Агрофизические показатели плодородия

К агрофизическим показателям плодородия почв относятся гранулометрический состав, общие физические, физико-механические свойства, строение пахотного слоя, структура, водно-воздушный и тепловой режимы.

1. Гранулометрический состав. Твердая фаза почвы состоит из частиц различной величины, которые называются механическими элементами. Относительное содержание в почве или породе фракции механических элементов называется механическим, или гранулометрическим, составом.

Среди механических частиц (элементов) почвы выделяют физический чесок (частицы более 0,01 мм) и физическую глину (частицы менее 0,01мм).

Их соотношение положено в основу классификации почв по гранулометрическому составу.

Как неизменный показатель для данной почвенной разновидности, гранулометрический состав влияет на целый ряд других показателей почвы, таких как водно-физические, физико-механические, воздушные и тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, накопление в почве гумуса, зольных элементов и азота.

В зависимости от гранулометрического состава почв меняются условия обработки, сроки полевых работ, дозы удобрений, размещение сельскохозяйственных культур.

Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке, поэтому их принято называть легкими. Они обладают хорошей водопропускной способностью и благоприятным воздушным режимом, быстро прогреваются. Однако у этих почв очень низкая влагоемкость. Поэтому они чаще других нуждаются в увлажнении, так как растения очень часто страдают от недостатка влаги, особенно в южных областях республики.

Тяжелосуглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой связностью и влагоемкостью, богаче гумусом, питательными веществами. Обработка этих почв требует значительных энергетических затрат, поэтому их принято называть тяжелыми.

Тяжелые бесструктурные почвы имеют низкую водопроницаемость, легко заплывают, образуют корку, отличаются высокой плотностью, неблагоприятными воздушными и тепловыми режимами. Они, как и песчаные, обладают низким плодородием и неудобны для применения. Лучшими для сельскохозяйственного использования являются легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы.

2. Общие физические свойства почвы — плотность твердой фазы, почвы и пористость.

Плотность твердой фазы почвы (удельная масса) — отношение массы твердой фазы к ее объему. Это величина константная. Значение ее изменяется лишь в зависимости от содержания органического вещества (гумуса) и состава минеральной части почвы. Для дерново-подзолистых почв этот показатель колеблется от 2,40 до 2,65 г/см3, а для торфяно-болотных — от 0,5 до 1,4 г/см3.

Плотность почвы (объемная масса) — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении так же, как и плотность твердой фазы, выражается в г/см3. Плотность является первичным и определяющим фактором всей физики почв. С ней непосредственно связаны водный, тепловой и воздушный режимы в почве.

Каждая сельскохозяйственная культура предъявляет свои требования к плотности почвы, которые меняются в течение всего вегетационного периода. Придание почве оптимальной плотности составляет важную задачу земледелия, она является величиной переменной и претерпевает изменение в процессе окультуривания почв. На нее влияют способ обработки почвы, гранулометрический состав, применение удобрений и даже в какой-то мере возделываемая культура. После глубокого рыхления, как правило, плотность почвы сильно снижается. Однако в дальнейшем под влиянием выпадающих осадков сил тяжести почвенных частиц, под воздействием почвообрабатывающих машин и орудий она увеличивается и достигает определенной постоянной величины. Такое состояние называется равновесной плотностью. Если она выше оптимальной для культуры, посев которой планируется, то почву необходимо рыхлить, если ниже — уплотнять.

Наилучшее условие для возделывания культур достигается, когда значение оптимальной и равновесной плотности почвы совпадают.

Задача земледелия — разработка путей оптимизации плотности пахотного слоя почв. Он считается рыхлым, если плотность не превышает 1,15, плотным — 1,15-1,35 и очень плотным — выше 1,35 г/см3.

Пористость (скважность) почвы — суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы, выражается в процентах от общего объема почвы. Зависит от целого ряда показателей и прежде всего от гранулометрического состава, структурного состояния, деятельности почвенных организмов, содержания органического вещества, способов и приемов обработки почвы. В почве поры могут находиться между отдельными механическими элементами, почвенными агрегатами и внутри агрегатов.

В зависимости от величины пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Капиллярная равна объему капиллярных промежутков почвы, некапиллярная — объему крупных пор. В сумме эти два вида пористости составляют общую пористость почвы.

Поры могут быть заполнены водой и воздухом.

