Виды органических удобрений

Навоз

Это наиболее ценное органическое удобрение. В навозе разных животных в среднем содержится (%): воды 75, органического вещества 21, общего азота 0,5, усвояемого фосфора 0,25, окиси калия 0,6. Качество навоза зависит от вида животного, его корма, подстилки и способа хранения. Так, при кормлении свиней используют много концентратов, поэтому навоз отличается высоким содержанием азота, а в рационе жвачных животных присутствуют грубые корма — в их навозе больше калия. Лучший подстилочный материал для навоза — верховой слаборазложившийся торф, однако чаще используют солому или опилки. Конский навоз на соломистой подстилке незаменим на холодных глинистых почвах. Его лучше всего использовать в качестве биотоплива дляпарников. Навоз крупного рогатого скота согревается хуже, чем конский, так как в нём содержится больше воды. Но этот навоз незаменим на лёгких почвах. Свиной навоз отличается кислой реакцией, при его использовании надо добавлять известь. В кроличьем навозе обнаружены все необходимые для растений вещества. Его ценность увеличивается при смешении с навозом других животных и птичьим помётом. Навоз нутрий по химическому составу и физическим свойствам резко отличается от навоза других животных, поэтому его можно использовать только в перебродившем виде, а ещё лучше добавлять в компосты. Компостную кучу можно периодически поливать насыщенным раствором навоза нутрий, но чтобы предотвратить потери азота, необходимо добавлять суперфосфат (1,5—2 кг на 100 кг компоста). Весной следующего года такой компост можно вносить в почву. Различают четыре стадии разложения навоза. У слаборазложившегося (свежего) цвет и прочность соломы изменяются незначительно. Вода при его промывании приобретает красноватый или зелёный оттенок. У полупревшего навоза солома становится тёмно-коричневой, теряет прочность и легко разрывается. Водный раствор тёмного цвета. Навоз в этой стадии теряет 30 % первоначальной массы. Перепревший навоз представляет собой чёрную мажущую массу. Солома разлагается полностью, навоз теряет 50 % массы. Перегной — рыхлая землистая масса. В этой стадии разложения потери первоначальной массы достигают 75 %.

Навоз в стадии меньшего разложения вносят осенью, большего — весной. Свежий навоз использовать нежелательно. Если навоза недостаточно, то его целесообразно вносить в меньших дозах, но на большую площадь, например в лунки. На холодных почвах навоз заделывают на глубину 10—15 см так, чтобы сверху он был прикрыт землёй, на тёплых, быстро просыхающих — на полную глубину обрабатываемого слоя. Навозная жижа (жидкая часть навоза крупного рогатого скота) — азотно-калийное удобрение. Из-за малого содержания фосфора в навозную жижу полезно добавлять суперфосфат (15 г на 1 л). Это удобрение используют для жидких подкормок, для чего его разбавляют водой [1:(4…5)], а также для приготовления торфонавозного компоста. Коровяк (водный настой коровьего кала) довольно часто применяют для жидких подкормок, разбавляя водой (1:6 или 1:10). Раствор обычно готовят в деревянной посуде. Если раствор оставляют для брожения, то из него быстро улетучивается азот, поэтому перед употреблением добавляют сернокислый аммоний (10—20 г на 10 л).

Птичий помёт По химическому составу птичий помёт относится к числу лучших видов органических удобрений. Наиболее ценным считается куриный и голубиный помёт, менее ценным — утиный и гусиный. При частом внесении помёта в почве накапливается азот в нитратной форме, поэтому данное удобрение лучше заделывать осенью, равномерно распределяя по всей площади. Но наиболее эффективен птичий помёт при использовании в жидких подкормках. Для приготовления раствора ёмкости наполовину заполняют помётом, затем заливают водой, закрывают крышкой и настаивают 3—5 сут. Далее раствор вторично разбавляют водой (1:10).

Торф В торфе содержится немного доступных для растений питательных элементов, но зато он увеличивает содержание гумуса и улучшает структуру почвы. Тёмный цвет торфа способствует поглощению тепла и быстрому прогреву почвы. По степени разложения различают несколько видов торфа. Верховой отличается слабой степенью разложения растительных остатков и высокой кислотностью. Низинный характеризуется высокой степенью разложения и меньшей кислотностью. Переходный торф занимает промежуточное положение между ними. Торф собирают в болотах, потом раскладывают для проветривания или закладывают в компостную кучу. Вносят торф в любое время года, даже зимой по снегу. Но нельзя забывать, что к нему необходимо добавлять известь. На огороде торф лучше всего добавлять в компосты, а также в почвенные смеси для выращивания рассады и защищённого грунта.

Ил Ил накапливается на дне прудов, озёр, рек. В нём много перегноя, азота, калия и фосфора. После непродолжительного проветривания ил можно успешно использовать на песчаных почвах (3—9 кг на 1 м²).

