Наверное не менее четверти взрослого населения земного шара занимается сегодня производством сельскохозяйственной продукции, т.е. непосредственно связано с землёй. В России это занятие давно уже приобрело массовый характер. Многочисленные садоводства, нарождающееся фермерство - есть ни что иное, как способ решения проблемы самообеспечения граждан продуктами земледелия. Естественно, что каждый стремится получить с имеющегося земельного участка максимально высокие урожаи возделываемых культур. Но далеко не всегда результаты соответствуют затраченным усилиям. Как правило, неудачи связаны с природными свойствами обрабатываемых почв, с их исходно низким плодородием. Следовательно, путь к достижению успеха на сельскохозяйственном поприще должен начинаться с повышения плодородия почв.
Но прежде чем ставить перед собой цель создания плодородной почвы, необходимо, хотя бы в общих чертах, узнать какими свойствами должна обладать почва, и что такое почва вообще.
Всего лишь немногим более 100 лет назад русский учёный, выпускник Санкт-Петербургского университета В.В. Докучаев впервые в истории цивилизованного человечества объяснил происхождение и географическое разнообразие почв, как специфических природных тел, которые могут существовать только в особом мире, названном им четвёртым царством природы. Этой работой "Русский чернозём", собственно и было положено начало совершенно новой фундаментальной науке, науке о почвах, об условиях, необходимых для их возникновения и развития, о непрерывности и непохожести почв, о закономерностях их распространения на земной поверхности и об их природной пригодности к выращиванию тех или иных сельскохозяйственных культур. В первой трети ХХ века ученик Докучаева академик В.И. Вернадский, основатель учения о биосфере, определил почвы, как сложные естественные тела, закономерно построенные из живых и косных (т.е. неживых) природных тел. "...Всё яснее становится нам - писал он - значение почвы в биосфере - не только как субстрата, на котором живёт растительный и животный мир, но как области биосферы, где наиболее интенсивно идут разнообразные химические процессы, связанные с живым веществом.". Почвенный покров земной суши Вернадский назвал педосферой, а человеческое сообщество на земле - ноосферой, т.е. сферой разума.
Почвы, изменяемые человеком в процессе хозяйственной деятельности, в том числе и сельскохозяйственной, также становятся как бы частью ноосферы и от того, насколько разумно и взвешенно осуществляется человеческое воздействие, напрямую зависит конечный результат предпринятых начинаний.
Свои основные физические и химические свойства почвы наследуют от геологических пород, называемых материнскими или почвообразующими, поскольку некогда они оказались на дневной поверхности и длительное время подвергались активному физическому выветриванию. Взаимодействие высоких и низких температур, воды и льда приводит к механическому разрушению как рыхлых, т.е. когда-то уже измельчённых и переотложенных водными потоками образований, так и плотных скальных пород.
Размеры минеральных частиц, образующихся при разрушении пород, определяют гранулометрический (или, как чаще говорят, механический) состав будущей почвы и степень активности в ней обменных химических реакций. Основываясь на размерах частиц, преобладающих в измельчённой минеральной массе, почвы называют песчаными, супесчаными, суглинистыми или глинистыми.
Химический состав почв предопределён составом материнских пород, т.е. исходным содержанием в них кремнозёма (кварца), железа, алюминия, кальция, магния, калия, фосфора, серы и других элементов, составляющих минералы, в том числе и микроэлементов.
Не менее важная роль в образовании почв принадлежит рельефу местности, от которого зависит не только количество тепла и света, получаемого каждой единицей площади земной поверхности, но и количество влаги, перераспределямой им по этой поверхности.
Годовое же количество тепла и атмосферных осадков и их соотношение - это климат той или иной территории. Чем дальше от экватора к северу или югу, тем ниже суммы годовых температур, а с ними и суммы активных температур, превышающих плюс 10 град С. Сумма активных температур, складывающихся из количества дней в году со среднесуточной температурой выше плюс 10 град С, и количество атмосферных осадков, выпавших за это время, - главные показатели возможности заселения земной суши раститетельностью.
