Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Академик Вильямс. Травопольная система земледелия

ПРОЧНОСТЬ И СВЯЗНОСТЬ СТРУКТУРЫ ПОЧВЫ

 

Вильямс

В.Р. Вильямс

 

Смотрите также:

 

теория развития почв Вильямса

 

Почва и почво-образование

 

Почвоведение. Типы почв

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Прянишников

 

 Костычев 

 

Полынов

 

Тюрюканов. Био-геоценология

 

Геология

геология

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почво-образование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Фито-ценология

 

О чем говорят и молчат почвы

 

Химия почвы

 

Ковда. Биогеохимия почвы

 

Глазовская. Почво-ведение и география почв

 

Жизнь в почве 

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Минералогия

 

Земледелие. Агрохимия почвы

  

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

Геоботаника

 

Общая биология

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

 

Совершенно ясно, что вследствие огромного 

производственного и народнохозяйственного значения структурности 

«всеобщего средства труда»— почвы — длительность удержания

почвою раз приданного ей структурного состояния 

представляет один из важнейших вопросов сельскохозяйственного 

производства. Способность почвы сохранять — не утрачивать

приданной ей комковатой структуры носит название прочности

структурного состояния почвы, или прочности структуры,

или просто прочности почвы. Когда говорят о прочности,

то невольно возникает представление, что имеется в виду

способность отдельных структурных элементов (комков) почвы

противостоять механическим силам, стремящимся разъединить

механические элементы почвы, слагающие комки, раздавить

комки, механически распылить почву.

 

Способность почвы противостоять механическому разъединению ее механических элементов носит название связности и до известной степени совпадает с физическим понятием сцепления.

 

Под прочностью же разумеют способность структурных

элементов почвы не расплываться в воде, ее неразмываемость

водой, хотя это последнее выражение как бы подразумевает

движущуюся воду и этим суживает, ограничивает понятие о

прочности. Эта трудность проведения резкой границы между

двумя, повидимому, совершенно различными «свойствами»

тела представляет простое следствие того, что мы имеем дело

не с неподвижно мертвым «свойством» застывшего в своем 

«состоянии» тела, а с рядом процессов, находящихся в 

диалектической взаимосвязи и взаимозависимости и непрерывно, в 

порядке своего развития, переходящих то ярко выраженными

скачками, то, взаимно растворяясь, в новые формы движения

материи. Поэтому совершенно неприемлемо «традиционное»

расчленение понятия о почве на искусственные механические

разделы «физических свойств», внутренних и внешних, 

химических свойств, биологических свойств, коллоидных свойств и

т. д. На основе такого искусственного «эклектизма» можно 

возвести только сложное сооружение архаической схоластики,

вся научность которой сводится к беспощадным спорам о 

словах и формулах, которыми тщетно стараются заменить 

понятия о развитии и процессе. Такая «наука» производственно

мертва и бесполезна и может существовать только как 

«самоцель».

 

В процессе прогрессивно растущего измельчения массивной

горной породы в обособляющемся рухляке нарастают и новые

свойства. Отношение величины свободной «поверхностной»

анергии к объему измельчающихся частиц беспрерывно растет,

и измельченный рухляк, бывший «сыпучим» телом, 

приобретает новое качество — «связность», т. е. поперечники 

измельчающихся частичек рухляка становятся настолько малыми,

что допускают приближение частичек по всей их поверхности

на такое малое расстояние, при котором их свободная энергия

поверхности переходит в новое качество сыпучего тела —

хцепление, или связность. При этом, как при измельчении

«массивной» горной породы сыпучесть рухляка выявляется

сразу — скачком, так и связность рухляка проявляется сразу,

также скачком при достижении его частичками размера 0,001 мм.

