Агрохимические и агрофизические показатели почвенного плодородия.
Группу агрохимических факторов плодородия составляют содержание и режим питательных веществ, а также щелочно-кислотные и поглотительные свойства почвы. Необходимо в почвенном растворе создавать оптимальные со-отношения между питательными элементами. Это достигается внесением ми-неральных удобрений, известкованием или гипсованием. Более подробно об этом мы поговорим в дальнейшем.
В группу агрофизических факторов следует отнести гранулометрический состав почвы, структура и строение пахотного слоя, мощность пахотного гори-зонта и т . д.
По характеру воздействия на организмы факторы плодородия могут быть разделены на группы: 1) необходимые для жизни; 2) косвенные; 3) токсические; 4) случайные.
К необходимым факторам плодородия относятся световая энергия, пита-тельные вещества, тепло и др.Косвенные факторы плодородия влияют на интенсивность и характеры дей-ствия необходимых факторов жизни. Их набор и особенности определяются средой обитания.
Токсические факторы нарушают физиологические функции организма рас-тений. С нарастанием их содержания в среде происходит снижение продуктив-ности и гибель растений (химические соединения, фитонциды).
Случайные факторы в почвах возникают, как правило, под влиянием резких изменений погодных условий: снижение температуры весной или летом, затоп-ление, засыпка пылью и т. д.
14. Общие физические и технологические свойства почвы. Приемы их регулирования. К общим физическим свойствам почвы относятся плотность твердой фазы, плотность сложения и пористость.
Плотность твердой фазы почвы — отношение массы ее твердой фазы к массе воды при 4°С в том же объеме. Выражается она в г/см3. Ее величина определяется соотношением в почве компонентов органической и минеральной частей. Для органических веществ (опад растений, торф, гумус) плотность твердой фазы колеблется от 0,2-0,5 до 1,0-1,4 г/см3, а для минеральных соединений — от 2,1-2,5 до 4,0-5,18 г/см3. Минеральные горизонты большинства почв имеют плотность твердой фазы от 2,4 до 2,65 г/см3, а торфяные горизонты — от 0,2-0,3 до 1,8 г/см3.
Плотность (или плотность сложения) почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается она в г/см3. Плотность почвы зависит от минералогического и гранулометрического составов, структуры и содержания органического вещества. Она может существенно изменяться при обработках, под уплотняющим воздействием передвигающихся машин и орудий. Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность приходит в состояние равновесия, т. е. мало изменяется (до следующей обработки).
Верхние горизонты почвенного профиля, содержащие больше органического вещества, лучше оструктуренные, подвергающиеся рыхлению, имеют более низкую плотность, которая вниз по профилю возрастает. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги и ее передвижение в профиле, газообмен, развитие корней, интенсивность микробиологических процессов, условия существования почвенных насекомых и животных. Оптимальная плотность корнеобитаемого слоя для большинства культурных растений 1,0-1,2 г/см3.
Пористость (или скважность) почвы — суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Ее выражают в % от общего объема почвы и вычисляют по показателям плотности почвы (dv) и плотности твердой фазы (d).
Пористость зависит от гранулометрического состава, структурности, деятельности почвенной фауны, содержания органического вещества, в пахотных горизонтах — от частоты и приемов обработки и окультуренности почвы.
Различают капиллярную и некапиллярную пористость, составляющие вместе общую пористость. Поры могут быть заполнены водой и воздухом. Некапиллярные поры обеспечивают водопроницаемость и воздухообмен, капиллярные — удерживают воду за счет капиллярных сил. Для создания хорошего и устойчивого запаса влаги при одновременном нормальном воздухообмене (аэрации) необходимо, чтобы капиллярная пористость составляла 55— 65 % общей пористости. Если она меньше 50 %, то воздухообмен ухудшается и может возникнуть анаэробиозис. Для наилучшего обеспечения растений водой и воздухом и высокой эффективности применяемых удобрений и других мероприятий по созданию высоких урожаев важно, чтобы почвы имели наибольшую капиллярную пористость, заполненную водой, и одновременно пористость аэрации не менее 15 % объема в минеральных и 30—40 % в торфяных почвах.
