Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

водить и удерживать тепло во многом непосредственно опреде­ ляет рост и развитие растений, а также биологические процессы, с которыми связано плодородие почвы. Ее тепловой режим как

Т а б л и ц а 47. Порозность и аэрация структурной почвы, сложенной агрегатами разных размеров

(по А. Дояренко, 1924)

совокупность поступления, отдачи и передачи тепла зависит от цвета и водно-воздушных свойств почвы, от того, насколько ее поры заняты малотеплоемким и малотеплопроводным воздухом или высокотеплоемкой и теплопроводной водой.

Содержание в почве органического вещества. В органическом веществе почвы содержится основная часть запасов азота, около 80% серы и около 60% фосфора. Элементы питания, связанные с органическим веществом, не вымываются из почвы и в то же время могут постепенно использоваться растениями. Органиче­ ское вещество почвы является источником энергии для микро­ организмов, мобилизующих элементы питания для растений из растительных остатков и минеральной части почвы. Установлено, что некоторые органические вещества почвы могут непосред­ ственно усваиваться растениями и содержат стимуляторы роста последних. С количеством и качественным составом органиче­ ского вещества связано образование водопрочной структуры и формирование благоприятных для растений водно-физических и технологических свойств почвы.

Биологическая активность почвы. Она определяется числен­ ностью, составом и активностью почвенных микроорганизмов и почвенной фауны, активностью ферментов, которые непосред­ ственно участвуют в трансформации недоступных растениям эле­ ментов питания почвы и растительных остатков в доступные им соединения. С биологической активностью почвы связано образо­ вание в ней микробных продуктов, стимулирующих рост расте­ ний, или, наоборот, оказывающих на них токсические действия. Микробные метаболиты и отмирающие популяции микробов, мас­ са которых может достигать 6 т/га, играют важную роль в про­ цессах образования гумуса почвы. В биомассе отмирающих

252

микроорганизмов содержится около 12% азота, 3% фосфора и 2,2% калия. При ее разложении около одной трети азота ис­ пользуется микроорганизмами, а две трети — растениями. Биологическая активность почвы определяет фиксацию атмо­ сферного азота и образование углекислоты, участвующей в про­ цессе фотосинтеза растений.

Поглотительная способность почвы. Она тоже обусловливает ряд жизненно важных для растений свойств почвы — ее пищевой режим, химические и физические свойства. Благодаря ей элемен­ ты питания удерживаются почвой и меньше вымываются осад­ ками, оставаясь в то же время легкодоступными для растений. Важную роль при этом играет емкость поглощения почвы. От состава поглощенных катионов зависят реакция почвы, ее дисперсность, способность к агрегированию и устойчивость по­ глощающего комплекса к разрушающему действию водой в про­ цессе почвообразования. Поглощенный водород, алюминий и особенно поглощенный натрий способствуют разрушению ее по­ глощающего комплекса, снижают способность почвы удерживать и закреплять гумусовые вещества. Насыщенность поглощающего комплекса кальцием, наоборот, обеспечивает растениям благо­ приятную, близкую к нейтральной реакцию почвы, предохраняет ее поглощающий комплекс от разрушения, способствует агреги­ рованию почвы и закреплению в ней гумуса. Поэтому кальций называют «стражем плодородия почвы».

15.5. Факторы, лимитирующие почвенное плодородие

Как показано выше, элементами (факторами) почвенного плодородия служат практически все физические, химические и биологические свойства почв. Важно иметь в виду, что то или иное свойство почвы может оказывать как положительное, так и отрицательное (лимитирующее) влияние на уровень ее потен­ циального или эффективного плодородия в зависимости от его качественного и количественного проявления.

В агрономии и агрохимии давно известен «закон минимума», согласно которому урожай растений определяется тем фактором, который находится в минимуме в данный момент: при достаточ­ ном количестве азота и фосфора, например, в почве может не хватать калия или, скажем, кальция или железа, а при полной обеспеченности всеми элементами питания может не хватать воды или при оп­ тимуме пищи и воды может недоставать тепла и т. п. При этом уровень эффективного плодородия иллюстрируется известным рисунком бочки из планок разной высоты, уровень воды в кото­ рой лимитируется минимальной планкой. Отсюда и второй не ме­ нее известный рисунок, обошедший все учебники, иллюстриру­ ющий прогрессивно растущие урожаи по мере постепенного уве-

