✅Що входить до складу ґрунту і якими вони бувають

Ґрунт – основа життєзабезпечення на Землі та друге після океанів сховище вуглецю. Він дає змогу існувати багатьом формам життя, став базою екосистем. Склад ґрунту складний і різноманітний.

З чого складається ґрунт

За визначенням освітнього ресурсу Libre Texts Biology, ґрунт – це зовнішній пухкий шар поверхні Землі. Він є скрізь, від арктичних широт до тропіків, але товщина його шару різна – від 2-3 см у пустелях до 2 м у лісостепах.

Світовий лідер у галузі географії, картографії та досліджень National Geographic виділяє дві категорії компонентів ґрунту – біотичні та абіотичні, тобто живі й неживі. Із чого складається ґрунт? Ґрунт складають мінеральні речовини, гумус, мікроорганізми, вода і повітря. Освітній сайт про біологію Libre Texts Biology дає уявлення про відсоткове співвідношення основних компонентів ґрунту:

• Неорганічні речовини (мінерали) становлять у ґрунті 40-45%.
• Частка органіки (гумусу) в ґрунті – у середньому 5%.
• Води й повітря рівні частки – по 25%.

Неорганічні речовини в ґрунті – це пісок, мул і глина, які визначають текстуру ґрунту. Часто вони містяться в суміші в різних кількостях, відрізняються тільки діаметром своїх кам’янистих частинок:

• Піщинки розміром від 0,1 до 2 мм.
• Мул – від 0,002 до 0,1 мм.
• Глина складається з найдрібніших частинок, менше 0,002 мм.

Гумус – це органічна частина ґрунту й основа його родючості, показник якості (чорноземи містять 6-10% гумусу). Складається гумус із мікроорганізмів (бактерій, грибів), органічних залишків рослин і тварин на різних стадіях розкладання. Вони збагачують ґрунт вуглецем, азотом, калієм, фосфором, які необхідні для розвитку рослин. Утворюється ця цінна частина ґрунту повільно: 1 см гумусу формується 300-400 років.

Ґрунтовий покрив складається з кількох шарів (горизонтів), які загалом складають ґрунтовий профіль. Зазвичай ґрунт прикритий дерниною з листя, трави та інших рослинних решток.

Під нею починаються основні шари:

• Верхній шар становить гумус. Він пронизаний корінням рослин, наповнений мікроорганізмами, комахами.
• Під гумусом розташований шар вимивання, з якого корисні речовини вимиваються і накопичуються в наступному шарі.
• Горизонт накопичення вологий і щільний.

Найнижчий шар складається з материнської породи, в якій відбуваються основні ґрунтоутворювальні процеси.

Ґрунт – основа, на якій розвиваються всі екосистеми, наголошує платформа природно-природної освіти The Nature Education:

• У ґрунті відходи переробляються на поживні речовини та перетворюються на біологічно доступні форми для рослин.
• Ґрунт зберігає і забезпечує водою рослини. При цьому він запобігає повеням, бо повільно передає зайву воду в струмки та підземні води.
• У ньому фільтруються і видаляються забруднювальні речовини.

Крім того, ґрунт забезпечує середовище проживання багатьом формам життя. З огляду на ці чинники, найважливішим завданням людства стало збереження цих екосистемних послуг ґрунту.

Види ґрунтів та їхні особливості

Ґрунтовий покрив Землі різноманітний, ґрунти відрізняються в різних географічних зонах. При цьому виділяють:

• Арктичні (полярні) ґрунти.
• Тундрові.
• Тайгово-лісові.
• Лісостепові та степові.
• Пустельні та напівпустельні.
• Субтропічні та тропічні.

Якими бувають типи ґрунтів? Залежно від вмісту мінеральних речовин ґрунти поділяють на легкі та важкі. До легких належать піщані та супіщані ґрунти, до важких – глинисті та суглинисті. Окремо розглядаються вапняні та торф’яні ґрунти.

Піщаний ґрунт

Відрізняється рихлістю і сипучістю, він легко обробляється. Піщаний ґрунт добре прогрівається, насичений повітрям. Але він так само швидко охолоджується, легко пересихає, бо погано затримує воду. З нього швидко вимиваються мінеральні речовини, тому зазвичай такі ґрунти вважаються бідними і не дуже родючими.