Вот чем объясняется в буквальном смысле слова безжизненность пространств высоких холодных северных и южных широт и жарких субтропических пустынь.В обоих случаях сколь угодно тонко измельчённая геологическая порода на любых формах рельефа полностью лишено растительного покрова и сопровождающего его множества организмов и простейших животных. Потому она остаётся мёртвой породой, как бы ни была богата необходимыми для растений элементами питания. В холодных широтах сумма активных температур недостаточна даже для жизнеобеспечения лишайников, а в глинистых или песчаных пустынях ничтожно малы суммы осадков, порой не выпадающих годами. С изменениями, пусть совсем незначительными, климатических условий в благоприятную сторону эти породы, рыхлые или плотные, даже очень слабо выветрелые начинают покрываться редкими пятнами простейшей растительности, представленной лишайниками, мхами или единичными однолетними дикорастущими злаками. Эти-то пятна и есть показатели возникновения (или зарождения) почв, пока ещё очень маломощных, подобных тонкой плёнке, и ограниченных в пространстве, т.е. не составляющих сплошного поверхностного покрова, но всё-таки уже почв. Растительность, проникая своими корнями в минеральный субстрат, во-первых, начинает закреплять его на месте, а во-вторых, и это главное, вступает с ним в химическое взаимодействие, как при жизни, так и после отмирания.
Таким образом, открытый Докучаевым особый мир, необходимый для возникновения и развития почв, представляет собой совокупность определённых факторов - почвообразователей, включающую почвообразующие породы, рельеф, климат и растительность. Но для того, чтобы пройти путь от первого проростка на измельчённой геологической породе к сплошному мощному корнеобитаемому слою и формирующемуся благодаря ему общему внешнему облику почвенной толщи, требуется ещё одна, последняя составляющая почвообразующих сил: время.
В естественных условиях развитие почв от зарождения до равновесного, т.е. устойчиво-неизменного состояния продолжается в течение нескольких тысячелетий. Человек способен создать почвоподобное тело (искусственную почву) на отвалах горных пород или в открытых карьерах в тысячу раз быстрее.
Все перечисленные факторы почвообразования абсолютно равны в том смысле, что при попытке, хотя бы чисто теоретической, исключить любой из них, тут же обнаружится отсутствие самой почвы. Её не существует в равной степени без геологической породы, или без воды и тепла или без времени. Другое дело, что роль того или иного фактора может быть более или менее важной, а иногда и главенствующей. Причём не только как фактора-почвообразователя, но и как фактора-ограничителя. Например, в случае возникновения обрыва, появившегося в результате оползня или карьерной разработки, совершенно исключаетя естественное возобновление почвы на образовавшемся вертикальном срезе геологической породы.
Разнообразие растительного мира, определяемое климатом земли, в совокупности с разнообразием поверхностных геологических пород и форм рельефа порождают удивительное множество почв, нередко чрезвычайно отличающихся друг от друга и в то же время совершенно определённых в каждой конкретной точке земной поверхности. В одном месте они оказываются глинистыми, богатыми органическим веществом и влажными (заболоченными), в другом - супесчаными или песчаными, сухими и почти не содержащими органики, в третьем - суглинистыми, нормально увлажнёнными, в четвёртом - торфяными и т.д. Торфяные (или органогенные) почвы без дорогостоящих осушительных мелиораций и последующего достаточно длительного периода первичного окультуривания к сельскохозяйственному использованию непригодны. Собственно из этих мероприятий и состоят приёмы преобразования торфяных массивов в плодородные поля. В названиях минеральных почв скрыт строго определённый физический смысл. В земледелии любой минеральный субстрат условно делится на крупнозём и мелкозём. Под крупнозёмом подразумеваются частицы геологических пород, имеющие размер более 1мм. Они не обладают липкостью или пластичностью, не вступают в какие-либо химические реакции и рассматриваются как инертный (неактивный) скелет почвы.
К мелкозёму относятся все частицы размерами менее 1 мм. В свою очередь мелкозём подразделяется на "физический песок" (размер частиц от 0,05 до 1,0 мм), крупную пыль (0,05 - 0,01мм) и "физическую глину" (менее 0,01 мм). Именно доля "физической глины" в общей массе почвы определяет её физические свойства и её название по механическому составу. В песчаных почвах она не превышает 10%, в супесчаных - 20%, в легкосуглинистых - 30%, в среднесуглинистых - 40%, а в тяжелосуглинистых - 45%. Почвы с содержанием "физической глины" более 45% (а у южных почв более 50%) называют глинистыми. В земледельческой практике песчаные и супесчаные почвы условно относятся к "лёгким", а суглинистые и глинистые - к "тяжёлым".