15. Режимы почв (водно-воздушный, тепловой), их значение в жизни растений. Способы регулирования.Для своего нормального развития культурные растения требуют опти-мального водно-воздушного, теплового и пищевого режимов почв.Водный режим – это совокупность всех явлений поступления влаги в поч-ву, ее передвижение, удерживание и расхода из почвы.Приходная статья состоит из влаги атмосферных осадков, поливных вод при орошении. Поступившая вода под действием силы тяжести проникает в почву (явление водопроницаемости). Это способность почвы пропускать через себя воду. Она зависит от грансостава, структуры, сложения, минералогического со-става почвы. Часть поступившей влаги может удерживаться в почве. Хорошая водопроницаемость обеспечивает в почве создание больших запасов влаги, что особенно важно для территории с неравномерным выпадением осадков. Низкая водопроницаемость и достаточный уровень увлажнения способствуют застаи-ванию воды на поверхности почвы и вымачиванию культур, а на склонах – раз-витию эрозии.Излишне высокая водопроницаемость препятствует созданию хорошего за-паса воды в корнеобитаемом слое почвы и даже при достаточном количестве атмосферных осадков растения могут страдать от недостатка влаги. Водоудерживающая способность – свойство почвы удерживать то или иное количество воды. А наибольшее количество воды, которое способна удерживать почва теми или иными силами называется влагоемкостью. Она зависит от гра-нулометрического и минералогического состава, содержания органического ве-щества.Однако влага в почве может не только просачиваться, но и подниматься вверх. Водоподъемная способность – это способность почвы медленно втяги-вать в себя воду по капиллярам под действием менисковых сил. Это свойство тем выше, чем меньше диаметр капилляров.Тесную взаимосвязь с водным режимом имеет воздушный режим почвы.
Это совокупность всех явлений поступления, передвижения, изменения состава и физического состояния воздуха в почве, а также его газообмен с атмосфер-ным.Наиболее благоприятный воздушный режим складывается в структурных почвах с оптимальным строением пахотного слоя, обладающих рыхлым сложе-нием, способных быстро пропускать и перераспределять поступающие в них воду и воздух.К важнейшим свойствам почвы относятся воздухоемкость и воздухопрони-цаемость.Воздухоемкость – способность почвы содержать в себе определенное коли-чество воздуха. Она зависит от пористости, структуры, грансостава и степени увлажнения почвы. Чем больше воды в почве, тем меньше ее воздухоемкость. Воздухопроницаемость – свойство почвы пропускать через себя воздух. В легких структурных и оптимально увлаженных почвах воздухопроницаемость выражена лучше, чем в тяжелых бесструктурных переувлажненных почвах. При хорошем структурном состоянии воздухопроницаемость чрез 60 мин после обильного увлажнения должна составлять 60 мл/мин и более, при среднем – 40-60 мл/мин, а в бесструктурной почве – не более 20 мл/мин.
