Биологические показатели плодородия почв и их воспроизводство

 

Для практических расчетов установлены следующие минимальные  агрохимические показатели: рН 3,5; ( одсржание Р2О5 и К2О — 2 мг на 100 г почвы; гумуса — 0,5 %. Для торфяио-болотных почв минимальный показатель Р2О5 и К2О — 10 мг на 100 г почвы. Если фактический показатель больше оптимального, относительный индекс для этого показателя принимается равным 1 или в формулу вместо фактического вносят оптимальный показатель. Таким образом, по комплексу агрохимических свойств можно дать количественную оценку степени окультуренности почвы. Выделяют четыре степени окультуренности: очень низкую (индекс менее 0,4); низкую (0,41-0,6); среднюю (0,61-0,8) и высокую (0,81-1,0).

 

Оценка степени окультуренности  по комплексу агрохимических показателей  имеет большое практическое значение в связи с различными темпами  повышения и плодородия почв по отдельным районам и хозяйствам Республики Беларусь.

 

Почвы с более высоким баллом при дальнейшем их окультуривании дают меньший выход продукции на баллогектар по сравнению с менее плодородными.

 

1.2 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.

 

Гранулометрический состав. Твердая фаза почвы состоит из частиц различной величины, которые называются механическими элементами. По происхождению различают минеральные, органические и органоминеральные частицы.

 

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. Например, дерново-подзолистая почва содержит физической глины 28,0 %, песка — 39,0 %, крупной пыли — 33,0 %, средней и мелкой пыли — 17,0, ила 11,0 %. Основное название гранулометрического состава этой почвы — легкосуглииистая, дополнительное — крупнопылевато-несчаная.

 

Исследования, проведенные  в БелНИИПА, показали существенную зависимость урожая основных сельскохозяйственных культур от гранулометрического состава почв, в частности, от наличия в почве физической глины. Оптимальное ее содержание для различных культур неодинаково, что объясняется, с одной стороны, влиянием гранулометрического состава на водно-физические свойства и режимы почвы, а с другой, — биологическими особенностями и развитием корневой системы. Если рассматривать этот показатель для севооборота в целом, то оптимальное содержание физической глины составляет 30-35 %.

 

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.

 

Тяжслосуглинистые 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 легкосуглнпнстые и среднесуглинистые почвы.

 

Общие физические свойства почвы — плотность твердой  фазы, почвы и пористость. Плотность твердой фазы почвы (удельная масса) — отношение массы и ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при +4 "С. Это величина константная. Значение ее изменяется лишь в зависимости от содержания органического вещества (гумуса) и состава минеральной части почвы. Для дерново-подзолистых почв республики 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 ночве 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 норы могут находиться между  отдельными механическими элементами, почвенными агрегатами и внутри агрегатов. В зависимости от величины пор различают капиллярную п пекапиллярпую пористость. Капиллярная равна объему капиллярных промежутков почвы, некаппллярная — объему крупных пор. В сумме эти два вида пористости составляют общую пористость почвы. Поры могут быть заполнены водой и воздухом. За счет неканиллярных нор обеспечивается водопроницаемость и воздухообмен почвы. Капиллярные поры создают водоудсрживаюшую способность почвы, тем самым определяя запас, доступный для растений влаги.

 

Для создания оптимальных условий  влаги и воздухообмена в почве  необходимо, чтобы пекан иллярная 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 водоудсрживающая способность почпы и тем самым ухудшается обеспечение растений влагой (легкие супесчаные и песчаные почвы).

 

В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели высокую  некаппллярную пористость, заполненную водой, и одновременно пористость аэрации не менее 15-20 % объема — минеральные и 3040 % — торфяио-болотпые.

 

Соотношение объемов, занимаемых твердой фазой и различными видами нор, называется строением пахотного слоя. Оно определяется гранулометрическим составом почвы, ее агрегатным состоянием и взаимным расположением почвенных частиц н 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.

 

К приемам регулирования строения почвы относятся: приемы, направлснные на восстановление и улучшение структуры  почвы; обработка почвы: ход естественных процессов.

 

Создание структурных почв является основой для всех других меРочриятнй, направленных на регулирование строения пахотного слоя. Наиболее быстрым и эффективным способом изменения строения яв•"яется 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 мелкоссмянных культур, требующих неглубокой заделки, таких как лен, клевер, овощные, просо, травы и др. Поэтому часто прибегают к изменению строения почвы и сторону уплотнения, используя ночвоуплотняющие орудия. Для создания оптимального строения и структурного состояния почвы применяют систему мероприятий, включающую правильные севообороты, разноглубинную обработку почвы, внесение удобрений и проведение мелиорации.

 

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. с. 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 приданную 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 переувлажненпом состоянии почвы не обладают пластичностью.

 

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

 

Нижняя граница пластичности —  это верхняя граница влажности  почвы, при которой возможна ее механическая обработка, или верхний 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 протнвоэрозионных мероприятий.

 

Липкостью называют способность почвы прилипать к соприкасающимся с пей поверхностям. Она отрицательно влияет на технологические свойства ночвы, увеличивает тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин и орудий, затрудняет движение транспорта и ухудшает качество обработки. Липкость (г/см ) проявляется при определенной влажности, сначала увеличивается одновременно с ней, а затем начинает уменьшаться. По липкости почвы подразделяются на предельно — больше 15 г/см2, сильно — 5-15, средне — 2-5, слабовязкнс — 0,5-2 и 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.

 

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

 

Набухание — способность почвы  увеличиваться в объеме при увлажнении. Наибольшую пабухаемость 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. Удельное сопротивление дерново-подзолистых пахотных почв, кг/см2: глины — 0,68; суглинка тяжелого — 0,48; среднего — 0,35; легкого — 0,27; супеси — 0,18.

 

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