Вальков - Почвоведение

тери влаги, то срок оптимальной обработки после созревания почвы достаточно велик.

pH 6,5—7,5. Нейтральная реакция среды. Типична для чер­ ноземных почв. Благоприятные физические условия, прекрасная оструктуренность, интенсивная микробиологическая деятельность, оптимальные условия фосфорного, азотного и минерального пита­ ния, высокий уровень плодородия. Обрабатывать весной необходи­ мо при спелости почвы, которая наступает быстрее, чем у слабо­ кислых почв.

pH 7,5—8,5 (8,7). Слабощелочные условия. Наблюдаются в юж­ ных черноземах, в карбонатных почвах, в автоморфных почвах сухих и полупустынных степей. Фосфаты, железо, цинк и марганец могут быть в дефиците. Легко возникает антагонизм между обеспеченнос­ тью фосфором, цинком и медью. При систематическом применении фосфора возникает цинковая и медная недостаточность. Возможен хлороз растений, чаще в относительно более влажных условиях. Фи­ зические свойства —от отличных (карбонатные черноземы) до неудо­ влетворительных (солонцеватые почвы). Весеннее созревание почвы идет быстро. Микробиологическая деятельность, нитрификационная способность, условия азотного питания, доступность многих зольных элементов хорошие.

pH 8,5(8,7)—10,0. Сильнощелочные условия. При pH выше 8,9 в горизонте почвы следует отнести в группу резкощелочных. Осно­ ву этой группы составляют почвы с повышенной щелочной реакцией материнской породы. Такое повышенное pH характерно для материн­ ских пород многих черноземов и каштановых почв. В этом случае ще­ лочность, не отражаясь существенно на полевых культурах, неблаго­ приятна для деревьев, особенно яблони и черешни.

рн 10—12. Резкощелочные условия. Встречаются местами в аридном климате. Такими могут быть многие солонцы, содовые со­ лончаки. Доступность фосфатов понижена, железо и марганец в де­ фиците, возможен избыток бора. Характеризуются крайне неблаго­ приятными физическими условиями, обесструктуренностью и по­ давленной деятельностью микроорганизмов. Требуют высоких доз гипсования, без которого к сельскохозяйственному использованию непригодны.

Наиболее благоприятной для большинства растений в физиологи­ ческом отношении является реакция почвенного раствора, близкая к

142 П о ч в о в е д е н и е

нейтральной, слабокислой или слабощелочной. Повышенная кислот ность и щелочность отрицательно влияет на рост и развитие расте­ ний, действуя негативно физиологически и через снабжение растений питательными веществами. При pH менее 3 и выше 9 повреждается протоплазма клеток в корнях большинства растений. В щелочных условиях при pH выше 8,5 (8,7) возможен дефицит нитратов и фос­ фатов, избыток легкорастворимых солей, недостаток двухвалентных форм железа и марганца, дефицит меди и цинка.

В кислых почвах также мало нитратов из-за подавленной нитрификационной способности, наблюдается связывание фосфатов в не­ доступные растениям трехвалентные формы железа и алюминия, ощущается недостаток кальция, магния, калия, серы. Кроме этого, избыток подвижных соединений алюминия и марганца оказывает на растения токсическое действие. Микроскопическое исследование рас­ тений, выращенных при высоких концентрациях алюминия, показало ненормально большое число клеток с двумя ядрами в меристематической зоне кончика корня (Блэк). Это указывает на подавление де­ ления клеток. Избыток алюминия подавляет поглощение растениями фосфора, кальция, калия, железа, натрия и бора, так как снижается проницаемость протоплазмы корневых клеток. Марганец в кислой почве ведет себя подобно алюминию.

Реакция растений на различную кислотность почвы хорошо иллю* стрирует табл. 26. Четко видно, что угнетающее воздействие кислых условий неодинаково сказывается на различных культурах. Однако существуют растения ацидофилы. Например, чайный куст, тунг, кле­ вер, люпин нуждаются для своего развития в кислых условиях и не выносят избытка кальция.

Большой группе растений предпочтительны нейтральные или сла­ бощелочные почвы. Это наши ведущие зерновые культуры — пше­ ница, ячмень. Хорошо растет на щелочных известковых почвах ви­ ноград. Из трав, развивающихся только в нейтральных и щелочных условиях, можно назвать донник, люцерну, житняк, суданскую тра­ ву. Некоторые растения могут развиваться при широком диапазоне реакции среды: кукуруза, рис, табак.

