De bodem is een kolossale natuurlijke rijkdom. Het voorziet dieren van voer, mensen van voedsel en de industrie van de grondstoffen die nodig zijn voor de productie van goederen. Bodemcreatie is al eeuwen en millennia aan de gang. En vandaag wordt de mensheid geconfronteerd met de kwestie van het juiste gebruik van land. En dit is onmogelijk zonder kennis over de structuur, eigenschappen, samenstelling en structuur van bodems.
Geschiedenis van de studie van de vruchtbare laag van de aarde
Zelfs in de 18e eeuw merkten wetenschappers dat de bodem uit verschillende componenten bestaat. De belangstelling voor dit pand werd pas veel later hervat. Zo werden in Duitsland van 1879 tot 1899 door Volney en zijn school jaarlijks studies op dit gebied gepubliceerd. Talrijke laboratoriumonderzoeken hebben de afhankelijkheid van de fysische eigenschappen van bodems aangetoond van de grootte van de klonten en van het stofgeh alte.
In 1877 merkte de wetenschapper P. A. Kostachev op dat ze na het ploegen van maagdelijke gronden zich snel verspreiden, wat leidt tot een afname van de opbrengst. Pas nadat de velden onder meerjarige kruidachtige vegetatie waren gelaten, werd de bodemstructuur hersteld. Deze onderzoeken waren van groot belang. Ze bewezen dat in de landbouw de bodemstructuurspeelt een belangrijke agrotechnische rol.
Er werd in de jaren 30-40 van de vorige eeuw veel aandacht besteed aan de studie van de bovenste laag van de aarde. Tegelijkertijd hechtten wetenschappers het grootste belang aan de structuur van de bodem op het gebied van vruchtbaarheid. Ze hebben deze twee termen verheven tot synoniemen.
De structuur van de bodem en de betekenis ervan werden in de jaren 50-60 van de vorige eeuw praktisch niet overwogen door wetenschappers. Aanleiding hiervoor was de kritiek op het grasveldsysteem. Onderzoekers begonnen de rol van de bodemstructuur in kwesties van vruchtbaarheid in twijfel te trekken. En soms ontkenden ze het helemaal.
Sommige wetenschappers bleven echter onderzoek doen op dit gebied. En hier worden vooral de werken van academicus V. V. Medvedev onderscheiden. De wetenschappers bestudeerden de structuur van de bodem en de betekenis ervan met behulp van micromorfologische methoden. Tegelijkertijd gebruikte hij moderne wiskundige hulpmiddelen waarmee hij de verkregen gegevens kon analyseren en samenvatten. Het resultaat van Medvedevs werk was een in 2008 gepubliceerde monografie over de structuur van bodems. In dit werk werden studies samengevat die overtuigend bewezen dat de verbetering van het thermische en luchtregime van de bovenste lagen van de aarde direct en indirect de plantengroei beïnvloedt.
Basisdefinitie
Wat is bodemstructuur? De definitie van deze term geeft aan dat het een verzameling is van verschillende aggregaten (klonten) die verschillen in grootte en vorm. Elk van deze elementen bestaat uit stoffen die onderling verbonden zijn door plantenwortels, humus, enz.
De structuur van de bodem is van groot belang. Het is de belangrijkste factor die verantwoordelijk is voor de bodemvruchtbaarheid. Vooral belangrijk voor de mens is de structuur van de bodems van de bovenste horizon. Dit is de laag waarin de ontwikkeling van het wortelstelsel van planten plaatsvindt. Er leven verschillende bodemorganismen in. Vanaf deze horizon komt de toevoer van voedingsstoffen en water die nodig zijn voor plantengroei. Daarom moet de bovengrond een optimale verhouding hebben tussen de vloeibare, vaste en gasvormige fasen. Deze verhouding ziet er als volgt uit - 25:50:25.