 

В том случае, когда сыпучее тело сложено исключительно из

частичек не крупнее 0,001 мм или содержит частичек этой 

крупности количество, достаточное для заполнения всех промежут-

ков между частичками, более крупными, то возрастание 

связности не наблюдается при дальнейшем измельчении сыпучего

тела (Фадеев). Кроме того, от состава сыпучего тела (испытаны

глина, смесь полевых шпатов, горный хрусталь, березовые

опилки, торф) оно сразу, по достижении всеми его частичками

поперечника 0,001 мм, приобретает связность, не возрастающую

при дальнейшем измельчении (Сабанин). Проявление 

сыпучести и связности выражается в том, что любая фигураг

сделанная из сыпучего тела, обращенного в пластичное тесто

прибавкой соответствующего количества перегнанной воды,

после высыхания рассыпается или сама по себе (под влиянием

тяжести) или под влиянием самого легкого сотрясения. Если

же таким же способом сделать фигуру из сыпучего тела, 

обладающего связностью, то фигура и после высыхания сохраняет

форму, для разрушения которой потребуется приложение

иногда значительного усилия. Например шарик диаметром в

1 см, сформованный из порошка горного хрусталя (природный

кристаллический кварц) крупностью в 0,001 мм, в совершенна

высушенном состоянии можно разрушить только ударом

молотка (Сабанин).

 

Производственное значение связности почвы настолько

велико, что его трудно переоценить. Оно выявляется 

нагляднее всего при обработке почвы. При основной (зяблевой)

вспашке на нормальную (20 см) глубину мы разрезаем 

пахотный слой почвы на пласты шириной приблизительно в 40 см.

Эти пласты движением отвала плуга мы поднимаем 

приблизительно на 40 см и одновременно передвигаем вправо 

приблизительно также на 40 см. Таким образом при нормальной (на 20 см)

вспашке мы передвигаем весь пахотный слой в общей сложности

на 0,8 м (40 + 40 см). Принимая вес пахотного слоя почвы 1 га

при нормальной глубине в 0,2 м в среднем равным 

приблизительно 3 000 000 кг, мы должны затратить только на 

перемещение этого груза 2 400 000 кг/м работы (пренебрегая 

небольшой затратой работы на скручивание пласта на отвале, на пре-

одоление трения почвы о рабочие элементы плуга и другими

моментами, которые будут приблизительно одинаковы в обоих

сравниваемых случаях). При структурной (комковатой) почве

затрата энергии на нормальную вспашку 1 га и ограничится

величиной, равной 2,4 млн. кг/м работы (не считая оговоренных

затрат), так как структурная почва представляет сыпучее тело,

не обладающее связностью ни в какой мере. При такой же

вспашке бесструктурной (распыленной или раздельно частичной)

почвы мы, кроме всей суммы работы, затрачиваемой на 

передвижение всего груза пахотного слоя 1 га, должны произвести еще

работу на преодоление связности. Мы должны отколоть пласт

от подпахотного слоя, с· которым пласт связан моментом 

связности. Такого же характера работы («скалывание») мы должны

произвести, чтобы отделить пласт от еще непаханного поля.

 

При переходе пласта из своего первоначального 

горизонтального положения на крутую наклонную поверхность лемеха

и отвала мы должны проделать работу крошения, т. е. 

расколоть пласт двумя системами трещин — вертикальными на

лемехе и наклонными на отвале. Образование трещин 

представляет прямое преодоление связности. Сумма всех затрат энергии

при нормальной (20 см) вспашке бесструктурной почвы в 

случае производства этой обработки в условиях влажности почвы,

при которой требуется наименьшая затрата работы на 

преодоление связности (так называемая «спелость» почвы), в 3—4 раза

больше той затраты, которая необходима для преодоления веса

пахотного слоя; т. е. если затрата энергии на нормальную 

обработку 1 га структурной почвы равна около 2 400 000 кг/м

работы, то такая обработка «спелой» бесструктурной почвы 

потребует .от 7 200 000 до 9 600 000 кг/м работы. Но такое «спелое»

.состояние бесструктурной почвы — явление скоропреходящее,

и чаще всего вспашка бесструктурной почвы производится при

ее «сухом», состоянии. В таких случаях затрата энергии 

прогрессивно повышается с уменьшением влажности и требует

в 5—7 раз больше затраты энергии, чем вспашка структурной

почвы, т. е. до 12—17 млн. кг/м работы на 1 га. Эти 

грандиозные колебания ярко демонстрируют, насколько 

непроизводителен труд при вспашке бесструктурной почвы и причину

частых невыполнений планов вспашки (преимущественно 

зяблевой) и не менее частых случаев перерасходов горючего. 

