Текст книги "Как повысить плодородие почвы"

Помимо естественной тепловой энергии, исходящей от солнца, почва получает тепло, источником которого являются вещества, вступающие в физико-химическую, экзотермическую или биохимическую реакцию. Однако это не вызывают изменения температурного уровня грунта.

Как известно, в летний зной происходит значительное повышение температуры предварительно увлажненной почвы. При этом образуется тепловая энергия, получившая наименование «теплота смачивания». Особенно ярко подобное явление выражено на участках с почвой, содержащей большое количество минеральных и органических компонентов.

Незначительному повышению температуры может способствовать так называемая внутренняя теплота планеты. Кроме того, существует такое явление, как скрытая теплота. Она образуется вследствие процессов конденсации, замерзания и кристаллизации воды.

Все почвы условно можно разделить на две группы – теплые и холодные. Величина температурного параметра зависит от ряда факторов, наиболее значимыми среди которых являются состав грунта, количество содержащегося в нем перегноя и уровень влажности. Причем чем выше последний параметр, тем ниже показатели теплоемкости песчаных почв и тем выше – глинистых и торфяных, которые считаются холодными.

Создание оптимальной температуры почвы является одним из главных условий успешного выращивания растительных культур. Температурный режим в толще грунта может быть как положительным (при этом в почве сохраняется больше тепловой энергии, чем выходит), так и отрицательным (отдается больше тепловой энергии, чем удерживается). В настоящее время разработаны способы суточного, сезонного, годичного и даже многолетнего регулирования температуры почвы. Среди таких методик известны не только гидромелиоративные, но и агротехнические, лесо– и агромелиоративные.

Выращивание растений на том или ином участке способствует эффективной регуляции температурного режима почвенного покрова. При этом наблюдается уменьшение годового теплооборота. Создание благоприятной для культур воздушно-тепловой среды возможно, например, при размещении посевных участков у водоемов либо на грядах и гребнях, где обычно отмечается более высокая температура, чем в низинах.

Еще одной важной характеристикой почв является их теплопроводность. Данный термин означает способность грунта проводить тепловую энергию.

Было замечено, что сухая почва отличается меньшей теплопроводностью по сравнению с увлажненной. Такое явление можно объяснить значительным тепловым контактом, происходящим между частичками почвенного комка, разделенными водной пленкой.

Плодородие – это способность грунта снабжать растения необходимыми для их нормального роста и развития питательными веществами, а также водой, теплом и воздухом. Такое его качество напрямую связано с характером процесса почвообразования.

Показатели плодородия почвы обусловлены рядом природных и социально-экономических факторов. Действительно, урожайность зависит не только от условий естественной среды, но также от проводимых мелиоративных и агротехнических мероприятий. Известно, например, что разницу в показателях урожайности на плодородных и неплодородных почвах можно сделать минимальной, если регулярно вносить в бедные грунты органические и минеральные удобрения. Однако следует заметить, что результат возрастает не только вследствие повышения уровня плодородия почвы за счет подкормки. Дело в том, что плодородие можно соотнести со сложной системой, состоящей из нескольких компонентов. В данном случае таковыми являются структура и состав грунта, его физические, химические и биологические качества. Степень плодородия обусловлена также мероприятиями, которые регулируют содержание в почве микроэлементов, азотистых и зольных веществ, а также позволяют оптимизировать воздушный, температурный и водный режимы.

Ученые утверждают, что все почвы являются потенциально плодородными. К факторам, оказывающим влияние на уровень скрытого плодородия, относятся наличие в грунте тех или иных питательных веществ, их количество и сформировавшиеся в данный период времени водные, воздушные, химические, физические и биологические условия. Для повышения урожайности культур и уровня плодородия необходимо учитывать и улучшать параметры всех указанных выше характеристик почвы.

Величина потенциального плодородия грунта формируется в процессе почвообразования и является выражением его состояния в конкретный момент времени. Однако нужно отметить, что не во всех случаях качество плодородия повышается одновременно с процессами природного и искусственного окультуривания. Для достижения ожидаемого результата при проведении агротехнических мероприятий следует обязательно учитывать, анализировать и прогнозировать динамику роста показателей потенциального плодородия. Это позволит активизировать скрытые возможности почвы при освоении.

Плодородие грунта относится к числу непостоянных величин, которые изменяются вместе с трансформацией условий. Его показатели зависят от методов использования почвенного горизонта, воздушного, водного и температурного режимов, характеристик культивируемых растений, состава используемых для обогащения удобрений и т. д.

Более того, плодородие – это характеристика почвы, которая не относится к категории неисчерпаемых ресурсов. При неправильном использовании грунт быстро истощается. Чтобы предотвратить это, важно своевременно проводить специальные мероприятия по его обогащению.

