Гумус

ЗМІСТ 1. Гумус грунту. Груповий та елементний склад грунту. Значення гумусу. Значення гумусу для родючості грунтів. 2. Агротехнічна та економічна основа сівозмін. Монокультура, грунтовтома і причини, що її обумовлюють. 3. Вегетаційний період рослин. Вимоги до факторів оточуючого середовища. Стійкість проти хвороб та шкідників.

Структура урожайності та її визначення. 4. Використана література 1. Гумус грунту. Ґрунтовий та елементний склад грунту. Значення гумусу. Значення гумусу для родючості грунтів. Гумус – це складова частина грунту, утворена з перегнилих рослинних і тваринних решток внаслідок життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів.

Грунт – це самостійне природно-історичне тіло, яке утворилось з гірської породи під впливом клімату (світло, волога, повітря, і тепло), живих організмів (рослини, тварини, бактерії тощо) та виробничої діяльності людини. Грунт має характерну (головну) властивість – родючість, яка відрізняє його від “мертвої” гірської породи. Поняття про грунт і родючість взаємоневід’ємні. Родючість – це здатність грунту забезпечувати сільськогосподарські рослини необхідною кількістю поживних

речовин, води і повітря. Утворюючись в результаті ґрунтотворного процесу, вона безперервно змінюється залежно від напрямку та інтенсивності біохімічних, фізичних і фізико-хімічних процесів, що відбуваються в грунті. За К. Марксом розрізняють два види родючості – природну і штучну. Природна виникла внаслідок природного ґрунтотворного процесу.

У “чистому вигляді” вона має місце на цілинних землях, які не зазнали окультурення з боку людини. Найбільша природна родючість властива чорноземним грунтам, найменша – підзолистим. Штучна родючість створюється під час використання землі. Вона залежить від кількості грошових засобів і праці, витрачених на окультурення грунту. Природна і штучна родючість складають ефектну, яку оцінюють за розміром урожаю.

Обидва види родючості проявляються одночасно і постійно змінюються. Взагалі родючість не є незмінною якістю грунту. Під впливом господарської діяльності людини вона погіршується або поліпшується залежно від способу господарювання. Якщо землеробство базується на прогресивних методах вирощування сільськогосподарських культур, спрямованих на повне задоволення усіх потреб рослин у факторах росту, родючість постійно зростає.

Коли ж для формування врожаю не створено оптимальних умов, грунт поступово втрачає родючість, особливо коли з року в рік одержують значні врожаї, а винос поживних елементів компенсується не повністю. Грунт утворився з гірських порід внаслідок процесів вивітрювання і грунтотворення. У результаті вивітрювання кристалічна гірська порода перетворилась в рухляк, який на відміну від щільної породи набув ряд важливих властивостей – пористості, повітропроникності, вологоємкості,

водопропускної здатності тощо. Поряд з ним у ньому збільшився вміст водорозчинних поживних сполук. Проте рухляк мав дуже низьку вбирну здатність, завдяки чому він ще погано утримував вологу опадів, які вимивали з нього велику кількість доступних для рослин поживних елементів, залучаючи їх у геологічний кругообіг речовин. Але деяка частина водорозчинних сполук, які утворились під час вивітрювання і містили переважно зольні поживні елементи, залишилась у рухляковій масі.

За цих обставин створились умови для життєдіяльності найпростіших організмів - водоростей і бактерій, з поселенням яких і почався первинний ґрунтотворний процес. Проте лише саме вивітрювання ще не утворювало сприятливих умов для існування вищих рослин, тому що рухляк неміг забезпечити достатнього азотного живлення та стійкого водопостачання рослин. Останні виникли поступово і дуже повільно – в міру нагромадження в ньому органічної речовини

– гумусу. Утворення і нагромадження гумусу є результатом двох протилежних процесів – синтезу і розкладу, які супроводжуються рядом складних реакцій і перетворень. Збагачення зруйнованої гірської породи на органічну речовину почалось за рахунок решток відмерлих первинних організмів, зокрема водоростей і бактерій. Водночас нагромаджувались зольні елементи

і азот, поліпшувались водні властивості рухляку і насамперед його водоутримуюча здатність. Таким чином, створились сприятливі умови для розвитку інших груп організмів – грибів, плавунів, хвощів, папороті, мохів та покритонасінних рослин. З появою вищих рослин кількість органічних решток, які потрапляли в грунт, значно збільшилась. Зріс також об’єм породи, охоплений кореневою системою.

