12.1: Ґрунти, родючість та ріст рослин
- Page ID
- 7998
До кінця цього уроку ви зможете:
- Опишіть, як текстура ґрунту та структура ґрунту впливають на ріст рослин.
- Використовуйте прості тести для визначення текстури грунту.
- Визначте значення та вплив трьох цифр, які зазвичай відображаються на етикетках добрив.
Це курс про розмноження рослин, але розмноження корисно лише в тому випадку, якщо ви можете успішно вирощувати рослини, які розмножуєте. Грунт, світло та вода є ключовими для вирощування здорових рослин. Тут ви отримаєте короткий ознайомлення з ґрунтами та родючістю ґрунтів — величезна область знань та вивчення.
Перегляньте це відео для пояснення текстури ґрунту та структури ґрунту (1:06)
Текстура грунту
Грунт має дві ключові властивості: текстуру і структуру. Текстура ґрунту стосується відносної частки піску, мулу та глинистих частинок у ґрунті. Пісок, мул та глина - це три розміри мінеральних частинок (що походять з гірських порід, а не з раніше живого матеріалу), які складають ґрунт. Пісок - найбільша частка, мул - проміжний, а глина дуже дрібна. У відносному відношенні, якщо пісок - це 55-галонова бочка, мул - розміром з тарілку, а глина - розміром з копійку.
Ця суміш частинок різного розміру називається текстурою через те, як різні комбінації цих типів частинок відчувають ґрунт, коли ви натираєте зразок між великим і вказівним пальцями. Велика кількість піску змушує зразок ґрунту відчувати себе брудним, більше мулу змушує його відчувати себе борошняним, а багато глини змушує його відчувати себе оксамитом, коли сухий і липкий, коли вологий.
Ви можете отримати гарне уявлення про текстуру польового грунту, виконавши простий «тест на банку»: покладіть грунт в банку, додайте води, струсіть банку, потім почекайте кілька днів, щоб побачити осідання шарів частинок різного розміру.
Трикутник текстури ґрунту USDA, вище, вказує на тип ґрунту для різного відсотка піску, мулу та глини. Зверніть увагу, що через трикутник проходять лінії; вони допоможуть вам пов'язати відсотки на порах трикутника з місцями в інтер'єрі. Числа на порах розташовані під кутом так, щоб вони були приблизно паралельні пов'язаним лініям індексу. Наприклад, лінія індексу глини 60% - це горизонтальна лінія, що тягнеться праворуч від 60 відсотків глини. Лінія індексу мулу 20% проходить від верхнього правого до нижнього лівого кута трикутника. А 20% лінія індексу піску проходить вгору з нижнього правого верхнього лівого кута; всі три лінії позначені червоною стрілкою. Ці лінії перетинаються в червоній точці посередині глинистої області, вказуючи на те, що грунт з 60% глини, 20% мулу та 20% піску класифікується як глинистий грунт. Коли фермери говорять про свій польовий ґрунт, вони часто використовують терміни трикутника текстури, а не відсотки піску, мулу та глини. Такий підхід набагато рідше зустрічається, коли мова йде про суміш для горщиків, яка використовується в теплицях, оскільки справжнього мінерального ґрунту (піску, мулу, глини) в цих сумішах дуже мало.
Грунти з високим вмістом піску мають великий дренаж і аерацію, так що коріння піддаються впливу повітря в грунті і не гниють так легко. Коріння можуть легко проникати в піщаний грунт. Але піщані ґрунти погано утримують вологу, коли погода стає сухою, а піски погано утримують поживні речовини. Живильні речовини та волога найкраще висять на ґрунті, коли частинки ґрунту мають велику площу поверхні, а пісок має найменшу площу поверхні (щодо обсягу частинок) з трьох типів частинок.
Глина, навпаки, тримається на воді настільки чіпко, що рослині важко отримати воду для себе. Волога глина липка, а глина згортається так щільно, що при висиханні згущується і перетворюється в тверді грудки. Коріння мають труднощі проникнення в сухий глинистий грунт. Але глина має велику площу поверхні для свого обсягу, і утримує поживні речовини краще, ніж інші частинки. Глинисті ґрунти, як правило, є родючими.