За счет некапиллярных пор обеспечивается водопроницаемость и воздухообмен почвы. Капиллярные поры создают водоудерживающую способность почвы, тем самым определяя запас, доступный для растений влаги.

Для создания оптимальных условий влаги и воздухообмена в почве необходимо, чтобы некапиллярная пористость составляла 55-60 % общей пористости. Если она меньше 50 %, то в почве резко ухудшается воздухообмен, что приводит к развитию анаэробных процессов. Это свойственно для тяжелых почв с высокой плотностью.

Если некапиллярная пористость превышает 65 %, то снижается водоудерживающая способность почвы и тем самым ухудшается обеспечение растений влагой (легкие супесчаные и песчаные почвы).

В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели высокую некапиллярную пористость, заполненную водой, и одновременно пористость аэрации не менее 15-20 % объема — минеральные и 30-40 % — торфяно-болотные.

Соотношение объемов, занимаемых твердой фазой и различными видами пор, называется строением пахотного слоя. Оно определяется гранулометрическим составом почвы, ее агрегатным состоянием и взаимным расположением почвенных частиц и комков, т. е. сложением почвы.

Принято считать, что для дерново-подзолистых почв наиболее благоприятное соотношение между твердой фазой и порами — 1:1, так как при этом устанавливаются наилучшие условия водного, воздушного и пищевого режимов почвы.

Строение пахотного слоя можно регулировать путем изменения плотности почвы и структуры. Создание структурных почв является основой для всех других мероприятий, направленных на регулирование строения пахотного слоя. Наиболее быстрым и эффективным способом изменения строения является обработка. Все приемы обработки в значительной степени повышают общую пористость, увеличивая в основном объем некапиллярных пор, что улучшает водно-воздушные свойства и усиливает микробиологическую активность почвы.

Однако чрезмерная рыхлость почвы способствует большим потерям влаги, проявлению ветровой эрозии, слишком быстрой минерализации и вымыванию органического вещества, неравномерной заделке семян. Особенно трудно заделывать в рыхлую почву семена мелкосемянных культур, требующих неглубокой заделки, таких как лен, клевер, овощные, просо, травы и др. Поэтому часто прибегают к изменению строения почвы в сторону уплотнения, используя почвоуплотняющие орудия. Для создания оптимального строения и структурного состояния почвы применяют систему мероприятий, включающую правильные севообороты, разноглубинную обработку почвы, внесение удобрений и проведение мелиорации.

 

3. К физико-механическим свойствам почвы относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке. Они имеют важное значение для оценки технологических свойств почвы, т. е. различных условий обработки, работы посевных и уборочных агрегатов.

Пластичность — это способность почвы изменять форму под влиянием какой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохранять полученную форму после устранения этой силы. Она зависит от ряда свойств почвы, обусловлена илистой фракцией и проявляется при определенном диапазоне влажности, характеризующем верхний и нижний пределы или границы пластичности. В сухом и переувлажненном состоянии почвы не обладают пластичностью.

В зависимости от влажности почвы различают следующие параметры пластичности: верхний предел, или предел текучести, — весовая влажность, при которой почва еще пластична, но уже начинается ее текучесть; нижний предел, или предел раскатывания — весовая влажность, при которой почва сохраняет пластичность, но уже начинается ее распад на отдельные агрегаты.

Нижняя граница пластичности — это граница влажности почвы, при которой возможна ее механическая обработка, или предел оптимальной влажности для обработки почвы. Значение величины верхней границы пластичности важно для определения устойчивости почв к водной эрозии. При влажности выше верхней границы пластичности почва способна растекаться и сползать вниз по склону. Это необходимо учитывать при планировании противоэрозионных мероприятий.

Липкостью называют способность почвы прилипать к соприкасающимся с ней поверхностям. Она отрицательно влияет на технологические свойства почвы, увеличивает тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин и орудий, затрудняет движение транспорта и ухудшает качество обработки. Липкость проявляется при определенной влажности, сначала увеличивается одновременно с ней, а затем начинает уменьшаться.

По липкости почвы подразделяются на

предельно липкие — больше 15 г/см²,

сильно липкие — 5-15,

средне липкие — 2-5,

слабовязкие — 0,5-2

рассыпчатые — менее 0,5 г/см².

С ней связано такое важное агрономическое свойство почвы, как физическая спелость. Это состояние влажности, при котором почва хорошо крошится, не прилипая при этом к орудиям обработки. Физическая спелость в значительной степени зависит от гранулометрического состава и гумусированности почв.