Наиболее активны с химической и физической точек зрения самые мелкие или, как их принято называть, самые тонкие частицы почвенной массы, диаметр которых, если условно представить их в виде мельчайших шариков, не превысил бы одной тысячной доли миллиметра (0,001 мм). Каждый грамм почвы, целиком состоящей из частиц таких размеров имел бы не менее двухсот квадратных метров (200 кв м) общей физической поверхности, способной к активному химическому взаимодействию с корнями растений и с водными растворами солей и кислот, присутствущими в почве. В самых-самых "тяжёлых" по механическому составу почвах доля частиц размерами менее 0,001 мм, называемых "илистой фракцией", составляет почти 90%.
Однако такие почвы лишь в редких случаях аказываются пригодными, в силу своих свойств, к сельскохозяйственному использованию.
Размеры частиц и их химический состав, определяющий к тому же и степень кислотности почв, неразрывно связаны с плотностью сложения (или просто плотностью) почв, под которой понимается масса одного кубического сантиметра (или метра) абсолютно сухой почвы в естественном состоянии. Абсолютно сухой считаетсч почва, из которой искусственно удалена вся имеющаяся в ней влага, кроме воды, связанной в кристаллических решётках минералов, составляющих почву.
Так вот именно "тяжёлые" и кислые почвы, как правило имеют самую высокую плотность, иногда превышающую 1,5 г/ см куб (1,5 тонн/м куб). В столь плотной почве культурное растение просто не способоно укорениться. А ведь при обработке влажных "тяжёлых" почв гусеничной или колёсной техникой их плотность в поверхностном слое ( пахотном горизонте) может увеличиться до 1,8 - 1,9 г/см куб. При том, что теоретически максимально высокая плотность почв равна 2,0 г/см куб. Понятно, что при такой плотности активная поверхность почвенных частиц для растений совершенно бесполезна, как бы велика она не была.
В естественном состоянии любая отдельно взятая часть почвенной толщи занимает в пространстве какой-то определённый объём. Предположим, что из почвы аккуратно, без её сдавливания вырезан кубик со сторонами по 10 см, т.е. получен кубический дециметр почвы. В абсолютно сухом состоянии он содержал бы в себе только почвенные частицы и воздух, который занимал бы все пространства (или поры) между частицами. Масса почвенных частиц, определяемая соотношением составляющих их химических элементов (кремнезём, аллюминий, железо) и их плотностью (ранее называвшимся удельным весом), обычно не превышает 2,5 - 2,75 г/см куб. Следовательно, кубический дециметр абсолютно сухой почвы, если бы он состоял только из почвенных частиц, имел бы массу, равную 2,5 - 2,75 кг. На самом деле его масса находится в пределах 1,3 - 1,6 кг, т.к. частицы, даже самых малых размеров в естественных условиях не занимают всего объёма. Разница между теоретически возможной массой (т.е. плотностью частиц или удельным весом частиц) и реальной массой (плотностью сложения почвы), определяемой через взвешивание кубика, указывает на часть объёма, приходящуюся на поровое пространство, занятое воздухом.
Объём пор или пористость почв - это важнейшая агрофозическая характеристика, зависящая от механического состава и влажности почв. В естественных условиях, особенно в гумидной, т.е. влажной зоне, к которой относятся все территории покрытые лесами, почвы всегда содержат в порах не только воздух, но и влагу. Количество влаги, которую может удержать в себе почва и которой длительное время пользуются растения и микроорганизмы, определяется структурой порового пространства, т.е. соотношением пор различных размеров внутри почвы. Из крупных пор вода стекает свободно под давленем собственной тяжести. Чем мельче поры, тем легче они удерживают влагу. Хорошо известно, что из тонких стеклянных или пластмассовых трубочек, называемых капиллярами, вода не выливается , её удерживают капиллярные или (менисковые) силы, однако её можно достаточно легко высосать, что и делают растения через корневую систему. Возьмём пригорошню сухого песка. Крупные поры между частицами, имеющими размеры от 0,05 до 1 мм, как бы сильно мы не сдавливали в руках минеральную массу, не изменяют саоей величины. Более того, из сухого песка нельзя слепить никакой формы. Стоит разжать ладонь и комок рассыпется. После добавления в песок воды, его можно слепить в комок, но через несколько мгновений, с потерей влаги, свободно стекающей между минеральными частицами, комок начнёт распадаться.
