Землеробство – Гудзь В. П. – 1.2.1. Родючість грунту, його відтворення й оптимізація умов життя рослин
1.2.1. Родючість грунту, його відтворення й оптимізація умов життя рослин
Порівняно з іншими засобами виробництва земля має ряд особливостей, які визначають об’єктивну необхідність інтенсифікації землеробства. Поліпшення його культурного стану – одна з найважливіших умов підвищення родючості, що є основною його особливістю. Елементи її – це земні фактори життя рослин, тобто ті необхідні речовини, які рослини засвоюють з грунту. До них належать поживні речовини, вода і повітря.
Природньо, що в стародавні часи родючість грунту, як сонце, вогонь і воду, люди обожнювали. У ті часи філософи, наприклад Аристотель, розглядали неорганічну природу як умову існування рослин і поділяли грунти на родючі та неродючі. Бернард Паліссі пояснював ріст рослин дією солей, що містяться в землі: “Сіль є основою життя і росту всіх посівів”.
М. В. Ломоносов вважав, що рослини отримують живлення з повітря. У першій половині ХІХ ст. Теєр, узагальнивши погляди попередників, дійшов висновку, що рослини живляться гумусом. Він вважав, що родючість повністю залежить від гумусу, оскільки, крім води, він є єдиною речовиною грунту, яка здатна бути живленням для рослин.
Пізніше Шпренгель висловив думку про те, що для живлення рослин необхідні не тільки “перегнійні” кислоти, а й ще, принаймні, 12 неорганічних елементів і серед них – фосфор, сірка, калій, кремній та ін.
У 40-і роки ХІХ ст. німецький вчений Ю. Лібіх висунув теорію мінерального живлення рослин, згідно з якою родючість залежить від кількості мінеральних поживних речовин, які містяться в грунті в доступному для рослин стані.
В. Р. Вільямс звернув увагу, що родючість грунту залежить не тільки від кількості мінеральних поживних речовин, а й від запасів вологи. Під родючістю він розумів здатність грунту забезпечити життєві потреби рослин у воді та живленні. Він першим поставив питання не про відтворення, а про підвищення родючості грунту, запропонував травопільні сівозміни і фітішував грунтову структуру.
Щоб одержати гарантовані стійкі врожаї, необхідно вкладати працю і кошти в землю, добрива та правильно і своєчасно застосовувати технологічні процеси. З розвитком виробничих сил старі технічні засоби змінюються на більш раціональні. Земля, навпаки, постійно поліпшується, коли її правильно використовують.
Тому під родючістю розуміють здатність грунту забезпечувати всіма необхідними умовами росту і розвитку.
Умови родючості забезпечують найкраще надходження та використання рослинами елементів родючості. До умов родючості грунту належать його фізичні, фізико-хімічні, біологічні та інші властивості.
Питання про родючість грунтів має давню історію. Люди на світанку землеробства помітили, що врожай залежить від властивостей грунту. Видатний діяч Стародавнього Риму Колумелла в досить образній формі доводив, що земля – “це діва, завжди юна і красива, завжди свіжа і молода, завжди здатна бути родючою, якщо тільки зумієш леліяти її молодість, зберігати і підтримувати її ніжне грайливе життя”.
Сучасне природознавство розглядає родючість грунту як функцію грунтотворного процесу, визначаючи її як здатність грунту до одночасного забезпечення рослин умовами їх нормального росту і розвитку (І. І. Назаренко, 2006).
Оскільки ознакою родючості грунту є величина врожаю, яка зумовлюється сукупністю властивостей, здатних забезпечити рослини всім необхідним, О. М. Грінченко зобразив їх у вигляді шестикутної призми, в кожному з кутів якої стоїть один із факторів. Усі вони пов’язані між собою: гумус; гранулометричний склад; структура; водно-повітряний і температурний режими; рослинність і мікробіологічна активність (рис. 6).
Лише з урахуванням усієї сукупності факторів можна підвищувати врожай. Дія на один із факторів родючості на певному етапі призводить до зниження прибавки врожаю. Дослід, проведений у Німеччині дослідником Вольні, врахував вплив на рослини трьох факторів – світла, води і живлення, одночасне збільшення яких забезпечувало стабільну прибавку врожаю.
