Пункт 16 Правил лісовідновлення зазначає:

Сприяння природному лісовідновленню шляхом мінералізації грунту проводиться на площах, де є джерела насіння цінних деревних порід лісових насаджень (примикаючі лісові насадження, окремі насіннєві дерева або їх групи, куртини, смуги, що під пологом лісових насаджень, що надходять у рубку) з повнотою не більше 0 .

Мінералізація ґрунту повинна проводитися в роки задовільного та рясного врожаю насіння лісових насаджень. Найкращий термін проведення мінералізації поверхні ґрунту – до початку опадіння насіння лісових деревних рослин.

Роботи здійснюються шляхом обробітку ґрунту механічними, хімічними або вогневими засобами залежно від механічного складу та вологості ґрунту, густоти та висоти трав'янистого покриву, потужності лісової підстилки, ступеня мінералізації поверхні ґрунту, кількості насіннєвих дерев та інших умов ділянки.

На вирубках та насадженнях, де намічають мінералізацію ґрунту, для оцінки ефективності цих заходів закладають постійні пробні площі величиною 0,5-1,0 га. Число їх встановлюють залежно від розмірів ділянок, але не менше: на площах завбільшки до 10 га одна; від 10 до 25 - дві; понад 25 га - три. Пробні площі розбивають на дві частини: одну залишають для контролю, іншу для проведення таких заходів, як і на всій ділянці. На кожній частині пробної площі враховують підліт та самосів усіх порід.

Перелік самосіву та підросту віком від двох років і старше проводять на облікових майданчиках розміром 2x2 м, що закладаються рядами, через однакову відстань. Число рядів (ходів) має становити не менше трьох на кожній пробній площі. Загальна кількість майданчиків – не менше 25 штук.

Дані обліку заносять до облікових карток, які є підставою для заповнення відомості ділянок, призначених для сприяння природному відновленню, та зошити (книги) обліку площ з проведеними заходами сприяння природному відновленню.

Крім вирубок, сприяння природному відновленню може здійснюватися під пологом лісу. Мінералізацію ґрунту для сприяння природному лісовідновленню проводять у деревостоях із зімкнутістю крон не більше 0,6 та в тих місцях, де немає підросту. У ялинових деревостоях мінералізація грунту здійснюється за 7-10 років до рубки, а в соснових - за 3-5 років. У чистих хвойних деревостоях ґрунт мінералізують наприкінці літа та восени, у змішаних деревостоях за участю листяних порід у складі понад 0,1 - пізньої осені після опадіння листя.

Деревостої, в яких проведена мінералізація ґрунту для сприяння відновленню, підлягають рубанню в зимовий період.

Мінералізацію ґрунту не проводять на вирубках із відносно родючими, а також мокрими ґрунтами.

Розмір обробленої площі під пологом лісу має становити не менше 15-20% площі ділянки, на вирубках - 30%.

Способи та технічні засоби для видалення ґрунтового покриву вибираються в залежності від типів деревостою, умов їх проростання, ступеня задирнення, типу ґрунту, його вологості та щільності тощо.

На вирубках із сухими та свіжими піщаними, супіщаними ґрунтами у групах типів лісу сосняки лишайникові, вересові та брусничні мінералізація ґрунту для сприяння природному відновленню сосни здійснюється смугами шириною 20-30 см на глибину 5-7 см. На незадернілих 1-3-річних свіжими та вологими супіщаними та легкосуглинистими ґрунтами у групах типів лісу сосняки та ялинники складні та чорничні мінералізацію ґрунту виробляють смугами шириною не менше 1 м на глибину 7-9 см. На вирубках із суглинистими та важко-суглинистими сирими та вологими ґрунтами у типах лісу і ялинники чорнично-дрібнотравні та приручні мінералізацію ґрунту на вирубках виробляють шляхом напашки пластів потужністю 10-20 см. Відстань між мінералізованими смугами або пластами повинна становити 2-5 м.

Для мінералізації ґрунту на вирубках та під пологом лісу застосовуються спеціальні покривоглядачі – сівалки, культиватори та плуги.

На свіжих вирубках в кисличних і близьких до них типах лісу рекомендується неглибоке розпушування з видаленням грунту грунту і підстилки до поверхні гумусного горизонту, що виконується за допомогою лісових плугів ПКЛ-70, ПЛП-135, ПЛ-1 і ін. При обробці плугами , що утворюють ширину мінералізованої смуги 1,4 м, борозни прокладають через 2-4 м, а при обробці плугами ПЛП-135, що створюють мінералізовану смугу шириною 2,7 м - через 5-6 м. На майданчиках з вологими та сирими ґрунтами (з надмірним зволоженням) мінералізацію грунту поєднують з осушувальними заходами, прокладаючи через 10-30 м мережу борозен. Для цього використовують плуги-канавокопачі ПКЛН-500, канавокопачі ЛКА-2М і ЛКН-600 і навіть екскаватори ТЕ-3М, Е-304В, Е-5015 та ін. типах вирубок з перезволоженими ґрунтами.

Зазначені плуги в більшості випадків використовують за своїм основним призначенням - для підготовки ґрунту на вирубках та під пологом лісу, при штучному лісовідновленні та на меліоративних роботах. Докладніше про них буде сказано далі. Найчастіше, при мінералізації ґрунту з метою сприяння природному відновленню, використовують різного виду покривозбирачі, розпушувачі, культиватори та фрези. Дані знаряддя роблять розпушування з одночасним перемішуванням підстилки та верхнього мінерального горизонту смугами шириною 0,5-2,0 м на глибину 5-10 см. Відстань між розпушеними смугами в залежності від успішності природного відновлення становить на вирубках 2-4 м, а під пологом лісу - 3-6 м. Відстань між розпушеними смугами bтакож можна розрахувати, використовуючи формулу:

де B- Ширина захоплення агрегату;

k м- Коефіцієнт мінералізації, що приймається для забезпечення отримання достатньої кількості підросту основних порід (10-20 тис. шт. на 1 га) рівним k м=0,25-0,30 площі з незадовільним природним поновленням;

k ро- Коефіцієнт, що враховує ступінь мінералізації в оброблюваній смузі в залежності від типу робочих органів знарядь і що дорівнює: 1,0 - для плужних корпусів; 0,5‑0,6 – для машин з дисковими робочими органами при однослідному проході та відповідно 0,7‑0,8 та 0,9‑1,0 – при дво- та трислідній обробці;

k дв- Коефіцієнт, що враховує характер руху зброї, що приймається при смугової обробці рівним 1,0, а при перехресній 1,85.

Якірний покровоглядач ЯП-1 (рис. 2.1) призначений для підготовки ґрунту на нерозкорчованих вирубках та під пологом лісу шляхом здирання рослинного покриву до поверхні гумусного горизонту. Він є дві безрозмірні секції якірного типу, з'єднані ланцюгом. Перша секція легша і має форму неправильної шестигранної піраміди, до основи якої приварені робочі органи у вигляді лап. Друга секція більш важка і має довгасту човноподібну форму, посередині основи якої приварені розпушувальні лапи. При роботі якірного покривоздивача лапи передньої секції здирають грунтовий покрив, а лапи задньої секції розпушують мінеральний грунт на глибину 4-5 см. до яких він приєднується ланцюгом.

