Tanah adalah kekayaan alam yang sangat besar. Ini menyediakan makanan bagi hewan, manusia dengan makanan, dan industri dengan bahan mentah yang diperlukan untuk produksi barang. Penciptaan tanah telah berlangsung selama berabad-abad dan ribuan tahun. Dan hari ini, umat manusia dihadapkan pada pertanyaan tentang penggunaan tanah yang tepat. Dan ini tidak mungkin tanpa pengetahuan tentang struktur, sifat, komposisi dan struktur tanah.
Sejarah studi tentang lapisan bumi yang subur
Bahkan pada abad ke-18, para ilmuwan memperhatikan bahwa tanah terdiri dari berbagai komponen. Ketertarikan pada properti ini kembali berlanjut jauh kemudian. Jadi, di Jerman, dari tahun 1879 hingga 1899, studi di bidang ini diterbitkan setiap tahun oleh Volney dan sekolahnya. Banyak penelitian laboratorium telah menetapkan ketergantungan sifat fisik tanah pada ukuran gumpalan dan kandungan debu.
Pada tahun 1877, ilmuwan P. A. Kostachev mencatat bahwa setelah membajak tanah perawan, mereka dengan cepat menyebar, yang menyebabkan penurunan hasil. Struktur tanah dipulihkan hanya setelah ladang dibiarkan di bawah vegetasi herba abadi. Studi-studi ini sangat penting. Mereka membuktikan bahwa dalam pertanian struktur tanahmemainkan peran agroteknik yang penting.
Banyak perhatian diberikan pada studi tentang lapisan atas bumi pada 30-40-an abad terakhir. Pada saat yang sama, para ilmuwan sangat mementingkan struktur tanah dalam hal kesuburan. Mereka mengangkat kedua istilah ini ke tingkat sinonim.
Struktur tanah dan signifikansinya praktis tidak dipertimbangkan oleh para ilmuwan pada 50-60an abad terakhir. Alasan untuk ini adalah kritik terhadap sistem lapangan rumput. Para peneliti mulai mempertanyakan peran struktur tanah dalam masalah kesuburan. Dan terkadang mereka menyangkalnya sama sekali.
Namun, beberapa ilmuwan terus melakukan penelitian di bidang ini. Dan di sini karya-karya Akademisi V. V. Medvedev sangat menonjol. Para ilmuwan mempelajari struktur tanah dan signifikansinya menggunakan metode mikromorfologi. Pada saat yang sama, ia menggunakan alat matematika modern yang memungkinkannya untuk menganalisis dan meringkas data yang diperoleh. Hasil kerja Medvedev adalah monografi yang diterbitkan pada tahun 2008 tentang struktur tanah. Dalam karya ini, studi dirangkum, yang secara meyakinkan membuktikan bahwa peningkatan rezim termal dan udara dari lapisan atas bumi secara langsung dan tidak langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
Definisi dasar
Apa itu struktur tanah? Pengertian istilah ini menunjukkan bahwa ia merupakan kumpulan dari berbagai agregat (gumpalan) yang berbeda ukuran dan bentuknya. Masing-masing unsur ini terdiri dari zat-zat yang saling berhubungan oleh akar tanaman, humus, dll.
Struktur tanah sangat penting. Ini adalah faktor utama yang bertanggung jawab untuk kesuburan tanah. Terutama penting bagi manusia adalah struktur tanah di cakrawala atas. Ini adalah lapisan di mana perkembangan sistem akar tanaman terjadi. Berbagai organisme tanah hidup di dalamnya. Dari cakrawala ini muncul pasokan nutrisi dan air yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu, tanah lapisan atas harus memiliki perbandingan yang optimal antara fase cair, padat, dan gasnya. Proporsi ini terlihat seperti ini - 25:50:25.
Klasifikasi tanah berdasarkan struktur
Cakrawala atas bumi mungkin terlihat berbeda. Mereka tidak terstruktur dan struktural. Yang pertama dari jenis ini termasuk elemen granulometrik, yang keadaannya dicirikan sebagai partikel terpisah. Contoh mencolok dari tanah tak berstruktur adalah berpasir. Ini mengandung sedikit humus dan partikel tanah liat. Jenis struktur tanah transisi adalah antara tak berstruktur dan struktural. Di dalamnya, hubungan agregat satu sama lain diekspresikan dengan sangat lemah.