Весной раньше других поспевают к обработке песчаные и супесчаные почвы и в первую очередь с большим содержанием гумуса.

Различают также биологическую спелость почвы, под которой понимают такое состояние, при котором начинается активное развитие биологических процессов. Для почв Украины оба вида спелости наступают почти одновременно.

Набухание — способность почвы увеличиваться в объеме при увлажнении. Наибольшую набухаемость из всех почв имеют глинистые. Это отрицательное свойство, поскольку при значительной выраженности приводит к разрушению почвенных агрегатов.

Усадка — уменьшение объема почвы при высыхании. Величина усадки обусловлена теми же факторами, что и набухание. При сильной усадке в почве образуются многочисленные трещины, разрывается корневая система растений, усиливается физическое испарение влаги.

Связность почвы — способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы, вызывается силами сцепления между частицами почвы.

Наибольшей связностью обладают глинистые почвы, наименьшей — песчаные. Максимальная связность наблюдается при влажности почв, близкой к влажности завядания. Связные почвы лучше противостоят эрозии, однако при увеличении связности ее удельное сопротивление повышается, что затрудняет обработку.

Твердостью называется сопротивление почвы проникновению в нее под давлением какого-либо тела. Высокая твердость — признак плохих физико-химических и агрофизических свойств почвы. Это затрудняет прорастание семян и проникновение корней в почву. Она плохо пропускает влагу и воздух. На почвах с повышенной твердостью растения развиваются плохо.

Твердость почвы зависит от ее увлажнения и структурности. Распыленная (бесструктурная) почва при высыхании оказывает значительно большее механическое сопротивление, чем комковато-зернистая.

С твердостью связана такая важная технологическая характеристика почвы, как сопротивление почвы при обработке. В оптимальном интервале влажности сопротивление ее при обработке прямо зависит от твердости почвы.

Удельное сопротивление почвы — усилие, затрачиваемое на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Характеризуется сопротивлением почвы в кг, приходящемся на 1 см² поперечного сечения пласта почвы, поднимаемого плугом. Удельным сопротивлением обусловливается величина силы тяги при вспашке почвы.

Удельное сопротивление существенно изменяется в зависимости от вида сельскохозяйственного угодья. При обработке целинных и старозалежных земель оно возрастает на 40-50 % по сравнению со старопахотными почвами в пределах одного и того же типа и даже разновидности. На полях с пропашными культурами удельное сопротивление значительно меньше, чем под зерновыми и особенно под многолетними травами.

Удельное сопротивление зависит также от структурного состояния почвы и засоренности посевов сорняками. Хорошо оструктуренные, чистые от сорняков почвы оказывают меньшее сопротивление при обработке, чем бесструктурные и засоренные сорняками, особенно корневищными.

4. Структура — показатель физического состояния плодородной почвы. От нее зависит благоприятное строение пахотного слоя, водные, общие физические и физико-механические свойства и целый ряд других показателей. Механические элементы могут находиться в раздельном состоянии или быть склеены в структурные отдельности (агрегаты) различной формы и размера.

Способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой.

В песчаных и супесчаных почвах механические элементы обычно находятся в раздельном состоянии. Такие почвы являются бесструктурными.

Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными, бесструктурными или малоструктурными.

В земледелии принята следующая классификация структурных агрегатов:

глыбистая структура — комки более 10 мм, (подразделяется на крупно- — более 100 мм и мелкоглыбистую — 10010 мм);

макроструктура — 0,25-10 мм, (подразделяется на крупно- — 10-3 мм, средне- — 3-1 мм и мслкокомковатую — 1-0,25 мм)

микроструктура — менее 0,25(подразделяется на грубую — 0,250>01 мм и тонкую — менее 0,01 мм)

Эти структурные отдельности имеют различный механизм образования и определяют различные водно-физические свойства.

При наличии агрономически ценной структуры в почве создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами преобладают некапиллярные поры.

В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно и образуются в основном капиллярные поры.

Эти особенности структурных и бесструктурных почв влияют и на их режимы.

Структурные почвы за счет некапиллярных пор хорошо впитывают влагу, которая в дальнейшем поглощается почвенными частицами, а промежутки между ними заполняются воздухом. Создаются благоприятные водно-воздушные условия. В такой почве почти отсутствует поверхностный сток, так как практически вся влага осадков поглощается почвой, а наличие некапиллярных пор препятствует ее испарению с поверхности. Поэтому в структурной почве создаются благоприятные условия обеспечения растений влагой и воздухом, а также протекания всех почвенных процессов.