253

личения один за одним всех факторов плодородия: сначала, до­ пустим, дается увеличение азота, а когда при оптимуме азота в минимуме оказывается фосфор, то дают увеличение фосфора, затем последовательно так же поступают и с другими факторами плодородия, пока, наконец, не достигается желаемый результат при оптимуме всех факторов. Однако этот красивый и теоретиче­ ски вроде бы хорошо обоснованный процесс на практике рабо­ тает отнюдь не всегда, хотя бы в силу того, что не всегда из­ вестны все нужные растению факторы и их оптимальные соотно­ шения, а перебирать все возможные варианты можно тысячелетия, что, кстати, человек и делает на протяжении своей истории. Сейчас к этому подключены ЭВМ и математические уравнения «программирования урожаев».

В почвоведении принят иной подход. Наряду с задачей обеспечения оптимального состояния почвенных факторов жизни растений или элементов почвенного плодородия ставится и прак-

254

тически решается задача ликвидации или минимализации лими­ тирующих почвенное плодородие факторов с помощью коренных почвенных мелиорации и агротехнологических приемов. В табл. 48 перечислены основные лимитирующие факторы почв и соответ­ ствующие приемы их мелиорации. Ряд почв обладает не одним каким-то лимитирующим фактором, а целым комплексом их. Например, солонцы-солончаки имеют высокую щелочность, высо­ кое солесодержание и крайне неблагоприятные физические свой­ ства. Отсюда необходимость комплексных мелиорации.

15.6.Особенности требований культурных растений

кпочвам

В отношении требований к почве растения природных фитоценозов и агроценозов существенно различаются. В природных фитоценозах растительный покров представлен растениями раз­ ных видов. Они различаются по биологической стойкости, по по­ треблению воды и элементов питания как в количественном от­ ношении, так и по времени максимального потребления на протя­ жении годового периода вегетации. Ярусное расположение их надземной и подземной массы позволяет наиболее полно исполь­ зовать солнечный свет, тепло и плодородие почвы. При устано­ вившемся динамическом равновесии природный фитоценоз пред­ ставляет собой устойчивое растительное сообщество, приспособ­ ленное к условиям местности и почве.

Агроценоз, за исключением немногих смешанных и совмест­ ных посевов, представлен популяцией растений одного вида и сорта. Все они за короткий период вегетации потребляют очень много воды и элементов питания, а периоды максимального пот­ ребления по фазам роста у всех растений совпадают во времени. На протяжении длительной истории окультуривания природных растений человек создавал для них наиболее благоприятные ус­ ловия роста, подбирал и менял их сорта, «изнежил» их, и они утратили стойкость по отношению к неблагоприятным условиям среды. По сравнению с дикими растениями и сорняками у них ниже способность усваивать элементы питания из труднодоступ­ ных соединений, их продуктивность в большей степени подвер­ жена колебаниям экологических условий и особенно погоды. Они без помощи человека не выдерживают конкурентной борьбы с сорной растительностью. По сравнению с природными фитоценозами агроценозы являются менее устойчивой экосистемой и очень требовательны к свойствам почвы.

Культурные растения выращивают в разных природных зо­ нах, используя для этого почвы, обладающие разными свой­ ствами. Можно сказать, что свойства большинства природных почв в резкой степени не соответствуют высоким требованиям современных культурных растений. Хотя у разных культур требо-

255

вания к почве неодинаковые, среди них можно выделить ряд об­ щих для всех культурных растений.

Для укоренения проростков и хорошего развития корневой системы культурным растениям нужна почва, обладающая такой умеренной плотностью и порозностью, которая обеспечивает достаточную аэрацию и газообмен с атмосферой без пересуши­ вания почвы и чрезмерной минерализации ее органического ве­ щества. Культурные растения очень чутко реагируют на увеличе­ ние плотности почвы и на ухудшение ее аэрации. Для разных культур оптимальная плотность различна, но у многих из них урожай резко снижается, если плотность почвы достигает 1,45— 1,60 г/см3. Культурные растения в одновидовых посевах при хо­ рошем росте потребляют очень большое количество элементов питания в легкодоступных формах, особенно в ответственные начальные периоды роста. При рекордно высоких урожаях зерна пшеницы (100 ц/га) и корней сахарной свеклы (1000 ц/га) по­ требление азота может достигать соответственно 350—510 кг,

вагроценозах химических

* Р о д и н Л. Е., Б а з и л е в и ч Н. И., 1965.

256