Максимальное возрастание связности наблюдается на раздельно-

частичных солонцах, на которых связность может достигнуть

20 и даже 40-кратного превышения связности структурной

почвы. Такое увеличение связности солонцов делает обработку

их конным инвентарем совершенно неосуществимой, а попытки

механизировать обработку их (без предварительной 

мелиорации) оканчиваются аварией инвентаря.

 

Величина связности бесструктурных почв зависит от 

состояния их влажности. Максимального выражения связность 

всякой почвы достигает при ее «абсолютно сухом» состоянии. В свою

очередь, этот исходный максимум связности всякой почвы 

зависит от ее механического состава, достигая минимума (иногда

нуля) в песчаных почвах и максимума в глинистых («иловатых»)

почвах. Второй момент, определяющий исходный максимум

связности всякой почвы, представляет ее микроагрегатность

(лёссовидность), а следовательно, содержание в ней углекислой

окиси кальция. Содержание извести влияет на понижение

связности почвы, причем это влияние сказывается тем сильнее,

чем мелкозернистее механический состав почвы, и своего 

максимума влияние извести на величину связности достигает на

глинистых почвах. Третий момент, определяющий величину

исходного максимума связности всякой почвы,— содержание

в ней органических остатков. Отношение этого момента к 

механическому составу почвы такое же, как и извести. Очень

часто (почти всегда) отождествляют влияние органических

остатков с влиянием перегноя, несмотря на то, что влияние этих

различных веществ диаметрально противоположно. Влияние

перегноя сложной смеси веществ в состоянии коллоидального

измельчения по характеру своему одного порядка, как и влия-

ние глины, и это влияние учитывается при определении влияния

механического состава (перегной целиком входит в 

механическую фракцию «глины» или «ила», т. е. частичек мельче 0,001 мм).

Отсюда и мало вразумительная формула, встречающаяся во

всех учебниках: «органическое вещество (какое?!) 

разрыхляет глинистые почвы и связывает песчаные». Большинство

«учебников» пишется не пером, а ножницами.

 

Исходный максимум связности всякой почвы изменяется в

закономерной зависимости от количества и содержания в почве

воды. По мере увеличения содержания воды в почве связность

ее непрерывно уменьшается, достигая своего минимума при

содержании воды в почве, равном 60% от волосной влагоем-

кости всякой почвы. Это состояние влажности, равное 60%

волосной влагоемкости почвы, характеризуется в производстве

как спелость почвы. Слишком сухая для обработки почва не

поддается сжатию кома рукой или пылит при раздавливании.

Ком спелой почвы легко раздавливается рукой; брошенный на

землю, он рассыпается, при сжатии рукой не образует блестящих

поверхностей и из него не выдавливается вода. Поэтому 

бесструктурную почву надо пахать в состоянии спелости. 

Очевидно, что производственное значение этого момента 

чрезвычайно велико»

 

Когда количественное содержание воды превысило 60% 

влагоемкости, связность скачком переходит в новое качество 

почвы — пластичность, выражающуюся в том, что масса почвы

становится способной под влиянием механических воздействий

изменять свою форму как одно целое, не раскалываясь на 

отдельности. Свойство пластичности приобретают не только

бесструктурные почвы, но и структурные. В структурной

почве, содержащей больше 60% воды по отношению к полной

ее влагоемкости, под воздействием механических причин 

отдельные комки сливаются в одну общую массу, т. е. 

комковатая почва утрачивает структурность, обращаясь в 

бесструктурную. Изменение связности почвы с изменением количествен·

яого содержания в ней воды до предела наступления спелости,

имеющее огромное производственное значение для 

бесструктурных почв, очевидно, ни в какой мере не относится к 

структурной почве, так как комковатая почва связностью не обладает.

Наоборот, пластичность почвы, наступающая после 

превышения степени влажности, определяющей ее спелость, почти не

имеющая значения при обработке бесструктурных почв (почти

потому, что практически мы имеем дело с почвами частично

структурными), приобретает огромнейшее производственное

значение для структурной почвы. Обработка слишком влажной

(мокрой), насыщенной водой до состояния полной влагоем-

кости структурной почвы обращает весь подвергавшийся 

обработке слой почвы в бесструктурное состояние. Признак 

состояния пластичности представляет выдавливание из сжатой

в горсти (кулаке) почвы воды и образование при обработке

такой почвы блестящих (мажущихся) поверхностей и 

расплющивание в лепешку брошенного на землю кома почвы.