В бесструктурную почву влага впитывается медленно, а значительная ее часть теряется вследствие поверхностного стока. Наличие капиллярных и почти полное отсутствие некапиллярных пор вызывает большие потери влаги от испарения. В такой почве часто может наблюдаться избыточное и недостаточное увлажнение.

При чрезмерном увлажнении все промежутки в почве заполнены водой, и воздух отсутствует, это способствует проявлению анаэробных процессов, в результате чего питательные элементы переходят в труднорастворимые соединения, и создается неблагоприятный питательный режим.

При недостаточном увлажнении в почве много воздуха, однако, растения испытывают недостаток в воде.

Агрономически ценная структура, обеспечивая рыхлое состояние почвы, облегчает прорастание семян и распространение корней растений, противостоит возникновению эрозии почвы. С точки зрения агротехнических требований ценной считается лишь мелкокомковатая и зернистая структура с пористыми агрегатами размером 0,25-10 мм

Важное свойство агрегатов — их механическая прочность и водостойкость, или сопротивление комков размывающему действию воды. Непрочные комки под воздействием внешних факторов разрушаются, особенно воды. В результате почва принимает раздельно-частичное состояние со всеми отрицательными свойствами. Она требует более частых обработок, что еще более усугубляет ее состояние.

Первостепенное место в структурообразовании занимают биологические факторы растительности и почвенных организмов. Под влиянием растительности происходит механическое уплотнение почвы, одновременное разделение ее на комки, а также растения являются источником органического вещества (гумуса). Особое место в структурообразовании отводится многолетней травянистой растительности. Многолетние травы обладают мощной корневой системой, образующей при разложении большое количество связанного с кальцием гумуса, который является лучшим структурообразователем. Поэтому там, где создаются благоприятные условия для развития травянистой растительности, формируются хорошо оструктуренные луговые и дерново-карбонатные почвы.

Значительная роль в создании почвенной структуры принадлежит роющим животным и дождевым червям. В результате их жизнедеятельности в почве образуется однородная и устойчивая структура.

Структура почвы является довольно динамичной и способна разрушаться и восстанавливаться. Управление всеми факторами, способствующими изменению структуры, позволяет поддерживать почву в необходимом состоянии.

К причинам утраты структуры относятся:

1) механическое разрушение почвенной структуры происходит вследствие механического воздействия при обработке почвы, при передвижении но ее поверхности машин и сельскохозяйственной техники. Чрезмерные проезды и проходы по полю приводят к раздавливанию почвенных агрегатов и распылению структурных отдельностей. Сильному разрушению подвергается структура при обработке переувлажненных земель. Поэтому важнейшие пути уменьшения механического разрушения — это обработка почвы в состоянии ее физической спелости, а также сокращение агротехнических приемов (минимализация обработок).

2) биологическое разрушение структуры связано, прежде всего, с процессом минерализации почвенного гумуса как основного цементирующего вещества при образовании структурных агрегатов. Это происходит в процессе неправильного подбора и чередования сельскохозяйственных культур и в результате интенсивной обработки почвы.

Восстановление и сохранение структуры — непременное условие ведения земледелия. Сохранение и улучшение структурного состояния почв достигается различными методами.

К агротехническим методам оструктуривания почв относятся посев многолетних трав, обработка почвы в спелом состоянии, известкование кислых и гипсование засоленных почв, внесение органических и минеральных удобрений.

Прочная почвенная структура восстанавливается и образуется под воздействием многолетних трав, однолетних сельскохозяйственных культур, развивающих мощную корневую систему. К таким культурам относятся озимые зерновые, кукуруза, однолетние бобово-злаковые травосмеси. Незначительное оструктуривает почву лен, картофель, свекла, овощные культуры.

Наращивая большую вегетативную массу, многолетние травы, особенно бобово-злаковые смеси, сильнее оструктуривают почву, чем однолетние сельскохозяйственные культуры, так как образуют мощную и сильно разветвленную корневую систему. Их корневые остатки содержат большое количество белков, углеводов и других соединении, являющихся благоприятной средой для деятельности микроорганизмов и образования гумусовых веществ. Корневые остатки однолетних растений к моменту их созревания содержат преимущественно клетчатку, малопригодную для гумусообразования.