Мал. 2.1. Якірний покровоглядач

На нерозкорчованих вирубках з кількістю пнів до 800 прим. на 1 га, захаращених порубочними залишками, хмизом, камінням, а також на пустирях і гарах використовують покривозбирачі-розпушувачі (рис. 2.2) РЛ-1,8 і ПЛ-1,2, що агрегатуються з тракторами Онежець-300, ТЛТ-100, ТДТ-55, ЛХТ-55, Т-100М та ін. Вони призначені для здирання лісової підстилки та мохового покриву з одночасним розпушуванням ґрунту смугами з метою сприяння природному відновленню. Розпушувач РЛ-1,8 складається з рами з консолями та причепом, валу з двостороннім кронштейном, робочих органів у вигляді зубів, двох коліс з упорами, стопорного та блокуючого механізмів. У задній частині рами встановлена ​​вісь із кронштейнами, в які вставляються долотоподібні зубці. На кінцях осі закріплені колеса з упорами та напівкруглими пазами. При транспортуванні зброї на далекі відстані пази вставляють заглушки, які надають колесам нормальну круглу форму. При русі агрегату зубці заглиблюються в ґрунт і розпушують його. При зустрічі з непереборною перешкодою або при забиванні зубів хмизом стопорний механізм звільняє колеса, і вони починають повертати вісь із зубами на 180°, після чого другий ряд зубів займає робоче положення, а стопорний механізм знову стопорить колеса. Таким чином, зубці розпушувача хіба що «переступають» через перешкоди. Аналогічний пристрій і принцип роботи має покривоглядач лісової підводної човни-1,2.

Мал. 2.2. Лісовий покривоглядач

Широке поширення для мінералізації грунту на вирубках набули дискові знаряддя: розпушувач лісової РЛД-2, дисковий культиватор ДЛКН-6/8, покровоглядач дисковий ПДН-1, культиватор борозенний КЛБ-1,7 (основне призначення - догляд за культурами, посадженими в ). Пристрій та принцип впливу робочих органів на ґрунт у них багато в чому схожий. У дискових знаряддях застосовуються сферичні цільнокройні або з вирізними краями (частіше) диски, встановлені під кутом атаки до 45 °. Диски складають у батареї, насаджуючи їх на квадратну вісь і встановлюючи між ними котушки підшипникові, що забезпечують крім строго витриманої відстані між дисками, обертання в підшипниках (рис. 2.3).

Мал. 2.3. Дисковий покровоглядач

У розпушувача РЛД-2 (рис. 2.4) батарея складається із двох дисків. Батареї розташовують слідами гусениць трактора, що оберігає дискові батареї від ударів, т.к. тракторист вибирає напрямок руху, що виключає наїзди гусениць на пні. Крім того, оберігає батареї від поломок застосування пружних стійок, що дозволяють дискам відхилятися при зустрічі з пнями або корінням. Запобіжні пружини мають такі знаряддя, як ПДН-1 та КЛБ-1,7. В останніх знарядь передбачено регулювання кута атаки дисків за рахунок поворотних пристроїв, що складаються з рухомих і нерухомих плит, що фіксуються болтами в отворах регулювальних. У цих гармат також передбачено регулювання глибини ходу до 10-12 см за рахунок використання баластових ящиків.

У покровоздирачі ПДН-1 сферичні диски встановлюються на балансирах і розташовуються за схемою «ялинка», при цьому передні та задні диски перекривають один одного в поперечній площині. Балансирна підвіска дозволяє дискам копіювати мікрорельєф та забезпечує високий ступінь мінералізації ґрунту. У середній частині рами зброї перед дисками шарнірно встановлено пружна розпушувальна лапа, яка відхиляється при зустрічі з перешкодою. За допомогою баластного ящика, закріпленого на задній частині рами, регулюється глибина обробки до 12 см.

Мал. 2.4. Розпушувач лісовий дисковий РЛД-2:

1 – диск батареї; 2 – стійка; 3 – запобіжна пружина; 4 – рама; 5 - навішування; 6 – висівний барабан; 7 – вал; 8 – фрикційний привід; 9 – пружина

При смуговому обробітку ґрунту ділянки, що відводяться під сприяння природному лісовідновленню за допомогою мінералізації ґрунту, розбиваються на гони. Доцільно довжину гону приймати щонайменше 200 м, а ширину - щонайменше 100 м. При менших розмірах ділянок значної частини часу витрачається на неодружені переїзди наприкінці гонів.

У багульникових та сфагнових сосняках для фрезерування торфу з одночасним прикочуванням для капілярного підняття вологи використовують болотні фрези ФБН-0,9 та ФБН-1,5. На нових і слаборозвинених вирубках з кількістю пнів до 600 шт./га за сприяння природному відновленню застосовують лісову фрезу ФЛУ-0,8 (рис. 2.5). Пристрій зазначених фрез схоже, причому фреза ФЛУ-0,8 уніфікована з фрезою ФБН-1,5. Основними вузлами фрези є: рама з навісним пристроєм, карданна передача, конічний та циліндричний редуктори, фрезерний барабан, грабельні грати, механізм регулювання глибини обробки та захисний кожух.

Мал. 2.5. Схема фрези ФЛУ-0,8:

1 - начіпний пристрій; 2 – захисний кожух; 3, 4 – конічний та ланцюговий редуктори; 5 – регулювальні отвори механізму заглиблення; 6 – граблі; 7 – фрезерний барабан; 8 – обмежувальний полоз; 9 – шарнір обмежувального полозу; 10 – рама; 11 – карданна передача

Робочим органом фрез є фрезерний барабан. Він містить провідні та ведені диски, які взаємодіють між собою через фрикційні прокладки. До кожного веденого диска кріпиться вісім Г-подібних ножів: чотири праві та чотири ліві. Ведомі диски з ножами сидять на валу вільно, а провідні диски з фрикційними накладками встановлені на валу на шліцях. Ведені та провідні диски притискаються робочими поверхнями один до одного за допомогою пружин. Передача обертання веденим дискам за допомогою фрикціонів дозволяє їм прослизати на валу барабана при зустрічі з непереборними перешкодами у вигляді пнів, каменів, великих коренів, залишків порубки і т.д., і тим самим забезпечувати запобігання ножів від поломок. Момент спрацьовування фрикціонів регулюють стиском пружин за допомогою двох регулювальних гайок, розташованих з боків фрезерного барабана. Глибина обробки фрез ФБН-0,9 та ФБН-1,5 становить до 20 см, а фрези ФЛУ-0,8 – до 16 см.

При русі трактора з увімкненим валом відбору потужності фрезерний барабан обертається, і його Г-подібні ножі подрібнюють ґрунт і коріння діаметром до 4 см, відкидаючи подрібнену масу на грабельну решітку, яка додатково дробить великі фракції дернини. Рослинні залишки та великі фракції затримуються гратами і залишаються в нижній частині обробленого шару ґрунту, а дрібні фракції проходять крізь грати граблів і засипають оброблений шар зверху. За годину роботи фреза може проходити до 3 км.

Слід зазначити, що сприяння природному відновленню може бути успішним тоді, коли буде оброблено 15-25% площі вирубки. Оскільки мінералізація ґрунту - процес трудомісткий, до нього слід вдаватися за достатньої кількості нальоту насіння від сім'яників або стіни лісу. За наявності обсіменників з урожаєм не нижче середнього ґрунт повинен оброблятися на відстані не більше ніж у 100 м. У листяних насадженнях ґрунт обробляють після опадіння листя. Призначаючи обробіток грунту знаряддями для сприяння природному відновленню, слід враховувати відсоток мінералізації, отриманий при заготівлі деревини (здирання підстилки машинами та деревами, що переміщаються, і хлистами). Після появи самосіву на мінералізованих смугах необхідно систематично проводити його догляд. З огляду на це може виявитися, що витрати на сприяння природному відновленню можуть наближатися до вартості створення лісових культур. І тут можливо доцільніше за відсутності дефіциту трудових ресурсів перейти на штучне відновлення лісу.

Вже в процесі обробітку ґрунту на лісокультурній площі відбувається механічне поранення верхніх ґрунтових шарів, внаслідок чого з поверхні видаляються рослини та їх залишки та оголюється мінеральна частина ґрунту і навіть ґрунтоґрунту. Така якісно змінена поверхня лісокультурної площі навіть у разі часткової обробки грунту може ставати істотною перешкодою для просування вогню при низових пожежах.

