Знання про ґрунт, його складників і характеристик, є міцною основою ефективного, стійкого ведення сільського господарства

Ґрунт, оброблений для утворення посівного ложа, лише наполовину складається з твердого матеріалу; решту об'єму займають пори, заповнені водою чи повітрям. Основний вплив на властивості ґрунту й вирішальне значення для його обробних властивостей мають такі складники твердої фази ґрунту як глина й органічні матеріали.

Ґрунт складається з 50 % твердої речовини й 50 % пір між її частинками. Інакше кажучи, половину грудки землі складає твердий матеріал, а половину — пори.

Пори з водою чи повітрям

Ґрунт складається з 50 % твердої речовини й 50 % пір між її частинками. Інакше кажучи, половину грудки землі складає твердий матеріал, а половину — пори.
Пори з водою чи повітрям
Тверда частина складається з частинок мінералів, які відносяться до різних класів за розміром, а також з органічного матеріалу. Ці пори, які є важливим елементом структури ґрунту, наповнені водою чи повітрям, залежно від зволоженості ґрунту у конкретний момент часу, його структури та способу обробки. В ідеальному випадку пори заповнені наполовину водою, а наполовину повітрям. Однак ґрунти з агрегатованою структурою, наприклад глини, мають дещо більшу пористість (40–60 %), ніж роздільно-зернисті ґрунти, як-от пісок (35–45 %).

Характеристики ґрунту розміру часток

Усім глинистим мінералам притаманна пласка форма. Завдяки такій формі й мікроскопічним розмірам глинисті колоїди мають надзвичайно велику питому площу, тобто відношення площі поверхні до маси.
Наприклад, площа поверхні частинок масою один грам становить 1,5–2 см2 — як невелика поштова марка. Натомість сумарна площа поверхні частинок глини масою один грам може становити кілька сот квадратних метрів — як середній за розміром будинок.

1) Тонкий пісок  2) Дуже тонкий пісок  3) Крупний дрібнозем  4) Тонкий дрібнозем  5) Крупна глина

Дрібнозем утримує воду

Оброблюваний ґрунт часто містить частинки різних груп. Якщо у структурі ґрунту домінують гравій та пісок, він є легкопроникним, сухим і відносно неродючим; наявність піску та глини робить його теплішим. Дрібноземні ґрунти часто є холодними й водоутримними, легко піднімають воду за рахунок капілярного ефекту. Найдрібніші мінеральні частинки — глини — сильно впливають на властивості ґрунту, навіть якщо їх концентрація становить лише близько 5 %. За рахунок розбухання та зсідання глини надають ґрунту агрегатованої структури з тріщинами й порами, якими корені можуть проникати в шар ґрунту. Типові характеристики різних ґрунтів часто визначаються вмістом глини, який сильно впливає на тип ґрунту та його придатність до обробки.

Органічний матеріал (позитивно заряджений)

Органічний матеріал ґрунту також дуже відчутно впливає на його властивості. Він майже на 60 % складається з вуглецю (С) і утворюється з решток рослин, розкладених мікроорганізмами. У процесі розкладу (див. рисунок) вивільняються поживні речовини для рослин: азот (N), фосфор (P) і сірка (S). Органічний матеріал може мати величезне значення для властивостей ґрунту та майже завжди позитивно впливає на ведення господарства. Він впливає на:
• структуру та міцність агрегатів;
• водоутримні властивості;
• оброблюваність;
• запаси поживних речовин;
• замулювання й кіркоутворення.

Процес розкладу

1. Розклад відмерлого органічного матеріалу починає ґрунтова фауна частково шляхом подрібнення на менші частинки, а частково шляхом утворення в шарі землі каналів, якими в неї проникає кисень. Особливу й дуже цінну роль у цьому відіграють дощові черв’яки, які розщеплюють матеріал і змішують його з землею.
2. Розклад поетапно продовжують бактерії та грибки. На останній стадії відбувається так звана мінералізація, тобто формування простих кінцевих продуктів, доступних для рослин (наприклад, нітратів, фосфатів і сульфатів).
3. Формування гумусу У процесі розкладу різноманітні органічні сполуки поетапно перетворюються на дедалі простіші продукти розкладу. Ці проміжні продукти реагують між собою та з продуктами життєдіяльності ґрунтових організмів. Це призводить до утворення нових хімічних сполук, які перетворюються на високомолекулярну темну масу — гумусові речовини. Ці гумусові речовини здатні притягувати позитивно заряджені іони, наприклад калію, кальцію і магнію.

Процес розкладу

Найменші частинки мають велику питому площу поверхні

Найдрібніші частинки ґрунту — це тонка глина (< 0,0002 мм) і деякі органічні матеріали, які є колоїдами. Однак вони мають велику питому площу поверхні, тобто відношення площі поверхні до маси (див. таблицю «Класифікація частинок за розміром»). Чим менший розмір частинок, тим більша їхня питома площа поверхні. Поверхня частинок глини має негативний заряд і притягує поживні речовини ґрунту (які є катіонами), утворюючи таким чином запас поживних речовин для рослин.

Таблиця «Класифікація частинок за розміром»

Група частинок

Діаметр частинок, мм

Глина

< 0,002

Дрібнозем

0,002–0,06

Пісок

0,06–2

Гравій

2–60

Каміння

60–600

Глиба

> 600

Основні характеристики розміру часток

Найдрібніші частинки ґрунту — це тонка глина (< 0,0002 мм) і деякі органічні матеріали, які є колоїдами. Однак вони мають велику питому площу поверхні, тобто відношення площі поверхні до маси (див. таблицю «Класифікація частинок за розміром»). Чим менший розмір частинок, тим більша їхня питома площа поверхні. Поверхня частинок глини має негативний заряд і притягує поживні речовини ґрунту (які є катіонами), утворюючи таким чином запас поживних речовин для рослин.

Основні терміни:

Капілярність — капілярна волога може підніматись у ґрунті як завдяки змочуванню стінок пір (адгезії), так і завдяки взаємному притяганню молекул (когезії). Дрібноземи мають високу капілярність і високий та інтенсивний капілярний підйом.
Катіони — позитивно заряджені іони ґрунту, наприклад калію, кальцію та магнію.
Колоїди — це найменші за розміром частинки ґрунту, середній діаметр яких складає менш ніж 0,0002 мм. До колоїдів відносяться деякі органічні матеріали та тонка глина.
Мінеральні частинки — це найменші неорганічні складники, які утворилися внаслідок вивітрювання різноманітних мінералів і порід або були принесені на місце, наприклад льодовиками. Властивості ґрунтів сильно залежать від розмірів частинок (див. таблицю «Класифікація частинок за розміром»).
Ґрунтові пори — це порожнини, канали й тріщини ґрунту, заповнені водою чи повітрям, залежно від поточної зволоженості ґрунту.
Ґрунтова фауна — дощові черв’яки, мокриці, вилохвости, багатоніжки, кліщі та інші тварини, які дають поживу бактеріям і грибкам, подрібнюючи й розщеплюючи залишки рослин у своїх щелепах і органах травлення.
Питома площа — сумарна площа поверхні частинок ґрунту, виражена у квадратних метрах на грам сухого ґрунту. Питома площа є важливою характеристикою, оскільки вона пов’язана з кількістю поживних речовин, які можуть пристати до їхньої поверхні та які земля може вивільнити внаслідок вивітрювання.
Текстура ґрунту — пропорції, тобто відносний вміст мінеральних частинок із різним середнім діаметром, зокрема піску, дрібнозему та глини, відповідно до таблиці «Класифікація частинок за розміром».