Рис. 6. Природні фактори родючості (за О. М. Грінченком)
На підставі численних наукових даних академік В. Р. Вільямс зробив важливий висновок: щоб підвищити родючість грунту, необхідно одночасно подіяти на всі фактори життя і росту рослин. Це характеризує грунт із природно-наукових позицій. Водночас при характеристиці родючості грунту необхідно враховувати і соціально-економічні аспекти. Як тільки грунт починають використовувати для вирощування культурних рослин, здатність його забезпечувати рослини всім необхідним визначається не тільки природними властивостями, а й характером впливу на нього людини. Останній визначається соціально-економічними умовами суспільства.
Проблему родючості не можна розглядати з відривом від обгрунтування теорії земельної ренти, яка зобов’язана своїм походженням суспільству, а не грунту. Рівень родючості тісно пов’язаний з питанням про те, кому належить земля. Родючість розглядається як здатність грунту давати врожай.
Окультурення – процес зміни важливих природних властивостей грунту в сприятливому напрямі шляхом застосування науково обгрунтованих заходів впливу на грунт (внесення добрив, вапнування і гіпсування, меліорація, обробіток грунту, боротьба з бур’янами та поліпшення фітосанітарного стану).
Для окультурення грунтів використовують біологічні, хімічні і фізичні методи.
Біологічний метод забезпечує регулювання синтезу і розкладу органічної речовини в грунті як рослинного, тваринного, так і мікробіологічного походження. Значення органічної речовини – головного показника родючості грунту – дуже велике. Від її кількості та якісної характеристики залежать як агрохімічні, так і агрофізичні властивості, водно-повітряний, тепловий і поживний режими, а також мікробіологічна активність.
У грунті органічна речовина перебуває в різних формах: у живих організмах, що населяють грунт; у рештках рослин, тварин, мікроорганізмів та внесених у грунт органічних добривах; у продуктах життєдіяльності живих організмів; у грунтовому розчині.
Основним джерелом органічної речовини є рослинні рештки сільськогосподарських культур. На вміст органічної речовини в грунті особливо впливають багаторічні бобові трави. Вони є найдешевшим і доступним способом збагачення грунту на азот шляхом фіксування його з атмосферного повітря бульбочковими бактеріями. Розклад органічної речовини в грунті посилюється завдяки застосуванню сучасних методів його обробітку, введенню в сівозміни просапних культур і парів.
Органічна речовина надходить у грунт не лише після відмирання рослин, а й протягом їхнього життя, внаслідок безперервного процесу відмирання різних частин коріння, особливо після цвітіння і на початку достигання.
Корені рослин під час активного життєвого функціонуванні, контактуючи з частками грунту, сприяють рівномірному розміщенню органічної речовини і утворенню структурних агрегатів.
Різні групи культур після збирання врожаю залишають у грунті неоднакову кількість органічної речовини, тому їх поділяють на такі групи:
1) багаторічні бобові й злакові трави, що залишають у грунті найбільшу кількість органічної речовини. До того ж бобові трави здатні фіксувати атмосферний азот повітря і нагромаджувати його у великій кількості в кореневих і надземних органах;
2) однорічні зернові й зернобобові культури звичайної рядкової сівби. Вони залишають у грунті значно менше органічних речовин з незначною кількістю фіксованого азоту повітря. Проте між однорічними культурами в цьому є суттєва різниця. Так, однорічні бобові люпин і середела мало поступаються багаторічним бобовим і помітно перевищують інші однорічні культури. Озимі культури залишають у грунті більше органічної речовини, ніж ярі бобові й зернові. Після їх збирання в грунті залишається 1,5-3 т/га органічної речовини, тоді як багаторічні бобові залишають 12-15 т/га;
3) просапні культури залишають після збирання найменшу кількість органічної речовини.
При вирощуванні бобових культур у грунті одночасно відбувається два протилежних процеси: синтез, нагромадження органічної речовини і її руйнування. Інтенсивність цих процесів та їх співвідношення визначають кінцеві результати, за якими оцінюють вплив культур на грунт. Якщо результати позитивні, тоді культуру вважають позитивно діючою на родючість грунту, а при негативних показниках – навпаки. Проте на руйнування органічної речовини головним чином впливає технологія вирощування культур.
