Почвенные организмы разрушают отмершие остатки растений и животных,
поступающие в почву. Одна часть органического вещества минерализуется
полностью, а продукты минерализации усваиваются растениями, другая же
переходит в форму гумусовых веществ и живых тел почвенных организмов.
Некоторые микроорганизмы (клубеньковые и свободноживущие азотфиксирующие
бактерии) усваивают азот атмосферы и обогащают им почву.
Почвенные организмы (особенно фауна) способствуют перемещению веществ по
профилю почвы, тщательному перемешиванию органической и минеральной части
почвы.
Важнейшая функция почвенных организмов — создание прочной комковатой
структуры почвы пахотного слоя. Последнее в решающей степени определяет
водно-воздушный режим почвы, создает условия высокого плодородия почвы.
Наконец, почвенные организмы выделяют в процессе жизнедеятельности
различные физиологически активные соединения, способствуют переводу одних
элементов в подвижную форму и, наоборот, закреплению других в недоступную
для растений форму.
В обрабатываемой почве функции почвенных организмов сводятся к поддержанию
оптимального питательного режима (частичное закрепление минеральных
удобрений с последующим освобождением по мере роста и развития растений),
оструктуриванию почвы, устранению неблагоприятных экологических условий в
почве.
В интенсивном земледелии экологические условия могут иногда в решающей
степени определять эффективное плодородие почвы. В ней существуют тесные
многообразные связи между всеми почвенными организмами. Причем вся эта
система находится в состоянии непрерывно изменяющегося равновесия. Одни
группы микроорганизмов предъявляют простые требования к пище, другие —
сложные. Между одними группами существуют симбиотические (взаимно полезные)
связи, между другими — антибиотические. Микроорганизмы в последнем случае
выделяют в почву вещества, подавляющие развитие других микроорганизмов.
Практическое значение имеет способность некоторых микроорганизмов
оказывать губительное действие на представителей фитопатогенной микрофлоры.
Усилить активность желательных микроорганизмов можно путем внесения в почву
органического вещества. В этом случае отмечается вспышка в развитии
почвенных сапрофитов, которые, в свою очередь, стимулируют развитие
микроорганизмов, угнетающих фитопатогенные виды. Для нормального
функционирования почвенных организмов необходимы прежде всего энергия и
питательные вещества. Для подавляющего большинства микроорганизмов такой
источник энергии — органическое вещество почвы. Поэтому активность
почвенной микрофлоры главным образом зависит от поступления или наличия в
почве органического вещества.
Для оценки деятельности почвенной биоты используют показатель
«биологическая активность почвы». Под биологической активностью понимают, в
одних случаях общую биогенность почвы, определяемую, как правило, подсчетом
общего количества почвенных микроорганизмов. Если иметь в виду
несовершенство методик, применяемых в этом случае, и малую кратность
определений во времени, то результаты анализа дают примерную картину
биологической активности почвы.
Другая точка зрения относительно методов определения биологической
активности почвы заключается в учете результатов деятельности почвенных
организмов. Особенно важен такой подход в агрономии. Однако привести к
общему знаменателю исключительно многообразную деятельность почвенной флоры
и фауны методически непросто.
Наиболее универсальный показатель деятельности почвенных организмов —
продуцирование ими углекислого газа. Поэтому учет выделяемого почвой
углекислого газа — первостепенный из других биохимических способов
определения биологической активности почвы.
Фитосанитарное состояние почвы
Плодородие почвы в значительной степени определяется фитосанитарным
состоянием почвы, т. е. чистотой почвы от сорняков, вредителей,
болезнетворных начал, а также токсических веществ, выделяемых растениями,
ризосферной микрофлорой и продуктами разложения.
Фитотоксичность почвы обусловлена накоплением физиологически активных
веществ, среди которых присутствуют фенольные соединения, органические
кислоты, альдегиды, спирты и др. совокупность этих веществ получила
название колинов, состав и концентрация которых зависят от температуры и
влажности почвы, от микроорганизмов и растений. При низких концентрациях
фитотоксических веществ в почве обнаруживается стимулирующий эффект, но при
увеличении их содержания наступает сильное угнетение роста растений или
прорастания семян. Так, в стационарных опытах ТСХА установлено, что водная
вытяжка из почвы бессменных посевов озимой пшеницы и ячменя, взятая в
начале весенней вегетации, снижала всхожесть семян этих культур более, чем
на 20 % и угнетала рост корневой системы, явилась одной из причин
изреженности бессменных посевов.
Источник образования и поступления токсических веществ в почве — корневые
выделения растений, послеуборочные растительные остатки и продукты
метаболизма микроорганизмов. Наиболее интенсивно фитотоксические вещества
накапливаются при возделывании на одном месте однородных или близких по
биологии культур и при создании в почве анаэробных условий.