Повторим опыт с глиной. Сухая глина тверда как камень, даже если в ней достаточно велика пористость, а в структуре порового пространства доля крупных пор составляет 10 - 15%. Сухую глину можно только раскрошить молотком. Однако плотность её при этом совершенно не изменится. После обильного смачивания глины водой, она становится мягкой и пластичной. В таком состоянии при сжатии комка существенно изменится пористость влажной минеральной массы. Крупные поры слипаются и исчезают безвозвратно. Сохраняются только поры среднего и малого размеров. Мелкие поры (или микрпоры) могут удерживать воду с такой силой, что зачастую растения оказываются неспособными извлечь её из почвы. Для переуплотнённых глинистых почв почти обычна ситуация, когда в них всё поровое пространство занято водой, но растениям эта вода недоступна, да и общее её количество сравнительно невелико. К тому же такая почва лишена почвенного воздуха, что также неприемлимо для растений. С точки зрения агрофизических и водно-физических свойств "хорошей" следует считать почву оптимального механического состава (лёгкий или средний суглинок) и оптимальной плотности (1,1 - 1,3 г/см куб). В такой почве пористость достигает 45 - 55% при удовлетворительной структуре порового пространства и высокой водоудерживающей способности.
Водоудерживающая способность, она же наименьшая влагоёмкость почв - это то количество влаги, которое способна удержать почва после полива и стекания из пор свободной (гравитационной воды). Следуют учитывать, что наименьшая влагоёмкость почв и запасы доступной воды в почве - понятия не однозначные. Существует несколько форм (или категорий) почвенной влаги: доступная, несвязанная, плёночная, рыхлосвязанная, гигроскопическая (прочносвязанная) и кристаллизационная (абсолютно прочносвязанная). Когда в почве остаётся только гигроскопическая вода, минеральная масса ощущается ладонью как совершенно сухая. В таком состоянии почва пылит. Почти так же ощущается и почва, на стенках крупных и средних пор которой сверх гигроскопической влаги остаётся тонкая плёнка воды (толщиной всего несколько слоёв молекул) после высасывания доступной влаги растениями. В самых мелких порах, часто имеющих форму чёточных капилляров, т. е. тончайших извилистых трубок с регулярными вздутиями, силы поверхностного давления на воду, как правило, превосходят давление сосущей силы корней. Поэтому для растений эта вода не доступна. Суммарный объём перечисленных форм воды, включая и воду части капилляров, в суглинистых почвах составляет 30 -50 % от величины их наименьшей влагоёмкости. Остальная вода и представляет собой тот запас, которым постоянно пользуются растения и микроорганизмы. В глинистых и тяжелосуглинистых почвах структура порового пространства на 60 - 70% состоит из мелких пор, поэтому и объём влаги, недоступной для растений, здесь достигает 50 - 75% от величины их наименьшей влагоёмкости. Водоудерживающую способность почв можно увеличивать, одновременно улучшая внутреннюю структуру порового пространства, добавлением в песчаные почвы глины (или глинисто-торфяной смеси) или "разбавлением" глинистых почв песком. Но предварительно следует оценить экономическую целесообразность планируемого мероприятия.
У почв, содержащих в поверхностном обрабатываемом слое 3 - 4 % оранического вещества (гумуса), водоудерживающая способность заметно возрастает. Это объясняется низкой плотностью органики при её чрезвычайно высокой пористости. Некоторые воды торфа верховых болот могут удерживать в килограмме собственной массы 25 - 40 кратные количества воды. Почвенный гумус значительно уступает торфам в величине наименьшей влагоёмкости, но безусловно превосходит по этому показателю все природные минеральные субстраты. Однако, не следует стремиться к пересыщению почв органикой, поскольку избыток влаги в корнеобитаемом слое так же, если не более пагубно сказывается на растениях, как и её дефицит. Более того, при длительном переувлажнении поверхностного почвенного слоя в нём вместо процесса гумификации, т. е. превращения органического вещества в гумус, может начаться постепенное оторфовывание и внесённого органического материала и остатков отмерших растений. В почвах лёгкого механического состава оптимальным считается содержание 3,5 - 4 % гумуса. Большего и не достигнуть, поскольку физические свойства песков и супесей не обеспесивает гумификации вносимой органики. Наоборот, через водный и температурный режимы они способствуют её минерализации, т. е. разложению вещества до составляющих химических (зольных) элементов. Именно о лёгких почвах говорят, что в них внесённое органическое вещество быстро "сгорает". В суглинистых почвах количество гумуса желательно доводить до 4,5 - 6 %, но не более.