Поряд з кількістю рослинних решток, що залишають у грунті різні групи сільськогосподарських культур після їх збирання, важливе значення має хімічний склад і швидкість розкладу решток у грунті. Вміст азоту в кореневих рештках багаторічних бобових трав становить 2,2-2,7%, фосфору – 0,4-0,8, а в стерньових рештках – відповідно 1,8-2,7 і 0,2-0,7%. Злакові трави в рештках містять помітно менше азоту. Слід пам’ятати, що хімічний склад коренів змінюється протягом вегетації. Так, наприкінці вегетації рослин вміст азоту і зольних елементів помітно зменшується.
Кореневі й стерньові рештки однорічних культур, за винятком бобових, містять менше поживних речовин, ніж багаторічні рослини. Рослинні рештки розкладаються під впливом діяльності мікроорганізмів і фауни грунту. Мікрофлора використовує органічну речовину як джерело живлення та енергії. На цей процес впливають насамперед вологість, температура, рН грунту, вміст у ньому кисню та поживних речовин, а також хімічний склад рослинних решток.
Важливе значення органічної речовини, яка істотно змінює властивості грунту, значною мірою пов’язане з можливістю її взаємодіяти з мінеральною частиною грунту. Утворені при цьому органо-мінеральні сполуки – обов’язковий комплекс будь-якого грунту. Ці сполуки сприяють високій біологічній активності, оптимальному стану всіх властивостей грунту, що перебувають у зв’язку з органічною речовиною. Остання, нагромаджуючи велику кількість вуглецю, сприяє більшій стійкості кругообігу його в природі, що визначає важливу біогеохімічну функцію органічної речовини в грунті.
Хімічний метод передбачає внесення в грунт мінеральних добрив, вапна та гіпсу для поповнення запасів доступних для рослин поживних речовин і усунення несприятливих хімічних властивостей грунту та грунтового розчину.
Фізичний метод полягає у фізико-хімічному впливі на грунт. Це застосування відповідних заходів і систем обробітку грунту, поліпшення грунтової структури, водного, повітряного та теплового режимів грунту. Ці заходи можуть позитивно впливати на грунт лише за умови їх науково обгрунтованого поєднання.
Розрізняють три види родючості грунту: природну, штучну та ефективну.
Природна родючість утворюється і змінюється під впливом природних процесів грунтоутворення без антропогенного впливу на цей процес. Ця потенційна родючість зумовлюється гранулометричним складом грунту, фізико-хімічними властивостями, кількістю та якістю гумусу, реакцією розчину та іншими показниками.
Штучна родючість створюється в процесі використання землі як основного засобу сільськогосподарського виробництва, а ефективна – сукупністю природної і штучної родючості. Остання визначає кількість і якість урожаю і залежить від комплексу агротехнічних та інших заходів.
При великих матеріальних, енергетичних і науково-технічних можливостях суспільства особливої актуальності набуває програмований вплив на грунт, створення теоретичних і практичних моделей родючості.
Управління родючістю грунту в інтенсивному землеробстві все більше будується на нормативно-технологічній основі.
Родючий грунт повинен відповідати насамперед таким вимогам: містити достатню кількість доступних поживних речовин і води та забезпечувати оптимальний повітряний і тепловий режими грунту; бути достатньо захищеним від ерозії, мати сприятливий фітосанітарний стан.
Найважливіші особливості технологічних моделей родючості такі: теоретична, експериментальна та економічна обгрунтованість ефективності й відтворення розширеної родючості грунту; диференціація моделі родючості залежно від рівня інтенсифікації землеробства в конкретних умовах господарства (тип грунтів, економічні показники та спеціалізація сівозмін); екологічна збалансованість технологічних моделей родючості.
Родючість грунту є такою властивістю, яка здатна до відтворення і в природних умовах, і при сільськогосподарському використанні грунту.
