Значение структуры для плодородия почвы
Почва может быть в мелкокомковатом (структурном) состоянии или бывает распылённой (бесструктурное). При структурном состоянии отдельные частицы почвы связаны в комки различной величины и формы. Наиболее желательными считаются комочки диаметром от 1 до 10 мм, т. е. величиной, примерно, от дробинки до мелкого лесного ореха. В структурной почве имеется много некапиллярных промежутков. В такую почву легко впитывается влага выпадающих дождей. При засушливой погоде в структурной почве подсыхает лишь самый верхний тонкий слой. Отсутствие значительно выраженной волосной связности между структурными комочками способствует сохранению влаги в основной толще почвенного слоя. Достаточная аэрация в почве, сложенной из комочков, обеспечивает протекание энергичных мобилизационных процессов, благодаря чему посев обеспечивается элементами минерального питания. В бесструктурной почве мелкие частицы залегают сплошной массой на всю глубину пахотного слоя. Эта почва, как правило, плохо впитывает осадки, и они стекают с поля. На поверхности бесструктурной пашни легко образуется корка, резко ухудшающая и без того плохую аэрацию. В период дефицита увлажнения бесструктурная почва, представляющая собой массу, богатую капиллярами, легко иссушается. В силу вполне понятных причин, значительно хуже здесь обстоит дело и с питательным режимом растений. При её наличии обеспечивается получение устойчивых и высоких урожаев. Он вполне справедливо указывал на меньшую затрату труда при выращивании урожая на структурной почве. Хорошая агрономическая структура почвы позволяет обходиться без ряда трудоёмких и дорого стоящих обработок. На оструктуренных почвах труднее возникают эрозионные явления. Длительность удерживания почвой раз приданного ей структурного состояния представляет один из важнейших вопросов сельскохозяйственной практики. Структурная почва — это тот культурный фон земледелия, на который накладываются все другие агротехнические мероприятия в растениеводстве». Культурная почва освобождает самое важное производство человека — сельскохозяйственное производство от прямой зависимости от годичного притока атмосферных осадков. Таким образом, проблема структуры почвы представляет важнейшее звено учения о плодородии почвы. Практика подтвердила о необходимости создания структурной пашни можно считать утверждённым.
Деятельный перегной и образование почвенной структуры
Почва приобретает агрономически ценную структуру благодаря цементированию её отдельностей перегноем (гумусом), который при определённых условиях образуется из разлагающихся органических соединений благодаря жизнедеятельности микроорганизмов. Весь перегной почвы обладает цементирующими свойствами, а лишь часть его, названная «деятельным перегноем». Деятельный перегной, в основном ульминовая кислота, вырабатывается бактериями в молекулярно растворимой форме при наличии анаэробных условий. Под влиянием многовалентных катионов эта кислота денатурируется и переходит в нерастворимую форму, (коллагель), образуя соли двуокисей, полуторных окисей и т. д. Денатурированная модификация ульминовой кислоты получила название ульмина. Нерастворимая форма ульминовой кислоты цементирует пропитанную ею почву. Переход её в хлопьевидный слизистый осадок происходит также при процессе замораживания. Отмеченная нами денатурация необратима. Другая перегнойная кислота, гуминовая, — соединение, образующееся также бактериями, но в аэробных условиях, — в меньшей степени служит цементом. По своим свойствам она близка ульминовой кислоте. Денатурация гуминовой кислоты переводит её в гумин, который при коагуляции связывает почву. Однако при значительной аэрации, т. е. в обстановке, при которой создаётся гуминовая кислота, микроорганизмы довольно быстро её разлагают. Третья перегнойная кислота, креновая, — продукт жизнедеятельности грибов; она образует с многовалентными катионами растворимые в воде соли и, следовательно, не может создать прочной структуры почвы. Близкими свойствами обладает апокреновая кислота, получающаяся, как писал В. Р. Вильяме, при восстановлении кренатов. При известных условиях деятельный перегной может превращаться в перегной недеятельный, неспособный цементировать почвенные частицы. Недеятельный перегной, может образоваться также при гидролизе органических остатков. В перегнойных кислотах, природные перегнойные вещества почвы представляют три кислоты. Названия для них я предпочёл сохранить те, которые вошли в историю науки: ульминовая, гуминовая и креновая. Эти три кислоты всегда приурочены к трём типам разложения природного органического вещества. Известные к настоящему времени перегнойные вещества, могут быть разбиты на две следующие группы:
1) тёмноокрашенные ульминовые и гуминовые кислоты;
2) бесцветные креновые и апокреновые кислоты. Все остальные вещества перегнойного характера, описывавшиеся под другими названиями, можно рассматривать как изменённые в отношении физико-химического состояния или вошедшие в связь с минеральной частью почвы тёмноокрашенные или бесцветные кислоты.