Когда в структуре посевных площадей преобладают культуры со сходными
биологическими особенностями, как, например, зерновые, в почву ежегодно
поступает приблизительно одинаковая по количеству и качеству органическая
масса в виде корневых выделений и растительных остатков. Это приводит к
изменению соотношения основных группировок микробиоценоза, появлению
фитотоксических форм, которые поставляют в почву вредные для культурных
растений вещества. Так, при разложении растительных остатков зерновых
культур в почве обнаружено повышенное содержание фенольных соединений,
которые, находясь в зоне семян растений, ингибируют их прорастание.
Анаэробные условия способствуют образованию токсических веществ, так как
при этом корневые выделения и промежуточные продукты минерализации гумуса
превращаются в сильно восстановленные соединения, что обусловливает
создание очагов токсичности в почве. Можно полагать также, что в зоне корня
некоторых растений избирательно накапливаются некоторые группы
микроорганизмов, неблагоприятно действующих на растения.
Внесение минеральных и особенно органических удобрений приводит к
уменьшению в почве численности фитотоксичных микроорганизмов. Но особенно
сильное влияние на их содержание оказывает бессменное выращивание
сельскохозяйственных растений — количество фитотоксичных форм
микроорганизмов в почве значительно увеличивается.
Фитотоксины почвенных микроорганизмов вызывают изменения в химическом
составе растений, нарушают обмен веществ в них. Они оказывают влияние на
интенсивность дыхания а также на азотный обмен растений. Фитотоксины
почвенных микроорганизмов значительно снижают фотосинтетическую активность
растений.
Корни растений выделяют различные аминокислоты, углеводы и другие
вещества. Вместе с экссудатами в почву поступает большинство веществ,
участвующих в метаболизме клеток высших растений: сахара, гликозиды,
органические кислоты, витамины, ферменты, алкалоиды и другие. Все эти
вещества могут быть в той или иной мере использованы микроорганизмами в
качестве источника питания.
Агрофизические факторы плодородия почвы
Гранулометрический состав
Развитая почва представляет собой смесь механических элементов трех видов:
минеральные, органические и органоминеральные частицы. В минеральных почвах
превалируют минеральные механические частицы разной формы и размера,
разного химического и минералогического состава.
Дисперсность этого материала, химический и минералогический состав —
фундаментальные свойства любой почвы, оказывающие многообразное воздействие
на комплекс агрономических показателей почвы, ее плодородие. Относительное
содержание в почве и породе механических элементов (фракций) называется
гранулометрическим составом.
Механические частицы почвы больше 1 мм в диаметре называют скелетом почвы,
частицы меньше 1 мм — мелкоземом. Мелкозем подразделяют на физический песок
(частицы больше 0,01 мм) и физическую глину (частицы меньше 0,01 мм).
В зависимости от содержания физического песка и физической глины почвы
могут быть песчаными, супесчаными, суглинистыми, глинами.
Гранулометрический состав почвы прежде всего определяет поглотительные
(сорбционные) свойства почвы. Тонкодисперсные частицы в силу большой
абсолютной и удельной поверхности обладают высокой емкостью поглощения. С
измельчением частиц возрастают их гигроскопичность, влагоемкость,
пластичность и другие технологические свойства. Частицы менее 0,001 мм
обладают четко выраженной коагуляционной способностью. Эта способность
механических тонкодисперсных частиц исключительно важна при
структурообразовании. Они вследствие высокой поглотительной способности
содержат наибольшее количество гумуса.
Плотность почвы уменьшается по мере увеличения в ее составе мелкозема.
Валовой химический состав разных механических фракций почвы закономерно
изменяется независимо от почвенного типа. Так, по мере увеличения
дисперсности частиц в них резко уменьшается содержание кислорода и
возрастает количество железа, алюминия, кальция, магния, калия и натрия.
Частицы меньше 0,001 мм — наиболее ценная часть рыхлых пород и почв,
поскольку в них содержатся основные запасы зольных питательных элементов.
Пластичность почвы зависят от содержания в почве физической глины.
Аналогично гранулометрический состав влияет и на твердость почвы. Высокая
твердость почвы препятствует росту проростков и корней растений, а нередко
является и причиной гибели растений. Твердые почвы оказывают большое
сопротивление рабочим органам почвообрабатывающих машин.
Набухаемость почвы происходит за счет оболочек связанной воды, которые
формируются вокруг коллоидных и глинистых частиц. Эти оболочки уменьшают
силы сцепления между частицами, раздвигают их и способствуют увеличению
объема почвы.
В основном величина и характер набухания почвы зависят от
минералогического состава почвы, в частности от содержания вторичных
минералов типа монтмориллонита, имеющих подвижную кристаллическую решетку.
Среди технологических свойств почв важную роль в создании физической
Страницы: 1, 2, 3