Супіщаний ґрунт

Супіщаний ґрунт має у своєму складі трохи більше найдрібніших мінеральних частинок – глини. Тому він краще утримує мінеральні та органічні речовини, менше пропускає вологу. Вода, затримуючись у такому ґрунті, не дає йому швидко пересихати.

Глинистий ґрунт

Глинистий ґрунт має щільну структуру, погано вбирає воду. Він легко злипається, при обробці стає грудкуватим. У такому щільному ґрунті відчутний брак кисню, волога може застоюватися, а сам ґрунт погано прогрівається. Глинистий ґрунт доводиться добре розпушувати і мульчувати, щоб поліпшити його якість.

Суглинковий ґрунт

Найбільш придатний для садово-городніх робіт, сприятливий для вирощування більшості культур. У суглинному ґрунті багато поживних речовин, він повітропроникний, утримує тепло, рівномірно розподіляє вологу по всьому горизонту. Від землекористувачів вимагається тільки підтримання його родючості – вчасно вносити гній, мульчувати, підживлювати мінеральними добривами.

Вапняний ґрунт

Належить до бідної групи ґрунтів. Містить вапно, або карбонат калію, тому дуже лужний і підходить не для всіх рослин. Щоб зробити його більш придатним для вирощування культур, у нього потрібно вносити багато органічних добрив і часто рихлити.

Торф’яний ґрунт

У торф’яному ґрунті поживні речовини малодоступні для рослин. Він швидко вбирає воду і так само швидко її віддає, погано прогрівається. Але мінеральні речовини в ньому утримуються добре, тому для підвищення родючості потрібно просочити його піском або глиняним борошном, вносити гній, компост та іншу органіку.

У Казахстані переважають три типи ґрунтів:

• чорноземи із вмістом гумусу від 4% до 8% у північній частині країни (9,5% території);
• південніше починаються каштанові ґрунти, що займають 34% території країни;
• у південній частині – бурі та сіро-бурі бідні гумусом ґрунти (44% території), придатні для тваринництва.

Доктор сільськогосподарських наук, академік Абдулла Сапаров зазначає, що за період освоєння цілини чорноземи втратили до 30% природного вмісту гумусу.

Власників земельних ділянок цікавить склад ґрунту. Це дає змогу його використовувати з максимальною ефективністю. Визначити склад можна в лабораторії або за допомогою простих агрономічних способів.

Що ми дізналися?

1. Складові ґрунту:
   • Мінеральні частинки: Сформовані з розкладених скель і мінералів, вони складають основу ґрунту. Їх розмір варіюється від глини (дуже дрібні частки) до піску (більші частинки).
   • Органічні речовини: Включають рештки рослин і тварин, що розкладаються, які збагачують ґрунт поживними речовинами.
   • Вода: Важлива для розчинення поживних речовин та їх транспортування до коренів рослин.
   • Повітря: Присутнє у порожнинах ґрунту, необхідне для дихання коренів рослин та діяльності мікроорганізмів.
2. Типи ґрунтів:
   • Суглинкові ґрунти: Мають гарне збереження вологи і повітря, відмінно підходять для більшості сільськогосподарських культур.
   • Глинисті ґрунти: Важкі, з високою здатністю утримувати воду, але погано пропускають повітря.
   • Піщані ґрунти: Добре дреновані, але швидко втрачають воду та поживні речовини.
   • Чорноземи: Багаті на органічні речовини, відмінно підходять для вирощування зернових культур.
3. Значення ґрунту:
   • Є основою для росту рослин і підтримки екосистем.
   • Відіграє ключову роль у водному циклі та колообігу поживних речовин.
   • Впливає на глобальний клімат через зберігання та викиди вуглекислого газу.

Висновок

Ґрунт є надзвичайно важливим компонентом екосистеми, що виконує численні життєво важливі функції. Він складається з мінеральних і органічних частин, води та повітря, кожна з яких має своє значення.