Грунт заселявся тваринними організмами. Все це сприяло знасному посиленню ґрунтотворного процесу. Завдяки життєдіяльності рослин, тварин і мікроорганізмів колишній рухляк все більше нагромаджував гумусу та поживних речовин. Його водний режим став стійкішим, а мертва гірська порода поступово набула родючості й перетворилась у грунт. Основні фактори грунтотворення Ґрунтотворна (материнська) порода.

Переважна більшість сучасних грунтів відкладах четвертинного періоду (морена, водно-льодовикові, річкові та озерні відклади, лес тощо). Клімат. Кількість атмосферних опадів, тепла і сонячної реакції, а також випаровування вологи (фізичне і біологічне), тобто гідротермічний режим, є головними елементами клімату й визначають тип рослинності, темпи утворення органічних речовин і характер процесів вивітрювання

і грунтотворення. Рослинний і тваринний світ. Грунтотворення – це біологічний процес, у якому беруть участь рослини, тварини та різні мікроорганізми. Представники зеленого рослинного світу синтезують органічну речовину, а мікроорганізми і тварини її руйнують, перетворюючі відмерлі органічні рештки в гумус. Без вищих рослин і ґрунтованої зоофауни неможливе утворення грунту. Але провідна роль у цьому процесі належить зеленим рослинам.

Вони збагачують верхні шари органічною речовиною, з якою утворюється гумус, та мінеральними сполуками. Склад і найважливіші властивості грунту Грунт складається з трьох фаз: твердої, рідкої і газаподібної. До твердої належать органічна і мінеральна частини грунту. Органічна – це в основному гумус, а також рештки рослин, тварин та інших організмів. Склад мінеральної частини твердої фази залежить від мінералогічного складу материнської

породи, а механічний склад визначає майже всі властивості грунту – водно-фізичні, фізико-хімічні, біологічні тощо. Під механічним складом розуміють процентний вміст механічних елементів у грунті або породі. Відповідно до механічного складу змінюються й основні властивості грунту – питома і об’ємна маса, пористість, структура, повітропроникність та водопроникність, вологоємкість, вміст доступних форм поживних речовин тощо. З твердою фазою, а точніше з колоїдами грунту пов’язана його вбирна здатність

– властивість грунту вбирати й утримувати в увібраному стані речовини з ґрунтового розчину, а також тверді частки, пари, гази та живі мікроорганізми. Сукупність всіх мінеральних, органічних і органо-мінеральних колоїдів називають ґрунтовим вбирним комплексом. Найбільшу вбирну здатність мають глинисті грунти з високим вмістом гумусу, а найменшу – піщані. Дуже важливою якістю грунту є його буферність, тобто властивість протистояти змінам

реакції ґрунтового розчину. Високу буферність мають грунти важкого механічного складу з великим вмістом гумусу. Проте в меліоративній практиці найбільше значення має кислотність грунту, ступінь якої визначається величиною рН: дуже сильнокислі – до 4; сильнокислі – 4,1-4,5; середньокислі – 4,6-5,0; слабокислі – 5,1-5,5; близькі до нейтральних – 5,6-6. Важливою складовою частиною грунту є ґрунтовий розчин. Він бере участь у ґрунтотворному процесі, а також у живленні рослин.

Його склад і концентрація неоднакові у різних грунтах. Від складу ґрунтового розчину залежать фізичні властивості грунту, мікробіологічна діяльність та врожай сільськогосподарських культур. Важливою складовою частиною грунту є ґрунтовий розчин. Він бере участь у ґрунтотворному процесі, а також у живленні рослин. Його склад і концентрація неоднакові у різних грунтах.