Роль гумуса в лесной и лесостепной зонах невероятно велика, т. к. он определяет и обеспечивает плодородие почв. Являясь резервуаром для влаги, гумус одновременно представляет собой настоящую кладовую питательных веществ. Бесчисленные ответвления бесконечно длинных молекул гумусовых кислот захватывают из почвенных растворов и удерживают физически и химически все элементы, необходимые растениям. В этом принципиальное отличие гумуса от торфов и иной органики (навоза, торфа). В областях, где осадки преобладают над испарениями, формируется промывной водный режим почв. Фильтруясь сквозь почвенную толщу, влага вымывает из неё не только легкорастворимые соединения, но и средне- и даже слаборастворимые соли щелочей и металлов. Этот процесс называется выщелачиванием, а почвы, лишённые элементов питания, называют выщелоченными. Гумус препятствует выщелачиванию почв. Кроме того, он обладает свойством "склеивать" тончайшие минеральные частицы, фомировать из них всё более и более крупные комки и тем самым оструктуривать почвы. С агрономической точки зрения для обеспечения надёжного укоренения растительности и создания наилучшего водно-воздушного режима наиболее благоприятны комочки почвы размерами от 0,25 до 10 мм.
Свойствами активно обмениваться химическими элементами, удерживать их за счёт чисто физического сцепления или химических связей обладают и самые мелкие по размерам минеральные частицы (илистая фракция), но в лёгких почвах их доля мала, а тяжёлые почвы, да ещё и определённого химического состава, как уже отмечалось, редко оказываются пригодными для сельскохозяйственного производства. Исключение составляют глинистые или суглинистые почвы, насыщенные соединениями кальция и магния, обеспечивающими нейтральную или близкую к нейтральной реакцию почвенных растворов. Кальций и магний химически склеивают тонкие частицы почв и создают прочную почвенную структуру. Насыщенные почвы почти не встречаются в лесной зоне, но широко распространены в степных, сухостепных и более засушливых областях. Недостаток влаги и температурный режим способствуют ускоренной минерализации растительных остатков, поэтому чем жарче и суше, тем ниже в южных почвах содержание гумуса и тем менее они выщелочены. Яркий пример почти безгумусных, но очень плодородных почв являют собой орошаемые серозёмы Средней Азии. Они прекрасно оструктурены, хотя содержат не более 0,5 % гумуса, и достаточно богаты питательными элементами, часть которых периодически поступает в почвы со слабоминерализованными поливными водами.
Полевое определение некоторых свойств почв
С помощью очень простых полевых методов можно довольно точно оценить некоторые свойства почвы, определяющие современный уровень её плодородия, а затем попытаться целеноправленно изменять их в нужном направлении. Конечно, хорошо бы не полениться и, руководствуясь знанием своих земельных наделов, выкопать на разных по качеству участках небольшие по размерам (35 х 75) и не очень глубокие (70 - 80 см) почвенные разрезы. Вряд ли их наберётся больше 2х - 3х штук. Зато это поможет получить сведения о свойствах не только поверхностного корнеобитаемого слоя, но и нижележащих, отличающихся по цвету и сложению почвенных горизонтов, совокупность которых и составляет исторически сформировавшееся единое почвенное тело.
К вертикальныой стенке свежевыкопанного почвенного разреза последовательно от верхнего горизонта (слоя), всегда имеющего более тёмный цвет, к горизонтам, залегающим глубже, прикладывается тыльная сторона кисти и по ощущению определяется степень увлажнения каждого из них и почвы в целом:
1. Почва не холодит руку.
В верхнем горизонте это бывает довольно часто. В таком состоянии почву называют сухой. Это значит, что в ней почти или совсем не осталось влаги, доступной растениям и почва нуждается в поливе.
2. Почва приятно холодит руку.
В таком состоянии её называют свежей. Это указывает на заполненность почвенных пор доступной капиллярной влагой и, кстати, именно в этом состоянии почва считается "физически спелой", т. е. пригодной к обработке. "Спелые" почвы не липнут и не сминаются (значит не уплотняются), поскольку с потерей свободной (гравитационной) влаги они утрачивают пластичность. Правда и здесь существует исключение, относящееся всё к тем же тяжёлым почвам. Всё дело в том, что если водоудерживающая способность почв, а вернее тот объём воды, который она удерживает в капиллярах, занимает более 75 % от объёма всего порового пространства, почва физически остаётся пластичной. В земледелии такие почвы называют технологически сырыми и планируют на них либо травы, либо, в перспективе, коренную мелиорацию с изменением их пористости и структуры порового пространства.