Фекалии Фекалии — это нечистоты уборных. Они богаты минеральными веществами, которые легко усваиваются растениями. Однако фекалии, находящиеся в выгребных ямах, быстро разлагаются, из них быстро улетучивается азот. Для лучшего сохранения азота на дно выгребной ямы насыпают торф слоем 20—25 см. Затем фекалии еженедельно переслаивают небольшим количеством торфа. В результате не только сохраняется азот, но и исчезает зловонный запах. Перед применением в качестве удобрения фекалии компостируют, чтобы обеззаразить от глистов, яйца которых погибают при температуре 45…50 °С.

Опилки и древесная кора Опилки — дешёвое органическое удобрение, которое может значительно повысить плодородие почвы, улучшить её воздухопроницаемость и влагоёмкость. Только вносить их следует не в свежем виде, а в перепревшем или в смеси с другими материалами. Для ускорения процесса разложения опилки складывают в кучу, смачивают водой, навозной жижей. Можно смешать их с опавшей листвой и растительными остатками. Полезно переслаивать опилки землёй. В течение лета кучу дважды перелопачивают, добавляя накопившиеся растительные остатки и нитрофоску. Древесную кору (отходы деревообрабатывающей промышленности) перед использованием компостируют. Кору влажностью 75 % измельчают на кусочки длиной 10—40 см, складывают в кучу и вносят минеральные удобрения (кг на 100 кг): аммиачной селитры 0,9, мочевины 0,7, натриевой селитры 2, суперфосфата 0,2, сульфата аммония 1,5. Кучу периодически перемешивают и увлажняют. Через 6 мес компост готов к употреблению.

Сидераты Это органическое удобрение представляет собой запаханную в почву высокостебельную растительную массу одно- или многолетних бобовых растений (ярового гороха, яровой вики, кормовых бобов, люпина, сераделлы), а также фацелии, гречихи, подсолнечника и других. По своему действию сидераты почти равноценны свежему навозу. Питательные элементы, содержащиеся в растительной массе сидератов, попадая в почву и постепенно разлагаясь, переходят в доступное состояние для последующих культур, а органическое сидеральное вещество способствует восстановлению почвенной структуры. Некоторые сидеральные культуры (люпин, гречиха, горчица) увеличивают растворимость и доступность для растений малоподвижных почвенных фосфатов, а люпин может использовать труднодоступные формы калия. В зависимости от степени истощения почвы сидераты размещают на участке всё лето или как промежуточную культуру. Например, их высевают после уборки ранних овощей. Иногда высевают озимый горох или озимую вику, весной после цветения массу прикатывают или скашивают и запахивают, а участок выравнивают и проводят посев. На огороде сидераты высевают сплошными рядами (ширина рядов 60— 90 см, междурядий 15 см). Глубина заделки однолетних бобовых культур 5—6 см, многолетних — 3—4 см. Обязательно послепосевное прикатывание, особенно многолетних трав. Уход сидератам не требуется, но при поливе они растут лучше.

Компосты Компосты готовят из различных органических материалов. Растительные остатки, не поражённые вредителями и болезнями, фекалии, птичий помёт, навоз и другие материалы складывают в рыхлую кучу (штабель) на ровной поверхности, переслаивая дерновой землёй или торфом. Основой кучи служит подстилка из листьев, опилок или торфа слоем 10—12 см. Периодически кучу увлажняют водой или раствором удобрений, через 40—50 сут компост перемешивают, а когда его температура достигнет 60 °C — уплотняют. Летом компостную кучу защищают от солнца, на зиму укрывают землёй или опилками слоем 30—40 см. Через 8—11 мес компост можно использовать. Сорняки, давшие семена, компостируют отдельно, так как они сохраняют всхожесть около пяти лет. Вермитехнология — мероприятия по культивированию компостных дождевых червей на разных субстратах в различных экологических условиях, производство и накопление их экскрементов (копролитов или биогумуса) и биомассы червей. Использование вермитехнологии на научной основе является серьезной альтернативой существующим технологиям утилизации всех органических отходов: навоз животных,птичий помёт, отходы деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, рыбной, мясной и пищевой промышленности, отходы овощных баз, магазинов, кафе и ресторанов, бытовые отходы, осадки сточных вод, осадки очистных сооружений и др.