Від складу ґрунтового розчину залежать фізичні властивості грунту, мікробіологічна діяльність та врожай сільськогосподарських культур. На родючість грунту значно впливає газоподібна фаза, тобто ґрунтове повітря та його склад. Повітря в грунті заповнює всі незаповнені водою пори. Частина його адсорбується грунтом, а частина розчиняється у воді. Кількість і якісний склад повітря залежить як від генетичного типу, пористості, ступеня окультуреності,

так і від пори року. Вони сильно змінюються протягом вегетації. Склад і вміст повітря в грунті впливають на розвиток корисної мікрофлори, розчинність солей і врожай сільськогосподарських культур. Нестача кисню, наприклад, пригнічує нітрифікацію, сприяє нагромадженню шкідливих для рослин органічних сполук. Надлишок вуглекислого газу змінює реакцію ґрунтового розчину, підвищуючи розчинність солей 2.

Агротехнічна та економічна основа сівозмін. Монокультура, грунтовтома і причини, що їх обумовлюють. В існуючих зональних інтегрованих системах захисту агротехнічні заходи діють тривалий період і сприятливо впливають на загальний фітосанітарний стан агробіоценозу. Відносно прості заходи, які, як правило, є невід’ємною складовою частиною технології обробітку грунту

та догляду за посівами, в період вегетації дають змогу захищати урожай від комплексу шкідливих організмів без тотального застосування пестицидів. І в той же час управління агробіоценозом є досить складною справою, особливо в умовах спеціалізації виробництва в КСП, фермерських господарств, присадибних та городніх ділянках. Агротехнічний метод потребує, як правило, додаткових затрат.

Він незрівнянно більше, порівнюючи з іншими методами, здатний змінювати в бажаному для людини напрямку екологічне середовище, від якого залежить розмноження, розвиток шкідливих організмів, а також їх природних ворогів. При надмірному насиченні сівозмін однією культурою або при монокультурі підвищується шкодочинність збудників хвороб та шкідників. Монокультура вирощування зернових, зокрема озимої пшениці, збільшує кількість хлібної жужелиці у 7 разів, дротяників – 1,3 – 2 рази, попелиці – 2 рази, трипсів

– 2,8 раза, шкодочинність злакових мух – 2,5 раза. Різко зростає шкодочинність комплексу збудників кореневих гнилей, септоріозу, борошнистої роси, церкосприльозної гнилі. Загальні втрати від цих хвороб зростають у 3 – 5 разів. Усі відомі результати надмірної концентрації вирощування озимої пшениці в Україні в 70 роках, коли загальні площі посіву досягли 11,5 млн. га.

Майже третина посівної площі зернових розміщувалася після стерньових попередників. У зв’язку з розвитком згаданих шкідливих організмів не лише різко знижувалася урожайність, а й гинули посіви. Щорічно пересівали від 1,5 до 3 млн га пшениці. Аналогічна ситуація створюється з соняшником. Якщо загальні площі становлять понад 1,8 млн га, то повернення його у сівозміні на попереднє місце здійснюється не через 8, а через 4 роки.

Оскільки інфекція ряду збудників хвороб (наприклад, білої сірої гнилей, вовчка) зберігається в грунті до 8 років, це настільки ускладнює фітосанітарну ситуацію, що призводить до неможливості вирощування культури. Подібне становище створюється з вирощуванням цукрових буряків, картоплі, овочів та інших культур при сівозмін. Отже, науково обґрунтоване чергування культур в сівозміні різко обмежує шкідливі організми в основній рослині. Чим менше насичення сівозміни однією культурою, тим більше просторова

ізоляція між рослиною - живителем, джерелом інфекції патогенна і фітофагом. Науково обґрунтоване чергування культур у сівозміні в процесі ротації згубно впливає на спеціалізовані та певні види шкідливих організмів. Воно є основою регуляції чисельності шкідливих організмів і, як правило, дозволяє тримати їх на рівні, що нижче порогів шкодочинності.