Різноманітність типів ґрунтів визначає їх придатність для різних видів рослин та використання у сільському господарстві. Розуміння складу та властивостей ґрунту є ключовим для його ефективного використання та збереження.

Ефективне збереження ґрунтів: інструкція для використання

Девід Дент — відомий у світі ґрунтознавець, автор багатьох досліджень та концептуальних робіт, який і зараз переймається майбутнім чорноземних ґрунтів у світі.

Нижче Юрій Дмитрук, професор Чернівецького університету, переклав із дозволу Девіда Дента його наукову статтю. У ній наведені міркування, як в Україні можна перейти до регенеративного (ґрунтоохоронного) агровиробництва. Це дасть можливість не тільки зберегти родючість ґрунтів, але й збільшити урожайність та пом’якшити наслідки змін клімату через секвестрацію вуглецю ґрунтами, а також розширити можливості держави в галузі відновлюваної енергетики та заміни теплової електрогенерації.

Роздуми автора звісно ж можна вважати дискусійними, а сам Девід Дент готовий до спілкування в контексті наведеного матеріалу.

Для збереження ґрунтово-кліматичного потенціалу держави нагально необхідні конкретні кроки з поєднанням дій власне землекористувачів, державних інституцій, політикуму, пересічних громадян та розуміння всіма ними стану наших ґрунтів. Поширення деградаційних процесів, зміни клімату, відсутність реального моніторингу ґрунтового покриву, а тому й відомостей про дійсний стан є серйозними бар’єрами щодо охорони і збереження родючості ґрунтів. Фермерам насправді складно перейти до регенеративного землеробства без підтримки держави і зміни традиційного мислення.

Останнє постає як життєве кредо: будь-якою ціною засіяти, виростити та зібрати урожай. І так щороку, змінюючи певним чином техніку, насіння, засоби захисту рослин та удобрення. При цьому важливо, щоб урожайність не зменшувалась.

«Ґрунти все витримають», — вважає більшість аграріїв.

І дійсно, за одне покоління (років 20-30) складно простежити ті зміни, часом катастрофічні, яких зазнають ґрунти. Але проблема є ширшою, ніж власне втрати родючості. Оцінку цих втрат та можливості їх компенсації і прагне донести до нас доктор Девід Дент.

Чому варто перейти до ґрунтоохоронного сільського господарства?

На шляху впровадження ґрунтоохоронного сільського господарства виникає чимало бар’єрів і перешкод як на рівні фермерських господарств та продовольчих систем, так і в наукових дослідженнях, освіті і в суспільстві загалом.

В умовах інформаційного шторму фермерські господарства потребують кращого доступу до необхідної інформації та, що більш важливо, знань про нові технології, розуміння проблем, можливостей і шляхів їх вирішення.

Фермери здебільшого не оцінюють наслідків для земель та збитків від деградації ґрунтів у результаті оранки та інших видів обробітку, ущільнення ґрунтів, втрат органічної речовини ґрунту, результатів від використання засобів захисту рослин і інших токсикантів. Отже, посилюються деградаційні процеси — ерозія, ущільнення, зменшення якості прісних вод, забруднення, підкислення, втрата біорізноманіття та й власне родючість ґрунтів зменшується. Сільське господарство витрачає більше енергії, ніж збирає з урожаєм і відповідає за, щонайменше, четверту частину викидів парникових газів, сприяючи змінам клімату, які, у свою чергу, примножують проблеми агровиробництва.

Водночас людство знає кращі способи ведення сільського господарства, але вони застосовуються надто обмежено.

Фермери працюють згідно з нормами, правилами та угодами нав’язаними продовольчими системами, де вони приймають, а не встановлюють ціни. Дешева їжа залишається політичним імперативом. Ціни на продукцію фермерів зменшують протягом останніх 175 років і фермери потрапляють у замкнуте коло, в якому треба виробляти більше і пропонувати дешевше. Ерл Буц (Earl Butz), міністр сільського господарства США при президентах Ейзенхауері, Ніксоні та Форді звертався до фермерів так: «Зростай або зникай».

