Содержание
Биологические факторы плодородия почвы 3
Почвенная биота 5
Фитосанитарное состояние почвы 6
Агрофизические факторы плодородия почвы 7
Гранулометрический состав 7
Структура 8
Мощность пахотного и гумусового слоев 9
Водный режим 9
Воздушный режим 10
Температурный режим 11
Агрохимические факторы плодородия 12
Воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии 13
Биологические факторы плодородия почвы
Содержание и состав органического вещества почвы
Органическое вещество почвы образуется из отмерших остатков растений,
микроорганизмов, почвенных животных и продуктов их жизнедеятельности.
Первичное органическое вещество, поступившее в почву, подвергается сложным
превращениям, включающим процессы разложения, вторичного синтеза в форме
микробной плазмы и гумификации. Сочетание названных процессов приводит в
биологически активных почвах к образованию сложной смеси органических
веществ, состоящей из малоразложившихся растительных и животных остатков с
сохранившейся первоначальной структурой; промежуточных продуктов разложения
органических и животных остатков (например, лигнина); собственно гумусовых
веществ, образовавшихся путем микробного синтеза или остаточного
происхождения; растворимых органических соединений, которые более или менее
быстро минерализуются до простых минеральных соединений (Н2О, СО2 и др.)
или участвуют в синтезе собственно гумусовых веществ.
Органическое вещество, консервирующее энергию солнца в химически связанной
форме, — единственный источник энергии для развития почвы, формирования ее
плодородия. Основным источником первичного органического вещества,
поступающего в почву под естественной растительностью, являются остатки
растений.
Во-первых, они удобряют почву ежегодно после уборки урожая, в то время как
все остальные виды органических удобрений вносят в почву периодически. Во-
вторых, не требуется дополнительных затрат на их внесение. В-третьих,
растительные остатки распределяются в почве наиболее равномерно. В них
содержатся все макро- и микроэлементы, необходимые растениям и животным.
На пахотных почвах с отчуждением большей части урожаев полевых культур
источником органического вещества служат надземные и корневые остатки
растений, а также вносимые в почву органические удобрения.
Растительные остатки разделяют на три группы: 1 — пожнивные остатки
растений; 2 — листостебельные; 3 — корневые. Пожнивные остатки представлены
стерней злаков, частями стеблей, листьев и всех других надземных частей
растений, которые остаются в поле после уборки урожая. Листостебельные
части растений включают корневища, столоны картофеля, корневые шейки
клевера, люцерны и других трав, остатки клубней, корнеплодов, луковиц.
Корневые остатки растений представлены корнями выращиваемой культуры,
сохранившимися живыми к моменту уборки, а также корнями, отмершими к
моменту уборки.
Размеры корнепада, по данным Т. И. Макаровой, могут достигать у озимой
пшеницы 124—480 кг/га, у овса — 330 — 620 кг/га сухого вещества. Запасы
гумуса за счет корнепада и корневых выделений могут пополниться на 130—230
кг/га. Корни растения еще при их жизни активно участвуют в почвенных
процессах. Разветвляясь, они контактируют с почвенными частицами и тем
самым способствуют равномерному распределению органического вещества и
образованию структурных агрегатов.
В почве при выращивании растений происходят одновременно два
противоположных процесса: синтез, накопление органического вещества, и его
разрушение. Интенсивностью обоих процессов, их соотношением определяются
конечные результаты, по которым оценивают влияние данной культуры на почву.
Если конечный результат положительный, за культурой признаются свойства
улучшать плодородие почвы и наоборот. Между тем на процесс разрушения
органического вещества влияют не столько сами культуры, сколько приемы их
возделывания.
О влиянии минеральных удобрений на развитие корневой системы существуют
различные мнения. Н. А. Качинский высказал предположение, что «чем
благоприятнее для растений почва, тем относительно к надземным частям
слабее развита его корневая система».
Наряду с количеством растительных остатков важное значение имеет их
химический состав и скорость разложения в почве. Так, растительные остатки
многолетних трав содержат большое количество элементов питания. Содержание
азота в корневых остатках многолетних бобовых трав колеблется в пределах
2,25—2,60 %, фосфора — 0,34—0,80 %, в поукосных остатках — соответственно
1,82—2,65 и 0,30—0,71 %. Количество азота и фосфора в корнях бобово-
злаковых травосмесей зависит от доли каждого компонента и составляет
0,91—2,37 % азота и 0,25— 1,06% фосфора, в поукосных остатках —
соответственно 1,60—-2,18 и 0,17—0,54 %. Злаковые травы содержат
значительно меньшее количество азота в корнях и поукосных остатках.
На ход и скорость разложения влияют, во-первых, внешние условия среды:
влажность, температура, рН почвы, содержание в ней кислорода и питательных
веществ и, во-вторых, химический состав растительных остатков.