У випадках, коли чергування культур у сівозміні не дотримується, а інколи просто ігнорується, спостерігається масове розмноження шкідників і розвиток епіфітотій. На сучасному етапі розвитку рослинництва сівозміни залишаються головним фактором в обмеженні шкодочинності шкідливих організмів як в колективному, так і в приватному секторах виробництва. Вони відіграють вирішальну роль в мікробіологічній активності грунтів,

сприяють підтриманню в них мікробіологічного гомеостазу, розвитку антагоністичних патогенам форм мікроорганізмів. Особливе значення мають сівозміни в обмеженні шкідливих організмів, що мешкають у грунті. Це більшість збудників хвороб і значна кількість фітофагів. Надзвичайно важливе значення для вирощування будь-якої культури має використання здорового насіннєвого та садивного матеріалу (без фітофага або патогена).

Вирішальну роль в оздоровленні розсади і насіння від інфекційних хвороб та шкідників відіграє калібрування і відбір здорового насіннєвого матеріалу, протруювання пестицидами, мікробіологічними препаратами, обробка регуляторами росту рослин. Якщо пестициди не дають належного ефекту, застосовують спеціальну технологію оздоровлення посівного матеріалу. Зокрема, для одержання здорового від вірусу

інфекції садивного матеріалу картоплі, ягідних та інших культур застосовують методи меристемних культур і регенерації експлантатів у цілу рослину. Агротехнічні заходи захисту рослин, які застосовують у багаторічних насадженнях, мають свою специфіку. Вони визначаються існуючою відносною стабільністю динаміки взаємодії корисних і шкідливих організмів та відсутністю дії факторів, що спричиняє сівозміни.

Комплекс агротехнічних заходів, що застосовують у плодово-ягідних насадженнях, приводить до загального оздоровлення насаджень і сприяє збільшенню їх довголіття та високій продуктивності. Наукові дослідження свідчать, що міжрядний обробіток грунту в саду не впливає суттєво на ті види фітофагів, цикл розвитку яких відбувається у грунті. Порівняння даних шкодочинності ряду шкідників саду, де грунт утримувався під чорним паром і в умовах залуження, показало, що в останньому випадку яблуневий пильщик

та інші шкідники завдають меншої шкоди. Це пояснюється тим, що в умовах різнотрав’я створюються сприятливі умови для розвитку хижих і паразитичних комах. Осіннє збирання і компостування листя в саду знижують кількість збудників таких хвороб, як борошниста роса, парша, плодова гниль, кокомікоз кісточкових та інших хвороб. Догляд за штамбами та обрізування дерев мають велике значення, оскільки знижують чисельність багатьох видів шкідників та збудників хвороб.

Наведено далеко не повний перелік агротехнічних заходів, вміле застосування яких відіграє суттєву роль у регуляції чисельності шкідливих організмів та рівня їх шкодочинності. Безумовно, кожна природнокліматична зона, тип грунтів, напрямок діяльності господарства, рівень шкодочинності хвороб і фітофагів визначають порядок застосування агротехнічних прийомів, які детальніше викладені в інтегрованих заходах захисту культур.

Бажано, щоб виробники розуміли величезну роль агротехнічного методу і творчо застосовували його. Монокультура в землеробстві (від моно… і лат. сultura – оброблення, розвиток): 1) єдина сільськогосподарська культура, оброблювана в господарстві; 2) тривале, безупинне (повторне) вирощування рослин одного виду на одній і тій же самій ділянці (поле, город) без дотримання сівозмін (чергування культур).

При монокультурі погіршуються фізичні властивості грунту, зменшується зміст гумусу; грунт односторонньо виснажується (наприклад, тривале оброблення зернових на одній і тій же площі збіднює грунт переважно фосфором, буряка, картоплі – калієм, бобових – фосфором і кальцієм), виникає ерозія грунту. Все це різко (у 1,5 – 2 рази) знижує урожай. Внесення добрив лише сповільнює процес. Монокультура створює умови для

інтенсивного розмноження присвячених до оброблюваної культури бур’янистих рослин, шкідливих комах і збудників хвороб. Монокультура була характерна для окремих районів капіталістичного землеробства Росії, США, Канади й інших країн у початковий період освоєння нових земель, коли на одному місці кілька років підряд сіяли, наприклад, пшеницю, а потім ділянку закидали на багато років у поклад. У зв’язку з інтенсифікацією землеробства від монокультури відмовилися (уведення сівозмін).

