ПОЧВА КАК СРЕДА ДЛЯ РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ. ПЛОДОРОДИЕ почвы

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Книги Докучаева

Прянишников

 Костычев 

Полынов

Биогеоценология

Геология

Геолог Ферсман

Ковда. Биогеохимия почвы

Глазовская. Почвоведение и география почв

Жизнь в почве 

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Фитоценология

Химия почвы

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Происхождение растений

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Общая биология

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

Вопросы о плодородии почв связаны с требованиями, предъявляемыми отдельными видами растений, доступностью питательных веществ, условиями воздушно-водного режима, реакцией среды, присутствием микроэлементов и рядом других причин.

Вполне понятно, что в условиях такого сложного и динамичного тела, как почва, вопросы ее полодородия являются сложными и многогранными. Основными питательными веществами для растений, как показали опыты с водными культурами и культурами в прокаленном песке, являются азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера. Кроме того, известно, что растения нуждаются в очень малых количествах так называемых микроэлементов, к которым относятся марганец, бор, кобальт, молибден, цинк, медь, йод и др.

Из основных питательных веществ большинство почв обеспечено кальцием, магнием, железом и серой, поэтому полным удобрением NPK считается внесение азота, фосфора и калия. Часто практикуемое внесение больших доз кальция связано не с удобрением почв, а с улучшением их химических и физических свойств (известкование, гипсование). Из микроэлементов наиболее часто возникает потребность во внесении меди и бора.

Важным является вопрос о том, в каких формах химических соединений питательные вещества доступны высшей растительности. Здесь прежде всего следует отметить, что прямое потребление питательных веществ высшей растительностью связано с их минеральными формами.

Азот в форме, доступной высшей растительности, встречается в почве в виде нитратного (соли азотной кислоты) и аммиачного (аммиачные соли и поглощенный аммиак). Образование нитратов и аммиака в почве есть прежде всего результат микробиологических процессов, поэтому в вопросах азотного питания большую роль играет микробиологическая активность почвы.

Следует также отметить, что различают автотрофное и микотрофное питание растений. Первое связано с прямым поглощением питательных вещств, второе происходит при участии грибов. В вопросах азотного питания роль бактерий и грибов очень велика.

Фосфор поступает в растения из почвы прежде всего в форме солей фосфорной кислоты. Легкоусвояемыми солями фосфорной кислоты являются более растворимые щелочные соли и однокальциевые фосфаты. Двух- и трехзамещенные кальциевые фосфаты менее доступны, однако в ряде случаев они могут переходить в однозаметенные. Фосфаты алюминия и железа малодоступны растительности.

Около 50% содержащейся в почве фосфорной кислоты представлено органической формой. В результате микробиологических процессов эти органические формы соединений фосфора переходят в формы, доступные для растений.

Калий в почве может быть в форме растворимых солей, а также в форме обменного и силикатного калия. Силикатный калий недоступен растительности, но при выветривании силикатов он может переходить в доступные для растительности формы обменного и водорастворимого. Можно также считать, что некоторая часть калия связана с органическим веществом почвы.

Подвижность питательных веществ в <почве может играть не только положительную роль (доступность растениям), но и отрицательную (вынос веществ фильтрующимися водами). Также может иметь место переход подвижных форм в формы, недоступные высшей растительности.

Наиболее подвижными считаются соли азотной кислоты, затем соли калия; соли фосфорной кислоты относительно малоподвижны. Подвижность солей в почве необходимо учитывать при внесении удобрений.

Наблюдается особый характер влияния тех или иных питательных веществ на развитие растений. Так, азот способствует усиленному развитию вегетативных органов; фосфор влияет на увеличение выхода зерна и развитие корневой системы: калий увеличивает морозо- и засухоустойчивость растений.

Для нормального развития растений требуется известное соотношение доступных питательных веществ в почве. Нарушение соотношения питательных веществ в почтенном растворе может привести к нежелательным последствиям. Так, избыток азота приводит к удлинению периода созревания и усиленному развитию вегетативных органов; высокая концентрация кальция — к заболеванию картофеля (парша), а также ухудшает качество льняного волокна. Можно также отметить вредное влияние подвижного алюминия на лен, ячмень, клевер, сахарную свеклу.

В отношении микроэлементов можно привести следующие характерные факты.

Бор положительно влияет на урожай кормовой и сахарной свеклы, кукурузы, хлопчатника, гороха, ячменя и других культур. Опрыскивание клевера раствором борной кислоты в период цветения значительно повышает урожай семян. На некоторых торфяниках мы не .получаем урожая зерновых без внесения соединений меди.

Исследователями отмечалось благоприятное влияние марганца на урожай картофеля. При этом наблюдается повышение питательной ценности сельскохозяйственной продукции:

повышение содержания сахара в свекле, крахмала в клубнях, белка в зерновых, витамина С в капусте, томатах, огурцах, каротина в моркови. При недостатке меди в кормах у скота появляется болезнь лизуха, а при недостатке кобальта развивается сухотка.

Высокая концентрация солей в почвенном растворе может отрицательно влиять на растения, главным образом благодаря нарушению поступления влаги в растение.

Затруднение с поступлением воды в растение, сопровождаемое ее повышенным расходом, приводит растение к гибели в тех условиях, где сама по себе концентрация солевого раствора еще определяет возможность развития растений. Наиболее вредными солями являются углекислый (сода) и хлористый (поваренная соль) натрий. Губительное влияние этих солей на большинство растений проявляется уже при концентрации 0,3-0,5%.