Перегляньте це відео, щоб поглянути на заповнювачі глинистого ґрунту (2:15)
Мул має проміжні властивості між піском і глиною, як і слід було очікувати. Ідеальний грунт має деякі з кожного типу. Муловий суглинковий грунт з 60% мулу та 20% глини та піску ідеально підходить для вирощування кукурудзи, пшениці та сої. Але культури, економічно цінна частина яких знаходиться в землі, як картопля та арахіс, добре справляються в піщаному грунті, тому що бульби та стручки виходять із землі чистішими та з меншими механічними зусиллями, ніж із ґрунту з більш високою глиною або мулом.
Всі текстури ґрунту мають переваги та недоліки, залежно від клімату, рельєфу та врожаю. Текстура ґрунту великих площ, таких як поля, насправді не може бути змінена відповідно до певної культури, тому слід вибирати культуру, яка добре справляється з наявним ґрунтом. Наприклад, якщо у вас є поле з піщаними ґрунтами, ви не збираєтеся вантажити тоннами глини та мулу, щоб зробити грунт придатним для кукурудзи. Натомість ви будете вирощувати таку культуру, як картопля, яка досить добре справляється на більш легкому піщаному ґрунті. Однак для культур, вирощених у теплицях або контейнерах, ви можете вибрати текстуру ґрунту відповідно до культури, яку ви хочете вирощувати.
- Які три частинки складають текстуру ґрунту?
- Який найменший? Найбільший?
- Чи є суглинковий грунт високим або низьким вмістом глини щодо інших частинок?
- Як ви визначаєте текстуру ґрунту за допомогою баночки з ґрунтом?
Структура ґрунту
Структура ґрунту стосується способу, яким частинки ґрунту та інші матеріали, такі як органічна речовина в ґрунті, зв'язуються разом у грудки. Ці скупчення називаються агрегатами. Чистий пісок взагалі не злипається в агрегати (подумайте про те, як важко отримати пісок на пляжі, щоб склеїтися для піщаного замку). Коли пісок, мул, глина та органічна речовина взаємодіють, утворюючи невеликі заповнювачі, як показано нижче, вони створюють так звану зернисту структуру. Великі отвори в агрегатах забезпечують простір для проходу газів і води, тоді як менші отвори утримують воду. Потреба в воді очевидна, але необхідності в газообміні може і не бути. Як відомо, кореневі клітини ростуть, а значить, вони вимагають кисню і виділяють вуглекислий газ як продукт життєдіяльності. Кисень повинен бути в прикореневій зоні, а вуглекислий газ потрібно вентилювати. Якщо ґрунти заболочені, рослини гинуть через те, що навколо коренів накопичується занадто багато вуглекислого газу, а коріння голодують киснем. Тому для грунтів важливо мати ці отвори в агрегатах для газообміну. Це називається аераційно-пористістю грунту. Органічна речовина, яка в даному випадку відноситься до гниючих шматочків раніше живого матеріалу, допомагає будувати агрегати, обережно склеюючи частинки грунту разом. Простір між агрегатами і всередині них забезпечує аераційно-пористість.
На ілюстрації нижче наведено поперечний переріз ґрунту, на якому показано кілька ґрунтових агрегатів, упакованих разом. Кожен заповнювач будується з піску, мулу, глини та органіки (також званої гумусом). Зверніть увагу на мікро- і макропори для водо- і газообміну.
Грунт з зернистою агрегацією, яка сприяє росту рослин, утримуючи воду та поживні речовини, але дозволяє дренажу та газообміну, як кажуть, має хорошу нахил. Грунт звисає разом (на відміну від піску), не утворює твердих грудок (на відміну від глини) і розпадається на розсипчасті вологі шматки, коли ви перевертаєте лопати землі. Хоча садівники зазвичай застрягли з будь-якою текстурою ґрунту, яку вони можуть мати у своїх садах., одним з найважливіших і легко виконуваних завдань, які садівник може взяти на себе для поліпшення садової землі, є поліпшення структури ґрунту шляхом:
- збільшення органічних речовин в грунті, і
- зменшення ущільнення грунту.
Збільшення органічної речовини ґрунту покращить та стабілізує агрегацію ґрунту. Зменшення ущільнення, як пішохідний рух через сад, збереже макро- та мікропори в грунті, щоб сприяти дренажу, затримці вологи та газообміну.
Перегляньте це відео, щоб уважно поглянути на піщаний ґрунт (2:41)
- З чого складається клей, який утримує частинки грунту в агрегати?