3. Вегетаційний період рослин. Вимоги до факторів оточуючого середовища. Стійкість проти хвороб та шкідників. Структура урожайності та її визначення. З розвитком рослин у часі відображальна здатність рослин змінюється – вище у молодих і нижче у рослин, які знаходяться в стадії повної зрілості. При захворюванні рослин зменшується відображення БІЧ зоні.

В період вегетації сільськогосподарських культур, з розвитком рослин у часі, відображальна здатність збільшується в БІЧ і зменшується в видимій, в зоні 0.70 – 0.73 вона залишається незміною. Інтенсивність зміни КСЯ сільськогосподарських культур у вегетаційний період має два максимуми: перший максимум – це фаза виходу рослин (зернові колосові) в трубку, другий – початок швидкого скорочення листової поверхні за рахунок засихання листя нижніх ярусів.

Співставлення календаря росту зернових культур з сезонним ходом їх КСЯ виявило лише декілька фенологічних фаз, коли спектральна яскравість дозволяє оцінити стан посівів. Зміни спектральної яскравості сільськогосподарських культур на протязі річного циклу сільськогосподарських робіт можливо уявити в багатовимірному просторі. Складна форма кривої відображає процес зміни спектральної яскравості в різні фази вегетації. Цей процес різноправлений, але повторюється циклічно (з урахуванням

періоду вегетації) з року в рік випадку монокультури і змінюється при зміні культури. Знання часових змін спектральних характеристик, по-перше, дає можливість визначити оптимальний час отримання інформації, яка стосується досліджуваних класів. Так, наприклад, ідентифікацію озимих і ярких культур за спектральними характеристиками найкраще проводити в кінці квітня – на початку травня, коли озимі культури знаходяться у фазі кущіння – початку виходу

в трубку, а ярові у фазі сходів – третього листка. По-друге, при спостереженні за станом рослинного покриву необхідна реєстрація часових змін. Наприклад, спостереження за настанням фаз вегетації сільськогосподарських культур. По-третє, використання часової інформації про зміни спектральних характеристик можливе завдяки застосуванню багатовимірного методу аналізу даних. Такі зернові культури, як озима пшениця, озиме жито, ячмінь, ярова

пшениця, мають, особливо на початку вегетації (сходи, кущіння, вихід в трубку), практично однакові спектральні характеристики, хоча і існують невеликі відмінності між видами. Завдяки цим відмінностям можлива ідентифікація різних видів культур та їх стану. В фазі достигання ці відмінності стають більш значними. Стосовно це означає, що точка даних рослинності (сільськогосподарської культури) в двомірному просторі

повинна бути не точкою, а кластером точок, який можливо описати статистичним розподілом. Таким чином, для правильної ідентифікації сільськогосподарської культури і визначення її стану, необхідна статистична модель відгуку даного типу покриття на протязі сезону вегетації. Задача аналізу зводиться до рішення як розробити багатовимірний простір на області, пов’язані з кожним класом, таким чином, щоб точка даних, яка знаходиться в будь-якій частині простору, була однозначно

віднесена до певного класу. Для визначення меж рішення в багатовимірному просторі основним методом при аналізі даних дистанційного зондування є використання навчальних вибірок, так званої “опорної інформації”. Під “опорною інформацією” розуміється комплекс параметрів, отриманий на базі наземних спостережень і вимірювань, який кількісно характеризує фактичний стан природного об’єкту. Господарська оцінка стану посівів визначається на основі ознак

і параметрів, які характеризують поле сільськогосподарської культури, що вивчається, на даний період вегетації. Розвиток більшості збудників хвороб, шкідників та бур’янів відбувається в грунті. Це перш за все стосується кореневих гнилей, вертицильозу, гетеродерозу, а також багатьох видів членистоногих, капустянки, личинок пластинчастовусих, чорнишів, коваликів, деяких видів лускокрилих, двокрилих, прямокрилих тощо. Великий вплив на розвиток шкідливих організмів мають фізико-хімічні властивості грунту.