В умовах сухих борів підвищена густота посадки культур сосни та підвищена густота стояння є необхідною біологічною властивістю борових сосняків. Однак при цьому відбувається концентрація відмерлої органічної речовини (хвої, гілочок, лусочок кори, тобто опада), що дає їжу вогню при низовій пожежі. Тому запобіжним заходом проти пожеж усередині насаджень сухого бору є розпушування міжрад,результаті якого суха підстилка, що не розклалася, і опад, перемішуючись з мінеральними частинками грунту, втрачають вогненебезпечні властивості і швидше розкладаються. Таке розпушування бажано проводити через 2-3 роки. Якщо ж у період між розпушуванням виникає пожежа, що втікає, то дія його і наслідки менш небезпечні (Шмідт, 1948).

Здійснюючи мінералізацію ґрунту шляхом розпушування міжрядь, опашки молодняків сосни, а також шляхом прокладання мінералізованих смуг та протипожежних канав, фактично проводять роботу зі створення найпростіших протипожежних бар'єрів. Їхнє функціонування треба розглядати як дієвий прийом профілактики гасіння лісових пожеж.

Мінералізовані смуги– це очищені від лісових горючих матеріалів до мінерального шару ґрунту або оброблені ґрунтообробними знаряддями чи іншим способом лінійні ділянки території . Основне призначення – затримувати розповсюдження низової пожежі або служити опорною лінією під час відпалу та пуску зустрічного вогню. Мінералізовані смуги – це ділянки територій , зяких видалено практично всі групи наземних лісових горючих матеріалів. Вони є основним профілактичним заходом, який спрямований проти проникнення вогню на лісокультурні площі. Мінералізовані смуги можуть бути самостійним протипожежним бар'єром або входити до складу складнішого протипожежного бар'єру як його елемент.

Мінералізовані смуги можна створювати грунтообробними знаряддями загального та спеціального призначення – плугами ПКЛ-70, ПЛП-135, сільськогосподарськими плугами, лісовими фрезами, бульдозерами, спеціальними тракторними смугопроювдувачами ПФ-1, тракторними та ручними ґрунтометами. Вид зброї визначається кожному конкретному випадку. Утворюються мінералізовані смуги і при трелюванні деревини по трелювальним волокам, прокладеним у насадженнях при проведенні рубок догляду, що необхідно враховувати та використовувати при розробці плану прокладання мінералізованих смуг. Чинними правилами з охорони лісів від пожеж встановлено лише мінімальну ширину захисної мінералізованої смуги – 1,4 м. Вона створюється за один прохід двовідвального плуга ПКЛ-70.

Мінералізована смуга може «працювати», т. е. затримувати просування низового вогню лише до накопичення її поверхні нового шару горючих матеріалів. Тому необхідно передбачати проведення систематичного догляду за мінералізованими смугами, їх поновлення та відновлення. Зазвичай, якщо мінералізована смуга створена навесні, догляд за нею проводять восени, а наступного року - навесні та восени.

Кількість доглядів залежить від місцевих лісорослинних умов та способу створення смуг; може бути достатнім і один догляд за пожежонебезпечним сезоном. При догляді застосовуються самі знаряддя, якими влаштовуються лінії. Наприклад, догляд за смугами, створеними плугом ПКЛ-70 можна робити дисковими лісовими культиваторами. При розробці генпланів протипожежного устрою лісів визначається загальна потреба в мінералізованих смугах по лісництвах та загалом на підприємствах.

Протипожежні канавивлаштовуються захисту цінних лісів від можливих підземних (торф'яних) пожеж. Протипожежні канави прокладають по межах торфовищ, на їх території та в насадженнях із заторфованими ґрунтами; глибина канав – до мінерального шару ґрунту чи рівня грунтових вод. Роль протипожежних канав виконують осушувальні канали за умови, якщо вони заповнені водою. Мережа протипожежних канав має бути, як правило, замкненою, щоб не залишалося місць для проходу вогню через шар торфу.

торфопереробні підприємства, що знаходяться на території лісфонду, зобов'язані відокремлювати експлуатаційну площу торф'яного родовища від навколишніх лісових масивів протипожежним розривом шириною 75–100 м. По внутрішньому краю розриву (від торфопідприємства) прокладається водовідвідний канал, розміри якого (ширина) визначаються спеціальним проектом.

Протипожежні канави прокладаються канавокопателями (при невеликій потужності торф'яного шару), екскаваторами – на потужніших торфовищах, вибуховим способом. Вибухові роботи допускаються лише за умови повного дотримання «Єдиних правил безпеки під час ведення вибухових робіт» та виконуються, як правило, спеціалізованими організаціями. Глибина канав або каналів, що прокладаються в один прохід плужними канавокопателями, становить 0,6-1,2 м (залежно від марки канавокопателя); ширина дном – 0,2–0,4 м; ширина по вершині – 1,5–2,8 м.

^ 9.2 Мінералізація поверхні ґрунту

Мінералізацію поверхні ґрунту проводять за наявності обсіменнювачів з метою створення сприятливих умов для проростання насіння і виживання сходів під пологом насаджень, що надходять у рубку, з повнотою не більше 0,6, на вирубках і прогалинах шляхом обробки ґрунту механічними, хімічними або вогневими засобами залежно від механічного складу та вологості ґрунту, густоти та висоти грунтового покриву, потужності підстилки, ступеня мінералізації поверхні ґрунту під час лісосічних робіт, кількості обсіменників та інших умов ділянки. Частка мінералізованої поверхні повинна становити не менше ніж 30% від площі всієї ділянки. Плужні і фрезерні смуги повинні розташовуватися не ближче 5 м від обсіменників або 2-3 м - від груп підроста, що зберігся, і тонкомера.

Оптимальний термін проведення мінералізації поверхні ґрунту

У рік плодоношення наприкінці літа або восени, а в окремих випадках – ранньою весною наступного року з одночасним закладенням насіння, що випало в осінньо-зимовий період.

Мінералізацію ґрунту необхідно проводити у насіннєвий рік з урожаєм насіння не нижче за третій бал.

Деревостої, під пологом яких, після мінералізації поверхні грунту виник самосів основних порід, підлягають рубці в період, коли забезпечується його максимальна безпека.

^ 9.3 Огородження вирубок

При небезпеці пошкодження молодих дерев домашніми та

дикими тваринами ділянки з природним відновленням лісу слідує

обгороджувати з усіх боків або у місцях прогону худоби.

^ 9.4 Залишення обсіменників

Залишення сім'яників (дерев і куртин) - обов'язкова лісівнича міра при відведенні та розробці лісосік як найважливіша умова забезпечення відновлення, але до плану сприяння природному відновленню лісу, як самостійний вид заходів, не включається. Розміщення і кількість обсіменників, що залишаються, визначається регіональними керівництвами (настановами), правилами рубок у лісах Казахстану (2005р).

Кількість обсіменнювачів (вказується в лісорубному квитку), що залишаються на лісосіці, їх розташування і конфігурація залежать від біологічних особливостей деревних порід, умов виростання, способів трелювання, ширини лісосік наявності підроста і т. д. Насінники повинні бути вітростійкими, , без спадкових вад.

На великих вирубках, де виключено наліт насіння з прилеглих лісів і коли це вигідно економічно, доцільно залишати обсіменювачі: сім'яники вітростійких дерев, що окремо стоять, сосни, модрини, кедра по 15-30 шт/га; насіннєві групи 5-10 шт/га (у групі 3-6 сосен, модрин, кедрів і іноді ялин); насіннєві куртини - ділянки лісу площею 0,1-0; 5 га квадратної, прямокутної або іншої форми (на лісосіках ширше 200 м); насіннєві смуги – ділянки лісу у формі витягнутих смуг шириною 20-25 м. Рекомендується відводити ялинові куртини розміром 40 X 50 м за відсутності надмірного зволоження та 60 X 60 м на сирих ґрунтах (на відстані 100-150 м одна від одної).