34.Органические удобрения Органические удобрения - это перегной, торф, навоз, птичий помет (гуано), различные компосты, органические отходы городского хозяйства (сточные воды, осадки сточных вод, городской мусор), сапропель, зеленое удобрение. Они содержат важнейшие элементы питания, в основном в органической форме, и большое количестве микроорганизмов. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3-4 лет и более.
Навоз. Это основное органическое удобрение во всех зонах страны. Он представляет собой смесь твердых и жидких выделений сельскохозяйственных животных с подстилкой и без нее. В навозе содержатся все питательные вещества, необходимые растениям, и поэтому его называют полным удобрением. Качество навоза зависит от вида животных, состава кормов, количества и качества подстилки, способа накопления и условий хранения.
В зависимости от способов содержания скота различают навоз подстилочный (твердый), получаемый при содержании скота на подстилке, и бесподстилочный (полужидкий, жидкий).
Подстилочный навоз содержит около 25% сухого вещества и около 75% воды. В среднем в таком навозе 0,5% азота, 0,25% фосфора, 0,6% калия и 0,35% кальция. В его состав входят также необходимые для растений микроэлементы, в частности 30-50г марганца, 3-5г бора, 3-4г меди, 15-25г цинка, 0,3-0,5 молибдена на 1тн.
Кроме питательных веществ, навоз содержит большое количество микроорганизмов (в 1т 10-15кг живых микробных клеток). При внесении навоза почвенная микрофлора обогащается полезными группами бактерий. Органическое вещество служит энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов, поэтому после внесения навоза в почве происходит активизация азотфиксирующих и других микробиологических процессов.
Навоз оказывает многостороннее действие как на почву, так и на растение. Он повышает концентрацию углекислого газа в почвенном и надпочвенном воздухе, снижает кислотность почвы и подвижность А1, повышает насыщенность ее основаниями. При систематическом его внесении увеличивается содержание гумуса и общего азота в почве, улучшается ее структура, лучше поглощается и удерживается влага.
Бесподстилочный (жидкий) навоз накапливается в большом количестве на крупных животноводческих фермах и комплексах при бесподстилочном содержании скота и применении гидравлической системы уборки экскрементов. Такой навоз представляет собой подвижную смесь кала, мочи, остатков корма, воды и газообразных веществ, образующихся в период хранения. По содержанию влаги его разделяют на полужидких (до 90%), жидкий (90-93%).
Количество и качество бесподстилочного навоза зависит от вида и возраста животных, типа кормления, способа содержания скота и технологии накопления навоза.
Большая часть питательных веществ в этом удобрении находится в легкодоступной для растений форме (до 70% азота в аммиачной форме), что обусловливает более сильное его действие по сравнению с подстилочным навозом в год внесения и слабое в последующие годы. Фосфор и калий из подстилочного навоза усваиваются растениями так же, как и из минеральных удобрений.
Птичий помет. Это быстродействующее органическое удобрение. Питательные вещества в нем хорошо усваиваются растениями. Куриный помет содержит 0,7-1,9% азота, 1,5-2% Р2О5,0,8-1% К2О и 2,4% СаО.
Птичий помет используют в качестве подкормки зерновых и технических культур, растворяют его в 8-10 частях воды и вносят в почву культиваторами-растениепитателя.
Торф. Это удобрение представляет собой смесь полуразложившихся в условиях избыточного увлажнения остатков растений, в основном болотных. Торф может быть низкой степени разложения (до 20%), средней (20-40%) и высокой (более 40%). Широко применяют в сельском хозяйстве как удобрение.
Различают три типа торфа: верховой, низинный и переходный.
Верховой торф образуется на бедных питательными веществами возвышенных метах рельефа (сфагновые мхи, пушицы, шейхцерия болотная, подбел, багульник, осока топяная и др.). Верховой торф характеризуется повышенным количеством органического вещества, высокой кислотностью, большой поглотительной способностью и малым содержанием питательных веществ. Применяют указанный торф главным образом в качестве подстилки и для компостирования.
Низинный торф образуется на богатых питательными веществами пониженных частях рельефа (осоки, гипновые мхи, тростник, хвощ, таволга, сабельники и др.). Низинный торф содержит больше питательных веществ и меньше органического вещества, чем верховой. Наиболее целесообразно его использовать для приготовления различных компостов.
Переходной торф занимает промежуточное положение между верховым и низинным. По количеству золы (в %) торфа подразделяют на нормальные (до 12) и высокозольные (более 12).
Торфяные компосты. Торф широко применяют для приготовления компостов. При компостировании с навозом торф быстрее разлагается и полнее используется растениями. Хорошо компостируется торф (верховой или переходной) с известью. Хорошие результаты получают при добавлении к торфу 20 кг фосфоритной муки на 1тн. Торфофосфоритные компосты особенно эффективны на супесчаных почвах, а торфоизвестковые - на кислых.
Кроме этого торф используют на полях орошения, где его компостируют с осадком сточных вод. Широко применяют также торфофекальные компосты. Эти компосты считаются сильнодействующими.
Осадки сточных вод. Их получают при очистке сточных вод городов на очистных сооружениях. Влажность свежего осадка составляет около 97%. Для снижения влажности до 80% они проходят этап естественной сушки на иловых площадках и маханического обезвоживания на вакуум-фильтрах с применением реагентов (хлорное железо и известь), а для снижения влажности до 25-30% - проходят термическую сушку в барабанных печах.
Осадки с иловых площадок можно испльзовать под все культуры, но наиболее целесообразно их применение под овощные и силосные культуры, сахарную свеклу. Осадки после термической сушки, содержащие больше извести и железа, желательнее вносить под отзывчивые на известь культуры.
Сапропель (пресноводный ил). Он представляет собой отложившуюся в пресноводных водоемах смесь земли с полуразложившимися растительными и животными остатками. Содержит органические вещества (до 15-30% и более), азот, фосфор, калий, известь, микроэлементы, некоторые витамины, антибиотики, биостимуляторы.
Наибольшее количество питательных веществ наблюдается в иле водоемов, находящихся около населенных пунктов.
Сапропели применяют как в чистом виде, так и в виде компостов с навозом, фекалиями и навозной жижей.
Зеленое удобрение. Оно представляет собой зеленую массу растений-сидератов, запахиваемую в почву в щелях обогащения ее питательными веществами, главным образом азотом, улучшения водного, воздушного и теплового режимов. Наибольшее значение зеленое удобрение имеет на малопрлодородных дерново-подволитстых, песчаных, суглинистых и супесчаных почвах, а также на орошаемых землях и во влажных районах Закавказья.
Важнейшее условие повышения эффективности зеленого удобрения - это правильно сочетание его с другими органическими и минеральными удобрениями и химической мелиорацией почв. Такой способ удобрения широко применяется, так как он дешев (часто не требует транспортных средств), и по химическому составу зеленое удобрение близко к навозу.
Бактериальные удобрения. Препараты, содержащие полезные для растений бактерии, относятся к бактериальным удобрениям. Они способны улучшать питание сельскохозяйственных культур и не содержат питательных веществ.