Высшим и низшим организмам отводится основная роль в процессах накопления перегноя. Обогащение почвы связано гумусом с развитием на ней определённых растительных формаций. Обнаруженные при его исследованиях закономерности накопления перегноя были выражены в виде так называемых «изогумусовых полос». Роль биологического фактора - образование чернозёма обусловливается не геологическими факторами, а является результатом физиологии высших и низших растительных организмов. Сколь-либо значительные запасы перегноя могут накопляться при депрессии микробных процессов, разумея под этим подавление жизнедеятельности аэробной микрофлоры. Одной из труднейших проблем научного почвоведения является исследование природы почвенных агрегатов. Предполагать, что перегной разных почв носит в достаточной мере индивидуальный характер. В этом отражаются особенности микробиологических процессов в тех или иных почвах. Вместе с тем имеются все основания рассматривать формы перегноя как группу близких соединений, которым свойствен общий облик строения, позволяющий предложить единую схему их образования. Перегнойные вещества, представляют собой высокомолекулярные сложные соединения, которые могут формироваться лишь в процессе синтетических, а не деструктивных, реакций. Они содержат ароматические ядра и органические азотсодержащие соединения в форме периферических аминокислот и циклических групп. Как приблизительную схему можно привести формулу, для гуминовой кислоты, рисующую её как гетеропо-ликонденсат. Возникает вопрос, откуда происходят компоненты, входящие в состав перегноя, и какую роль в этом процессе играют микроорганизмы. Следует полагать, что азотная и углеводная части перегнойных соединений являются, в основном, составными частями микробной плазмы или продуктов её распада, освобождающихся от клетки после отмирания микроорганизмов.
Прочность почвенной структуры и определяющие её условия
В настоящей статье мы лишены возможности подробно рассматривать, агрономические вопросы, связанные с проблемой оструктуривания почвы. Остановимся на некоторых моментах, непосредственно касающихся затронутой нами проблемы. Существенным элементом травопольной системы земледелия является повсеместное введение правильных севооборотов с полями злаково-бобовых травосмесей. Давление корневой системы этих растений, длительное время пребывающих в поле, расчленяет почвенную массу на комочки, обладающие связностью. Эти комочки, пропитываясь молекулярно растворимым перегноем, получающимся при распаде органических остатков, превращаются в прочные структурные комки и зёрна. Под влиянием замерзания комковатая структура неизбежно приобретает рыхлость. Травостой травяного поля должен состоять из равных количеств стеблей многолетних злаков и бобовых растений. Биологические особенности многолетних злаков приводят к распаду их остатков в период наличия в почве анаэробных условий, что способствует накоплению деятельного перегноя. При минерализации корней бобовых растений освобождается значительное количество солей кальция, придающих сформировавшимся комочкам почвы достаточную прочность. Совершенно очевидно, что лучшее состояние злаково-бобовых травосмесей будет способствовать более интенсивному оструктуриванию почвы. В агрономической практике важно получить структуру почвы не только с хорошими количественными, но и высокими качественными показателями. Хорошо оструктуренная почва с нестойкими, быстро разрушающимися агрегатами не представляет большой агрономической ценности. Почва, содержащая небольшое количество минеральных и органических суспензоидов, может обладать значительной прочностью, т. е. частички её могут быть хорошо сцементированы нерастворимым в воде цементом, но так как этот цемент не отличается крепостью, то такая почва не будет отличаться связностью. Она будет легко утрачивать свою структуру под влиянием механических причин и одновременно будет, очевидно, утрачивать и свою прочность». Придавая исключительное значение качественной стороне структуры почвы и признавая, что она в известной степени определяется природными свойствами почвы (содержание минеральных коллоидов), конкретные пути улучшения структуры даже неблагоприятных по своему механическому составу почв это обогащение почвенного слоя источником деятельного перегноя, обеспечивающего цементацию почвенных агрегатов. Вопрос о стабильности почвенных агрегатов должен быть поставлен на должную высоту и особенно подчёркнут, так как многие научные и практические