^ 9.5 Доповнення вирубок

На вирубках із кількістю самосіву, збереженого підросту та тонкоміра, недостатнім для успішного природного відновлення лісу, можлива додаткова посадка сіянців та саджанців. При цьому кількість місць не повинна перевищувати 25% від прийнятої норми.

для суцільних лісових культур у цих умовах.

Результати проведених заходів сприяння природному відновленню лісу оцінюються відповідно до чинної технічної документації, затвердженої уповноваженим органом. Складаються перелікова відомість проведених заходів сприяння природному відновленню лісу, яка є додатком до «Акту технічного приймання площ із проведеними заходами сприяння природному відновленню лісу». Документ запроваджується після проведення робіт та враховує проведені заходи сприяння природному відновленню лісу. Акт техприймання проведених заходів сприяння ЄВ вводиться під час приймання площ із проведеними заходами сприяння природному відновленню лісу. Він відбиває виконання намічених заходів загалом і за окремими критеріями.

10 Захисне лісорозведення

^ 10.1 Несприятливі природні явища, їх коротка характеристика

Клімат біля Казахстану характеризується двома найважливішими особливостями: малою кількістю атмосферних опадів і великою кількістю тепла і світла під час вегетації сільськогосподарських рослин. Невідповідність між кількістю тепла та вологи збільшується з півночі на південь республіки.

Розташування південних районів рівнинного Казахстану у досить низьких широтах надає клімату аридного характеру, унаслідок чого тут розвинені пустельні ландшафти. На північ аридність пом'якшується і пустельні ландшафти змінюються напівпустельними, потім степовими і на півночі - лісостеповими.

Разом з континентальністю клімату біля республіки збільшується частота і сила таких несприятливих кліматичних явищ для сільського господарства як посуха, суховії, курні бурі, холодні і метельевые вітри.

^ Під посухоюслід розуміти несприятливе поєднання гідрометеорологічних умов, що призводить до сухості повітря та ґрунту, при якому в організмі рослин відбувається порушення водного балансу, що викликає різке зниження або повну загибель урожаю. Посуха може бути ґрунтова, атмосферна та загальна.

^ Ґрунтова посуха полягає у виснаженні запасів води у ґрунті. Причини ґрунтової посухи – відсутність осінніх опадів, здування снігу з полів, великий поверхневий стік талих та зливових вод, нестача опадів у весняно-літній період, порушення агротехніки вирощування сільськогосподарських культур, надлишок солей у ґрунті, що викликають фізичну сухість ґрунту.

^ Атмосферна посуха полягає у нестачі вологи в атмосфері. Найчастіше вона спостерігається за високої температури і низької відносної вологості повітря. До атмосферної посухи відносяться періоди з температурою понад 25°З відносною вологістю повітря менше 20%. При цьому рослин різко підвищує витрату вологи на транспірацію, продуктивність використання вологи зменшується, а коренева система не встигає забезпечувати подачу води з грунту. Атмосферна посуха є неминучим наслідком континентального клімату.

Поєднання ґрунтової та атмосферної посух називається загальною посухою. Найбільш згубною буває посуха, що супроводжується суховіями.

Суховіємо називається комплекс метеорологічних умов, що зумовлюють високу випаровуваність. Розрізняють слабкі та сильні суховії. Слабкі суховії бувають при швидкості вітру 5 м/с, відносній вологості повітря нижче 20% і температурі понад 25°С. Сильні суховії спостерігаються при швидкості вітру понад 8 м/с, відносній вологості нижче 20% та температурі повітря понад 30°С. Суховеї можуть тривати кілька днів поспіль.

Виникнення суховіїв раніше пояснювали надходженням сухих повітряних мас із пустель та напівпустель. В даний час їх виникнення пояснюється інтенсивним рухом повітря периферією стійкого антициклону, в центрі якого зазвичай спостерігається спекотна погода.

Пильними чи чорними бурями називається процес руйнування та перенесення верхніх горизонтів ґрунту сильними вітрами. Виникають вони за різних швидкостях вітру: на легких супіщаних грунтах за швидкості вітру 10-12 м/с, але в зв'язкових – при 12-15 м/с. Ґрунти, що містять у своєму складі понад 50% агрегатів розміром менше 1 мм, вважаються ерозійнонебезпечними.

Чорні бурі спостерігаються частіше у травні-червні, коли ґрунт на полях ще слабо покритий рослинністю. Виникають вони в денний годинник і тривають від одного до трьох годин. Число днів із курними бурями, особливо в Північному Казахстані, може за рік досягати 60 і більше. Найбільш руйнівні чорні бурі, що іноді охоплюють великі простори степової зони, повторюються через кожні 5-10 років.

Метельові та холодні вітри також є негативними природними явищами.

Метельові вітри здувають сніг із піднесених місць, вітроударних схилів, а іноді й з рівних полів у балки та яри. Нерідко разом із снігом із полів видуваються і ґрунтові частинки.

При видуванні снігу з полів зростає можливість вимерзання озимих культур і трав, зменшується надходження вологи в ґрунт, створюються передумови виникнення ґрунтової посухи.

Холодні вітри в зимовий час іноді викликають вимерзання сільськогосподарських культур, а також підмерзання дерев та чагарників у садах та лісових насадженнях. Навесні холодні вітри спричиняють пошкодження рослин, затримують їх вегетацію, сприяють формуванню місцевих заморозків.

Для зниження негативного впливу вищеперелічених несприятливих природних явищ із усіх засобів, які нині має сільське господарство, найбільш ефективним і економічно доступним є використання різних видів захисних лісових насаджень.

^ 10.2 Види захисних лісонасаджень

Лісомеліоративні насадження, особливо в комплексі з іншими заходами, добре захищають ґрунт від ерозії, підвищують вологість полів, послаблюють шкідливий вплив посух, суховіїв та запорошених бур. Врожайність сільськогосподарських культур та валовий збір зерна та інших продуктів на полях, захищених лісовими смугами, вища, ніж на відкритих, не тільки в роки посух, а й у сприятливі роки. Крім того, лісомеліоративні насадження надійно захищають сільськогосподарські території від руйнування змивом та розмивом.

Дуже важливе значення має вирощування лісових насаджень по берегах річок, озер, водойм, навколо балок та ярів, вздовж залізничних та шосейних доріг для захисту їх від заметів снігом та піском, а також створення лісових насаджень для закріплення та господарського освоєння піщаних масивів.

Лісомеліоративні заходи щодо захисту ґрунту від вітрової та водної ерозії та покращення мікроклімату передбачають створення високоефективних систем контурно-меліоративних насаджень водозбірних площ, доцільно розміщених по території землекористування з урахуванням рельєфу місцевості та стану ґрунтового покриву. Ця система включає такі види захисних лісонасаджень:

А) полізахисні лісові смуги завширшки 9-12 м; їх розміщують на ріллі в умовах рівнини та на вододілах для захисту полів від шкідливої ​​дії суховіїв, хуртовин та вітрової ерозії;

Б) водорегулюючі лісові смуги шириною до 15 м; їх розміщують на орних схилах регулювання поверхневого стоку, зменшення водної ерозії грунту, поліпшення мікроклімату полів;

В) прибалочні та приярожні лісові смуги шириною 15-21 м уздовж балок та ярів та яружно-балкові лісові насадження всередині балок та ярів для регулювання поверхневого стоку води, припинення водної ерозії, господарського використання непродуктивних земель, покращення мікроклімату на прилеглих полях.