35.Минеральные удобрения Минеральные удобрения, добытые из недр или промышленно полученные химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.).
Минеральные удобрения подразделяют на простые (одинарные, односторонние, однокомпонентные) и комплексные. Простые минеральные удобрения содержат только одни из главных элементов питания. К ним относятся азотные, фосфорные, калийные удобрения и микроудобрения. Комплексные удобрения содержат не менее двух главных питательных элементов. В свою очередь, комплексные минеральные удобрения делят на сложные, сложно-смешанные и смешанные.
Азотные удобрения. Производство азотных удобрений базируется не синтезе аммиака из молекулярного азота и водорода. Азот получают из воздуха, а водород из природного газа, нефтяных и коксовых газов. Азотные удобрения представляют собой белый или желтоватый кристаллический порошок (кроме цианамида калия и жидких удобрений), хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо поглощаются почвой. Поэтому азотные удобрения легко вымываются, что ограничивает их применение осенью в качестве основного удобрения. Большинство из них обладает высокой гигроскопичностью и требует особой упаковки и хранение.
Фосфорные удобрения. Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, так как входит в состав белков. Если азот в почве может пополняться путем фиксации его из воздуха, то фосфаты - только внесением в почву в виде удобрений. Главные источники фосфора - фосфориты, апатиты, вивианит и отходы металлургической промышленности - томасшлак, фосфатшлак. Все фосфорные удобрения - аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные из них - суперфосфат и фосфоритная мука.
Калийные удобрения. Калий - необходимый элемент для растений. В основном он находится в молодых растущих органах, клеточном соке растений и способствует быстрому накоплению углеводов.
Многие калийные удобрения представляют собой природные калийные соли, используемые в сельском хозяйстве в размолотом виде. Большие разработки их находятся в Соликамске, на Западной Украине, в Туркмении. Открыты залежи калийных руд в Казахстане, Сибири.
Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и сильвините) ухудшает физико-химические свойства многих почв, особенно черноземных, каштановых и солонцовых.
На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесением навоза. Калий не применяют на солоннах и солонцеватых почвах, так как он ухудшает их свойства. Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы, поэтому он малоподвижен, однако на легких почвах легко вымывается.
Калийные удобрения подразделяются на три группы:
Концентрированные, являющиеся продуктами заводской переработки калийных руд - хлористый калий, сернокислый калий, калийно-магниевый концентрат, сульфат калия-магния (калимагнезия); Сырые калийные соли, представляющие собой размолотые природные калийные руды - каинит, сильвинит; Калийные соли, получаемые путем смешения сырых калийных солей с концентрированными, обычно с хлористым калием - 30-ти и 40%-ные калийные соли.
Комплексные удобрения. Их подразделяют по составу: двойные (азотно-фосфорные, азотно-калийные, фосфорно-калийные) и тройные (азотно-фосфорно-калийные); по способу производства: сложные, сложно-смешанные (комбинированные) и смешанные удобрения. К сложным удобрениям промышленного производства относят (калиевая селитра, аммофос, диаммофос). Их получают при химическом взаимодействии исходных компонентов, сложно-смешанные (нитрофос, нитрофоска, нитроаммофос, нитроаммофоска, фосфорно-калийные, жидкие комплексные и др.) - в едином технологическом процессе из простых или сложных удобрений. Смешанные удобрения получают путем смешивания простых.
Сложные и сложно-смешанные удобрения характеризуются высокой концентрацией питательных веществ, поэтому применение таких удобрений обеспечивает значительное сокращение расходов хозяйства на их транспортировку, смешивание, хранение и внесение.
К числу недостатков комплексных удобрений относится то, что пропорции в содержании NPK в них варьируют в нешироких пределах. Поэтому при внесении, например, необходимого количества азота, других питательных элементов вносится меньше или больше, чем требуется.
В небольшом количестве применяют и многофункциональные удобрения, содержащие, кроме основных питательных элементов, микроэлементы и биостимуляторы, оказывающие специфическое влияние на почву и растения.