Когда количественное содержание воды без различия в

•структурной или бесструктурной почве превышает величину

-ее полной влагоемкости, масса почвы приобретает свойство

текучести, т. е. в ее массе начинают в той или иной мере 

преобладать свойства воды (жидкости), т. е. способность передви-

"жения под влиянием собственного веса и гидростатического

давления. В таком состоянии масса почвы, расположенная на

-откосах, сползает по уклону откоса, образуя оползни, или 

отдельные слои ее выплывают или вспучиваются. Если масса 

такой «перенасыщенной» водой почвы расположена не на откосе

«пересеченного» рельефа, а на склонах более «спокойного»

рельефа, то такая масса почвы приобретает свойства «плывуна».

Юна «выплывает» из стенок и со дна ямы или котловины и 

заполняет их до уровня, высота которого определяется 

величиной гидростатического давления, под которым находится

пересыщенный водой слой почвы. В таком состоянии почва

образует «пучины» (от слова «пучить») на откосах и на дорогах,

прорывается иногда на поверхность, разливаясь вокруг пучин

или образуя грязевые вулканы, под давлением образующихся

в почве газов. Под влиянием веса сооружений плывун 

выдавливается, образуя пучины вокруг сооружений, а 

погружающиеся сооружения под влиянием неравномерной осадки

образуют трещины, деформируются и теряют устойчивость.

Текучесть пересыщенной водой почвы — причина весенней и

осенней распутицы.

Прочностью структурной почвы называется способность

ее комков не расплываться в воде с образованием 

бесструктурной грязи. Степень прочности почвы может быть очень 

различной. Комок почвы, положенный в воду, может мгновенно

расплываться в пятно бесформенной грязи, или постепенно

отслаивать корочки и чешуйки бесструктурной почвы, или

рассыпаться в конус микроструктурных агрегатов. Причина,

ускоряющая распадение таких комков, обладающих малой

прочностью, лежит отчасти в давлении пузырьков воздуха, 

выдавливаемых из сухих комков впитывающейся в них волосной

водой. Это видно из того, что такие комки сохраняют свою

форму в стоячей или медленно движущейся воде после того,

как предварительно смачиваются путем медленного 

пропитывания их водой, подводимой снизу и не препятствующей своим

давлением свободному выделению воздуха, вытесняемого 

волосной водой, проникающей в комки снизу (Г. И. Павлов). Это

обстоятельство производственно используется при замене 

примитивного способа орошения «напуском» орошением путем

впитывания воды, подводимой тем или иным способом снизу

(по бороздам, через фашины «подземным орошением», петерсе-

новским дренажем и др.). Но при смачивании почвы 

атмосферными осадками сверху (особенно ливневой и снеговой водой)

эта особенность структурных элементов почвы значения

не имеет.

 

Более прочные комки почвы сохраняют свою форму в 

движущейся воде, и встречаются почвы, сохраняющие свое струк-

турное состояние даже при многочасовом кипячении 

(структурные глинистые почвы центральной области поймы, 

целинные почвы «марей» ДВК и др.)·

Причина прочности структурных отдельностей долгое время

оставалась невыясненной, и до последнего времени еще часто

приводят ряд этих причин, который представляет простое 

отражение исторического хода воззрений на эти причины. 

Прежде приписывали прочность комков почвы цементирующему

влиянию нерастворимой в воде углекислой окиси кальция и

трехосновному фосфату кальция (Шлезинг-старший).

Этот взгляд опровергается тем, что рухляк карбонатной

породы совсем не обладает прочностью. Даже большие 

колебания количественного содержания фосфорной кислоты в 

бесперегнойных почвах не отражаются на их прочности. Кроме

того, фосфорная кислота, вносимая в форме растворимых 

фосфатов, быстро переходит в формы живого органического 

вещества и органических соединений. Нерастворимые фосфаты 

кальция доступны растениям только при наличности кислой реакции

почвы, прц которой трехосновной фосфат кальция не может

проявить цементирующего действия вследствие своей 

растворимости при кислой реакции почвы.