Classificatie van bodems naar structuur
De bovenste horizon van de aarde kan er anders uitzien. Ze zijn ongestructureerd en structureel. De eerste van deze typen omvat granulometrische elementen, waarvan de toestand wordt gekenmerkt als afzonderlijk deeltje. Een sprekend voorbeeld van structuurloze grond is zand. Het bevat weinig humus en kleideeltjes. Overgangstypen bodemstructuur zijn tussen structuurloos en structureel. Daarin worden de verbindingen van aggregaten met elkaar zeer zwak uitgedrukt.
Vruchtbare grond wordt als structureel beschouwd. Het is beter bestand tegen wind- en watererosie en verkruimelt ook gemakkelijk tijdens het ploegen. Als de samenstelling en structuur van de bodem het toelaten om als vruchtbaar te worden geclassificeerd, dan heeft het een uitgebalanceerde combinatie van lucht-, thermische en waterregimes. Deze factor heeft een positief effect op de plantenvoeding en de ontwikkeling van biologische processen.
Ongestructureerde bodems kunnen het water niet goed opnemen. Bovendien veroorzaakt regenafvoer op dergelijke gronden erosie. Lucht en water in dergelijke bodems zijn antagonisten. Vallende regen laat geen vocht achter in dergelijke grondhorizons. Dit gebeurt door de intense capillaire stijging van water. De grond droogt uit. Tegelijkertijd krijgen planten niet de hoeveelheid vocht en voedingsstoffen die ze nodig hebben. Ondanks dit alles is het in velden met structuurloze bodems mogelijk om een hoge opbrengst te behalen. Dit vereist echter constant werk om de landbouwtechnologie op een hoog niveau te houden.
Vorming van de vruchtbare laagstructuur
De bovenste horizon van de aarde wordt geschikt voor het plantenleven onder invloed van twee processen die tegelijkertijd plaatsvinden. Zo vindt de vorming van de bodemstructuur plaats als gevolg van de mechanische scheiding van de laag in aggregaten van verschillende vormen en maten. Het tweede proces is het geven van interne eigenschappen en structuur aan de resulterende elementen.
Onderzoek door wetenschappers heeft aangetoond dat de vorming van bodemstructuur mogelijk wordt onder invloed van chemische, fysisch-chemische, biologische en fysisch-mechanische factoren.
De vorming van aggregaten vindt dus plaats tijdens de afwisseling van drogen en bevochtigen, invriezen en ontdooien. De samenstelling en structuur van de bodem veranderen onder invloed van de vitale activiteit van gravende dieren, door de druk die wordt uitgeoefend door de groeiende wortels van planten. Verandert de eigenschappen van de bovenste laag van de aarde en verschillende bewerkingsvelden van het werktuig.
Ook zijn de samenstelling en structuur van de grond afhankelijk van de aanwezigheid van een lijm. Het zijn meestal humuscolloïden. Deze elementen kunnen, wanneer ze worden gecoaguleerd, worden omgezet inbodemstructuur waterbestendig maken. Deze eigenschap hangt af van de hoeveelheid humus, de mechanische samenstelling, het vermogen om water vast te houden en op te nemen, en ook om het via haarvaten aan de oppervlakte te brengen. Na regen vormt zich op dergelijke gronden geen korst, wat de toegang van zuurstof tot de wortels van groeiende planten vermindert.
Zware bodems
Volgens hun mechanische samenstelling zijn vruchtbare gronden verdeeld in klei en leem-, zand- en veenmoerassen. Hoe worden ze gedefinieerd? De mechanische samenstelling van bodems wordt onderzocht door middel van monsters. Bodemdeeltjes worden op verschillende plaatsen van de bovenste horizon genomen, waarbij inkepingen van elk 20 cm worden gemaakt. Vervolgens worden de monsters met elkaar gemengd en tot een pasteuze toestand bevochtigd met gewoon water. Als je een bal krijgt, maar het is onmogelijk om het in een koord te rollen, dan wordt de grond geclassificeerd als zandleem. Met eenvoudige implementatie van dergelijke acties kan de aarde worden geclassificeerd als leem. En in het geval dat een koord uit de bal rolt, die zich vervolgens in een ring sluit, wordt de grond geclassificeerd als klei. Dit type bovengrond wordt als zwaar beschouwd. Deze gronden hebben een hoge dichtheid en viscositeit. Ze plakken gemakkelijk aan elkaar en zijn moeilijk te verwerken, waardoor hun naam wordt bevestigd.
