Экологическое значение плотности почв.

Роль плотности в становлении свойств почвы и жизни растений многогранна. Она оказывает значительное влияние на накопление воды и пищи, на соотношение воды и воздуха в почве. Особенно не­благоприятное воздействие проявляется при повышенном уплотне­нии почвы. Это сказывается на водном режиме, газообмене и биоло­гической активности. При уплотнении почвы, т. е. при уменьшении ее объема, увеличивается доля твердой фазы и доля, занимаемая не доступной влагой. При плотности 1,5—1,6 на долю доступной влаги приходится всего 5—10% от объема почвы, причем эта доля имеется только при высоком влагосодержании. Чем суше почва, тем большее угнетение испытывают растения от повышенной плотности. С увеличением уплотнения на 0,1 г/см³ содержание недоступной растениям воды возрастает на 10%.

Степень неблагоприятности плотных почв во многом зависит от минералогического состава. В слитых почвах, богатых монтморилло­нитом, отрицательное воздействие повышенного уплотнения усили­вают явления набухания и усадки. Объемное сжатие при высыхании почв (усадка) составляет почти 30%. Это приводит к разрыву корне­вых систем растений, а слитой слой, таким образом, исключается из корнеобитаемой толщи.

Плотность почвы оказывает влияние на численность микроор­ганизмов, на биологическую активность почвы. Нормальный газо­обмен нарушается при плотности более 1,45 г/см³. Начинает про­являться анаэробиозис. Он вызывается сокращением количества макропор и крупных капилляров, при этом снижается диффузия воздуха и газообмен между почвой и атмосферой. В почвах резко снижается содержание кислорода. Меняется направление биологи­ческого превращения веществ, подавляется разложение органиче­ского вещества.

Растения страдают от излишней плотности. Их реакция на уплотнение почвы проявляется в снижении всхожести и ее запаздывании, в резких различиях в высоте, слабой окраске листьев, нарушении форы корневой системы, деформации клубней и т. п. Все это приводит к снижению урожаев и общей биологической продуктивности. Неблаприятно также и очень рыхлое сложение. Наиболее оптимальные условия в пахотном горизонте для большинства растений создаются при плотности 1,0—1,2 (1,3) г/см³. Этой плотности соответствует порозность 55—60%. При таких показателях плотности почва хорошо водопроницаема и влагоемка. Некоторые культуры, например, хлопчатник, люцерна, люпин, лучше развиваются при более высоких зна­ниях плотности пахотного слоя. Особо выделяется рис, требующий я нормального роста и развития высокой плотности верхнего корнеобитаемого слоя.

Создание оптимальной плотности пахотного слоя — важнейший прием повышения урожайности. Оптимальная плотность пашни дает следующую прибавку урожая в сравнении с излишне уплотненными почвами: яровая пшеница 1,5 ц/га, просо 2,5, кукуруза на силос 25— 40, сахарная свекла 8—10, картофель 15.

Плотность пахотного слоя поддается регулированию с помощью обработки почвы: вспашки, прикатывания, культивации. Плотность пахотных горизонтов также в некоторых случаях можно регулировать глубокой безотвальной обработкой и рыхлением, плантажем. Однако в создании урожая участвуют не только верхние слои, но и вся корнеобитаемая толща, горизонты почвы глубже 40—50 см. Их физиче­ское состояние определяет качество почвы в целом. Проникновение корней в уплотненные горизонты с плотностью 1,40—1,55 (1,60) за­труднено, их развитие угнетается, а при плотности более 1,55 (1,60) рост корневой системы растений невозможен. На черноземах опти­мальной плотностью для большинства растений горизонта АВ счи­таются величины порядка 1,30—1,35. Обычно увеличение плотно­сти почвы в ее корнеобитаемом слое снижает урожайность зерновых культур на 10-15%.

Для плодовых деревьев учитывают плотность корнеобитаемого слоя: 20—200 (300) см у почв с коэффициентом увлажнения менее 1,0 черноземы, коричневые, каштановые и другие почвы) и 20—100 см у почв с коэффициентом более 1,0 (дерново-подзолистые, серые, бурые лесные, желтоземы и пр.). По отрицательной реакции на уплотнение плодовые деревья располагаются в следующем порядке: оптимальная плотность почвы для черешни - менее 1,35; для яблони, груши, абрикоса — 1,30—1,40; для сливы и вишни — 1,35—1,45 г/см³. Выше этих величин наблюдается угнетение деревьев, снижение уро­жайности, а при 1,55 (1,60) корневые системы не развиваются, деревья преждевременно гибнут.

Для почв влажных условий важен учет плотности почвообразующей породы ниже корнеобитаемой толщи. При высокой плотности подпочвы (более 1,55—1,60) нормальное развитие деревьев возможно только на склонах более 3°, а на равнинных участках деревья гиб­нут от избыточного увлажнения из-за отсутствия естественного дренажа.

Изучение зависимости продуктивности винограда от физических свойств показало тесную прямую корреляционную зависимость уро­жайности и общей порозности и обратную с плотностью почвы. При уплотнении активной корнеобитаемой толщи до 1,35 г/см³ и порозности свыше 50% уровень плодородия почв для культуры виногра­да остается высоким. Но уже при средней плотности 1,5 г/см³ и по­розности 45—50% урожайность снижается в два раза, а при плотности более 1,7 г/см³ виноград гибнет. Уплотнение почвы отрицатель­но сказывается на накоплении сахара в ягодах и способствует росту кислотности.