Величина дыхания почвы колеблется в пределах от 0,5 до 10 кг/га на 1 м2в зависимости от свойств почвы, интенсивности микробиологических процессов, характера растительности и развития корневой системы. Таким образом, для создания оптимального водно-воздушного режимов не-обходимо направить силы на оструктуривание почв, создание мощного пахот-ного слоя путем внесения органических, известковых удобрений, посева много-летних трав, рациональной обработки почвы, осушения или орошения и т. д.Темперный режим почвы также существенный фактор роста и развития рас-тений, а также жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Совокупность явлений поступления, аккумуляции и отдачи тепла называется тепловым ре-жимом.Различные почвы обладают неодинаковыми тепловыми свойствами. Почвы
темные нагреваются быстрее, чем светлые; переувлажненные – медленнее про-греваются и также охлаждаются. Глинистые почвы прогреваются медленнее и требуют больше тепла (холодные почвы), песчаные – прогреваются быстрее (теплые почвы). На этом основании строится весенняя обработка почв. Основными источниками тепла в почве является солнечная радиация и теп-лота, выделяемая в процессе разложения органического вещества.Важными тепловыми свойствами являются: Теплопоглощение – способность почвы поглощать тепловые солнечные лучи. Потеря или отдача тепла в окружающую атмосферу называется теплоизлу-чением.Теплоемкость – способность почвы удерживать тепло. Она зависит от гра-нулометрического состава почвы, содержание в ней гумуса и увлажнения.Теплопроводность – это способность почвы проводить тепло от более про-гретых слоев к более холодным. Она зависит от теплопроводности составных частей почвы: воды, воздуха и твердой фазы.Следовательно, чем больше в почве воздуха и органического вещества, тем хуже она проводит тепло и тем дольше его сохраняет. Сухие бесструктурные почвы нагреваются быстрее, но и быстрее теряют тепло. Увлажненные, рыхлые, богатые органическим веществом почвы нагреваются медленнее, но зато излу-чают его постепенно. В таких почвах тепло удерживается дольше, что благо-приятнее для роста и развития возделываемых культур.Тепловой режим почвы регулируют с помощью орошения, снегозадержания, мульчирования и рыхления почвы.
16. Пищевой режим почвы. Приемы его регулирования. Значение элементов питания в жизни растений. К основным приемам воздействия на пищевой режим почвы относят внесение органических и минеральных удобрений и извести на почвах с повышенной кислотностью, введение в севооборот бобовых культур, применение правильной обработки почвы, улучшение ее структуры и создание благоприятных условий для жизнедеятельности полезных микроорганизмов. Особенно велика потребность в удобрениях у растений, возделываемых на дерново-подзолистых почвах, бедных питательными веществами. На этих почвах при благоприятных погодных и других условиях удобрения способны увеличивать урожай многих сельскохозяйственных культур в 1,5—2 и более раза.
Многолетними исследованиями и опытами Всесоюзного института удобрений и агропочвоведения (ВИУА) установлено, что азотные, фосфорные и калийные удобрения дают в среднем следующие прибавки урожая (в ц на 1 га): зерновых культур 5—8, сахарной свеклы 40—60, льноволокна 1,2—1,7, картофеля 30—50 и капусты 60—100.
Значительно возрастает урожай и снижается себестоимость сельскохозяйственной продукции при совместном использовании органических и минеральных удобрений.
Наиболее благоприятные условия для питания растений создаются в почвах с развитым гумусовым горизонтом, хорошими физическими свойствами, глубоким пахотным слоем, при ускоренных обменных реакциях почвенного раствора и поглощающего комплекса и оптимальной реакции среды.
Чтобы повысить активность микроорганизмов и сохранить питательные вещества в почве, следует также возделывать поукосные и пожнивные культуры, т. е. содержать почву под растениями в течение всего вегетационного периода.
Важную роль в регулировании пищевого режима почвы играет механическая обработка почвы. Она улучшает строение пахотного слоя и повышает биологическую активность почвы. Все это несомненно отражается на почвенном питании растений и их урожае.
Опытами установлено, что эффективность удобрений неодинакова. Она, зависит от вида удобрений, особенностей растений, погодных условий, состояния почвы, агротехнических мероприятий и других факторов. Например, на легких почвах лучшие результаты органические удобрения дают при глубокой их заделке, а на тяжелосуглинистых и временно избыточно увлажненных — неглубокой. Высокое действие навоза на подзолисто - глеевой тяжелосуглинистой почве проявляется даже при внесении его под пропашные культуры во время нарезки гребней
На эффективность удобрений влияет и предшественник. Так, если предшественником ржи является люпин, то действие азотных удобрений будет ниже, чем при размещении ее по льну. При внесении фосфорных и калийных удобрений наблюдается обратная закономерность.