Tanah yang subur dianggap struktural. Ini lebih baik menahan angin dan erosi air, dan juga mudah hancur saat dibajak. Jika komposisi dan struktur tanah memungkinkan untuk diklasifikasikan sebagai subur, maka ia memiliki kombinasi yang seimbang dari rezim udara, termal dan air. Faktor ini memiliki efek positif pada nutrisi tanaman dan perkembangan proses biologis.
Tanah yang tidak terstruktur tidak mampu menyerap air dengan baik. Selain itu, limpasan hujan di tanah tersebut menyebabkan erosi. Udara dan air di tanah seperti itu adalah antagonis. Hujan yang turun tidak meninggalkan kelembapan di cakrawala tanah seperti itu. Ini terjadi karena kenaikan kapiler yang intens dari air. Tanah mengering. Pada saat yang sama, tanaman tidak diberikan jumlah cairan dan nutrisi yang mereka butuhkan. Terlepas dari semua ini, di bidang dengan tanah tanpa struktur, adalah mungkin untuk mendapatkan hasil yang tinggi. Namun, ini akan membutuhkan kerja terus-menerus untuk menjaga teknologi pertanian tetap tinggi.
Pembentukan struktur lapisan subur
Cakrawala atas bumi menjadi cocok untuk kehidupan tumbuhan di bawah pengaruh dua proses yang terjadi secara bersamaan. Dengan demikian, pembentukan struktur tanah terjadi sebagai akibat dari pemisahan mekanis lapisan menjadi agregat dengan berbagai bentuk dan ukuran. Proses kedua adalah memberikan properti dan struktur internal ke elemen yang dihasilkan.
Penelitian para ilmuwan telah menunjukkan bahwa pembentukan struktur tanah menjadi mungkin di bawah pengaruh faktor kimia, fisika-kimia, biologi dan fisik-mekanis.
Dengan demikian, pembentukan agregat terjadi selama pergantian pengeringan dan pelembab, pembekuan dan pencairan. Komposisi dan struktur tanah berubah di bawah pengaruh aktivitas vital hewan penggali, dari tekanan yang diberikan oleh akar tanaman yang tumbuh. Mengubah properti lapisan atas bumi dan berbagai bidang pemrosesan implement.
Juga, komposisi dan struktur tanah bergantung pada keberadaan bahan perekat. Mereka biasanya koloid humat. Unsur-unsur ini, ketika digumpalkan, mampu mengubahstruktur tanah menjadi tahan air. Karakteristik ini tergantung pada jumlah humus, komposisi mekanis, kemampuan menahan dan menyerap air, dan juga memasoknya ke permukaan melalui kapiler. Setelah hujan, kerak tidak terbentuk di tanah seperti itu, yang mengurangi akses oksigen ke akar tanaman yang sedang tumbuh.
Tanah berat
Menurut komposisi mekanisnya, tanah subur dibagi menjadi tanah liat dan berlumpur, berpasir, dan rawa gambut. Bagaimana mereka didefinisikan? Komposisi mekanik tanah diperiksa dengan sampel. Partikel tanah diambil dari beberapa tempat di ufuk atas, membuat lekukan masing-masing 20 cm, selanjutnya sampel dicampur satu sama lain dan dibasahi sampai pucat dengan air biasa. Jika Anda mendapatkan bola, tetapi tidak mungkin untuk menggulungnya menjadi seutas tali, maka tanah tersebut tergolong lempung berpasir. Dengan pelaksanaan yang mudah dari tindakan tersebut, bumi dapat diklasifikasikan sebagai lempung. Dan dalam kasus ketika seutas tali menggelinding dari bola, yang kemudian menutup menjadi sebuah cincin, tanah tersebut diklasifikasikan sebagai tanah liat. Jenis tanah lapisan atas ini dianggap berat. Tanah ini memiliki kepadatan dan viskositas yang tinggi. Mereka menempel dengan mudah dan sulit untuk diproses, sehingga mengkonfirmasi nama mereka.