Позднее приписывали прочность почвы присутствию в ней

коллоидальной глины (Шлезинг-старший). Но количественное

содержание мельчайших коллоидальных частиц глины не 

только не остается без влияния на повышение прочности почвы

(Фадеев, Сабанин), но оказывает прямо противоположное 

действие: чем больше их количественное содержание, тем меньше

прочность почвы и тем труднее придать такой почве прочность

-структурдых отдельностей (Фадеев). Высказывается мнение,

что пер.егной отрицательно злияет на прочность почвы (Воль-

ни), но это мнение — механический вывод из ряда 

неправильных «опытов», в которых «перегной» вносился в испытуемую

-почву в виде тонкр измолотого (мельче 0,01 мм) порошка 

сфагнового торфа. Наконец, было твердо установлено, что

нерастворимый цемент, прочно соединяющий механические

элементы почвы в трудно размываемые водой комки,— перегной

(Фадеев). Для опытов был взят искусственно приготовленный

минеральный рухляк, представлявший промытый кислотой ц

перегнанной водой «воробьевский» третичный кварцевый песок

(акад. А. К. Павлов) с Воробьевых (ныне Ленинских) гор на

берегу р. Москвы (состоявший преимущественно из пылеватых

элементов), искусственно обогащенный в различных 

соотношениях иловатой механической фракцией (мельче 0,001 мм),

полученной из промытой горячей солдной кисдотой и 

перегнанной водой гжельской глины. Искусственные рухляки 

различного механцческого состава пропитывались в различных

количественных соотношениях искусственно полученным

«перегноем». Перегной приготовлялся из северного чернозема

(б. Ефремовского уезда Тульской губ.).

Чернозем промывался 10% соляной кислотой до 

исчезновения реакции на кальций, затем его декантацией отмывали от

избытка соляной кислоты. Промытый чернозем 

выщелачивался 2% аммиаком и черный раствор пропускался через 

промытые 10% соляной кислотой, 2% аммиаком и перегнанной водой

бактериальные фильтры — свечи Нордмейера под давлением.

Полученный черный раствор, не содержавший золы (при этой

работе попутно было опровергнуто господствовавшее мнение

Л. Грандо и Эгертца о существовании сложных растворимых

в аммиаке минерально-перегнойных комплексных соединений

в почве), считался молекулярно растворимой «гуминовоаммиач-

ной солью». После пропитывания рухляка соответствующим

количеством черного раствора рухляк высущивался и вновь

пропитывался слабой соляной кислотой в одцих случаях и 

раствором хлористого кальция — в других. После отмывания

хлористого аммония и избытка реактивов полученная темная

или черная искусственная почва высушивалась часть при 

комнатной температуре, часть при 102—105°, зернилд^ь на- комкц

в 2—3 мм в поперечнике и испытывалась на степень прочности

 

Структуры (на приборах Фадеева, а после на приборах Вильям-

са). При этом предполагалось, что в «почвах», промытых 

соляной кислотой, осаждалась свободная «гуминовая» кислота, а

в промытых раствором хлористого кальция — «гуминовокаль-

циевая соль» (опыт, начатый Фадеевым и оконченный Вильям-

сом). При испытании на степень прочности структуры комков

искусственно приготовленных «почв» оказалось, что комки,

сцементированные свободной гуминовой кислотой, обладают

прочностью лишь в малой степени, комки же, сцементированные

гуминовокальциевой солью, хотя и приобретают прочность, но

степень прочности колебалась в очень широких пределах и

установить причин колебаний не удалось. Из этих опытов был

сделан вывод (неправильный — механистический), что цемент,

определяющий прочность структуры природных почв, 

представляет гуминовокальциевую соль (Вильяме). При этих 

опытах попутно выяснилось, что подметить сколько-нибудь 

закономерные стехиометрические соотношения между содержанием

в почвах (природных и искусственно приготовленных) 

гуминовой кислоты и кальция не удалось, так же как не удалось и

объяснить этого явления при современном состоянии учения о

почве (до конца прошлого века).