Крім цих основних для сільськогосподарських полів видів меліоративних насаджень, є й інші, що враховують специфіку території, що захищається:

А) лісові смуги на зрошуваних землях вздовж зрошувальних та водоскидних каналів для зменшення випаровування води, зниження рівня ґрунтових вод, захисту полів від суховіїв та запорошених бур;

Б) лісові смуги та насадження на пасовищних землях для підвищення продуктивності пасовищ та захисту тварин від вітру та спеки;

В) лаштункові та масивні лісові насадження на невикористовуваних у сільському господарстві розбитих піщаних ґрунтах для закріплення пісків, перетворення їх на продуктивні землі;

Г) лісові смуги вздовж доріг для захисту від занесення снігом та піском;

Д) захисні та декоративні насадження у сільських населених пунктах та навколо них для оздоровлення навколишнього середовища;

Е) лісові насадження на відвалах гірничих виробок їх рекультивації.

Правильно створена система контурно-меліоративних насаджень у дорослому стані є своєрідним пристроєм, який за мінливих погодних умов автоматично регулює їх, зберігаючи грунт від вітрової та водної ерозії, покращуючи мікроклімат полів і в цілому весь агроландшафт. Все це надає лісомеліорації важливого значення у вирішенні проблеми охорони навколишнього середовища та поліпшення природних умов сільськогосподарського виробництва.

^ 10.3 Конструкції лісових смуг

Захисні лісові насадження в більшості випадків є системою лісових смуг, вплив яких на мікроклімат, грунт, гідрологічні процеси і врожай сільськогосподарських культур залежать від їх конструкції.

Під конструкцією лісових смуг розуміється ступінь та характер їх вітропроникності. Конструкція визначається співвідношенням у профілі смуги просвітів та щільних (непродувних) ділянок.

Для успішного виконання свого основного призначення в різних ґрунтово-кліматичних умовах лісовим смугам надають відповідну конструкцію – щільну (непродувну), помірно-ажурну, ажурну, ажурно-продувану та продувану (табл.10.1)

Лісові смуги щільної конструкції складаються з дерев усіх ярусів і чагарників, при великій густоті їхнього розміщення і без просвітів по всьому вертикальному профілю. Вітровий потік зазвичай не проходить крізь таку смугу, а обтікає її зверху.

Смуги помірно-ажурної, ажурної та ажурно-продувної конструкцій створюються також з дерев різних ярусів і чагарників, але менш густі, з дрібними просвітами вертикального профілю.

Таблиця 10.1- Конструкції лісових смуг

Конструкції	Вітропроникність у літній період, %
	між стволами	у кроні
Щільні	0-10	0-10
Помірно-ажурні	15-20	15-20
Ажурні	25-35	25-35
Ажурно-продувні	60-70	15-30
Продувні	60-70	0

Смуги продуваної конструкції відрізняються зазвичай одним ярусом дерев та відсутністю чагарникового підліску, внаслідок чого такі смуги легко проникні для повітряних потоків у нижньому приземному шарі. У нижній частині між поверхнею ґрунту та кронами дерев є 1,5-2 м просвіти.

^ 10.4 Лісозахисні лісові смуги

Розміщення полізахисних лісових смуг. До розміщення полезахисних лісових смуг висувають вимогу – забезпечити максимальний захист ґрунту та посівів сільськогосподарських культур від вітрової ерозії, суховіїв та сильних вітрів за мінімальної зайнятості орних земель під насадження.

Система полезахисних лісових смуг складається з основних і допоміжних смуг продуваної або ажурної конструкцій.

Основні (подовжні) смуги виконують головну захисну роль та їх розміщують перпендикулярно до панівних найбільш шкідливих вітрів у даному районі.

На полях складної конфігурації допускається відхилення поздовжніх лісових смуг від цього напрямку, але не більше ніж на 30°.

Допоміжні або поперечні лісові смуги створюються перпендикулярно до поздовжнім з метою ослаблення впливу шкідливих вітрів, що мають однаковий напрямок із основними смугами.

Відстань між основними лісовими смугами встановлюють залежно від ґрунтових умов і не повинна перевищувати:

На лугово-чорноземних та вилужених чорноземах – 500 м;

На звичайних та південних чорноземах – 450 м;

На темно-каштанових ґрунтах – 300 м;

На типових каштанових ґрунтах – 250 м;

На світло-каштанових ґрунтах – 200 м;

На сіроземних ґрунтах – 300 м;

На степових супіщаних ґрунтах – 300 м.

Що ж до відстані між допоміжними (поперечними) смугами, воно з урахуванням продуктивного використання сільськогосподарської техніки встановлюється не більше 1500-2000 м.

При такому розміщенні лісових смуг орна площа буде розбита на прямокутні клітини, облямовані зеленими стрічками.

Для проїзду тракторів з причіпними знаряддями та автомашин у місцях перетину основних та поперечних полезахисних лісових смуг залишають розриви шириною 20-30 м. Крім того, для цих цілей у поздовжніх лісових смугах через кожні 500-700 м роблять розриви шириною до 10 м.

У степових районах Північного та Західного Казахстану найбільш високими меліоративними та захисними властивостями мають 2-х та 3-рядні основні полезахисні смуги з шириною міжрядь 3-4 м. З погіршенням лісорослинних умов деревини потребують збільшення площі харчування. Ця вимога на практиці задовольняється рахунок зменшення числа рядів, збільшення ширини міжрядь і відстані між рослинами в рядах (табл.10.2).

Таблиця10.2- Розміщення рослин у полізахисних лісових смугах (ширина міжрядь, відстань у ряду, м) за даними КазНИИЛХА

Підготовка ґрунту під лісові смуги. Головна мета підготовки ґрунту в будь-якій ґрунтово-кліматичній зоні – створити хороший водно-харчовий режим, забезпечити найкращі умови для успішного зростання та розвитку кореневої системи деревно-чагарникових порід. При хорошій підготовці ґрунту деревні рослини краще приживаються і швидше ростуть, скорочуються витрати на доповнення посадок та агротехнічні догляди.

Ґрунт під лісові смуги готується за системою чорної або ранньої пари. Система чорної пари включає послідовне проведення наступних прийомів обробки ґрунту: лущення стерні дисковими лущильниками або плоскорізами за 10-12 днів до орання; осіннє оранку плугами з відвалами на глибину 25-27 см з одночасним прикочуванням кільчастими котками; в зимовий період 2-3-кратне снігозатримання; за весняно-літній період 3-4-кратну суцільну обробку ґрунту культиваторами або плоскорізами; осіннє переорання плугами без відвалів або глибокорозпушувачами на глибину 35-40 см.

Система ранньої пари включає: основне оранку ґрунту в травні плугами з відвалами на глибину 25-27 см з одночасним прикочуванням кільчастими котками; 3-кратну літню обробку ґрунту культиваторами або плоскорізами; осіннє переорання грунту плугами без відвалів або глибокорозпушувачами на глибину 35-40 см.

Казахський НДІ лісового господарства та агролісомеліорації рекомендує ґрунт під захисні лісонасадження готувати за системою чорної або ранньої пари, але звичайне осіннє переорання пари замінювати глибоким плантажним переоранням на глибину 50-60 см (так звана «плантажна пара»). Така підготовка ґрунту сприяє більшому накопиченню вологи (на 15-30%) ніж звичайна пара, знижує солонцюватість ґрунтів і, найголовніше, руйнує ущільнений карбонатний горизонт, що створює сприятливі умови для активного зростання кореневих систем деревних рослин.

Посадка лісових смуг. Найкращий термін посадки лісових смуг – весна. Якщо осінь волога і тепла, непогана приживаність посадок спостерігається і при осінніх термінах: рослини до настання морозів встигають відновити частину активної кореневої системи і можуть протистояти суші дії вітру і морозу. У районах із суворими зимами осінніх посадок слід уникати.

Хвойні породи у будь-якому випадку краще висаджувати навесні.

Весняну посадку проводять якомога раніше в період до посіву зернових культур протягом 5-7 днів і обов'язково закінчують до розпускання бруньок.