Це передбачало застосування більш потужної техніки, сильнодіючих пестицидів і добрив, відповідних меліорацій, зрошення, кращих сортів сільськогосподарських культур і спрощених систем землеробства, які потребують менше робочої сили. При цьому жодні збитки, яких ці системи завдають ґрунтам і природі, не враховуються у вартості продовольства.

Агровиробництво як галузь чинило опір реформам, які могли б враховувати ці витрати. Натомість виробники субсидують споживачів, експортери продуктів харчування субсидують імпортерів, уряди субсидують виробників, щоб утримувати їх у бізнесі, і в той же час субсидують споживачів, для яких ціна продовольства все ще залишається завищеною.

Екологічно свідома держава, фермер і споживач

Держава має можливості збалансувати продовольчу систему в процесі регулювання, обліку та за рахунок інвестицій, що розширює комерційні можливості фермерських господарств та збільшує їхню екологічну стійкість, але водночас держава повинна забезпечити дешеві та доступні продукти харчування.

Політики потребують від суспільства політичного простору для здійснення реформ, які дозволять належним чином визначати ціни на продовольство та зберегти природні ресурси, від яких залежить виробництво продуктів харчування. Проте сьогодні досі відсутня чітко сформована суспільна думка щодо вказаних проблем, а споживачам треба визначитись і взяти частину відповідальності за виробництво продовольства на себе: «Чи ми хочемо дешеву, якісну їжу?» і водночас «Чи ми хочемо зберегти здорове довкілля?».

Найпростішим варіантом вирішення проблеми може бути плата фермерам за екологічні послуги, такі, наприклад, як якість прісної води, збереження функціональності ґрунтів та біорізноманіття, секвестрація вуглецю, що в даний час сприймаються як належне. Платежі за екологічні послуги вимагають обліку цих послуг.

Сільськогосподарські освіта та наука перебувають під впливом великих корпорацій. Удосконалення навчання та управління знаннями вимагає, як мінімум, інтеграції в освіту та дослідження інноваційних здобутків у сфері природоохоронного агровиробництва: нульовий або мінімальний обробіток ґрунту, постійне його покриття з використанням рослинних решток та покривних культур, різноманітні сівозміни та поєднання рослинництва і тваринництва.

І, нарешті, фермери переважно не мають достатньо фінансів для масштабування інноваційних технологій. Державне та приватне фінансування, інноваційні бізнес-моделі для сталих технологій і фінансові механізми та стимули, такі як плата за екологічні послуги, варіанти страхування та мікрокредитування можуть допомогти.

Ферма на прокачку

Інтеграція цифрових рішень у господарство

Реальні кроки до ґрунтоохоронного фермерства

Впровадження інновацій вимагає зміни підходів і власне суспільства. Що ми повинні робити?

Необхідні мережі, які підтримують інновації, навчальний процес та будуть окреслювати актуальні потреби фермерів*.

Варіантом можуть бути «Спілки фермерів», де фермери можуть вчитися та підтримувати одне одного.

Така організація роботи мала вирішальне значення в поширенні природоохоронного сільського господарства в Бразилії та Північній Америці. Такі спілки є самокерованими, неприбутковими, неполітичними, відкритими для всіх зацікавлених. Вони функціонують шляхом регулярного обміну досвідом між зацікавленими та фермерами з досвідом інноваційного ґрунтозберігаючого землеробства.

Спілки фермерів потребуватимуть інформаційної і технічної підтримки; інформації про наявність та вартість відповідної техніки, даних про фінансові можливості (страхування, кредитування тощо); організації соціальної мережі для поширення знань, відомостей та іншої інформації.

Оскільки є приклади, як фермери переходять на нульовий обробіток ґрунту, але через два-три роки вони вважають, що більшість нагальних проблем відповідно до своїх місцевих умов уже вирішено або розчаровуються у фінансових результатах.

Тому важливим є стале управління через хоча б кількарічний мандат для досвідчених фермерів, що сприятиме переходу від піонерних робіт до орієнтованих на менеджмент з перспективними фахівцями, які допоможуть вдосконалити вже апробовані системи, використовуючи досвід спеціалістів, прямі дослідження на фермах, облік витрат, підвищення кваліфікації для управлінців, навчання персоналу на місцях тощо. Фермери, які пройшли процес внутрішнього прийняття та усвідомлення резону нової парадигми, стають «євангелістами» таких технологій та охорони довкілля.