Selama menggali, tanah liat tidak hancur. Ini membentuk gumpalan besar yang sulit dipecahkan dan dihancurkan. Jika tanah tersebut dibajak dan dibiarkan berbaring sebentar, maka semua pekerjaan akan sia-sia. Setelah beberapa saat, gumpalan akan menempel lagi. Ladang harus dibajak lagi.
Apa alasan perilaku tanah berat ini? Ini terkait dengan struktur yang terlalu kecilpartikel agregat, hanya menyisakan ruang kecil di antara mereka.
Pemadatan tanah liat yang tinggi menyebabkan kemampuan bernapas yang buruk. Ini, pada gilirannya, mengarah pada fakta bahwa akar tanaman tidak cukup mendapat pasokan oksigen. Akses udara ke mikroorganisme yang hidup di tanah tersebut juga terbatas. Sejumlah kecil oksigen menyebabkan perlambatan dalam proses dekomposisi zat organik menjadi produk dekomposisi akhir. Hal ini membuat tanah menjadi miskin, tidak mampu menyediakan tanaman dengan bahan organik yang mereka butuhkan untuk tumbuh. Itulah sebabnya ada sedikit kehidupan biologis di lapisan tanah liat. Beberapa bagian dari tanah tersebut bahkan disebut mati. Mereka tidak memiliki lingkungan mikrobiologi yang berkembang.
Kompresi partikel tanah agregat dikaitkan dengan karakteristik tanah seperti permeabilitas airnya. Sistem kapiler yang berkembang tidak terbentuk di horizon lempung. Itulah sebabnya kelembaban tidak melewati mereka. Akar-akar tanaman di ladang seperti itu hampir tidak bisa mendapatkan air yang sangat dibutuhkan untuk kehidupan mereka.
Tanah berat memiliki satu fitur negatif lagi. Jika air menumpuk di dalamnya, maka itu tidak masuk ke lapisan bawah cakrawala tanah liat. Volume yang signifikan tetap berada di area pertumbuhan sistem akar tanaman, yang menyebabkan pembusukannya.
Hampir tidak mungkin untuk mengatakan bahwa struktur tanah terbaik adalah tanah liat. Dan ini ditegaskan dengan membanjirnya lapisan garapan saat hujan. Tetesan yang jatuh memecah agregat tanah kecil. liatgumpalan masuk ke komponen yang lebih kecil, sebagian larut dalam air. Bubur yang dihasilkan mengikat agregat tanah dengan sangat erat. Setelah pengeringan, bidang tersebut ditutupi dengan kerak yang keras dan sangat padat, yang membatasi penetrasi oksigen, kelembaban, dan cahaya ke sistem akar tanaman. Fenomena ini disebut "tanah beton". Tindakan sinar matahari menyebabkan retaknya tanah, yang strukturnya karena alasan ini menjadi lebih padat.
Ya, tanah liat kaya akan elemen dan mineral. Namun, tanaman tidak dapat memanfaatkannya sepenuhnya. Faktanya adalah bahwa sistem akar hanya dapat menyerap nutrisi dalam bentuk terlarut, dan juga merupakan produk akhir dari pemrosesan mikroorganisme. Tanah liat memiliki permeabilitas air yang buruk. Mereka memiliki kehidupan biologis yang buruk. Ini mempengaruhi ketidakmungkinan nutrisi tanaman normal.
Hasil yang rendah di lahan seperti itu adalah konsekuensi dari fakta bahwa lapisan tanah liat, karena kepadatannya, tidak terlalu panas oleh sinar matahari. Daerah yang paling ekstrim untuk pertanian tetap tidak panas selama periode musim panas.