36.Методы определения норм удобрений Зависимость между урожайностью и нормами удобрений.
Зависимость урожая сельскохозяйственных культур от возрастающих норм отдельных видов минеральных удобрений и их сочетаний определяется экспериментально в вегетационных и полевых опытах для решения научныхи практических целей. По реакции растений на внесение элементов питания определяют закономерности формирования урожая и потребность в удобрениях, Урожай при этом является функцией питательных веществ и изучаемых факторов роста. Формирование урожая в полевых условиях определяется не только уровнем минерального питания, но и зависит от совокупного действия погодных факторов, агрохимических и физических свойств почвы, ее эродированности, видовых и сортовых особенностей возделываемой культуры, применения органических удобрений и мелиорирующих веществ, предшественника и его удобренности и многих других условий.

Урожай сельскохозяйственных культур возрастает в прямой зависимости от увеличения нормы минеральных удобрений лишь до определенного уровня, при котором достигается наибольшая оплата единицы питательного вещества удобрения получаемой продукцией. В этом интервале норм урожайность от дополнительного внесения удобрений растет как с единицы площади, так и в расчете на единицу удобрения. Дальнейшее повышение нормы удобрений сопровождается увеличением урожая с единицы площади, но величина прибавок урожая от возрастающих норм и окупаемость единицы удобрения продукцией постепенно снижаются. После достижения максимальной урожайности с единицы площади дальнейшее увеличение норм удобрений вообще нецелесообразно. Повышение нормы удобрений экономически оправданно, пока стоимость прибавки урожая окупает издержки, связанные с применением дополнительного количества удобрений.*

Количественная зависимость между урожаем и нормами минеральных удобрений, полученная в опытах, может быть представлена математическими уравнениями (производственными функциями)**. По этим функциям урожая можно определить окупаемость единицы удобрения прибавкой урожая, потребное количество удобрений для получения единицы урожая для любой точки кривой, оптимальную и максимальную норму удобрений и т. д.

Для решения этих вопросов экспериментальным путем потребовалось бы проведение полевых опытов по громоздким схемам с дробными нормами удобрений и их сочетаниями, что весьма сложно и требует огромных затрат труда и средств.

Следовательно, на основании производственных функций можно решать важные практические задачи по планированию применения удобрений и определению их норм на заданный урожай. При этом в зависимости от целевого назначения производственные функции могут характеризовать зависимость урожая от норм удобрений с учетом того или иного числа факторов, имеющих количественную оценку. Наиболее детально производственные функции должны разрабатываться с целью определения оптимальных норм удобрений и потребности в них на планируемую урожайность на уровне хозяйства - применительно к конкретным почвенно-климатическим и другим условиям.

По мере укрупнения уровня планирования число независимых переменных факторов может сокращаться. Так, например, при использовании производственных функций для оптимального распределения удобрений на уровне союзных республик и экономических районов достаточно для каждой культуры по данным полевых опытов вывести уравнения, характеризующие зависимость урожая от норм удобрений по основным типам, подтипам и разновидностям почв соответствующих регионов.

Очевидно, что для повышения надежности параметров уравнения полевые опыты с удобрениями должны быть массовыми, проводимыми по единым схемам и методикам, а число их - достаточно большим.

При разработке системы удобрения наиболее рациональная норма минеральных удобрений должна устанавливаться в зависимости от уровня химизации. При ограниченной обеспеченности удобрениями предпочтительнее норма, позволяющая получить наивысшую оплату единицы удобрения. При полном удовлетворении потребности в удобрениях основной целью должны быть получение максимально возможного выхода продукции с единицы площади, сохранение и повышение плодородия почвы.

Исключительно важное значение имеет экономическая сторона вопроса. Поэтому при выборе норм удобрений необходима тщательная агроэкономическая оценка результатов полевых опытов, в том числе с использованием экономико-математических методов. При ограниченных фондах удобрений оптимальной нормой будет та, которая обеспечивает наибольшую урожайность с гектара при максимальном чистом доходе от удобрений, а при обеспечении удобрениями по потребности - позволяющая получать наибольший выход сельскохозяйственной продукции при самоокупаемости (или запланированном уровне окупаемости) удобрений.

Основой для планирования применения удобрений, установления оптимальных норм и соотношения питательных веществ удобрений под сельскохозяйственные культуры являются результаты полевых опытов. Полевые опыты с удобрениями проводятся в различных почвенно-климатических зонах страны по единым схемам опытными станциями и научно-исследовательскими сельскохозяйственными институтами, зональными агрохимическими лабораториями. На основании обобщения итогов географических полевых опытов выявляется существующая зависимость эффективности удобрений от почвенно-климатических условий, агротехники и других факторов, разрабатываются рекомендации по применению минеральных удобрений.