работники его недооценивают. Наличие или отсутствие устойчивой прочности почвенной структуры обусловливается количественным выражением данного фактора в почве. Совершенно очевидно, что в данном случае вполне ошибочно не придаётся никакого значения стабильности структуры во времени. Между тем подобный показатель исключительно важен для практики. Учитывая значение прочной структуры почвы, травяное поле можно вспахивать возможно позднее — осенью. Но поздняя обработка поля содействует сильному угнетению аэробных процессов и приводит к обогащению почвы деятельным перегноем. Частные положения , не могут считаться общепринятыми для всех районов. Поздняя вспашка почвы делает невозможным посев озимых хлебов, т. е. культур, наиболее урожайных в ряде областей. Вместе с тем, более ранняя вспашка пласта, например на чернозёмах, не ухудшает значительно почвенной структуры. Лишь конкретная опытная работа может установить для отдельных пунктов наиболее правильные сроки обработки травяного поля. Догматизация любого учения приносит практике лишь вред. В образовании прочных агрегатов почвы, значение придается коагуляции перегнойных кислот солями кальция. В некоторых случаях, например на подзолах, дефицит кальция может служить препятствием к стабилизации почвенной структуры. В подобных случаях весьма эффективным оказывается известкование. На отдельных почвах, при разных уровнях интенсивности хозяйства, созданная травосмесями структура может быть не одинаково стойкой. Правда при этом происходит измельчение почвенных агрегатов, но сумма макроагрегатов меняется несущественно. Совершенно иная картина отмечается в подмосковной почве. Детали, подобные приведённым, позволяют решать вопрос о целесообразности тех или иных сроков пребывания травосмесей в поле, в каждом отдельном случае, исходя, помимо хозяйственных соображений, также из эффекта их действия на почву. Учение о травопольной системе земледелия даёт руководство для переделки природы и беспредельного повышения урожайности. Оно ориентируется на творческие силы народа, призванного на месте решать возможные и наиболее целесообразные формы его применения.
Почва может быть в мелкокомковатом (структурном) состоянии или бывает распылённой (бесструктурное). При структурном состоянии отдельные частицы почвы связаны в комки различной величины и формы. Наиболее желательными считаются комочки диаметром от 1 до 10 мм, т. е. величиной, примерно, от дробинки до мелкого лесного ореха. В структурной почве имеется много некапиллярных промежутков. В такую почву легко впитывается влага выпадающих дождей. При засушливой погоде в структурной почве подсыхает лишь самый верхний тонкий слой. Отсутствие значительно выраженной волосной связности между структурными комочками способствует сохранению влаги в основной толще почвенного слоя. Достаточная аэрация в почве, сложенной из комочков, обеспечивает протекание энергичных мобилизационных процессов, благодаря чему посев обеспечивается элементами минерального питания. В бесструктурной почве мелкие частицы залегают сплошной массой на всю глубину пахотного слоя. Эта почва, как правило, плохо впитывает осадки, и они стекают с поля. На поверхности бесструктурной пашни легко образуется корка, резко ухудшающая и без того плохую аэрацию. В период дефицита увлажнения бесструктурная почва, представляющая собой массу, богатую капиллярами, легко иссушается. В силу вполне понятных причин, значительно хуже здесь обстоит дело и с питательным режимом растений. При её наличии обеспечивается получение устойчивых и высоких урожаев. Он вполне справедливо указывал на меньшую затрату труда при выращивании урожая на структурной почве. Хорошая агрономическая структура почвы позволяет обходиться без ряда трудоёмких и дорого стоящих обработок. На оструктуренных почвах труднее возникают эрозионные явления. Длительность удерживания почвой раз приданного ей структурного состояния представляет один из важнейших вопросов сельскохозяйственной практики. Структурная почва — это тот культурный фон земледелия, на который накладываются все другие агротехнические мероприятия в растениеводстве». Культурная почва освобождает самое важное производство человека — сельскохозяйственное производство от прямой зависимости от годичного притока атмосферных осадков. Таким образом, проблема структуры почвы представляет важнейшее звено учения о плодородии почвы. Практика подтвердила о необходимости создания структурной пашни можно считать утверждённым.