Благоприятное оструктуривающее действие на почву оказывают органические удобрения. Так как в условиях интенсивного ведения сельскохозяйственного производства повсеместно широкое применение травосеяния невозможно, то главенствующая роль при этом должна принадлежать правильной агротехнике, особенно применению удобрений как одному из главных факторов улучшения структурного состояния пашни.

Структурообразующим фактором при внесении в почву навоза и компостов является органическое вещество.

Однако минеральные удобрения так же улучшают структуру почвы, так как косвенно влияют на структурообразование: стимулируют развитие растений, которые способствуют повышению содержания органического вещества в почве, являющегося энергетическим материалом для развитая микроорганизмов и образования структуры.

Для улучшения структуры почвы применяются различные структурообразователи, например, клеящие вещества (торфяной клей, гуминовые кислоты).

С 1950 г. в ряде стран в качестве искусственных структурообразующих веществ используются полимеры и сополимеры, главным образом состоящие из производных акриловой, метакриловой и маниловой кислот, названные «крилиумы». Несмотря на высокое структурообразующее действие полимеров, широкое их применение ограничивается сложностью изготовления и большими затратами на внесение. Поэтому в системе земледелия основными способами сохранения и улучшения структурных свойств почвы являются агротехнические.

 

4. Водные свойства и водный режим почвы.

Вода, как известно, — жизненная основа растений, почвенной микрофлоры и фауны. От ее содержания в почве зависят интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ в почве, т. е. все важнейшие показатели почвенного плодородия.

Растения нормально развиваются лишь в том случае, когда влага находится в почве в постоянном и достаточном количестве. И недостаток, и избыток влаги ограничивают продуктивность растений. При этом, как правило, все агроприемы, направленные на повышение урожаев сельскохозяйственных культур, становятся неэффективными.

Водообеспеченность растений определяется не только количеством воды в почве, но и водными свойствами почвы, т. е. способностью впитывать, фильтровать, удерживать и отдавать ее растениям.

Поэтому познание закономерностей действия почвенной влаги и управления водными свойствами — важнейшее условие получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в интенсивном земледелии.

Вода в почве может находиться в твердом (лед), жидком и парообразном состоянии. Основные водные свойства почв — водопроницаемость, водоудерживающая и водоподъемная способность.

Водоудерживающая способность — свойство почвы удерживать то или иное количество воды, обусловленное действием сорбционных и капиллярных сил. Наибольшее количество воды, которое способна удержать почва теми или иными силами, называется влагоемкостъю.

Способность поглощать влагу тем сильнее проявляется в почве, чем больше се дисперсность. Поэтому почвы более тяжелого гранулометрического состава обладают повышенной водоудерживающей способностью по сравнению с супесчаными и песчаными почвами.

Водопроницаемость — способность почвы впитывать и пропускать воду. Первую ее стадию характеризует впитывание, когда свободные поры почвы последовательно заполняются водой. Передвижение воды в почве под влиянием силы тяжести и градиента напора при полном насыщении почвы водой называется фильтрацией. Водопроницаемость измеряется объемом воды, протекающей через единицу площади поверхности почвы в единицу времени, и выражается в миллиметрах в единицу времени.

От водопроницаемости почвы зависит, прежде всего, поступление в почву осадков, поверхностно стекающей воды в период снеготаяния. Если в почву медленно или совсем не просачивается вода даже при достаточном количестве выпадающих осадков, создается почвенная засуха, и растения страдают от недостатка воды. Хорошая водопроницаемость обеспечивает в почве создание больших запасов влаги, что особенно важно для территории с неравномерным выпадением атмосферных осадков.

Зависит водопроницаемость от общего объема пор в почве и их размера.

В легких по гранулометрическому составу почвах поры крупные и водопроницаемость всегда высокая.

В суглинистых и глинистых почвах наличие и размер пор зависят от структурного состояния, поэтому почвы с водопрочной комковато-зернистой структурой будут также отличаться и высокой водопроницаемостью.

В тяжелых глинистых почвах водопроницаемость низкая.

Низкая водопроницаемость и достаточный уровень увлажнения на ранних участках способствуют застаиванию воды на поверхности почвы и вымочке культур, а на склонах — развитию эрозии. Излишне высокая водопроницаемость препятствует созданию хорошего запаса воды в корнеобитаемом слое почвы и даже при достаточном количестве атмосферных осадков растения могут страдать от недостатка влаги.