В присутствии углекислого кальция соли по своему вредному влиянию располагаются в следующий ряд:

Na2C03>NaHC03>NaCl>CaC]2>Na2b04>M-Cl2>MgS04.

Одновременное присутствие различных солей может быть связано с их антагонизмом. Это проявляется в том, что при понижении концентрации одной из солей в растворе действие смеси солей усиливается (например, смесь солей Na2SO.i и Na2C03 при уменьшении содержания Na2S04 усиливает свое действие).

Большую роль в определении свойств почвы как среды для развития и существования растительности играет концентрация водородных ионов в почвенном растворе, которая обозначается рН  .

Схема, характеризующая отношение культурных растений к реакции среды пахотных горизонтов. Естественная растительность, в частности древесные породы, также чувствительна к реакции среды. Из главных пород лесного хозяйства сосна мирится с наиболее кислой реакцией и встречается на почвах, где рП достигает 3. Ель 'Предъявляет иные требования к реакции почв, и условия ее произрастания связаны с меньшей кислотностью почвы. Дуб еще более требовательная порода к кислотности почвы и надо полагать, что его продвижение на север сильно ограничивается этим фактором. Щелочная реакция среды — один из факторов, ограничивающих поселение древесных пород. Однако нельзя забывать, что реакция почвы меняется но ее профилю и вместе с тем для верхних горизонтов почвы этот фактор подвержен сезонным колебаниям.

Большую роль величина рН играет в определении условий развития микроорганизмов в почве. Можно полагать, что кислым почвам более свойственна грибная флора, менее кислым и нейтральным — бактериальная фауна.

Таким образом, вопросы плодородия почв связаны не только с содержанием питательных веществ в доступной форме» но и с рядом химических свойств ее и характером микробиологической деятельности.

Однако плодородие почвы определяется не только химическими, но и физическими свойствами. Последние характеризуют воздушно-водный режим почвы и условия проникновения корневой системы растений в ее толщу (мощность корнеоби- таемого слоя). Физические свойства почвы, определяя условия воздушно-водного режима, влияют вместе с тем и на процессы мобилизации питательных веществ. Переход питательных веществ в формы, доступные высшей растительности, связан с микробиологической деятельностью, которая в большой мере зависит от воздушно-водного режима почвы.

Воздушно-водный режим, как было видно при рассмотрении гранулометрического состава грунтов, связан с механическим составом почвы. Здесь имеются две крайности: пески, обладающие легкой водо- и воздухопроницаемостью, и глины, обладающие плохой водо- и воздухопроницаемостью. Первые обеспечивают наличие воздуха и кислорода, но не сохраняют влагу, вторые хотя и способны удерживать влагу, но этим еще более ухудшают аэрацию почвы. Однако и при меняющемся соотношении песка и глины почвы не в состоянии существенно улучшить свои физические свойства, если они сохраняют раздельночастичное или микроагрегатное состояние.

Благоприятные физические свойства почвы в сельском хозяйстве связывают прежде всего с ее макроструктурой, а также с размерами и формой тех микроагрегатов, которые образуются при склеивании ее механических отдельностей. Образование благоприятных форм структуры (зернистой, комковатой) приводит к тому, что почва одновременно приобретает свойства песка и глины. Присутствие структурных отдельностей в форме зерен и мелких комков создает условия воздухо- и водопроницаемости в связи с образованием крупных (некапиллярных) межагрегатных пространств. Имеющиеся внутри агрегатов тонкие (капиллярные) поры создают условия сохранения влаги в форме, доступной для растительности.

Этому требованию отвечают почвы, обладающие размером структурных агрегатов, по В. Р. Вильямсу от 1 до 10 мм, по П. П. Мосолову—-от 0,25 до 10 мм. Такие структурные почвы поглощают талые и дождевые воды, сокращают потерю влаги и обеспечивают достаточную аэрацию почвы. Вместе с тем такая почва, обладая рыхлостью, создает большую легкость проникновения корней и облегчает ее обработку. Одновременно структурная почва обладает противоэрозионными свойствами и благоприятствует развитию микробиологических процессов.

В результате изложенного В. Р. Вильяме считал, что одной из основных задач земледелия является создание структуры почв и мероприятия по ее поддержанию, так как структура почв в процессе их обработки и влияния некоторых сельскохозяйственных культур может ухудшаться. В. Р. Вильяме полагал, что основным путем создания и поддержания структуры почв является введение в севооборот трав, так как они обеспечивают накопление активного перегноя — основного структурного клея.

Нельзя также забывать, что почва является источником углекислоты, образующейся в процессе разложения органических веществ. Так называемое «дыхание» почвы, связанное с поглощением кислорода и выделением углекислоты, играет существенную роль при определении баланса углекислоты в приземном слое воздуха. По подсчету Лундегарда, ежегодно растительным миром из воздуха поглощается 59 млн. т углекислоты. При таком потреблении запасов углекислоты в воздухе хватило бы всего на 35 лет. «Дыхание» почвы — это существенный вклад в дебит углекислоты воздуха, и выделение углекислоты из почвы оказывает существенное влияние на урожай.

Таким образом, для высокого эффективного плодородия почв сельскохозяйственного пользования необходимо воздействие на биологические, химические и физические свойства почвы.

Здесь является необходимым изменение неблагоприятной реакции почв и концентрации солей, внесение удобрений, создание мощного и структурного пахотного слоя. Сюда же относятся и такие мероприятия, как орошение, борьба с поверхностным стоком и испарением влаги, снегозадержание, осушительные мелиорации.

К содержанию книги: ЗАЙЦЕВ. Курс почвоведения