Tijdens het graven verkruimelt kleigrond niet. Het vormt grote kluiten die moeilijk te breken en te pletten zijn. Als zo'n land wordt omgeploegd en een tijdje blijft liggen, dan verdwijnt al het werk in het riool. Na een tijdje gaan de kluiten weer aan elkaar plakken. Het veld zal opnieuw geploegd moeten worden.
Wat is de reden voor dit gedrag van zware gronden? Het wordt geassocieerd met een te kleine structuuraggregaatdeeltjes, waardoor er slechts een kleine ruimte tussen hen overblijft.
Hoge verdichting van kleigronden veroorzaakt een slecht ademend vermogen. Dit leidt er weer toe dat de wortels van planten onvoldoende van zuurstof worden voorzien. De toegang van lucht tot die micro-organismen die in dergelijke bodems leven, is ook beperkt. Een kleine hoeveelheid zuurstof leidt tot een vertraging in het afbraakproces van organische stoffen tot de uiteindelijke afbraakproducten. Dit maakt de grond arm, niet in staat om planten te voorzien van de organische stof die ze nodig hebben om te groeien. Daarom is er weinig biologisch leven in de kleilagen. Sommige delen van dergelijke landen worden zelfs dood genoemd. Ze missen een ontwikkeld microbiologisch milieu.
Compressie van geaggregeerde bodemdeeltjes wordt geassocieerd met kenmerken van land als hun waterdoorlatendheid. Een ontwikkeld capillair systeem wordt niet gevormd in kleiachtige horizonten. Daarom komt er geen vocht doorheen. De wortels van planten in dergelijke velden kunnen nauwelijks het broodnodige water krijgen voor hun leven.
Zware bodems hebben nog een negatieve eigenschap. Als zich daarin water ophoopt, komt het niet in de onderste lagen van de kleihorizon. Aanzienlijke volumes blijven in het groeigebied van het wortelstelsel van planten, wat leidt tot verval.
Het is nauwelijks mogelijk om te zeggen dat klei de beste bodemstructuur is. En dit wordt bevestigd door het overstromen van de akkerbouwlaag bij regen. Vallende druppels breken kleine bodemaggregaten af. kleiachtigklontjes gaan over in kleinere componenten, gedeeltelijk oplosbaar in water. De resulterende slurry bindt bodemaggregaten zeer stevig. Na het drogen worden dergelijke velden bedekt met een harde en zeer dichte korst, die de penetratie van zuurstof, vocht en licht tot de wortelstelsels van planten beperkt. Dit fenomeen wordt "betonbodem" genoemd. De inwerking van zonlicht leidt tot barsten in de grond, waardoor de structuur daardoor nog dichter wordt.
Ja, kleigronden zijn rijk aan sporenelementen en mineralen. Planten kunnen er echter niet optimaal van profiteren. Het feit is dat het wortelstelsel alleen die voedingsstoffen kan opnemen die in opgeloste vorm zijn en ook het eindproduct zijn van de verwerking van micro-organismen. Kleigronden hebben een slechte waterdoorlatendheid. Ze hebben een slecht biologisch leven. Dit tast de onmogelijkheid van normale plantenvoeding aan.
Lage opbrengsten op dergelijke gronden zijn een gevolg van het feit dat de kleilagen, vanwege hun dichtheid, slecht worden verwarmd door de zonnestralen. De meest extreme landbouwgebieden blijven de hele zomerperiode onverwarmd.