Закладання лісових смуг проводиться посадкою сіянців або саджанців і, в окремих випадках, живців (тополі, верби).

Сіянці деревних та чагарникових порід, зазвичай 1-2-річного віку, з добре розвиненою мочкуватою кореневою системою довжиною не менше 25-27 см викопують з розсадника восени та навесні, хвойні породи – сосну та модрину – краще навесні. Підорані викопною скобою сіянці вибирають із ґрунту, сортують, зв'язують у пучки по 100 штук, тимчасово прикопують або перевозять на місце посадки. При перевезенні коріння сіянців перешаровують мокрою соломою або тирсою, а потім зверху вкривають соломою або брезентом.

Створювати лісові смуги посадкою живцями слід у виняткових випадках - в умовах зрошення, в пониженнях або добре зволожений грунт. Для цього живці нарізають довжиною 25-27 см з діаметром верхнього зрізу 0,5-1,0 см з добре розвиненими бруньками.

Нерідко захисні лісонасадження виробляють посадкою саджанців, тобто. великомірним посадковим матеріалом 3-5-річного віку, висотою 1,5-3,0 м. Зазвичай використовують саджанці тополі, берези, в'яза, ясена, клена, липи.

Догляд за лісовими смугами. Важливою умовою успішного лісорозведення у степових районах є розпушування ґрунту та знищення бур'янів у молодих насадженнях. Якщо ретельний догляд відсутній, то ґрунт ущільнюється, бур'яни швидко розростаються, висмоктують ґрунтову вологу та молоді рослини можуть швидко загинути. Особливо важливо вести боротьбу з бур'янами в перші роки життя насаджень, коли висаджені сіянці та саджанці роз'єднані, перебувають у своєрідному мікрокліматі і не в змозі конкурувати із бур'янами.

Агротехнічний догляд за лісовими смугами включає механізовану обробку міжрядь, прополювання бур'янів у лавах та опаювання закрайок. Для обробки міжрядь використовують культиватори, плоскорізи. Закрайки обгортають плугами.

Терміни та кількість обробок встановлюють залежно від стану ґрунту, інтенсивності росту бур'янів. У перший рік міжряддя обробляють 4-5, на другий – 3-4, на третій та четвертий роки – 2-3 рази. У наступні роки протягом усього життя насаджень міжряддя обробляють щонайменше 1-2 разу щорічно. Глибина обробітку ґрунту 8-10 см. Закройки смуг охоплюють двічі на рік – влітку та восени. Глибина оранки – 18-22 див.

При своєчасному та хорошому догляді деревні рослини швидко ростуть і замикаються своїми кронами. Утворюється лісове насадження. Лісові смуги, що зімкнулися, виключають із площі ріллі і переводять у лісове угіддя.

Щоб підтримувати полезахисні лісові смуги в продуваному та ажурно-продувному стані, в них проводять спеціальні заходи догляду - видалення нижнього суччя, зріджування насаджень, видалення малорозвинених, усохлих, хворих і пошкоджених дерев, а також порослі.

Підрізання нижнього сучка починають на 3-4 рік після посадки і повторюють через 2-3 роки. Спочатку підрізають їх на висоту до 1 метра, а потім піднімають крону до 2 метрів. Суки видаляють гострим секатором та ножівкою. Обрізання краще робити влітку в суху погоду і віддалені суки відразу вивозити з поля.

До зріджування насаджень приступають у 5-6-річному віці, а надалі проводять у міру потреби. Роботи ці краще вести восени. Залежно від густини насаджень вперше видаляють від 25 до 50% дерев. У всіх випадках дерева видаляють рівномірно по всій площі. Малорозвинені, усохлі, хворі та пошкоджені деревні рослини видаляють щорічно навесні та восени.

Інвентаризація та доповнення лісових смуг. Після проведення лісопосадкових робіт зазвичай не всі висаджені рослини приживаються. Деякі з них відмирають у перший рік після посадки. Причинами загибелі висаджених рослин можуть бути погана підготовка ґрунту, неякісний посадковий матеріал, невчасне проведення агротехнічних доглядів та ін.

Інвентаризацію або облік площі створених смуг і приживання посадок проводять щорічно в кінці вегетаційного періоду, а посадок, що зімкнулися, - періодично.

Облік приживання починається із загального огляду посадок в натурі. У разі великої неоднорідності в приживаемости рослин площі лісових смуг виділяють окомірно щодо характерні ділянки, межі яких наносять на карту-схему лісових смуг. У межах кожної ділянки закладають пробні площі для точного обліку приживання рослин. На ділянках лісових смуг площею до 3 га розмір пробної площі має становити 5%, на ділянках 4-5 га – 4%, від 6 до 10 га – 3% та понад 10 га – 2%. На пробній площі проводять суцільний перелік збережених та загиблих рослин. Причому пробну площу закладають по всій ширині лісосмуги.

По кожній лісовій смузі становлять інвентаризаційну відомість і виводять середній відсоток приживання рослин по кожній однорідній ділянці. Залежно від цього планують і доповнюють посадок, тобто. посадку рослин у місцях відпаду. Приживання вважається високою при 85-90% посадкових місць з живими рослинами. І тут доповнення посадок не роблять. Якщо відпад становить понад 50% від кількості посадкових місць, то такі лісосмуги не доповнюють, їх вважають загиблими, розорюють і заново садять. Доповнюють посадки зазвичай вручну під лопату високоякісним посадковим матеріалом.

Показники окультурення	Оптимальні значення
Перезволоження орного шару у вегетаційний період, дні.	Відсутня або для багаторічних трав – не більше 20, зернових – не більше 3
Потужність орного шару
Вирівняність поверхні	Замкнуті мікрозападини та мікропідвищення на відрізку 5м - трохи більше 5см.
Щільність складання орного шару, г/см 3	Для ярих зернових – 1,1–1,3; однорічних трав – 1,0–1,3; буряків та картоплі – 1,0–1,2; багаторічних трав -1,1-1,25
Вологість ґрунту в шарі 0-50 см, % від ПВ	50–70 – під зернові, 55–75 – під багаторічні трави, 55–70 – під коренеплоди та технічні культури
Коефіцієнт структурності
Азот (NO 3 + NH 4) мг/кг ґрунту.
Фосфор рухомий по Кірсанову, мг/кг ґрунту
Калій обмінний, мг/кг ґрунту
Обмінна основа, мг-екв/кг ґрунту	Не менше 150-200, відсутності рухомого алюмінію

Ці показники мають динамічний характер, що пов'язано з погодними умовами, ступенем зволоження та ґрунтовим покривом, способом використання землі.

Потужність орного шару.Основне завдання при створенні глибокого однорідного орного шару це покращення його фізичних властивостей та підвищення ефективної родючості ґрунту.

Дослідження наукових установ та досвід господарств зі створення та окультурення мінеральних ґрунтів різного гранулометричного складу підтверджують, що чим глибший орний шар, тим вищі та стійкіші врожаї. Орний шар 30-40 см може поглинути і утримувати без перезволоження 30-50% талих вод і повністю зливи - 50-60 мм. Зі збільшенням потужності орного шару лише один сантиметр маса зростає на 120–130 т/га зі збільшенням органічного речовини до трьох тонн. При глибокій обробці швидше і більше проникає вологи в шари нижче, підвищується температура розпушеного шару, краще відбувається газообмін. На важких дерново-підзолистих глеюватих ґрунтах при глибокій обробці оптимальне утримання повітря у весняний період встановлювалося на 20–22 дні раніше, стосовно звичайної оранки, що особливо важливо для озимих культур. Розпушування підорного шару сприяє більшому виділенню вуглекислого газу. Зі збільшенням потужності орного шару на сантиметр обсяг загальної пористості збільшується на 50–55 м 3 /га.