Результаты работы географической сети полевых опытов позволяют выявить основные закономерности в действии удобрений: установить размеры средних устойчивых прибавок урожая сельскохозяйственных культур от внесения различных норм отдельных видов удобрений и их сочетаний; определить оптимальные нормы и соотношения основных элементов питания для получения максимальной агрономической и экономической эффективности удобрений; установить потребность в удобрениях по природно-экономическим районам и областям страны, планировать их производство и распределение в государственном масштабе.

Распределение минеральных удобрений по природно-экономическим районам и по сельскохозяйственным культурам проводится в нашей стране в плановом порядке на основе агроэкономической оценки данных географической сети полевых опытов и массовых опытов агрохимслужбы в производственных условиях. Планирование поставки удобрений осуществляется с учетом почвенно-климатических условий, народнохозяйственной значимости выращиваемых культур и экономической эффективности удобрений исходя из потребности страны в различных видах сельскохозяйственной продукции и достигнутого уровня развития промышленности по производству удобрений.

В первую очередь минеральные удобрения выделяют под культуры, производство которых имеет важное народнохозяйственное значение и, кроме того, ограничено определенными почвенно-климатическими условиями. Полностью для получения планируемого урожая обеспечиваются удобрениями также посевы на мелиорируемых землях с регулируемым водным режимом, что обусловлено высокой эффективностью удобрений при орошении, а также необходимостью быстрее окупить значительные капиталовложения на мелиорацию земель.

30.Эрозия Почв Эрозия (от латинского слова erosio — разъедание) — это разрушение почвы и грунта струями и потоками талых, дождевых, ливневых и поливных вод (водная эрозия) или ветром (воздуш­ная эрозия — дефляция). Виды водной эрозии: овражная (линейная, струйчатая), пло­скостная и ирригационная (поливная). Эрозия почв наносит огромный вред мировому земледелию. Из-за эрозии на земном шаре уже выбыло из сельскохозяйствен­ного оборота 2 млрд. га сельскохозяйственных угодий, в том чис­ле 50 млн. га — пахотных земель. Почва представляет собой самовосстанавливающуюся систему, однако для восстановления разрушенного эрозией слоя почвы в 2,5 см естественным путем до исходного состояния потребуется от 300 до 1000 лет, а в 18 см — до 2—7 тысяч лет. Под влиянием эрозии образуются промоины, которые затруд­няют обработку почвы, развиваются овраги, в результате чего уменьшается площадь пахотных земель, разрушаются дороги, за­иливаются сельскохозяйственные угодья, а в нижних элементах рельефа — ручьи, реки, озера, пруды. На верхней трети коротких склонов уменьшается или вовсе смывается гумусовый горизонт и резко снижается урожайность сельскохозяйственных культур. Причины эрозии почв. На интенсивность развития эрозионных процессов большое влияние оказывают климат, рельеф, противо- эрозионная устойчивость почв, растительность, хозяйственная деятельность человека и другие факторы. Климат оказывает влияние на развитие эрозионных процессов в результате колебания температур, количества и интенсивности выпадающих осадков, силы ветра. От температуры зависят глубина промерзания почвы, интенсивность таяния снега и оттаивания почвы, сток талых вод, впитывание их в почву. Если постоянный снежный покров устанавливается на непромерзшей почве, то в процессе его таяния весной вода хорошо впитывается в почву и отсутствуют сток воды, смыв и размыв почвы. Если со склонов зимой снег сносится ветром, то почва оголяется, глубоко промер­зает и талые воды мало впитываются, наблюдаются большой сток воды и разрушение почвы. Ветер оказывает влияние на развитие водной эрозии, перерас­пределяя снег по элементам рельефа, сдувая его со склонов в балки, овраги и т. д. В развитии дефляции ветру принадлежит ведущая роль. Эро­зионная сила ветра начинает проявляться при скорости 8—12 м/с на высоте 10 м от поверхности почвы, значительной она становится при 12—15 м/с, а сильной — при 16—25 м/с. На скорость ветра оказывает влияние растительный покров, особенно лесных пород. На безлесных просторах степной зоны скорость ветра достигает 20—30 м/с, а в Лесостепи и Полесье она меньше. Осадки значительно ослабляют ветровую эрозию, благодаря увлажнению почвы, но их обилие вызывает развитие водной эрозии. Рельеф служит главной причиной развития водной эрозии. Длина и крутизна склона, величина водораздела, форма поверх­ности склона определяют степень развития эрозионных процессов. Чем протяженнее склон и больше его крутизна, тем на большей площади и с большей интенсивностью развивается эрозия. Возникновение и развитие эрозии в значительной степени опре­деляется механическим составом почвы. В природных условиях дефляции больше подвержены почвы легкого механического со­става — песчаные и супесчаные. Тяжелые (глинистые) почвы воз­душной эрозии подвержены только в разрыхленном, распыленном состоянии или после разрушения верхнего слоя в результате вы­паса скота. Легко разрушаются под влиянием ветра карбонатные почвы — черноземные и каштановые. Солонцовые почвы и солон­цы — ветроустойчивые. Растительный покров сильно уменьшает или полностью устра­няет развитие эрозии почв. Густая растительность препятствует прямому удару дождевых капель и разрушению почвенных агре­гатов. Часть воды удерживается кроной самих растений, а густой травостой резко замедляет скорость стока воды. Таким образом, растительность способствует впитыванию воды почвой, защищает поверхность почвы от разрушения и замедляет передвижение воды по поверхности. Остающиеся растительные остатки (стерня) на поверхности почвы способствуют задержанию и накоплению снега на поле, уменьшению глубины промерзания почвы. Они препятствуют раз­витию водной и ветровой эрозии почвы. Наиболее благоприятное влияние на снижение эрозии почвы оказывают многолетние травы. Их травостой защищает почвы от воздействия ветра и капель дождя, способствует улучшению фи­зических свойств почвы и повышению ее водопроницаемости. Большое значение имеют кулисы из высокостебельных рас­тений. Из возделываемых растений менее других сдерживают эрозию почвы пропашные культуры, особенно сахарная свекла. Уменьшая количество междурядных обработок почвы при индустриальных технологиях их возделывания, мы уменьшаем эрозионную опас­ность. Однако эффект получаем незначительный. Использование растений для защиты почв от эрозии получило название фитомелиорации.