Perbaikan tanah berat
Untuk mendapatkan tanaman normal dari ladang tanah liat, tanah harus diberi struktur yang lebih longgar dan kental. Hanya dalam kasus ini kondisi yang menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman akan tercipta. Bagaimana memperbaiki struktur tanah yang dianggap berat? Ini dimungkinkan dengan pengenalan komponen yang melonggarkan dan meringankan ke dalam tanah secara teratur. Mereka bisamenjadi gambut atau pasir, kapur atau abu. Selain itu, untuk menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman, pupuk kandang dan kompos akan diperlukan. Komponen-komponen ini akan menciptakan lingkungan biologis dan nutrisi yang normal di dalam tanah.
Perbaikan struktur tanah dalam hal kapasitas kelembaban dimungkinkan ketika pasir ditambahkan ke dalamnya. Ini secara bersamaan akan meningkatkan konduktivitas termal tanah berat. Setelah prosedur pengamplasan, lapisan tanah liat menjadi hangat, cepat kering dan siap untuk diproses lebih lanjut.
tanah ringan atau berpasir
Untuk cakrawala seperti itu, proporsi partikel tanah liat yang rendah adalah tipikal. Sebagian besar tanah ini ditempati oleh pasir. Humus ditemukan di dalamnya hanya dalam jumlah kecil.
Tanah berpasir disebut ringan karena suatu alasan. Lagi pula, cukup mudah untuk memprosesnya. Dan ini disukai oleh struktur granular tanah. Berkat itu, cakrawala seperti itu memiliki tingkat permeabilitas air dan udara yang tinggi. Namun, mereka tunduk pada erosi dan tidak mampu mempertahankan kelembaban di lapisannya. Selain itu, tanah berpasir tidak hanya menghangatkan dengan baik. Mereka juga menjadi dingin dengan sangat cepat.
Tapi ini bukan satu-satunya alasan mengapa tidak mungkin untuk mengatakan bahwa struktur tanah terbaik adalah berpasir. Kehidupan biologis miskin dalam cakrawala seperti itu. Hal ini disebabkan kurangnya nutrisi dan kelembaban bagi mikroorganisme yang hidup di tanah tersebut.
Perbaikan tanah berpasir
Untuk mendapatkan panen yang baik, komponen pengikat dan pemadatan diterapkan secara teratur pada tanah ringan. Perbaikan struktur tanah,diklasifikasikan sebagai ringan, menjadi mungkin bila dicampur dengan gambut atau formasi lanau, tepung pengeboran atau tanah liat. Ini akan mengisi pori-pori di antara partikel pasir. Dan untuk munculnya lingkungan biologis yang menguntungkan bagi tanaman, pengenalan humus dan kompos akan diperlukan.
Fitur tanah berpasir juga harus diperhitungkan dalam masalah pengayaannya dengan pupuk. Tanah ringan dengan sempurna melewatkan kelembaban melalui dirinya sendiri, yang menghilangkan semua elemen berguna darinya. Itulah sebabnya pupuk mineral di lahan seperti itu hanya menggunakan pupuk yang bekerja cepat dan sering menerapkannya, tetapi dalam jumlah kecil.
tanah sedang
Lahan lempung paling cocok untuk pertanian dan berkebun. Mereka memiliki struktur tanah terbaik, perbedaannya terletak pada kekeruhan granular. Komposisi tanah semacam itu mencakup partikel padat, agak besar, dan komponen halus seperti debu. Lahan di ladang seperti itu cukup mudah untuk diolah. Setelah dibajak, mereka tidak menggumpal dan tidak membentuk gumpalan padat.
Di tanah liat ada banyak mineral dan nutrisi, yang pasokannya diisi ulang karena kehidupan aktif mikroorganisme. Tanah tersebut memiliki permeabilitas udara dan permeabilitas air yang tinggi. Mereka dengan sempurna mempertahankan kelembaban, dan juga pemanasan dengan cepat dan merata di bawah pengaruh sinar matahari. Berkat kelembaban yang seimbang, rezim suhu konstan dipertahankan di tanah liat.
Perbaikan tanah sedang
Untuk mendukungpasokan nutrisi berada pada tingkat yang tepat, tanah liat harus dipupuk secara berkala dengan kompos. Pupuk mineral dan organik tambahan diterapkan dengan sengaja setelah analisis awal kondisi tanah yang subur.