 

Только после длительных исследований удалось твердо

установить, что прочность комков почвы зависит от 

пропитывания комков ульминовой кислотой, выделяемой анаэробными

бактериями при разрушении ими корневых остатков 

многолетних травянистых растений. Другие перегнойные кислоты —

гуминовая и апокреновая— только в исключительных условиях

могут принимать участие в этом процессе; участие креновой 

кислоты совершенно исключено, так как форм ее соединений,

нерастворимых в воде, совершенно неизвестно. Ульминовая

кислота, впитываясь в комки, легко переходит в 

денатурированное состояние, т. е. в состояние аморфного коллоидально

измельченного вещества. Как всякое коллоидально 

измельченное вещество, ульминовая кислота обладает способностью удер-

живать на поверхности своих гранул положительно 

заряженные ионы (катионы), образующие так называемые обменные

основания. От валентности обменных оснований, поглощенных

гранулами улъминовой кислоты, зависит отношение самих

гранул к воде (вернее, интермицелярной жидкости). Если 

поглощенный гранулой коллоида обменный катион одновалентен,

то сама гранула приобретает способность образовывать 

коллоидальный раствор, т. е. гранулы коллоида стремятся 

равномерно распределиться во всем окружающем объеме воды;

иначе, такой коллоид обладает свойством клея (колла — клей,

коллоид—клеющее вещество). Когда одновалентный обменный

катион путем обменной реакции замещен двухвалентным,

гранулы коллоида утрачивают способность к образованию

коллоидального раствора, т. е. коллоид обращается в цемент,

«нерастворимый» в пресной воде.

Ясно, что ульминовая кислота (или любое коллоидальное

вещество), содержащая в поглощенном состоянии 

одновалентный катион, не может служить цементом, определяющим 

прочность структуры почвы; такой цемент должен содержать 

поглощенный двухвалентный катион (практически кальций).

Многовековое производственное наблюдение показывает,

что всякая полевая почва, обладавшая весной совершенно 

прочной комковатой структурой, утрачивает ее в течение 

вегетационного периода, и после уборки поверхность всякой полевой

почвы до некоторой глубины представляет бесструктурную

массу. Изучение этого явления, имеющего огромное 

производственное значение, заставляет признать его результатом 

воздействия на полевую почву трех групп процессов, результатов

обстановки производственного использования полевой почвы.

Самая простая по своей очевидности — группа процессов

механических. Нельзя себе представить культуры, не 

сопряженной с передвижением по поверхности поля тяжестей; 

передвигаются люди, живые двигатели, тракторы, 

почвообрабатывающие машины, сеялки, машины ухода, уборочные машины,

повозки с семенами, удобрениями и с убираемым урожаем.

Сами почвообрабатывающие машины своими рабочими 

элементами (сошники сеялки) растирают комки в пыль.

Очевидно, что всякая тяжесть встречает сопротивление

раздавливаемых поверхностных комков, и давление тяжелого

тела на следующие слои комков будет уменьшено на величину

сопротивления раздавливанию вышележащих комков. 

Другими словами, величина всякого давления на поверхность почвы

будет затухать. Наблюдение показывает^ что в среднем всякое

давление затухает приблизительно на глубине 10 см. До сих

пор еще приходится встречаться с предрассудком, что тракторы

вследствие своего большого веса разрушают структуру почвы

сильнее, чем живые двигатели. Но важен не абсолютный вес

машины, а величина давления на единицу поверхности. Прямые

трехлетние исследования в этом направлении показали, что

исключительно тракторное производство всех операций в 

трехпольном севообороте приблизительно вдвое меньше разрушает

структуру почвы, чем в том случае, когда все эти операции в

том же севообороте производились конной тягой. Не следует

переоценивать вреда механического разрушения структуры, так

как она будет разрушена другими процессами. Но из этого 

никак нельзя сделать противоположного вывода, что этот вред

можно недооценивать. Вред не подлежит сомнению, и с ним

необходимо не только считаться, но и бороться. Самое 

действительное средство борьбы с механическим разрушением 

структуры лежит в замене непосредственного передвижения 

двигателей по полю тросовой (канатной) передачей энергии 

непосредственно рабочим органам, т. е. в электрификации всей

машинизации рабочих процессов. Совершенно очевидна 

непосредственная связь механического разрушения структуры

со связностью комков. Поэтому всякое неизбежное 

передвижение тяжестей по поверхности почвы (возка навоза, пастьба)

должно приурочиваться к тому времени, когда связность почвы

наиболее выражена, т. е. к сухому состоянию поверхности почвы.