3. Почва как природное тело и как основное средство с/х производства, ее особенности как средства производства. Почва -особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе; состоит из генетически связанных горизонтов (образуют почвенный профиль), возникающих в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха и организмов; характеризуется плодородием.Представление о П. как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами, отличающими его от материнской (почвообразующей) породы, развивающемся в результате взаимодействия факторов почвообразования, было создано в последней четверти 19 в. В. В. Докучаевым — основателем современного почвоведения. До этого П. обычно рассматривали в качестве одного из геологических образований. Плодородие почвы, т. е. способность обеспечивать растения водой и пищей, позволяет ей участвовать в воспроизведении биомассы.Природное плодородие имеет различный уровень, зависящий от состава и свойств П. и факторов почвообразования. Под влиянием агротехнических, агрохимических и мелиоративных воздействий П., являющаяся в сельском хозяйстве основным средством производства, приобретает эффективное, или экономическое, плодородие, показателем которого служит урожайность с.-х. культур.

4. Происхождение почвы, основные факторы почвообразования. Основные факторы почвообразования — климат, материнская порода, растительный и животный мир, рельеф и геологический возраст территории, а также хозяйственная деятельность человека. Климат влияет на характер выветривания горных пород, воздействует на тепловой и водный режимы П., обусловливая проходящие в ней процессы и их интенсивность, и в значительной степени определяет растительный покров и животный мир. Материнская порода в процессе почвообразования превращается в П. От её гранулометрического (механического) состава и структурных особенностей зависят физические свойства П. — водо- и воздухопроницаемость, водоудерживающая способность и пр., а следовательно, Водный режим почвы, Тепловой режим почвы, воздушный режим, скорость передвижения веществ в П. и др. Минералогический состав материнской породы определяет минералогический и химический состав П. и первоначальное содержание в ней элементов питания для растений. Растительность непосредственно воздействует на П.: корни рыхлят и оструктуривают почвенную массу, извлекают из неё минеральные элементы. В естественных условиях минеральные и органические вещества поступают в П. и на её поверхность в виде корневого и наземного опада. Годовое количество опада изменяется примерно от 5—6 ц/га в пустынях и 10 ц/га в арктических тундрах до 250 ц/га во влажных тропических лесах. Различен и качественный состав опада: его зольность изменяется от 1 до 15%. В П. опад подвергается воздействию микрофлоры, минерализирующей до 80—90% его массы и участвующей в синтезе гумусовых веществ, которые образуются из продуктов распада и микробных метаболитов. Представители животного мира (главным образом беспозвоночные, живущие в верхних горизонтах П. и в растительных остатках на поверхности) в процессе жизнедеятельности значительно ускоряют разложение органических веществ и способствуют формированию органо-минеральных почвенных агрегатов, т. е. структуры П. Основное влияние рельефа заключается в перераспределении по земной поверхности климатических (влаги, тепла и их соотношения) и др. факторов формирования П. Время развития зрелого почвенного профиля для разных условий — от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Возраст территории вообще и П. в частности, а также изменения условий почвообразования в процессе их развития оказывают существенное влияние на строение, свойства и состав П. При сходных географических условиях почвообразования П., имеющие неодинаковые возраст и историю развития, могут существенно различаться и принадлежать к разным классификационным группам. Хозяйственная деятельность человека влияет на некоторые факторы почвообразования, например на растительность (вырубка леса, замена его травянистыми фитоценозами и др.), и непосредственно на П. путём её механической обработки, мелиорации, внесения минеральных и органических удобрений и т.п. При соответствующем сочетании этих воздействий можно направленно изменять почвообразовательный процесс и свойства П. В связи с интенсификацией сельского хозяйства влияние человека на почвенные процессы непрерывно возрастает.