Потужний окультурений орний шар має велике гідромеліоративне значення. З підвищенням коефіцієнта фільтрації та вологоємності ґрунту скорочується обсяг стоку і тим самим підвищити дію осушувальних систем та зменшити винос поживних речовин. Збільшення потужності орного шару з 15–20 до 25–30 см коефіцієнт фільтрації на суглинних ґрунтах підвищується з 1,0–1,5 до 2,0–3,0, глинистих – від 0,5 до 2–3 метрів на добу. У сильному орному шарі створюються і більш сприятливі умови у розвиток мікроорганізмів і кореневої системи польових культур. Насіння бур'янів зароблених на велику глибину повільно проростає, а значна частина їх гине. При глибокій підрізці коріння бур'янів вони швидше відмирають. Глибока загортання пожнивних залишків при хорошому обертанні пласта виключається можливість появи шкідників та хвороб на подальшій культурі.

Рослини по-різному реагують на глибину орного шару та глибину основної обробки. Добре відгукуються на глибоку основну обробку ґрунту буряк, кукурудза, картопля, люцерна та конюшина, віка, кормові боби, овочеві культури. Озимі зернові, горох, ячмінь, овес, гречка культури, що середньо відгукують на глибоку обробку. До тих, що слабко відгукуються або зовсім не реагують не глибоку обробку відносяться льон, яра пшениця, люпин.

У зв'язку з особливим значенням глибокого окультурення орного шару розроблено прийоми поглиблення та окультурення орного шару. Меліоративним оранкою з інтенсивним окультуренням підзолистих грунтів можна створити однорідний орний шар з глибиною близько 30см. разом з цим цей прийом і особливо плантажна оранка вимагає багато часу та витрат. Піднятий на денну поверхню ілювіальний обрій водоміцний тільки у вологому стані. Після багаторазового підсихання і зволоження осадами його структура руйнується, утворюється безструктурна глина, що запливає, і при висиханні покривається кіркою, що погіршує режими грунту.

Застосування двох-або триярусного оранки, як прийому корінної переробки профілю, неможливо створити однорідний по родючості орний шар. У зв'язку з великими витратами ярусної оранки навряд чи це може бути застосований у широких масштабах.

Поглиблення орного горизонту шляхом поступового приорювання нижнього шару до орного помітно проявляється на тлі внесення досить високих доз добрив та вапна. Краще поглиблювати орний шар під час зяблевого оранки під культури чуйні на поглиблення. Приорану опідзолену частину горизонту до орного слід перемішувати навесні, переоранням до 16 см із внесенням органіки.

Поліпшення ґрунтового профілю дрібнозалежних торфовищ проводять за допомогою нормативної оранки поєднаної з утворенням під ораним горизонтом розпушених смуг. Це забезпечує розущільнення підплужної підошви, водоутримуючого прошарку та створює тимчасові щілини та кротовини.

Технологія створення потужного однорідного по родючості орного шару важких грунтів складається із системи проведення шарового оранки з ліквідацією підзолистого горизонту. Вона передбачає використання рослинних залишків, які служать біомеліоративнапрошарком для регулювання водного режиму, із застосуванням меліоративної та звичайної оранки, розпушування, дискування, вирівнювання поверхні.

Кожен із вищеописаних прийомів має як позитивні, і негативні боку. При проектуванні систем прийому створення потужного орного шару цілком залежить від типу грунту.

Загальні фізичні властивості ґрунту.Щільність твердої фази ґрунту(Питома маса) - відношення маси її твердої фази до маси води в тому ж обсязі при +4 0 С. Величина стала. Значення її змінюється залежно від величини гумусу та складу мінеральної частини ґрунту. Для дерново-підзолистих ґрунтів республіки цей показник коливається від 2,40 до 2,65 г/см3 для торф'яно-болотних – від 0,5 до 1,4 г/см3.

густинаґрунти (об'ємна маса) – маса одиниці об'єму абсолютно сухого ґрунту, взятого в природному додаванні, виражають у г/см 3 . Щільність впливає на режими ґрунту та є величиною змінної, як у процесі окультурення ґрунту, так і за сезонний період. Після розпушування щільність ґрунту знижується, потім під впливом опадів, своєї ваги вона збільшується і досягає рівноважної густини. Найкращі умови для культур за щільністю складаються тоді, коли значення оптимальної та рівноважної щільності збігаються.

Підвищена щільність негативно впливає на водний режим, газообмін та біологічну активність ґрунту. Від зайвої щільності знижується польова схожість насіння, зменшується глибина проникнення коренів та його форма. Зростання кореневої системи при щільності ґрунту 1,4–1,55 г/см 3 утруднене, більше 1,60 г/см 3 неможливе. Несприятливе і дуже пухке додавання.

Орний шар вважається пухким при щільності - 1,15, щільним - 1,15-1,35 і дуже щільним - вище 1,35 г/см3. Польові культури по-різному відносяться до ущільнення ґрунту. Картопля, кормові коренеплоди, цукрові та столові буряки добре ростуть і дають високі врожаї тільки на пухких ґрунтах. Відношення багаторічних трав до щільності ґрунту залежить від віку рослин. Молоді рослини бобових та злакових трав, особливо конюшини червоної, дуже погано переносять ущільнення верхнього шару ґрунту. На другий та наступний роки життя вони можуть виростати і на порівняно ущільненому ґрунті. На зростання рослин впливає і щільність підорного горизонту

Оптимальні значення об'ємної маси на легкосуглинистих ґрунтах для культур сівозміни становить для ячменю 1,15-1,25, для жита озимого 1,20-1,30, вівса 1,15-1,25, кормових бобів 1,02-1,30 , картоплі 1,00-1,20, кукурудзи 1,10-1,40 г/см 3 .

Пористість (скважність) ґрунту. Проміжки між ґрунтовими грудочками, з яких складається тверда фаза ґрунту, називаються порами. Загальний обсяг пір у відсотках по відношенню до всього обсягу ґрунту називається пористістюабо шпаруватістюґрунти. Розрізняють некапілярну та капілярнупористість. За рахунок некапілярних пір відбувається водопроникність та повітрообмін. Капілярні пори визначають запас доступної рослин вологи. Якщо некапілярна пористість менше 50%, то різко зменшується повітрообмін, якщо вона вище 65% знижується водоутримуюча здатність ґрунту.

Співвідношення обсягів займали твердою фазою грунту і різними видами пір називається будовою орного шаруґрунти. Оптимальне співвідношення обсягу твердої фази ґрунту та загальної шпаруватості для ґрунтів важкого гранулометричного складу 40–35 та 60–65%, а легкого за обсягом твердої фази ґрунту 50–55% та 45–50% загальної шпаруватості.

Будова ґрунту регулюють поліпшенням структури та обробітком ґрунту. Прийоми обробки підвищують загальну пористість, збільшуючи обсяг некапілярних пір, що покращує водно-повітряний режим ґрунту. Однак надмірна пухкість ґрунту веде до втрати вологи, швидкої мінералізації органічної речовини. Виникає труднощі закладення дрібнонасіннєвих культур, що вимагають неглибокого закладення насіння - це льон, конюшина, овочеві, просо, багаторічні трави, тому грунт ущільнюю котками.

Структура ґрунту. Основним фактором, що визначає складання ґрунтів середнього та важкого гранулометричного складу та його стійкість у часі, є механічно міцна та водоміцна структура.

Здатність ґрунту розпадатися на агрегати називається структурністю.Сукупність агрегатів різної величини, форми та якісного складу називається ґрунтовою структурою.Залежно від діаметра частинок розрізняють глибисту структуру – грудки понад 10 мм, макроструктура – ​​від 0,25 до 10 мм, мікроструктура – ​​менше 0,25 мм. Найбільш поширені форми агрегатів - це зерниста, комковата, глибиста, пилувата структура. В агрономічному відношенні для орних земель найбільш цінною вважається зерниста і комковата з діаметром агрегатів від 0,25 до 10 мм.