Превращение первичного органического вещества в почве проходит в несколько
этапов. На первом этапе происходит химическое взаимодействие между
отдельными химическими веществами отмершего растения (например,
ароматические соединения клеточных оболочек могут вступать в химические
реакции с белками растительных клеток), которое можно значительно ускорить
за счет биологических и минеральных катализаторов.
На втором этапе происходят механическая подготовка и перемешивание с
почвой растительных остатков с помощью почвенной фауны. Нельзя отрицать и
определенную биохимическую подготовку первичного органического вещества к
микробному разложению при прохождении растительной массы через желудочно-
кишечный тракт почвенных животных.
На третьем этапе превращения свежего органического вещества в почве
происходит минерализация его с помощью микроорганизмов. В первую очередь
минерализуются воднорастворимые органические соединения, а также крахмал,
пектин и белковые вещества. Значительно медленнее минерализуется целлюлоза,
при разложении которой освобождается лигнин — соединение, весьма устойчивое
к микробиологическому расщеплению. Конечными продуктами превращений
первичного органического вещества являются минеральные продукты (СО2, Н2О,
нитраты, фосфаты, в анаэробных условиях Н2O и СН4). Кроме того, в почве
накапливаются в качестве продуктов метаболизма микроорганизмов
низкомолекулярные органические кислоты (муравьиная, уксусная, щавелевая и
др.). Процессы минерализации органического вещества в почве имеют
экзотермический.
Часть продуктов биологического разложения первичного органического
вещества превращается в особую группу высокомолекулярных соединений —
специфические, собственно гумусовые вещества, а сам процесс называют
гумификацией.
Основная часть органического вещества почвы (85—90%) представлена
специфическими высокомолекулярными гумусовыми соединениями. Принято
подразделять специфические гумусовые вещества на три основные группы
соединений: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.
Гуминовые кислоты (ГК) — фракция темно-окрашенных, высокомолекулярных
соединений, извлекаемая из почвы щелочными растворами, при подкислении
вытяжки выпадает в осадок в виде гуматов. В составе гуминовых кислот
углерода — 52 — 62 %, водорода — 3,0—5,5, кислорода — 30—33, азота — 3— 5
%. Основу молекулы ГК образует ароматическое ядро, сформированное
ароматическими и гетероциклическими кольцами типа бензола, фурана,
пиридина, нафталина, антрацена, индола, хинолина. Ароматические кольца
соединены между собой в рыхлую сетку. Боковые периферические структуры
молекулы — алифатические цепи. Ядро молекулы ГК отличается гидрофобными
свойствами, боковые цепи — гидрофильными. Конституционная часть молекулы ГК
— функциональные группы: карбоксильные и фенолгидроксильные, определяющие
кислотный характер ГК и способность к катионному обмену.
Фульвокислоты (ФК) — органические оксикарбоновые азотсодержащие кислоты.
По В. В. Пономаревой, в составе ФК углерода — 45,3 %, водорода — 5,
кислорода — 47,3, азота — 2,4 %. При сравнении с элементным составом ГК,
фульвокислоты содержат меньше углерода и азота, а кислорода больше.
Фульвокислоты следует рассматривать как химически наименее «зрелые»
гуминовые соединения. Между ГК и ФК существует тесная связь. Как те, так и
другие очень неоднородны и представлены многочисленными фракциями.
Гумины — наиболее инертная часть почвенного гумуса, не извлекаемая из
почвы при обычной обработке ее щелочными растворами. По своему составу
гумины близки к ГК. Вместе с тем фракция гуминовых веществ более прочно
связана с минеральной частью почвы, что значительно меняет ее свойства.
Исключительно важная роль органического вещества в формировании почвы в
значительной степени основана на их способности взаимодействовать с
минеральной частью почвы. Образующиеся при этом органо-минеральные
соединения — обязательный комплекс любой почвы. Образованию органо-
минеральных соединений в почве способствует высокая биологическая
активность, обеспечивающая поступление в систему реакционно-способных
органических веществ. Внесение в почву биологически малодоступных
органических веществ, например торфа, не приводит к образованию органо-
минеральных соединений.
Органическое вещество почвы, аккумулируя огромное количество углерода,
способствует большей устойчивости круговорота углерода в природе. В этом, а
также в накоплении еще ряда элементов в земной коре состоит важная
биогеохимическая функция органического вещества в земной коре.
Почвенная биота
Живые организмы — обязательный компонент почвы. Количество их в хорошо
окультуренной почве может достигать нескольких миллиардов в 1 г почвы, а
общая масса — до 10 т/га.
Основная их часть — микроорганизмы. Доминирующее значение принадлежит
растительным микроорганизмам (бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты).
Животные организмы представлены простейшими (жгутиковые, корненожки,
инфузории), а также червями. Довольно широко распространены в почве
моллюски и членистоногие (паукообразные, насекомые).
Страницы: 1, 2, 3