У Бразилії ініціатори також створювали громадські організації другого рівня. Такі об’єднання пропонують послуги спілкам фермерів, розміщуючи оголошення у щоквартальних виданнях, які надсилаються будь-якій зацікавленій стороні з описом можливих видів діяльності та способом функціонування таких організацій.

Також ці громадські організації інформують про їх діяльність та про нові розробки; залучають лекторів і досвідчених фермерів для технічних зустрічей, курсів та дебатів; організація навчальних курсів; формують взаємозв’язки між групами фермерів та науково-дослідними і освітніми установами; проводять локальні заходи, беруть участь у науково-дослідних роботах на фермах та представляють інтереси фермерів у державних органах.

*Думка Девіда Дента сформована без інформації про українські спілки, асоціації тощо; але однозначно це не політичні організації (партії) — автор.

Вагомі бар’єри для змін — це інституційні та політичні проблеми

Необхідність попереднього фінансування гальмує запуск регенеративного сільського господарства, а найефективнішим способом усунення бар’єрів для фінансування є включення цілей сталого розвитку у відповідні рамки політики та прогресу.

Продуктивними можуть бути контакти зі спонсорами, інвесторами та іншими зацікавленими особами. Це допомагає налагодити партнерські стосунки з урядом або групами осіб, які поділяють нові підходи, бачення, переконання і які мають можливості для реалізації ідей.

Типова інвестиційна пропозиція передбачає створення ринку відновлюваних джерел енергії з біогазу. Для цього може використовуватись вся зелена рослинність, яку фермери вирощують, найперше покривні культури, щоб скоротити викиди в атмосферу парникових газів.

Іншим стимулом для землекористувачів щодо застосування найкращих практик управління є «вуглецеві» кредити, «зелені» кредити на воду та інші схеми управління, які створюють довгостроковий суспільний добробут. Аналіз витрат і вигод може сприяти такій компенсації.

Взаємодія на рівнях фермерства, влади та суспільства

Суспільний ландшафт складається з нормативних і культурних цінностей, що діють через економічні та соціальні важелі. На кожному рівні є конкуруючі потреби. Зміни можуть відбуватися через взаємодію на рівнях фермерства, влади та суспільства.

Наприклад, зміна суспільного ландшафту може спричинити тиск на продовольчу систему, дестабілізуючи існуючі владні інституції та надаючи нові можливості на рівні фермерства.

Ми можемо спостерігати такі зміни в попиті на органічну продукцію, а також появу агроекології як соціального руху та Оксфордської діяльної фермерської конференції (Oxford Real Farming Conference). Кліматична криза, яка постає все більш реальною, додає актуальності соціальним рухам.

Приєднуйтесь до курсу освітньої платформи Культиварій «Чітке ТЗ»

Дізнавайтесь, що таке Чітке точне землеробство та як його правильно впроваджувати у фермерському господарстві

Ідеї швидше сприйматимуться, якщо люди відчують власну відповідальність і те, що проблема, яку потрібно вирішити, є дійсно їхньою.

Отже, найкращий спосіб зробити це — не дискутувати, хто отримує переваги. Якщо фермери та управлінці, що розробляють політику, науковці, освітяни та менеджери всіх рівнів сприйматимуть проблеми як власні, то й рішення будуть відповідальними.

Агровиробництво та глобальне потепління

Ґрунт може стати найбільшим гальмом глобального потепління: вміст вуглецю у ґрунтах вищий, ніж в атмосфері та рослинності разом взятих.

Але фермери «спалюють» органічну речовину в процесі використання ґрунтів, посилюючи емісію парникових газів.

Найкраще, що землероби могли б зробити для планети, — це повернути органічну речовину назад у грунти! А найкраще місце для її зберігання — це чорноземи степів і прерій.