Строение почвы

Строением грунта принято называть общий его вид с хорошо просматриваемыми почвенными горизонтами. Исследовать его лучше всего на срезе достаточной площади. Так можно выявить упомянутые выше почвенные горизонты (слои), которые располагаются один над другим и различаются по составу, структуре, окраске, физическим и химическим свойствам.

Несколько последовательно сменяющих друг друга горизонтов составляют генетический профиль поч вы, по характеру которого можно определить вид и тип грунта, что важно для его окультуривания.

В настоящее время ученые выделяют следующие типы почвенных горизонтов:

– органогенный, который представлен такими разновидностями, как торфяной горизонт, подстилка, дернина, перегнойный горизонт и гумусовый горизонт. Для него характерно скопление значительного количества веществ органического происхождения;

– элювиальный, имеющий следующие виды – осолоделый, подзолистый, сегрегированный и лессированный. Для него свойственен вынос минеральных или органических компонентов;

– иллювиальный, отличительным свойством которого является скопление переданного элювиальным горизонтом минеральных и органических элементов;

– метаморфический, который формируется из изменившейся минеральной составляющей грунта;

– гидрогенно-аккумулятивный, основу для формирования которого составляют участки с максимальным скоплением переданных с потоком грунтовых вод тех или иных веществ (оксиды железа, легкорастворимые соли, карбонаты, гипс и пр.);

– коровый, образовавшийся из различных веществ (гипса, аморфного кремнезема, карбонатов и пр.);

– глеевый, в процессе формирования этого горизонта преобладающими являются восстановительные условия;

– подпочвенный, который также называют материнским. Он является основой для вышележащих почвенных горизонтов, а также прикрывает располагающуюся под ним подстилающую породу, отличающуюся составом.

Для обозначения почвенных горизонтов используются буквенные символы с цифровыми индексами. Одна из наиболее распространенных в России система маркирования грунтов различных видов представлена в табл. 1.

Таблица 1. Система обозначения почвенных горизонтов

Окраска

Окраска грунта является одним из его главных морфологических характеристик. Данный параметр обусловлен рядом факторов, среди которых следует особенно отметить химический состав почвы, особенности процесса почвообразования и уровень влажности.

Кроме того, цвет почвы определяют те или иные вещества-пигменты, которые входят в ее состав. Так, верхние слои обычно имеют темные оттенки коричневого и серого вследствие присутствия в них значительного количества гумуса.

В том случае, если в состав грунта входят марганец или железо, частицы приобретают красноватый, коричневый либо охристый оттенок. Почвы становятся белесыми, как правило, при активизации процесса оподзоливания, то есть вымывания минеральных компонентов. Кроме того, подобную окраску грунт получает также вследствие засоления, осолодения и окорбоначивания, а также при увеличении содержания каолина, магния, кремнезема, гипса и углекислого кальция.

Почвы в горизонтах в большинстве случаев не имеют чистой окраски. Цвет того или иного слоя грунта достаточно сложен для точного определения. Чаще всего ученые при описании используют составные прилагательные (например, красновато-коричневая, сизо-бурая, белесовато-сизая и т. п.). При этом доминирующий оттенок обычно занимает последнюю позицию.

Состав

Постоянно происходящие на нашей планете процессы выветривания приводят к тому, что твердые, обладающие плотной структурой горные горизонты с течением времени трансформируются, приобретая вид рыхлой массы, компонентами которой являются частицы разной величины. Их принято называть механическими элементами. Те из них, которые имеют приблизительно одинаковый размер, постепенно соединяются, образуя фракции. По характеру совокупностей последних можно судить о механическом составе грунта на данном участке.

Для определения механических элементов в почвоведении принято применять классификацию, разработанную профессором Н.А. Качинским (табл. 2).

Таблица 2. Классификация механических элементов грунта с учетом величины механических элементов

В зависимости от количества механических элементов той или иной величины все почвы делятся на несколько разновидностей. Для описания и установки типа грунта используется классификация Н.А. Качинского, представленная в табл. 3. Основу разделения почв на подвиды составляют данные о содержании в них физической глины, или компонентов, величина которых не достигает 0,01 мм.

Механический состав грунта следует считать важнейшим параметром для определения почвенного подтипа. Кроме того, такую характеристику нужно учитывать не только при изучении почвы и ее классификации, но и при выборе методов обработки и мероприятий для ее окультуривания и повышения уровня плодородия.