 

Несколько сложнее вторая группа процессов утраты 

прочности поверхностью почвы в течение каждого вегетационного 

периода — причин химических. Все без исключения атмосферные

осадки содержат две аммонийные соли — углеаммиачную и

азотноаммиачную. Аммиак образуется в атмосфере в 

результате так называемого «тихого разряда» и так же образуется и

азотная кислота. Аммиак соединяется частью с углекислотой

воздуха и с образующейся азотной кислотой, и все 

атмосферные осадки, проходя через воздух, растворяют эти соли.

Вследствие малого содержания этих солей и небольшой 

концентрации их растворов обе соли находятся в состоянии полной

ионизации. При проникновении атмосферной воды в почву

катион аммония вытесняет обменный кальций из поглощенного

перегноем состояния и становится на его место. Перегной, 

утративший поглощенный катион кальция и поглотивший вместо

него катион аммония, становится коллоидально растворимым

в воде, и почва постепенно утрачивает свою прочность, 

начиная с поверхности. Наблюдение показывает, что в среднем

всякая полевая почва в течение каждого вегетационного 

периода утрачивает прочность, а следовательно, и структуру на

среднюю глубину 10 см. Этот же процесс дает полное 

объяснение всем известного явления, что грозовые дожди, даже если

они не имеют характера ливня, так разрушительно действуют

на утрату поверхностью почвы комковатой структуры.

Вытесненный из верхних горизонтов почвы катион кальция

соединяется с свободными анионами тех солей, в форме которых

притекал поглощенный катион аммония,— с анионами 

угольной и азотной кислот. Образующиеся две соли (бикарбонат

окиси кальция и азотнокислый кальций) промываются в более

глубокие слои, и катион кальция, освобождающийся при 

ионизации азотнокислого кальция в более глубоких слоях почвы,

вытесняет поглощенный перегноем катион аммония и придает

почве прочность. Структура более глубоких горизонтов 

восстанавливается корневой 'системой культурных растений, раз-

бивающих почву на комки. На этом основана необходимость

один раз в вегетационный период производить так называемую

основную вспашку полей, и очевидно, что основная вспашка

должна производиться осенью после уборки, т. е. так 

называемая зяблевая вспашка, и должна производиться плугом, а не

рыхлящим орудием, так как цель основной вспашки — сбросить

на дно борозды верхние 10 см утратившей прочность почвы и

вывернуть на поверхность 10 см прочной структурной почвы.

На этом основании нормальной глубиной основной (зяблевой)

вспашки общепризнаны 20 см (10+10), и совершенно очевидно,

что мелкая основная вспашка, а тем более рыхление никакого

производственного смысла не имеют.

Третья группа процессов, определяющих утрату полевой

почвой структуры, еще глубже захватывает самую причину и

структуры, и прочности, и урожайности. Культурные растения

требуют пищи в форме простых окисленных минеральных 

соединений при одновременном снабжении их максимальным

количеством воды. Для этого мы поддерживаем в почве 

непрерывный аэробный процесс и структурное состояние. Аэробный

процесс быстро, полно и неудержимо разрушает органическое

вещество, и без этого условия нельзя создать необходимой 

обстановки для развития культурных растений. Но перегной,

основа прочности структуры почвы, также органическое 

вещество, и совершенно очевидно, что перегной также 

разрушается аэробным процессом и почва лишается главной причины

своего эффективного плодородия. Поэтому совершенно 

очевидно, что для поддержания эффективного плодородия почвы

необходима система возобновления в ней запаса перегноя, 

непрерывно разрушаемого при культуре сельскохозяйственных

растений. Эта система носит название системы земледелия,

и сущность ее заключается в устранении в почве антагонизма

воды и пищи растений или в поддержании условий 

эффективного плодородия почвы. Ясно, что система земледелия 

представляет центральное основное звено земледелия и только на этой

базе возможно планомерное и рациональное развитие двух

других систем, слагающих земледелие,— системы обработки

почвы, регулирующей отношение ее к воде, и системы 

удобрения, регулирующей отношения почвы к элементам пищи 

растений.

 

 

 

К содержанию книги: Василий Робертович Вильямс. Земледелие

 

 

Последние добавления:

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

 

Вернадский - химическое строение биосферы

 

Тайны ледниковых эпох

 

ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ В ГОЛОЦЕНЕ