3. После прикосновения пальцев к почве на них остаются слабые влажные следы. Это значит, что в почве ещё сохранились остатки гравитационной воды и в таком состоянии её называют влажной.
4. По срезу слоя сочится вода.
Это значит, что почва перенасыщена лишней влагой, ещё не успевшей стечь под давлением собственной тяжести после дождя или полива. В таком состоянии почву называют мокрой.
Есть ещё одно, промежуточное состояние влажности почв, когда из мокрого слоя вода уже стекает, но после лёгкого похлопывания по срезу лопатой, вызывающего некоторую перестройку порового пространства, начинается достаточно обильное высачивание влаги. В таком состоянии допустимо назвать почву сырой.
Почва может быть переувлажнена в силу своего местоположения. Например, при плоском рельефе и тяжёлом механическом составе почти исключается и поверхностный сток избыточной воды и её фильтрация через минеральную толщу. Лёгкие же почвы равнинных территорий нередко заболачиваются грунтовыми водами. В обоих случаях для освоения почв необходима их предварительная осушительная мелиорация.
Желательно проводить определение в почве, находящейся в свежем состоянии. Из слоёв почвенного разреза отбираются небольшие порции (щепотки) почвенной массы и подвергаются следующим процедурам:
1. Небольщой комочек (или рыхлый субстрат) тщательно растирается пальцами над ладонью. Из образовавшейся пудры удаляются, по возможности, все видимые корешки и мелкие частицы твёрдых пород размерами более 1 мм.
2. Получившаяся пудра смачивается слюной до пастообразного состояния и лёгким постукиванием пальца раздавливается на ладони в лепёшку.
Чтобы проконтролировать степень увлажнения пудры, т.е. избежать её пересыщения влагой, лепёшку следует скатать в шарик, если это получится, а затем снова превратить в лепёшку. После этого, собственно, и начинается определение механического состава:
а) Смоченная почвенная масса с трудом формируется в лепёшку и тут же рассыпается. Механический состав почвы песчаный или даже рыхлопесчаный, т.е. она содержит не более 10 % "физической глины". Остальная масса состоит из песка и крупной пыли.
б) Лепёшка формируется легко и затем скатывается в шарик. Именно скатывается указательным пальцем на ладони при небольшом усилии, а не лепится. После повторения процедуры шарик снова скатывается, но на третий раз рассыпается.
Механический состав почвы - супесчаный, т.е. она содержит не более 20 % "физической глины".
в) Лепёшка и шарик формируются с большой лёгкостью, а затем шарик раскатывается пальцем на ладони в шнур толщиной в 3 - 4 мм, но при повторной попытке разваливается на части. Механический состав почвы - легкосуглинистый, т.е. она содержит 21 - 30 % "физическиой глины".
г) Толстый шнур раскатывается пальцем на ладони в более тонкий, толщиной в 1,5 - 2 мм, но при повторной попытке разваливается на части. Механический состав почвы - среднесуглинистый. Она содержит 31 - 40 % "физической глины".
д) Тонкий шнур сгибается в кольцо с изломами на сгибах, а при повторной попытке кольцо распадается на части. Механический состав почвы - тяжелосуглинистый, т.е. она содержит более 41 % "физической глины".
е) Тонкий шнур легко сгибается в кольцо без изломов, а при повторной попытке на нём могут появиться трещины. Механический состав почвы - глинистый. Содержание "физической глины" превышает в общей минеральной массе 45 %.
Хорошо, если в почвенной толще все слои имеют близкий механический состав (супесь - лёгкий суглинок, лёгкий суглинок - средний суглинок, средний суглинок - тяжёлый суглинок). Это позволяет оценить её как почти однородную по физическим и водно-физическим свойствам, среди которых важная роль принадлежит водоудерживающей и водопропускной способности. Близкая водопропускная (фильтрационная) способность гарантирует от застоя влаги на контакте слоёв. Если же поверхностный слой существенно легче, чем подстилающий, вполне возможно вымокание корней возделываемых культур во влажные годы.