Таблица 3. Классификация почв с учетом их механического состава

Данное качество почвы обусловливает и другие ее характеристики. К ним относятся, например, уровень влажности, влагоемкость, температура, порозность и т. д. Для его определения применяется особый способ, который не требует использования специального оборудования. Сначала нужно немного увлажнить небольшой комок грунта и раскатать его в шнур средней толщины. Результат этих действий позволит определить тип почвы (табл. 4).

Таблица 4. Определение типа почвы с использованием мокрого способа

Классификацию разновидностей почв можно также проводить на основании, например, степени их каменистости. Первая такая систематизация была представлена в середине XX века Н.А. Качинским (табл. 5).

Таблица 5. Классификация почв в зависимости от степени каменистости

Глинистые почвы не случайно называются тяжелыми. Их главными отличительными свойствами являются повышенная плотность и вязкость. При увлажнении они чрезмерно слипаются и становятся почти непригодными для обработки и выращивания растений.

Грунт данного типа легко распознать. В процессе его перекопки образуются комки значительной величины с плотной структурой. Если оставить вскопанный участок с глинистой почвой на некоторое время, то комья быстро слипнутся, и тогда перекопку нужно будет повторить. Особенности глинистых грунтов (высокая плотность, слипание и заплывание) обусловлены строением и маленьким размером составляющих его частиц, а также небольшой величиной пространства – пор – между ними.

Кроме того, с повышенной плотностью глинистых грунтов связана их низкая воздухопроницаемость, что делает успешное выращивание на них растений почти невозможным. Дело в том, что в таком случае к корням не поступает достаточного количества кислорода. Это, в свою очередь, приводит к торможению роста и развития растительных видов. Отсутствие кислорода губительно действует и на микроорганизмы, обитающие в почве и являющиеся важной составляющей процесса почвообразования.

Недостаток воздуха приводит к тому, что замедляется распад органических компонентов почвы. В результате грунт становится бедным, а растения не получают требующихся им для нормального развития питательных веществ. Известно, что на некоторых участках с глинистыми почвами невозможно обнаружить микроорганизмы. Это так называемые мертвые зоны, нуждающиеся в искусственном окультуривании.

Для глинистых почв характерна не только воздухонепроницаемость, но и структурная спрессованность (высокая степень плотности). Она также оказывает негативное влияние на почвообразование и характеристики грунта. Такие почвы обычно практически не пропускают влагу, что обусловливает невозможность развития внутренней капиллярной системы, являющейся важным условием создания оптимальной среды для роста растений.

При увлажнении вода задерживается в поверхностных слоях глинистых почв, в большом количестве скапливаясь в прикорневой зоне высаженных растений, которые загнивают и погибают вследствие избытка влаги.

Среди недостатков глинистых грунтов следует назвать их способность к заплыванию при чрезмерном увлажнении (естественном или искусственном). Дело в том, что капли воды, воздействующие на такие почвы, разрушают крупные комья. В результате образуются мельчайшие фракции, некоторое количество которых растворяется в воде. Оставшаяся же часть соединяется, формируя жижу, которая после некоторого высыхания преобразовывается в грунт, характеризующийся высокой плотностью.

В дальнейшем высыхание приводит к образованию на поверхности такой почвы твердой корки, препятствующей проникновению тепла и влаги в более глубокие горизонты. Такой грунт получил наименование бетонного. Это связано с тем, что после высыхания он становится особенно плотным.

Следует отметить, что большинство глинистых почв характеризуются достаточным содержанием минеральных веществ. Однако корневая система растений вследствие уплотненности грунта подобного вида не способна использовать их в полной мере. Корни впитывают питательные компоненты только в растворенной форме либо в виде продуктов, полученных в результате переработки микроорганизмами. У глинистых грунтов, обладающих низкими биологическими свойствами и водопроницаемостью, отсутствует возможность создать для растений подобные условия.

Глинистые почвы непригодны для возделывания культур не только из-за воздухонепроницаемости, повышенной плотности и склонности к заплыванию. Еще одним их существенным недостатком является недостаточная прогреваемость солнечными лучами. Такой грунт считается холодным.

Мероприятия по окультуриванию. Для того чтобы сделать глинистые почвы пригодными для выращивания растений, рекомендуется обогащать и облегчать их, периодически внося такие вещества, как крупнозернистый песок, зола, торф и известь. А повысить биологические качества можно с помощью навоза и компоста.

Внесение в глинистую почву песка (не более 40 кг на 1 м²) позволяет снизить показатели влагоемкости и таким образом повысить ее теплопроводность. После пескования она становится пригодной для обработки. Кроме того, возрастает ее способность к прогреванию и водопроницаемости.