Zware bodemverbetering
Om een normale oogst van kleivelden te krijgen, moet de aarde een lossere en klonterige structuur krijgen. Alleen in dit geval zullen gunstige omstandigheden voor plantengroei worden gecreëerd. Hoe de structuur van de grond te verbeteren, die als zwaar wordt beschouwd? Dit kan door regelmatig los- en oplichtende componenten in de bodem te brengen. Ze kunnenturf of zand, kalk of as zijn. Om gunstige omstandigheden voor plantengroei te creëren, is bovendien mest en compost nodig. Deze componenten zullen een normale biologische en voedende omgeving in de bodem creëren.
Verbetering van de bodemstructuur qua vochtcapaciteit is mogelijk door er zand aan toe te voegen. Dit zal tegelijkertijd de thermische geleidbaarheid van zware grond verhogen. Na de schuurprocedure warmen kleiachtige horizonten op, drogen ze snel en zijn ze klaar voor verdere verwerking.
Lichte of zandgronden
Voor dergelijke horizonten is een laag aandeel kleideeltjes typerend. Het grootste deel van deze grond wordt ingenomen door zand. Humus wordt er alleen in kleine hoeveelheden in aangetroffen.
Zandbodems worden niet voor niets licht genoemd. Het is immers vrij eenvoudig om ze te verwerken. En dit wordt bevorderd door de korrelstructuur van de bodem. Dankzij dit hebben dergelijke horizonten een hoge water- en luchtdoorlatendheid. Ze zijn echter onderhevig aan erosie en kunnen geen vocht in hun lagen vasthouden. Bovendien warmen zandgronden niet alleen goed op. Ze koelen ook erg snel af.
Maar dit is niet de enige reden waarom het onmogelijk is om te zeggen dat zand de beste bodemstructuur is. Het biologische leven is arm in zulke horizonten. Dit komt door een gebrek aan voedingsstoffen en vocht voor micro-organismen die in dergelijke bodems leven.
Zandbodemverbetering
Om een goede oogst te krijgen, worden bind- en verdichtingscomponenten regelmatig toegepast op lichte grond. Verbetering van de bodemstructuur,geclassificeerd als licht, wordt mogelijk bij vermenging met veen- of slibformaties, boormeel of klei. Dit vult de poriën tussen de zanddeeltjes. En voor het ontstaan van een biologische omgeving die gunstig is voor planten, is de introductie van humus en compost vereist.
Kenmerken van zandgronden moeten ook in aanmerking worden genomen bij de kwestie van hun verrijking met meststoffen. Lichte bodems laten perfect vocht door, waardoor alle nuttige elementen eruit worden weggespoeld. Daarom gebruiken minerale meststoffen in dergelijke velden alleen snelwerkende meststoffen en worden deze vaak toegepast, maar in kleine hoeveelheden.
Middelgrote bodems
Leemgronden zijn het gunstigst voor landbouw en tuinieren. Ze hebben de beste bodemstructuur, waarvan de verschillen liggen in de korrelige kluiten. De samenstelling van een dergelijke bodem omvat zowel vaste, vrij grote deeltjes als fijnstofachtige componenten. Land in dergelijke velden is vrij gemakkelijk te cultiveren. Na het ploegen koeken ze niet aan en vormen ze geen dichte klonten.
In leembodems zijn er veel mineralen en voedingsstoffen, waarvan de toevoer wordt aangevuld door het actieve leven van micro-organismen. Dergelijke bodems hebben een hoge luchtdoorlatendheid en waterdoorlatendheid. Ze houden perfect vocht vast en warmen ook snel en gelijkmatig op onder invloed van zonlicht. Dankzij uitgebalanceerde vochtigheid wordt in leem een constant temperatuurregime gehandhaafd.
Verbetering van middelgrote bodems
Te ondersteunende toevoer van voedingsstoffen is op het juiste niveau, leemachtige gronden moeten periodiek worden bemest met compost. Aanvullende minerale en organische meststoffen worden doelbewust toegepast na een voorlopige analyse van de toestand van het bouwland.