У лёгких минеральных почв с низким содержанием гумуса плотность поверхностного и нижележащих слоёв обычно составляет 1,5 - 1,6 г/см куб, при удовлетворительной пористости, и мало изменяется в процессе обработок. В тяжёлых почвах определение плотности выполняется при влажности, соответствующей их свежему состоянию. Если почва сухая, её следует предварительно смочить водой, а затем дождаться стекания гравитационной влаги (у лёгких суглинков - 1 - 2 дня. У средних - 3 - 5 дней. У тяжёлых - 5 - 7 дней) и только после этого приступать к определению. Желательно, чтобы никто, даже случайно, не наступал на поверхность почвы над вертикальным срезом, во избежания искусственного уплотнения верхних слоёв. Плотность почвенных слоёв определяется обыкновенным кухонным ножом, горизонтально втыкаемым в минеральную толщу:
1) Нож входит в почву до рукоятки без усилий. Плотность почвы находится в оптимальных пределах, составляющих 1,0 - 1,25 г/см куб, что обычно для хорошо окультуренных или сравнительно недавно разрыхлённых почв.
2)Нож входит в почву с усилием. Плотность почв находится в пределах 1,26 - 1,35 г/см куб, что характерно для залежей и пустошей с уплотнённым корнеобитаемым горизонтом.
3) В почву с усилием входит только часть лезвия ножа. Плотность почвы превышает 1,4 г/см куб. Такие почвы считаются слабопереуплотнёнными, нуждаются в рыхлении.
4) В почву с усилием входит только кончик ножа или нож вообще не входит в почву. Плотность почвы равна или превышает 1,6 г/см куб. Для горизонтов, подстилающих корнеобитаемый слой на глубине 40 - 60 см это - естественная плотность. Но, если такой плотностью обладает пахотный и подпахотный горизонты, т. е. верхние 30 - 35 см почвенного профиля, требуется обязательное рыхление почвы и, может быть, какие-либо мелиоративные приёмы, изменяющие физические свойства слоя. В частности, применяется рыхление с внесением органических удобрений и известкованием.
Приближённая оценка гумусированности почв проводится через сравнение цвета почвенной массы в сухом и во влажном состоянии. Бедно- или малогумусные почвы, содержащие не более 1,5 % гумуса, в сухом состоянии имеют белесо-серый или светлосерый цвет, а будучи смоченными выглядят серыми или коричневато (буровато) -серыми.
При содержании гумуса, составляющем 2 - 3 %, цвет сухой почвы становится интенсивно серым или коричневато-серым, а во влажнлм состоянии изменяется на тёмносерый или тёмнокоричнево - серый. Почвы, содержащие 4 % гумуса и более, в сухом состоянии имеют коричнево-тёмносерый или тёмносерый цвет, а после смачивания становятся почти чёрными.
Чёрный или буро-чёрный цвет почв в сухом состоянии свидетельствует о содержании гумуса, превышающем 6 %, что характерно для чернозёмов.
Регулярное внесение навоза, торфо-навозных или любых других органических компостов из расчёта, в среднем, 200 кг на 100 м кв (сотку) обеспечивает медленный, но устойчивый прирост гумуса в почвах до оптимальной величины. Если известна плотность почв и мощность гумусового слоя, можно расчитать запасы гумуса в тоннах на гектар территории ( или в кг на сотку), поскольку это один из важнейших показателей плодородия почв. Например, при мощности гумусированного слоя 30 см, среднем содержании в нём гумуса 2,5 % (2 - 3 %) и плотности почв в пределах 1,12 г/см куб (1,0 - 1,25 ), запасы гумуса приближённо составят: 0,3 м х 10000 м кв х 0,025 х 1,12 т/ м куб = 84 т/га или 840 кг на сотку.
Для культурной почвы этого ещё недостаточно, но в сравнении с целинными почвами лесной зоны, содержащими, обычно, не более 55 - 60 т/га, запасы гумуса вполне удовлетворительны.
