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 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.