури
Обробіток грунту в чистому пару Головна мета обробітку грунту в чистому пару - збільшення запасу вологи та її збереження, а також очищення орного шару...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 1.2.3. Водний режим грунту та його регулювання
Грунтова вода має велике значення як для життєдіяльності рослин і мікроорганізмів, так і для багатьох фізичних і хімічних процесів у грунті. В рослинному...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - Обробіток грунту в зайнятих і сидеральних парах
У зв'язку з різними грунтово-кліматичними умовами системи обробітку грунту під парозаймаючі культури неоднакові. Грунт після збирання парозаймаючої...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.4. Мінімалізація обробітку грунту
Обробіток грунту є одним з найбільш сильнодіючих факторів на його фізико-хімічні властивості. Надмірна інтенсифікація обробітку грунту, особливо повсюдне...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.6.2. Обробіток осушених мінеральних грунтів
На осушених мінеральних, особливо оглеєних грунтах найбільш розповсюджені заходи механічного обробітку такі: оранка, дискування, боронування. У районах...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.6.1. Обробіток грунту в умовах зрошення
4.6.1. Обробіток грунту в умовах зрошення Особливість обробітку грунту на зрошуваних землях полягає у виконанні спеціальних заходів щодо підготовки його...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.6. Особливості обробітку грунту на меліорованих землях
4.6.1. Обробіток грунту в умовах зрошення Особливість обробітку грунту на зрошуваних землях полягає у виконанні спеціальних заходів щодо підготовки його...
-
Система обробітку грунту це науково обгрунтоване поєднання всіх необхідних заходів обробітку під культури сівозмін. Система обробітку грунту під певну...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.5. Системи обробітку грунту під культури польових сівозмін
Система обробітку грунту це науково обгрунтоване поєднання всіх необхідних заходів обробітку під культури сівозмін. Система обробітку грунту під певну...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 1.2.5. Тепловий режим грунту
Тепло як джерело енергії необхідне для росту та розвитку рослин, для мікроорганізмів, які населяють грунт, синтезу органічних речовин у листках,...
-
4.3.1. Значення глибини й окультуреності орного шару грунту та способи його поглиблення Як показала практика світового землеробства, наявність глибокого...
-
1.2.1. Родючість грунту, його відтворення й оптимізація умов життя рослин Порівняно з іншими засобами виробництва земля має ряд особливостей, які...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.1.1. Поняття, значення і завдання обробітку грунту
4.1. Наукові основи механічного обробітку грунту 4.1.1. Поняття, значення і завдання обробітку грунту Раціональна система обробітку грунту завжди була і...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.1. Наукові основи механічного обробітку грунту
4.1. Наукові основи механічного обробітку грунту 4.1.1. Поняття, значення і завдання обробітку грунту Раціональна система обробітку грунту завжди була і...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.2.3. Поверхневий обробіток грунту
Безполицевий обробіток грунту - це обробіток без перевертання скиби із збереженням на поверхні поля більше половини післяжнивних решток. Такий обробіток...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.2.2. Безполицевий обробіток грунту
Безполицевий обробіток грунту - це обробіток без перевертання скиби із збереженням на поверхні поля більше половини післяжнивних решток. Такий обробіток...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.1.4. Технологічні операції обробітку грунту
Вирощування сільськогосподарських культур забезпечується відповідним, з урахуванням біологічних особливостей кожної культури, комплексом послідовних...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 5.1. Суть ерозії та інших форм деструкції грунтів
5.1. Суть ерозії та інших форм деструкції грунтів Термін "ерозія грунтів" походить від слів "роз'їдання", "руйнування". До недавнього часу його...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 5. ЗАХИСТ ГРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ І ДЕФЛЯЦІЇ
5.1. Суть ерозії та інших форм деструкції грунтів Термін "ерозія грунтів" походить від слів "роз'їдання", "руйнування". До недавнього часу його...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.1.3. Технологічні (фізико-механічні) властивості грунту
Технологічні властивості грунту істотно впливають на якісь його обробітку, оскільки вони визначають ступінь перевертання, кришіння, розпушування,...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4. МЕХАНІЧНИЙ ОБРОБІТОК ГРУНТУ
4.1. Наукові основи механічного обробітку грунту 4.1.1. Поняття, значення і завдання обробітку грунту Раціональна система обробітку грунту завжди була і...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.2.4. Спеціальні заходи щодо обробітку грунту
До спеціальних заходів обробітку грунту належать оранка дисковими, ярусними і плантажними плугами, фрезерування, щілювання, кротування тощо. Оранку...
-
З появою важких енергонасичених тракторів масою понад 4-8 т (МТЗ-82, Т-150, ХТЗ-120, ХТЗ-170), особливо в зрошуваних умовах, інтерес до змін властивостей...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.5.2. Обробіток грунту під просапні культури
Основний (зяблевий) обробіток. На підставі багатьох тривалих комплексних досліджень в усіх зонах України доведено високу ефективність застосування...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.2.1. Полицевий обробіток грунту
Оранка - це захід обробітку, під час якого оброблюваний шар грунту перевертається не менше ніж 135°, а також кришиться, розпушується, частково...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.3. Заходи створення глибокого родючого орного шару грунту
4.3.1. Значення глибини й окультуреності орного шару грунту та способи його поглиблення Як показала практика світового землеробства, наявність глибокого...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 3.1.3. Вплив сівозміни на вміст органічної речовини в грунті
Здатність грунту створювати необхідні умови для розвитку сільськогосподарських культур та формування високих урожаїв нерозривно пов'язана із запасами в...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 1.2.2. Світловий режим
Світло має велике значення в житті рослин. Під його впливом у рослинах відбувається фотосинтез, завдяки чому рослина створює органічні речовини, а в...
-
Землеробство - Гудзь В. П. - 4.2. Заходи, способи і системи обробітку грунту
Усі технологічні операції здійснюються шляхом проведення відповідних заходів механічного обробітку грунту. Захід - це одноразова дія на грунт робочими...
Землеробство - Гудзь В. П. - 5.4. Оптимальні параметри властивостей грунту, що формують його ерозійно стійку поверхню