Кислотность (или реакция среды) почв должна определяться аналитически. Однако известно, что, например, большинство почв Северо - Запада европейской части России изначально (от материнских пород) обладает повышенной кислотностью. Для средне - и сильнокислых целинных почв характерно присутствие в разнотравном растительном покрове кислицы, щавеля и хвоща. Существует и другой косвенный способ приближённой оценки кислотности почвы через её оструктуренность и водопрочность почвенной структуры. В кислых почвах обрабатываемый слой имеет пылевато - комковатую или даже пылевато - мелкокомковатую структуру. Само название типа структуры говорит о том, что не вся масса почвенного слоя оструктурена, часть её просто осыпается мелкой пылью. Но и комочки (структурные отдельности) почвы не прочны. При лёгком сдавливании пальцами они также рассыпаются в пыль. Лишь какая-то часть их сохраняет свою форму. Однако при смачивании водой практически все эти комки расползаются в грязь. У почв, имеющих нейтральную или близкую к нейтральной реакцию среды, хорошо выражена комковатая структура с преобладанием комочков средних размеров (2 - 5 мм), до 40 - 50 % которых в течение 20 - 30 минут не расползаются в воде. На ограниченных по размерам садоводческих участках, занимающих площади 0,06 - 0,12 га, нейтрализацию кислотности почв можно производить не известью , а обыкновенной золой. Лучше всего использовать золу берёзовых дров, в которых содержится до 35 % кальция и, кроме того, до 14 % калия и около 7 % фосфора. Тем самым одновременно решается задача обеспечения почв необходимыми элементами питания растений, в том числе и микроэлементами . Норма внесения золы с обязательной заделкой в почву составляет не более 100 г на 1 м кв (10 кг на сотку), а при внесении в рядки или лунки вдвое меньше.
Определив основные характеристики почвыКи установив, например, что она легкосуглинистая, уплотнённая, содержит 2 - 3 % гумуса, имеет мощность гумусового горизонта 22 см и обладает повышенной кислотностью, можно приступать к её улучшению, т. е. к управлению её свойствами и постепенному их доведению до оптимальных величин.
Прежде всего это - нейтрализация кислотности, внесение в почву органических удобрений и планомерное увеличение мощности корнеобитаемого слоя. Остальные показатели вполне удовлетворительны.
С повышением содержания гумуса и изменением реакции почвенных растворов в нейтральную сторону улучшится оструктуренность обрабатаываемого слоя, а с ней возрастёт и водоудерживающая способность почв при хорошей аэрации, т. е. обеспеченность части пор воздухом. Обычно легкосуглинистые почвы ненарушенного сложения могут удерживать объём воды, составляющий до 25 - 26 % от общего объёма почвы. Следовательно, в одном кубическом метре такой почвы удерживаемая вода, если бы мы искуственно отделили её от минеральной массы, образует слой в 25 - 26 см, а в пересчёте на литры её объём окажется равным (100 х 100 х 25) 250 000 см куб или 250 литрам. Доступная растениям (продуктивная) влага составляет около 60 % от этого количества или 150 литров, а на одной сотке - соответственно, 15 000 литров или 15 м куб воды. Именно такое количество воды потребовалось бы дать почве, чтобы от влажности, при которой растения увядают, довести её до влажности, равной величине наименьшей влагоёмкости.
Давать в поливах большие количества воды бессмысленно, поскольку лишняя влага, свободно фильтруясь сквозь минеральную толщу, в конце концов может спровоцировать подъём грунтовых вод и заболачивания почв. Конечно, приведённый пример достаточно условен, т. к. почвенные слои могут иметь различный механический состав и разную плотность, но, в принципе, для каждого слоя, зная его механический состав и плотность, можно приближённо оценить величину наименьшей влагоёмкости, чтобы грубо подсчитать как общие запасы воды в метровом слое, так и запасы продуктивной влаги. Средняя величина наименьшей влагоёмкости у супесей составляет 18 - 20%, у средних суглинков 28 - 30 %, а у тяжёлых суглинков и глин - 32 - 36 %.
Обеспеченность почв элементами питания растений определяется аналитически, после чего производится расчёт доз минеральных удобрений, необходимых для восполнения дефицита, образующегося при выносе определённых элементов с полученным урожаем, и для обеспечения следующего урожая. Приверженцам органического земледелия необходимо знать, что в тонне свежего навоза или торфонавозного компоста содержится до 80 % влаги, не более 1,5 кг азота, 0,6 кг фосфора и 4.5 кг калия, причём в первый год растениями используется чуть больше половины этих количества, а во второй - чуть более половины остатка. Культурные же почвы должны иметь запасы азота на уровне 350 кг/га, фосфора 390 кг/га и калия 450 кг/га.
[Return to CCI Home Page]
[Return to Ag Initiative main page]
[Обратно на индекс публикаций]