Відтворення родючості може бути розширеним, простим і неповним. Розширене відтворення родючості – це поліпшення сукупності властивостей грунту, які впливають на його родючість. Просте – це відсутність помітних змін сукупності властивостей грунту, які впливають на його родючість. Неповне – це погіршення властивостей грунту, які впливають на його родючість. Це розповсюджене як у світі, так і в нашій країні явище має негативні наслідки в природному й соціально-економічному відношеннях. Зниження родючості грунту відбувається внаслідок трьох основних процесів: 1) антропогенної деградації (ерозія, спричинена людиною, вторинне засолення, вторинне заболочення); 2) виснаження грунту (зменшення запасів гумусу, поживних речовин тощо); 3) стомлення грунту (накопичення в ньому різних токсичних речовин, що є наслідком недотримання науково обгрунтованого чергування культур, надлишку хімічних засобів тощо).
Для підвищення ефективної та природної родючості треба впроваджувати науково обгрунтовані системи землеробства, що може забезпечити Окультурення грунтів.
Окультурення грунтів – систематичне використання заходів щодо підвищення їхньої родючості з урахуванням генетичних властивостей, вимог сільськогосподарських культур, тобто формування грунтів із вищим рівнем ефективної й потенційної родючості.
Обов’язковим при окультуренні грунту має бути науково обгрунтований режим живлення і здійснюватися він має з екологічним підходом.
Окультурення грунту – це екологічна реорганізація всіх компонентів біогеоценозу, що призводить до антропогенної заміни грунтових режимів під потреби рослини.
Таке штучне обмеження біорізноманітності в агроценозі робить подібні екосистеми нестійкими. Саме тому едафототи агроценозів потребують ретельної уваги та бережного ставлення.
Родючість грунту зумовлюється дією як природних так антропогенних факторів. За умов низької культури землеробства родючість грунту визначається в основному природними факторами, складом і властивостями самого грунту. Із зростанням культури землеробства рівень грунтової родючості стає все більш залежним від антропогенного фактора. Однак ці фактори родючості пов’язані між собою, і тільки врахування всієї їх сукупності дає можливість підвищувати врожай.
Згідно з даними О. М. Лебедянцева, найвищою ефективною родючістю, що проявляється в оптимальних умовах зволоженості та температури, володіють чорноземи типові та звичайні. З просуванням на північ (підзолисті грунти) та на південь (сіроземи) від них рівень родючості знижується. Застосування мінеральних добрив суттєво збільшує кількість продукції, однак не змінює закономірності, яка встановлена у випадку без добрив. Відмінності в родючості цих грунтів зумовлені насамперед їхніми генетичними особливостями.
Людина підвищує природну родючість грунтів у процесі їхнього сільськогосподарського використання за допомогою добрив, обробітку, внесення меліорантів (вапна, гіпсу та інших сполук), зрошення, осушення, сидерації, сівозміни і т. ін. Поліпшення водно-повітряного й поживного режимів, агрофізичних, фізико-хімічних, агрохімічних властивостей, біологічної активності грунту істотно підвищує його родючість.
На сучасному етапі розвитку суспільства перед землекористувачами стоїть завдання не просто відновлювати грунтову родючість, а розширено її відтворювати в процесі окультурювання грунту.
Оскільки різні рослини потребують неоднакових умов і неоднаково використовують природну родючість грунту, окультурювання повинно сприяти зміні найважливіших агрономічних властивостей грунту та встановленню оптимального взаємного відношення між грунтом та екологічною групою вирощуваних на ньому культур.
Для ефективного окультурювання грунтів і підвищення їхньої родючості необхідно застосувати комплекс заходів, які повинні бути узгодженні з особливостями кожного грунту і кожного поля. Головне – усунути негативну дію факторів, які лімітують родючість грунту. Так, для підзолистого типу грунту основними заходами є вапнування, внесення органічних добрив, травосіяння, сидерація; для чорноземів – заходи щодо накопичення і збереження грунтової вологи та захисту їх від ерозійних процесів; для каштанових солонцюватих – гіпсування і вологонакопичення; для перезволожених – осушення; для торфових – підвищення ущільненості тощо.
(2 votes, average: 2,50 out of 5)