Структурні ґрунти мають розвинені капілярні пори, які вбирають вологу, а проміжки між ними заповнені повітрям. Це посилює розвиток коренів рослин, роботу мікроорганізмів з розкладання органічних речовин до азотного та зольного харчування. Структурні ґрунти не запливають, мають слабкий поверхневий стік, не вимагають великих зусиль з обробки. Випаровування зі структурного ґрунту відбувається повільно через широкі проміжки між грудочками, а звідси і запас води.

У безструктурний ґрунт волога вбирається повільно, а значна її частина втрачається внаслідок поверхневого стоку. Поверхня безструктурного ґрунту при зволоженні запливає, а при підсиханні ущільнюється, утворюючи кірку, газообмін між ґрунтом та атмосферним повітрям порушується.

Агрономічно цінна структура характеризується такими показниками як розмір часток, водоміцністю та ганебністю агрегатів.

Водоміцністьструктури називається її здатність протистояти дії води, що розмиває. Ґрунти з високою водоміцністю структури тривалий час зберігають сприятливе додавання, досягнуте першою ж обробкою. Досліди показали, що орний шар має стійке додавання, якщо містить не менше 40-45% водоміцних агрегатів більше 0,25 мм. При меншому вмісті водоміцних агрегатів ґрунт швидко ущільнюється під впливом опадів. Структурний грунт має пухке додавання, меншу щільність і більшу пористість, більше 45%, розмір агрегатів становить 0,25-10 мм, усередині грудок переважають капілярні проміжки, а між грудками - великі некапілярні. Навіть при рясному зволоженні в структурному ґрунті в порах між агрегатами зберігається повітря, коріння рослин та аеробні мікроорганізми не відчувають його нестачі.

Структура ґрунту руйнується головним чином під впливом механічних, фізико-хімічних та біологічних факторів. Механічне руйнування структури відбувається у верхніх шарах, викликається воно переважно грунтообробними машинами; фізико-хімічне руйнування можуть бути викликані одновалентними катіонами, що потрапляють у ґрунт з опадами, добривами; біологічні причини руйнування структури пов'язані з мікробіологічними процесами, у яких відбувається розкладання гумусу в агрегатах та його руйнуваннях.

Для створення агрономічно цінної структури та підтримки її у водоміцному стані використовують різні агротехнічні прийоми – посів багато літніх трав, внесення органічних добрив та вапнування, осушення перезволожених ґрунтів, способи обробітку ґрунтів.

Оброблювані культури також надають певний вплив на структуру грунту, так на третьому році монокультури ячменю коефіцієнт структурності орного шару дорівнював 1,57, тимофіївки - 1,54 і кормових буряків 1,10. Чим вище загальна маса коренів в одиниці об'єму, тим сильніше вона впливає на розчленування злитого ґрунту на макроструктурні окремості, дії яких можна порівняти з функцією клинів. Так на ґрунт багаторічні трави істотно впливають тільки при врожаї сіна 40–50ц/га і вище, оскільки маса коренів, що залишаються, пропорційно (або дорівнює) масі надземної частини. На характер накопичення кореневої маси великий вплив надає глибина загортання добрив та способи обробітку ґрунту. Гумусові речовини, особливо свіжоутворені, володіючи здатністю, що склеює, мають великий вплив на утворення агрономічно цінної зв'язкової водоміцної і пористої структури грунту.

Фізико-механічні властивості ґрунту.Пластичність– здатність ґрунту під дією зовнішніх сил зберігати форму. Виявляється при сильному зволоженні особливо на глинистих ґрунтах.

Зв'язок– здатність ґрунту протистояти спрямованим на нього силам. Невисоку зв'язність мають піщані та структурні ґрунти. Гумус у важких суглинистих та глинистих ґрунтах зменшує їх зв'язність, у легких піщаних – дещо збільшує.

Набухання– збільшення обсягу ґрунту при зволоженні, а усадка– скорочення обсягу ґрунту при висиханні. Піщані ґрунти не набухають, глинисті та суглинні в значній мірі. При зміні цих обсягів поверхня ґрунту тріскається, втрачається волога, можливий розрив кореневої системи рослин.

Стиглість. Стан ґрунту придатний для обробки, тобто коли зв'язність мала і ґрунт не прилипає до знарядь, добре кришиться.

Твердість– це опір ґрунту проникненню в нього на певну глибину твердого тіла. Висока твердість - ознака поганих фізико-хімічних та агрофізичних властивостей.

Питомий опір– це зусилля витрачене на підрізання пласта, оборот і тертя робочу поверхню зброї, кг/см 2 . За величиною питомого опору ґрунту ділять:

- Легкі з питомим опором 0,2-0,35 кг/см 2 це піщані, супіщані та деякі торф'яні;

- Суглинисті з питомим опором 0,35-0,55 кг/см2;

– важкі ґрунти (глинисті) мають питомий опір 0,55–0,80 кг/см 2 .

Таблиця 2.2. Вплив механічного складу ґрунту на питомий опір

Процес мінералізації - це комплекс фізико-хімічних та біохімічних окислювально-відновних мікропроцесів, що призводять до повного розкладання органічних залишків та власне гумусових речовин до кінцевих продуктів окиснення - оксидів та солей. Цей процес є обов'язковим і необхідним у циклі біокруговороту вуглецю, оскільки він зумовлює звільнення та перехід у доступну форму основних елементів мінерального живлення рослин.
Необхідно розділяти: 1) пряму та відносно швидку мінералізацію рослинних залишків без помітної гумифікації; 2) мінералізацію вже сформованих гумусових речовин.
Реально в будь-якому ґрунті одночасно протікають обидва процеси, але їх співвідношення в залежності від конкретних умов по-різному. Так, у торф'яних та торф'янистих ґрунтах мінералізація рослинних залишків виражена слабо, а мінералізація гумусових речовин практично відсутня. У степах опад, що надходить на поверхню ґрунту, мінералізується швидко, тоді як гумусові речовини, закріплюючись у ґрунтовому профілі, мінералізуються вкрай повільно. Автоморфні грунти тропіків характеризуються високими швидкостями мінералізації як надходить опаду, а й новоутвореного гумусу.
Процеси мінералізації не утворюють ознак у твердій фазі ґрунту, тому судити про швидкість їхнього протікання можна за показником дихання ґрунту, який є сумарним результатом мінералізації як рослинних залишків, так і гумусу. Найвища інтенсивність виділення CO2 з поверхні ґрунту властива вологим дощовим лісам тропічного пояса, що зумовлено великою масою опаду та швидкою його мінералізацією. Найбільш низькі показники ґрунтового дихання (менше 0,1 г СО2/м2 на годину) характерні для болотних та пустельних екосистем. У рослинних угрупованнях середніх широт відзначені значні коливання показників інтенсивності ґрунтового дихання - від 0,1 до 9,5 г CO2/м2 на годину, пов'язані з різною активністю ґрунтів різних екосистем.
Інший метод вивчення мінералізації полягає у спостереженні кінетики процесів за допомогою мічених атомів. Він дозволяє безпосередньо вивчати як інтенсивність процесів мінералізації рослинних залишків і гумусу, а й окремих груп сполук. Нами на підставі даних радіовуглецевого аналізу розраховані коефіцієнти мінералізації гумусу та гумінових кислот чорнозему.

Як очевидно з даних табл. 3, найбільш стійкі до мінералізації гумінових кислот. Причому швидкість їх мінералізації різна у різних частинах профілю і закономірно зменшується з глибиною, у міру ослаблення активності діяльності мікроорганізмів. Значення коефіцієнтів мінералізації мінімальні в чорноземних ґрунтах, у лісових ґрунтах бореального поясу вони можуть досягати 2,2%/рік, а в ґрунтах тропічних лісів - ще вище.