Водоподъемная способность — свойство почвы вызывать капиллярный подъем воды. Она имеет большое значение при высоком уровне залегания грунтовых вод, так как может вызвать их подтягивание к поверхности и способствовать переувлажнению почв, что крайне нежелательно. В таком случае необходимо разрыхлить почву в целях увеличения диаметра пор, чтобы снижать высоту поднятия грунтовых вод, скорость их поднятия и будет возрастать.

Водным режимом называется совокупность всех явлений поступления влаги в почву, все передвижение, удержание в почвенных горизонтах и расхода из почвы.

Регулирование водного режима — обязательное мероприятие в условиях интенсивного земледелия. При этом необходимо осуществлять целый комплекс приемов, направленных на устранение неблагоприятных условий водоснабжения растений. Прежде всего, нужно стремиться к уравниванию количества влаги, поступающей в почву, с расходом на транспирацию и физическое испарение, к созданию бездефицитного водного баланса, что достигается рядом способов, используемых в земледелии.

Первый способ радикального регулирования водного режима — осушительно-оросительные мелиоративные мероприятия. При орошении можно обеспечивать растение водой в те периоды, когда запас ее в почве истощается, и влажность почвы приближается к влажности разрыва капиллярной связи. Поливом регулируется водный режим при возделывании овощных культур как наиболее требовательных к условиям увлажнения.

Часто приходится прибегать к поливу пастбищ, чтобы повысить их продуктивность в условиях интенсификации животноводства.

Второй способ регулирования водного режима — воздействие на микроклимат древесных насаждений и искусственных водоемов.

Эти два приема очень тесно переплетаются, так как задачей осушительных мелиорации является не сброс воды осушаемых земель в бассейн больших рек, а их аккумуляция в виде искусственных водоемов с дальнейшим использованием на орошение и другие цели.

Третий способ регулирования водного режима состоит в использовании агротехнических приемов, способствующих накоплению, сохранению и рациональному использованию влаги в почве. Регулируя плотность пахотного слоя, можно либо сохранить влагу в почве, либо увеличить ее расход путем физического испарения. Создание и восстановление структуры увеличивает содержание в почве капиллярно-подвешенной и подпертой воды, а также доступной растениям влаги.

5. Воздушный режим почв и его регулирование.

Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлении поступления воздуха в почву, передвижение его в профиле почвы, изменение состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.

Воздушный режим подвергается суточным, сезонным, годовым и многолетним изменениям и прямо зависит от свойств почвы, метеорологических условий, биологических особенностей возделываемой культуры, характера растительности и агротехнических приемов обработки почвы.

Наиболее благоприятный воздушный режим складывается в структурных почвах с оптимальным строением пахотного слоя, обладающих рыхлым сложением, способных быстро пропускать и перераспределять поступающие в них воду и воздух.

При благоприятном воздушном режиме создаются оптимальные условия для проникновения в почву кислорода и выделения углекислого газа, жизнедеятельности почвенных организмов и разложения органического вещества, хода окислительно-восстановительных процессов и дыхания корней.

В улучшении воздушного режима нуждаются многие почвы, особенно с избыточным увлажнением и чрезмерным уплотнением. Воздушный режим регулируется с помощью агротехнических и мелиоративных мероприятий.

На почвах с избыточным увлажнением агротехнические мероприятия по регулированию воздушного режима можно применять только после коренного изменения водного режима — осушения.

Необходимость регулирования обусловливается изучением основных показателей воздушного режима, таких как содержание, состав почвенного воздуха, воздухопроницаемость, дыхание почвы.

Оптимальным считается содержание почвенного воздуха в течение вегетации растений на уровне 20-25 % от объема почвы. Поэтому все мероприятия по регулированию воздушного режима в первую очередь должны быть направлены на улучшение именно этого показателя.

В результате чрезмерного уплотнения даже при оптимальной влажности, содержание воздуха в указанных почвах достигает критической величины — менее 15 % от объема почвы.

Большое препятствие проникновению воздуха в почву оказывает почвенная корка, образующаяся на бесструктурных почвах.

Условия аэрации зависят также от температурного режима почв. Так, при температуре почвы, не превышающей +15°С, неплохие условия аэрации обеспечиваются при содержании воздуха 15-20 % от общего объема почвы, а с повышением температуры до 20°С оно должно быть уже выше 20 %.

Все приемы обработки почвы, улучшающие ее сложение, усиливают интенсивность газообмена, уменьшают концентрацию СО₂ и увеличивают содержание О₂., в почве.