Деятельный перегной и образование почвенной структуры
Почва приобретает агрономически ценную структуру благодаря цементированию её отдельностей перегноем (гумусом), который при определённых условиях образуется из разлагающихся органических соединений благодаря жизнедеятельности микроорганизмов. Весь перегной почвы обладает цементирующими свойствами, а лишь часть его, названная «деятельным перегноем». Деятельный перегной, в основном ульминовая кислота, вырабатывается бактериями в молекулярно растворимой форме при наличии анаэробных условий. Под влиянием многовалентных катионов эта кислота денатурируется и переходит в нерастворимую форму, (коллагель), образуя соли двуокисей, полуторных окисей и т. д. Денатурированная модификация ульминовой кислоты получила название ульмина. Нерастворимая форма ульминовой кислоты цементирует пропитанную ею почву. Переход её в хлопьевидный слизистый осадок происходит также при процессе замораживания. Отмеченная нами денатурация необратима. Другая перегнойная кислота, гуминовая, — соединение, образующееся также бактериями, но в аэробных условиях, — в меньшей степени служит цементом. По своим свойствам она близка ульминовой кислоте. Денатурация гуминовой кислоты переводит её в гумин, который при коагуляции связывает почву. Однако при значительной аэрации, т. е. в обстановке, при которой создаётся гуминовая кислота, микроорганизмы довольно быстро её разлагают. Третья перегнойная кислота, креновая, — продукт жизнедеятельности грибов; она образует с многовалентными катионами растворимые в воде соли и, следовательно, не может создать прочной структуры почвы. Близкими свойствами обладает апокреновая кислота, получающаяся, как писал В. Р. Вильяме, при восстановлении кренатов. При известных условиях деятельный перегной может превращаться в перегной недеятельный, неспособный цементировать почвенные частицы. Недеятельный перегной, может образоваться также при гидролизе органических остатков. В перегнойных кислотах, природные перегнойные вещества почвы представляют три кислоты. Названия для них я предпочёл сохранить те, которые вошли в историю науки: ульминовая, гуминовая и креновая. Эти три кислоты всегда приурочены к трём типам разложения природного органического вещества. Известные к настоящему времени перегнойные вещества, могут быть разбиты на две следующие группы:
1) тёмноокрашенные ульминовые и гуминовые кислоты;
2) бесцветные креновые и апокреновые кислоты. Все остальные вещества перегнойного характера, описывавшиеся под другими названиями, можно рассматривать как изменённые в отношении физико-химического состояния или вошедшие в связь с минеральной частью почвы тёмноокрашенные или бесцветные кислоты.
Высшим и низшим организмам отводится основная роль в процессах накопления перегноя. Обогащение почвы связано гумусом с развитием на ней определённых растительных формаций. Обнаруженные при его исследованиях закономерности накопления перегноя были выражены в виде так называемых «изогумусовых полос». Роль биологического фактора - образование чернозёма обусловливается не геологическими факторами, а является результатом физиологии высших и низших растительных организмов. Сколь-либо значительные запасы перегноя могут накопляться при депрессии микробных процессов, разумея под этим подавление жизнедеятельности аэробной микрофлоры. Одной из труднейших проблем научного почвоведения является исследование природы почвенных агрегатов. Предполагать, что перегной разных почв носит в достаточной мере индивидуальный характер. В этом отражаются особенности микробиологических процессов в тех или иных почвах. Вместе с тем имеются все основания рассматривать формы перегноя как группу близких соединений, которым свойствен общий облик строения, позволяющий предложить единую схему их образования. Перегнойные вещества, представляют собой высокомолекулярные сложные соединения, которые могут формироваться лишь в процессе синтетических, а не деструктивных, реакций. Они содержат ароматические ядра и органические азотсодержащие соединения в форме периферических аминокислот и циклических групп. Как приблизительную схему можно привести формулу, для гуминовой кислоты, рисующую её как гетеропо-ликонденсат. Возникает вопрос, откуда происходят компоненты, входящие в состав перегноя, и какую роль в этом процессе играют микроорганизмы. Следует полагать, что азотная и углеводная части перегнойных соединений являются, в основном, составными частями микробной плазмы или продуктов её распада, освобождающихся от клетки после отмирания микроорганизмов.