В табл. 27 дана сводка требовательности растений к реакции по­ чвенной среды.

Исследование реакции почвенной среды особенно важно для пло­ довых насаждений. Нормальной реакцией считается pH от 6,0 до 8,0,

лочных почвах, как правило, показывается более повышенная концентрация иона Н+, чем это имеет место при анализе эколо­ гического состояния растений;

■наиболее полно фактическое состояние почвы отражает опреде­ ление pH не в вытяжках из почвы, а в ее суспензиях при соот­ ношении почва: вода 1:5. Особенно это важно для почв с pH более 7,5. Суспензионный эффект, природа которого до сих пор не полностью выяснена, приближает определяемые величины к истинным значениям pH, которые хорошо коррелируют с со­ стоянием тех или иных растений.

Капиллярная порозность —объем пор, занятых капиллярами по­ чвы, включая межагрегатные пространства.

Агрегатная порозность — объем пор в агрегатах или структур­ ных отдельностях.

Межагрегатная порозность — пространства почвы между агре­ гатами.

Порозность аэрации —пространства почвы, незанятые водой, но заполненные воздухом.

Наиболее значимы и востребованы исследователями и практиками общая порозность (Р) и порозность аэрации (Ра).

Р = (1 - dv/d ) х 100,

где dv — плотность почвы, d — плотность твердой фазы.

Р = Р — Р

1 а 1 *■ w т

где Pw — порозность занятая водой или в упрощенной форме, учи­ тывая плотность воды, это влажность почвы, выраженная в про­ центах.

Пористость почвы —величины динамичные, конкретно индивиду­ альные и генетически присущие тем или иным почвам. Однако общим для всех почв является закономерность: чем выше плотность почвы, тем меньше ее порозность и наоборот. Так, плотность чернозема ти­ пичного, а соответственно его пористость мало изменчивы в естествен­ ном состоянии. Плотность же чернозема слитого и его порозность из­ меняется в широких пределах, от плотности 1,40 и порозности 48% во влажном состоянии, до плотности 1,95 и порозности 26% в сухом состоянии. Высокое содержание в почвах сильно набухающих мине­ ралов типа монтмориллонита делают их весьма динамичными в от­ ношении порозности.

Безусловно, обработка почвы существенно меняет порозность, де­ лая ее оптимальной для возделываемых растений. Установлено, что порозность аэрации должна быть не менее 15%. В агротехнической практике вспашка, рыхление корнеобитаемого слоя, т. е. увеличе­ ние ее пористости и, соответственно, снижение плотности — прием, имеющий практически такой же возраст, как и само земледелие. С техническим прогрессом в земледелие пришли глубокая плантажная вспашка или безотвальное рыхление до глубины 50—60 см, применя­ емые при посадке многолетних насаждений. В зоне корнеобитания

плотность уменьшается на 10—15%, а пористость увеличивается на 15—20%, скорость впитывания воды возрастает в два раза. Оптими­ зация физического состояния почв как раз важна в этом случае для молодых укореняющихся растений. Со временем, примерно через 3— 4 года, почва приобретает исходное состояние, а молодые растения к тому времени уже набирают силу.

1.11.2. Э к о л о ги ч ес к о е зн ачен и е п л о т н о с т и п о ч в

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 не­ благоприятное воздействие проявляется при повышенном уплотне­ нии почвы. Это сказывается на водном режиме, газообмене и биоло­ гической 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 увели­ чением 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 монтморилло­ нитом, отрицательное воздействие повышенного уплотнения усили­ вают явления набухания и усадки. Объемное сжатие при высыхании почв (усадка) составляет почти 30%. Это приводит к разрыву корне­ вых систем растений, а слитой слой, таким образом, исключается из корнеобитаемой толщи.

Плотность почвы оказывает влияние на численность микроор­ ганизмов, на биологическую активность почвы. Нормальный газо­ обмен нарушается при плотности более 1,45 г/см3. Начинает про­ являться 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 биологи­ ческого превращения веществ, подавляется разложение органиче­ ского вещества.