- Чому газообмін в грунтах важливий для росту рослин?
Грунтова органіка
Грунтова органічна речовина відноситься до матеріалу на основі вуглецю в грунті, який спочатку був живим організмом, будь то рослина, тварина чи мікроби. Іноді органічна речовина ґрунту також стосується таких організмів, як бактерії, гриби, комахи та черв'яки, які все ще живуть у ґрунті, але ця дискусія стосується матеріалів, які колись були живими і зараз мертві та розкладаються. Листя, стебла та коріння з часом гинуть, заносяться в грунт і розкладаються. Грунтові організми розкладають колишній живий матеріал і перетворюють його в матеріал, званий гумусом. Перегній липкий, і допомагає зв'язувати частинки грунту між собою в агрегати, як зазначалося вище. Перегній також може поглинати і утримувати у воді до шести разів більше своєї ваги, тому він дуже важливий при поліпшенні легких (піщаних) грунтів. Розкладається органічна речовина також виділяє азот та інші поживні речовини, які рослина може зайняти для росту. І нарешті, гумус, як і глина, утримує поживні речовини в грунті за допомогою електрохімічного заряду; органічна речовина негативно заряджена, тому вона утримує позитивно заряджені катіони, такі як кальцій, які важливі для росту рослин.
Підсумовуючи, органічна речовина - це раніше жива речовина, яка перетворюється в грунті в гумус. Гумус допомагає склеювати частинки ґрунту, покращуючи структуру ґрунту, утримує воду в посушливих ґрунтах та утримує поживні речовини рослин. Розкладання органічної речовини робить такі поживні речовини, як азот, доступними для рослин.
Органіку додають в ґрунти в декількох видах:
Компост
Для садівників це може бути найбільш звичний вид органіки. Листя, бур'яни, скошені трави та інші органічні матеріали змішуються разом і іноді перетворюються, щоб сприяти розкладанню. Це призводить до утворення гумусу, який при додаванні в грунт будує структуру грунту. Більшість поживних речовин були використані організмами, які розкладають органічну речовину, втрачаються в повітрі або вимиваються дощем, тому компост не дуже ефективний як джерело поживних речовин. Його основне призначення - побудувати структуру ґрунту та допомогти зберегти наявну вологу та поживні речовини.
Сидерати, або покривні обрізки
Культура, вирощена з єдиною метою - обробіток врожаю в землю для збільшення органічної речовини, називається сидератами. Сидеральні культури використовуються для зміни структури ґрунту шляхом включення органічних речовин безпосередньо в грунт. Ця методика також широко використовується у садівничому рослинництві для зменшення патогенів, що переносяться ґрунтом, і ці культури служать дуже корисною метою задушення бур'янів.
Включення рослинних залишків
Після збору врожаю гарною сільськогосподарською та садівничою практикою є включення решти рослинного матеріалу в грунт. Іноді це роблять відвальним плугом, щоб повністю закопати залишок, але більш сучасний метод - використовувати голий мінімум обробітку грунту, або залишити залишок на верхній частині грунту і посадити поверх мертвого матеріалу наступної весни. Останній метод, який називається no-till, особливо корисний для мінімізації ерозії ґрунту, спричиненої частинками ґрунту, що здуваються вітром або рухаються з проточною водою.
Додавання занадто великої кількості органічної речовини, яка має занадто багато вуглецю і недостатньо азоту, може виснажити грунт азоту і завдати шкоди росту рослин. Наприклад, якщо ви намагаєтеся поліпшити органічну речовину вашого ґрунту, обробляючи в тюках соломи або тирси (обидва з яких майже вся целюлоза, яка має дуже високий вміст вуглецю), коли мікроби починають руйнувати солому, їм потрібно поглинати азот із ґрунту лише для власного росту. Якщо замість цього ви додасте в грунт гній, який є сумішшю соломи (з високим вмістом вуглецю) та відходів тварин (високий вміст азоту), мікроби можуть використовувати азот з гною для власного росту, оскільки вони розкладають органічну речовину та роблять більше азоту доступним для рослин.
- Навіщо додавати органіку в грунт?
- Чи всі органічні речовини мають однакову цінність при додаванні в грунт, або деякі види органічних речовин кращі за інші? Чому?