Характерным показателем воздушного режима почвы является воздухопроницаемость и интенсивность дыхания почвы. Воздухопроницаемостью отличаются хорошо оструктуренные, с высоким содержанием водопрочных агрегатов (более 0,5-1 мм) почвы. При хорошем структурном состоянии воздухопроницаемость через 60 мин после обильного увлажнения должна составлять 60 мл/мин и более, при среднем — 40-60 мл/мин, а в бесструктурной почве — не более 20 мл/мин.

Величина дыхания почвы колеблется от 0,5 до 10 кг/га на 1 м² в зависимости от свойств почвы, интенсивности микробиологических процессов, характера растительности и развития корневой системы. Наиболее активное выделение углекислого газа приходится на период максимального прироста корневой и надземной массы растений при благоприятной влажности, температуре.

Воздушный режим почв тесно взаимосвязан с водным и оптимизируется при окультуривании почв. Применение органических удобрений, регулирование реакции почвенной среды и водного режима активизируют микробиологические процессы в почвах и повышают интенсивность их дыхания.

 

6. Температурный режим и его регулирование.

Совокупность явлений поступления, аккумуляции и отдачи тепла называется тепловым режимом почвы.

Вместе с водным и воздушным эти режимы определяют динамику почвенных процессов.

С температурой связана интенсивность протекания химических, физико-химических, биохимических биологических процессов в почве.

Тепло является одним из незаменимых факторов жизни растении, от которого зависят развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур: прорастание семян, развитие корневой системы, скорость прохождения отдельных стадий развития, интенсивность фотосинтеза.

Тепловой режим почв формируется под влиянием атмосферного климата, а также особенностей рельефа и растительности.

Основным и единственным показателем теплового режима, характеризующим тепловое состояние почвы, является температура.

Температура почвы воздействует на растения с самого начала их роста и развития. Причем растения по-разному относятся к температурному режиму почв. Однако наряду с минимальными и максимальными значениями этого показателя они имеют определенный оптимальный диапазон, при котором создаются наиболее благоприятные условия для их развития. Уже для прорастания семян различные культуры требуют свои температурные параметры почвы.

Для характеристики температурного режима особое значение имеют продолжительность периода активных температур (более 10 °С) в почве на глубине 20 см. Так как здесь расположено максимальное количество корней сельскохозяйственных растений, то сумма активных температур как основной показатель теплообеспеченности почв определяется на этой глубине.

Для оптимальной теплообеспечениости почв сумма активных температур на глубине пахотного слоя должна находится в пределах 1600-2100°С.

От теплообеспеченности почвы в большей мере зависит газообмен и состав почвенного воздуха. Снижение температуры почвенной влаги ведет к повышению растворимости газов, ухудшению усвояемости элементов питания и целого ряда показателей, влияющих на почвенные процессы.

В отличие от водного и воздушного тепловой режим поддается меньшему регулированию, однако в сельскохозяйственной практике его регулирование имеет важное значение для обеспечения оптимальных условий роста растений.

Улучшение теплового режима почв основывается на осуществлении приемов, регулирующих приток солнечной радиации и ослабляющих или увеличивающих ее потери.

К приемам, регулирующим приток солнечной радиации к поверхности почвы, относятся некоторые приемы обработки почвы и способы посева культур. Накоплению и сбережению тепла в почве способствует увлажнение.

Обработка почвы и рыхление поверхностного слоя способствуют более быстрому обмену тепла в почве. Рыхление увеличивает теплопроводность и уменьшает лучеиспускательную способность. Этот прием способствует снижению температуры почвы днем и сохранению тепла ночью.

Эффективным приемом повышения температуры почвы, особенно в ранневесенний период, является внесение в почву органических удобрений, усиливающих микробиологическую активность. Этот прием весьма эффективен в условиях закрытого грунта, где органические удобрения используются и как источник питания, и как биотопливо для обогрева теплиц.

Радикальным приемом регулирования теплового режима в зимний период является снегозадержание, выполняющее двойную функцию: средство, препятствующее промерзанию почвы, источник влаги.

 

11. Пищевой режим.

Плодородие — способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания. Она зависит от вида, сорта, уровня урожайности.

Изучаются эти вопросы агрохимией и физиологией растений. В задачу земледелия входит обеспечение удовлетворения этих потребностей растений.

Все приемы регулирования пищевого режима можно разделить на четыре группы:

1. пополнение почвы питательными веществами;