Різні типи обробітку останнього суттєво змінюють його фізичні параметри, зокрема щільність, аерацію, вологість, температуру та ін. Знижує чисельність шкідливих організмів зяблевий обробіток грунту. Це стосується грибів, бактерій, вірусів, а також клопів, попелиць, трипсів, гесенської, шведської та ярової мух, пильщиків, личинок пластинчастовусих жуків, коваликів, чорнишів, гусениць і лялечок совок, лучного метелика, кореневої бурякової попелиць, сарани та

інших фітофагів. При підготовці грунту під озиму пшеницю лущити стерно рекомендується одночасно зі збиранням хлібів або ж зразу після нього. Сходи падалиці та бур’янів приваблюють багато видів шкідників, які на них відкладають яйця. На падалиці відбувається розвиток багатьох збудників хвороб: бурої іржі, борошнистої роси, септоріозу, кореневих гнилей та ін. Тому через 10 – 20 днів після появи сходів падалиці

і бур’янів проводять оранку на глибину не менше 20 – 22 см, яка призводить до загибелі шкідливих організмів. Рання оранка стерні зернових культур значною мірою усуває недоліки їх монокультури, оскільки не дає можливості живитися на стерні зернових та інших культур шкідникам, які або ж гинуть при оранці грунту, або ідуть на зимівлю, не закінчивши розвитку і не нагромадивши відповідної кількості жиру, що призводить

до загибелі їх у зимовий період. Велике значення для захисту від шкідників і хвороб має правильне розміщення в полях сівозмін культур. Так, поля з великою чисельністю личинок хлібних жуків, дротяників, чорнишів та інших шкідників рекомендується відводити під пізні культури, такі як гречка, просо, кукурудза, картопля. Це потрібно для того, щоб до сівби можна було провести 2 – 3 культивації, в результаті чого гинуть

шкідники, які піднімаються на весні у верхні шари грунту. Крім того, така технологія обробітку грунту сприяє їх знищення безхребетними та птахами. Особливу роль в обмеженні чисельності і шкодочинності шкідників мають строки сівби. Так, ранні строки сівби озимої пшениці призводять не тільки до переростання рослин та зниження їх зимостійкості, а й до надмірного розвитку шкідливих організмів

– різних видів злакових мух, цикад, попелиці, озимої совки, хвороб, що потім переходять на рослин оптимальних строків сівби. Щоб зберегти такі посіви, їх восени треба обробляти пестицидами. Це не тільки здорожує собівартість зерна, а й негативно впливає на навколишнє середовище. І навпаки, ранні строки сівби ячменю, вівса, гороху, ярої пшениці дають змогу зменшити пошкодження шкідниками в 2 – 3 рази. Одночасно знижується ураження рослин збудниками борошнистої роси, гельмінтоспоріозу,

фузаріозу, іржі та іншими інфекційними хворобами. Це пояснюється тим, що більшість видів шкідників (шведська муха, зернова полосата і стеблова блошки, клопи-фітофаги, бульбочкові довгоносики, попелиці та інші фітофаги) заселяють рослин і починають розмножуватися в період, коли середньодобова температура перевищує 120С. Водночас ярі злаки при температурі 4 – 60С.

Це дає рослинам можливість пройти найбільш уразливі етапи розвитку, уникаючи пошкоджень у найчутливішій стадії. У подальшому такі рослини краще протистоять пошкодженню фітофагами. Велика кількість шкідників постійно розвивається на бур’янах, які забезпечують фітофагам живлення у той період, коли культурні рослини ще не зійшли або вже зібрані. Так, дикі злаки можуть бути резерваторами вівсяної нематоди, шведської мухи, злакові попелиці, цикадок

та інших фітофагів, включаючи збудників деяких інфекційних хвороб. Бур’яни використовуються як додаткове харчування багатьма імагінальними фазами шкідників, у першу чергу метеликами, жуками, мухами. Використана література: 1) Бугай С.М. “Рослинництво”, К: “Вища школа” Головне видавництво видавничого об’єднання,

1978. 2) Булигін С.Ю. “Методи аналізів грунтів і рослин”, Харків, 1999. 3) Кияк Г.С. “Рослинництво”: [Підручник для агр. спец.вузлів]. За редакцією В.Г. Влоха. – 2-е вид допов. і перероб. – К.: Вища школа 1992.