Контейнери та підняті ліжка
Садовий грунт не можна використовувати для контейнерних садів, так як вона занадто щільно ущільнюється в горщиках і має жахливий дренаж. Натомість найкраще використовувати суміш без грунту, як ті, що доступні в розплідниках, або зробити суміш з високим вмістом органічних речовин, таких як торф'яний мох або рисові лушпиння, щоб збільшити пористість аерації.
Перегляньте це відео, щоб уважно ознайомитися з безгрунтовим середовищем для вирощування контейнерів (0:58)
Автор доктор Том Майклз розробив цей салатний стіл, вище, який має великий потенціал для використання в міських районах з меншими площами для вирощування зелені, включаючи квартирні дворики. Цей стіл виготовлений з пиломатеріалів 2 × 4 для боків та ніжок, з апаратною тканиною та ландшафтною тканиною для дна столу. Середовище росту, як правило, являє собою суміш для горщиків на основі торфу. Стіл такого розміру забезпечує достатню кількість салатної зелені протягом усього літа для двох дорослих людей. Ви можете змінити його, щоб мати більш глибокий грунт, щоб ви могли виростити рослину помідорів або перцю.
Оскільки середовище для вирощування - це суміш для горщиків, вона швидко висихає. Ви можете побачити кілька модифікацій у цьому Гідропонічному салатному столі, також створеному доктором Майклзом. Це приблизно 2 ′ x 4 ′ x 7.5 ″ глибина і виготовлена з пиломатеріалів, пластикового вкладиша та кришки з пінопласту. У ящик додають близько 30 галонів поживного розчину, ящик накривають кришкою, а салатні зелені саджанці, такі як салат, шпинат, мангольд, капуста, поміщають в отвори в кришці. Рослини дають зелень протягом більшої частини літа, і води потрібно додавати мало або зовсім не потрібно.
Щоб дізнатися більше про стіл для гідропонних салатів, перегляньте веб-сайт Hydroponic Salad Table, де доктор Міхельс розмістив більше інформації про те, як можна зробити такий стіл.
Ви можете виявити, що салатні столи, контейнерні сади або підняті ліжка можуть підтримувати зв'язок з їжею, яку ви їсте, поки ви зберігаєте свій міський спосіб життя.
Велика трійка на мішках для добрив
Мішки та контейнери для добрив відображають серію з трьох цифр, розділених тире. Це називається аналізом добрива. Цифри відображають відсоток добрива, який є азотом (N), фосфором (P) та калієм (K) — завжди в такому порядку. N, P і K - елементи, необхідні рослинам в найбільшій кількості. Азот є ключовим елементом, що міститься в білку, фосфор є важливим компонентом у молекулах передачі енергії, таких як АТФ і як частина основи ДНК, а калій є важливою частиною механізму переміщення поживних речовин всередину і з клітин. Інші елементи також можуть бути важливими в невеликих кількостях і в особливих умовах, але N, P і K є найбільш поширеними рослинними поживними речовинами.
Садове добриво загального призначення 10-10-10 містить 10% азоту, 10% фосфору та 10% калію. Решта - наповнювач, як пісок або дрібний гравій. У Міннесоті добрива, доступні домовласникам, зазвичай не мають фосфору через законодавство, спрямоване на зменшення стоку фосфору в наші озера. Фосфор вважається обмежуючим фактором росту водоростей, тому, якщо фосфор стікає з дворів та садів у озера, це спричиняє цвітіння водоростей. Крім того, наші садові ґрунти зазвичай мають достатню кількість фосфору. Загальний аналіз добрив без фосфору становив би 10-0-10. Азот, як правило, є поживною речовиною, найбільш обмежуючою для росту рослин, тому варто прочитати етикетки.
Застереження: пошук найкращого значення за фунт N не завжди є правильною стратегією. Іноді важлива форма поживного речовини. Якщо ви зацікавлені у вирощуванні столу для гідропонних салатів, рослинам потрібна певна форма азоту під назвою нітрат, який зазвичай не міститься у великих дешевих мішках добрив; його, швидше за все, можна знайти в гідропонному магазині, і коштує більше за фунт N, ніж інші форми.
- Чи є 20-фунтовий мішок 10-0-0 добрив, який коштує 10 доларів, кращим значенням, ніж 10-фунтовий мішок 46-0-0, який коштує 20 доларів? Чому чи чому ні?