Незайманий ґрунт природної екосистеми містив понад 500 т органічної речовини на гектар, що зберігало й вологу опадів, забезпечуючи врожай при посушливих умовах. Але за час господарювання половина органічної речовини грунтів потрапила в атмосферу, а найкращий ґрунт у світі — чорнозем — найгірший приклад деградації земель.

Тільки катастрофічні пилові бурі 1930-х років змусили американців розробити заходи щодо збереження ґрунту, але вони не стосуються першопричини ерозії ґрунту — його оголеної поверхні. Однорічні культури дають мізерний захист від стихії, а оранка прискорює ерозійний змив та втрати гумусу і верхнього шару ґрунту.

Доіндустріальний вміст діоксиду вуглецю в атмосфері становив 280 мільйонних часток (ppm), а на сьогодні ця кількість перевищила 400 ppm, що й індукує глобальне потепління. Для стримання цього процесу необхідно, щоб зростання середніх температур не перевищувало 1,5°C, порівняно з доіндустріальним рівнем, а викиди повинні бути зменшені вдвічі до 2030 року та зупинені до 2050 р.

Із 1970 року вміст органічного вуглецю ґрунту в степах зменшився на 165-192 т на 1 га. У таблиці наведено останні з показників для країн колишнього СРСР.

Концепція заходів для охорони ґрунтів

Ґрунтоохоронне сільське господарство передбачає нульовий обробіток ґрунту, постійне покриття поверхні ґрунту покривними культурами або рослинними рештками та сівозміни, які контролюють забур’яненість і шкідників без токсичних хімічних речовин.

Мінімізація обробітку ґрунту попереджає ерозію, забезпечуючи більшу тривалість посівної, менше витрат на сільгосптехніку, зокрема, на 70% менше витрат пального та людино-днів.

Пшениця в сівозміні дасть додаткову тонну на гектар, тому нинішні валові збори можуть бути досягнуті з меншої площі.

Нульовий обробіток ґрунту та один рік на кожні три під багаторічними бобовими і травами трансформували б річну емісію вуглецю в його секвестрацію до 0,5-1,5 т/га/рік, замінюючи водночас дорогі азотні добрива.

Зелена біомаса забезпечить утримання худоби, із забезпеченням м’ясом, молоком та шерстю, але, не менш важливо, гноєм — першокласним органічним добривом. Це посилює переваги сівозміни, завдяки чому поточний обсяг виробництва зернових може бути подвоєний. Крім того, продукція тваринництва має перспективи щодо вироблення біогазу. Для України це може замінити всі вугільні електростанції, щороку зберігаючи в землі 22,1 млн т вугілля (!).

П’ятирічний план дій для ефективного ґрунтозбереження

Що фермерам варто зробити в найближчі 5 років для ефективного збереження ґрунту:

• відмовитися від оранки

• уникати пару та перелогів

• урізноманітнити сівозміни та включити до них бобові та багаторічні трави

• поєднувати рослинництво та тваринництво.

Додатковою альтернативою є перетворення біомаси на біогаз — це цілком може бути стратегічною інвестицією, а створення ринку зеленої біомаси позбавило би потреби в інших стимулах.

Україні для заміни своїх вугільних електростанцій генеруючою потужністю 21,8 ГВт, знадобиться 44 тис. таких установок вартістю $87 млрд. Фінанси можуть бути залучені «зеленими облігаціями». Зрештою, це залишатиме в землі 5 Гт вугілля.

Сторінка новин для справжніх Куркулів!

Підписуйтесь та дізнавайтесь лише правдиві та корисні новини агросектору

Заходи ефективності в екологічному землеробстві

Потенційні вимірювані прибутки включають:

• усунення викидів СО₂ до 15 Гт до 2050 року;

• щорічне скорочення діоксиду вуглецю в атмосфері за рахунок збільшення вмісту органічної речовини ґрунтів на 1,5 т/га/рік;

• енергозабезпечення з відновлювальних джерел енергії;

• припинення ерозії ґрунтів, їхня вища стійкість до кліматичних змін;

• більш конкурентоспроможне сільське господарство, відновлення дієвих сільських громад та національної економіки.

David Dent, UK, 2021.

Переклав Юрій Дмитрук, професор Чернівецького університету, Україна, 2021.