Наиболее пригодными для возделывания различных садовых и огородных культур считаются суглинистые почвы. Такие грунты являются промежуточными между песчаными и глинистыми, а потому обладают достоинствами и тех и других, а также почти не имеют недостатков. Их основные свойства признаны оптимальными для успешного выращивания растений.

Суглинистые почвы отличаются зернисто-комковатой структурой. Они состоят из пылевидных частиц и твердых фракций сравнительно крупного размера. Именно благодаря этому такой грунт достаточно легко поддается обработке. В его толще не формируются тяжелые и плотные комья.

К достоинствам суглинистых почв можно отнести высокое содержание компонентов минерального происхождения и питательных элементов, количество которых постоянно увеличивается вследствие жизнедеятельности населяющих такой грунт микроорганизмов и его довольно высоких биологических качеств.

Преимуществом суглинистых почв является высокий уровень водопроводимости и воздухопроницаемости. Они обладают способностью сохранять влагу, равномерно распределяя ее по всей толще горизонта, и удерживать тепло. Это, в свою очередь, обусловливает сбалансированный водный и тепловой режимы почвы указанного типа.

Мероприятия по окультуриванию. Чтобы поддерживать нормальное состояние суглинистых почв, необходимо регулярно вносить органические удобрения (компост, навоз). Делать это лучше всего при осенней перекопке участка.

Большую часть в составе песчаных почв занимает, как следует из названия, песок. Другими их компонентами являются фракции минерального происхождения и небольшое количество перегноя. Это так называемые легкие грунты, которые характеризуются рыхлой, сыпучей и зернистой структурой.

Песчаную почву легко обрабатывать. Она не способна противостоять эрозии. Среди основных ее качеств следует назвать повышенную водопроводимость и воздухопроницаемость. Однако песчаные грунты не сохраняют влагу. Кроме того, они быстро и сильно перегреваются днем, а ночью столь же стремительно остывают, утрачивая полученную тепловую энергию.

Одним из главных недостатков такого грунта считаются низкие биологические качества и бедная популяция микроорганизмов, которым не хватает питательных компонентов и влаги. Вследствие этого неокультуренные песчаные почвы непригодны для возделывания на них садовых и огородных культур. Даже регулярное внесение органических удобрений зачастую не приводит к существенному повышению плодородия, поскольку такие вещества быстро разлагаются, а затем вымываются, переходя в лежащие ниже слои. В результате корневая система растений не получает достаточного количества питательных элементов.

Перед обработкой участка с песчаной почвой следует учесть баланс между составляющими ее глинистыми включениями и собственно песком. Существуют разновидности песчаных грунтов, на которых можно с успехом выращивать растения при условии регулярного обогащения удобрениями.

Мероприятия по окультуриванию. Для того чтобы повысить физические и химические характеристики песчаных почв, необходимо регулярно вносить вещества, обладающие связующими и уплотняющими свойствами. К ним относятся торф, буровая и глиняная мука, илистые массы, компост и перегной. В результате этого удастся нормализовать микрофлору почвенных горизонтов и создать наиболее благоприятные условия для почвообразования и нормального роста растений.

Как уже было сказано выше, одной из особенностей песчаных почв является быстрая вымываемость питательных компонентов. Для предотвращения данного процесса рекомендуется вносить удобрения, оказывающие стремительное действие. При этом их нужно использовать в малой дозировке и регулярно – с небольшими перерывами.

Для таких почв характерно большинство качеств песчаных грунтов. Однако они в большей степени пригодны для обработки и выращивания культурных видов растений. Главными достоинствами супесчаников являются воздухопроницаемость, водопроводимость и способность к впитыванию и сохранению влаги. Они хорошо удерживают питательные элементы, столь необходимые для жизнеобеспечения растений и микроорганизмов.

Супесчаные почвы можно по праву назвать благоприятной средой для роста и развития корневой системы садовых и овощных культур. Они хорошо проводят кислород и обладают мощной капиллярной системой, по которой влага, воздух и минеральные вещества транспортируются к подземным частям растений.

При увлажнении вода быстро поглощается грунтом. На его поверхности после высыхания не формируется корка, препятствующая проникновению необходимых компонентов питания в нижележащие горизонты. Супесчаные почвы отличаются способностью удерживать тепловую энергию и сохранять ее в течение достаточно длительного времени.

Мероприятия по окультуриванию. Для повышения плодородия супесчаных почв следует регулярно вносить торф, который способствует связыванию твердых частиц, составляющих грунт подобного качества. Нормализовать микрофлору позволит добавление навоза, минеральных веществ и компоста при весенней или осенней перекопке участка. Для достижения ожидаемого эффекта минеральные удобрения нужно использовать в небольшом количестве и достаточно часто.