Прочность почвенной структуры и определяющие её условия
В настоящей статье мы лишены возможности подробно рассматривать, агрономические вопросы, связанные с проблемой оструктуривания почвы. Остановимся на некоторых моментах, непосредственно касающихся затронутой нами проблемы. Существенным элементом травопольной системы земледелия является повсеместное введение правильных севооборотов с полями злаково-бобовых травосмесей. Давление корневой системы этих растений, длительное время пребывающих в поле, расчленяет почвенную массу на комочки, обладающие связностью. Эти комочки, пропитываясь молекулярно растворимым перегноем, получающимся при распаде органических остатков, превращаются в прочные структурные комки и зёрна. Под влиянием замерзания комковатая структура неизбежно приобретает рыхлость. Травостой травяного поля должен состоять из равных количеств стеблей многолетних злаков и бобовых растений. Биологические особенности многолетних злаков приводят к распаду их остатков в период наличия в почве анаэробных условий, что способствует накоплению деятельного перегноя. При минерализации корней бобовых растений освобождается значительное количество солей кальция, придающих сформировавшимся комочкам почвы достаточную прочность. Совершенно очевидно, что лучшее состояние злаково-бобовых травосмесей будет способствовать более интенсивному оструктуриванию почвы. В агрономической практике важно получить структуру почвы не только с хорошими количественными, но и высокими качественными показателями. Хорошо оструктуренная почва с нестойкими, быстро разрушающимися агрегатами не представляет большой агрономической ценности. Почва, содержащая небольшое количество минеральных и органических суспензоидов, может обладать значительной прочностью, т. е. частички её могут быть хорошо сцементированы нерастворимым в воде цементом, но так как этот цемент не отличается крепостью, то такая почва не будет отличаться связностью. Она будет легко утрачивать свою структуру под влиянием механических причин и одновременно будет, очевидно, утрачивать и свою прочность». Придавая исключительное значение качественной стороне структуры почвы и признавая, что она в известной степени определяется природными свойствами почвы (содержание минеральных коллоидов), конкретные пути улучшения структуры даже неблагоприятных по своему механическому составу почв это обогащение почвенного слоя источником деятельного перегноя, обеспечивающего цементацию почвенных агрегатов. Вопрос о стабильности почвенных агрегатов должен быть поставлен на должную высоту и особенно подчёркнут, так как многие научные и практические работники его недооценивают. Наличие или отсутствие устойчивой прочности почвенной структуры обусловливается количественным выражением данного фактора в почве. Совершенно очевидно, что в данном случае вполне ошибочно не придаётся никакого значения стабильности структуры во времени. Между тем подобный показатель исключительно важен для практики. Учитывая значение прочной структуры почвы, травяное поле можно вспахивать возможно позднее — осенью. Но поздняя обработка поля содействует сильному угнетению аэробных процессов и приводит к обогащению почвы деятельным перегноем. Частные положения , не могут считаться общепринятыми для всех районов. Поздняя вспашка почвы делает невозможным посев озимых хлебов, т. е. культур, наиболее урожайных в ряде областей. Вместе с тем, более ранняя вспашка пласта, например на чернозёмах, не ухудшает значительно почвенной структуры. Лишь конкретная опытная работа может установить для отдельных пунктов наиболее правильные сроки обработки травяного поля. Догматизация любого учения приносит практике лишь вред. В образовании прочных агрегатов почвы, значение придается коагуляции перегнойных кислот солями кальция. В некоторых случаях, например на подзолах, дефицит кальция может служить препятствием к стабилизации почвенной структуры. В подобных случаях весьма эффективным оказывается известкование. На отдельных почвах, при разных уровнях интенсивности хозяйства, созданная травосмесями структура может быть не одинаково стойкой. Правда при этом происходит измельчение почвенных агрегатов, но сумма макроагрегатов меняется несущественно. Совершенно иная картина отмечается в подмосковной почве. Детали, подобные приведённым, позволяют решать вопрос о целесообразности тех или иных сроков пребывания травосмесей в поле, в каждом отдельном случае, исходя, помимо хозяйственных соображений, также из эффекта их действия на почву. Учение о травопольной системе земледелия даёт руководство для переделки природы и беспредельного повышения урожайности. Оно ориентируется на творческие силы народа, призванного на месте решать возможные и наиболее целесообразные формы его применения.