Факторы плодородия. 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 (Н 2 О, СО 2 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 (СО 2, Н 2 О, нитраты, фосфаты, в анаэробных условиях Н 2 O и СН 4). 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). 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 спелости почвы имеет липкость: при излишней липкости увеличивается тяговое сопротивление почвообрабаты­вающих орудий и резко ухудшается качество обработки почвы. Как показали исследования В. В. Охотина, липкость почвы прямо пропорциональна содержанию физической глины. Гранулометрический состав как фактор плодородия пахот­ных почв находит отражение в системах бонитировки почв. В большинстве случаев наиболее благоприятное сочетание агро­физических, биологических и агрохимических факторов плодо­родия отмечается в почвах среднего гранулометрического соста­ва. Необходимо иметь в виду, что для разных почвенных типов, сильно различающихся по всему диапазону факторов плодородия, оценка гранулометрического состава как фактора плодородия может значительно различаться. Например, наибо­лее высокое плодородие черноземов соответствует, как правило, тяжелому гранулометрическому составу. Для дерново-подзолис­тых почв, сформировавшихся в зоне достаточного и избыточного увлажнения, наиболее благоприятен более легкий гранулометрический состав. Структура Структура почвы — важный показатель физического состоя­ния плодородной почвы. Она определяет благоприятное строение пахотного слоя почвы, ее водные, физико-механические и техно­логические свойства и водно-гидрологические константы. Частицы твердой фазы почвы, как правило, склеиваются в комочки (агрегаты). Способность почвы распадаться на агрегаты различной величины называют структурностью. В почво­ведении структура почвы — важный морфологический признак: по размеру агрегатов судят о генетических особенностях как всей почвы, так и ее отдельных горизонтов. По классифика­ции С. А. Захарова, различают следующие типы структуры: глыбистую, комковатую, ореховатую, зернистую, столбчатую, призматическую, плитчатую, пластинчатую, листоватую, че­шуйчатую. Черноземы, например, в естественном состоянии характеризу­ются отчетливо выраженной зернистой структурой, серые лесные почвы — ореховатой. Хорошо окультуренные дерново-подзолис­тые почвы приобретают комковатую структуру, тогда как неокультуренные подзолы отличаются плитчатой и листоватой. В земледелии принята следующая классификация структур­ных агрегатов: глыбистая структура — комки более 10 мм, макроструктура — от 0,25 до 10 мм, микроструктура — менее 0,25 мм. Благоприятные размеры макро- и микроагрегатов для пахот­ной почвы в большей мере условны. В более влажных условиях оптимальные размеры структурных агрегатов увеличиваются, а в засушливых — уменьшаются. Однако в условиях эрозионной опасности особое агрономическое значение и в засушливых рай­онах приобретает увеличение размеров агрегатов до 1—2 мм в диаметре. Образование структурных агрегатов в почве, по Н. А. Качинскому, происходит вследствие следующих процессов: взаимного осаждения (коагуляции) коллоидов, коагуляции коллоидов под влиянием электролитов. Эти процессы, однако, проявляются на фоне более общих физико-механических, физико-химических и биологических факторов структурообразования. Большое значение имеет механическое разделение почвенной массы на комки (агрегаты), которое в природных условиях происходит под воздействием корневых систем растений, жизне­деятельности биоты почвы, под влиянием периодических промораживания — оттаивания, увлажнения и высушивания почвы, а в обрабатываемых почвах и воздействия почвообрабатывающих орудий. Состояние структуры почвы непосредственно определяет па­раметры строения пахотного слоя. Для образования прочной структуры почвы необходимы сле­дующие условия: достаточное количество минеральных и органических кол­лоидов; достаточное содержание в почве щелочноземельных основа­ний; благоприятные гидротермические условия в почве; воздействие на почвенную массу корней растений; воздействие на почву почвенной фауны (дождевых червей, насекомых, землероев и др.). Структурное состояние — наиболее достоверный, интеграль­ный показатель плодородия почвы (его агрофизических факто­ров). Мощность пахотного и гумусового слоев Мощность обрабатываемого слоя почвы, объем почвы, в котором развивается корневая система растений. Глубокий пахотный слой обеспечивает более благоприятные водно-воздушный и тепловой режимы почвы. Осадки, поливная вода быстро поглощаются почвой, аккумулируются в ней и затем потребляются растениями по мере их роста и развития. Глубокий пахотный слой — своеобразный регулятор влажности почвы как при недостатке, так и при избытке выпадающих осадков. Лучшие условия увлажнения почвы обеспечивают благоприятный питательный режим почвы, обусловленный, в свою очередь, нормально протекающими процессами разрушения — синтеза органического вещества. Установлено, что глубо­кий пахотный слой обеспечивает благоприятную минерали­зацию органического вещества при одновременной эффектив­ной его гумификации и при благоприятном качественном состоянии. При обработке почвы на 20—22 см в подпахотном слое нельзя обнаружить такие агрономически ценные группы микро­организмов, как нитрификаторы, целлюлозоразрушители (Н. В. Мешков и Р. Н. Ходакова). При обработке почвы на 30—40 см эти микроорганизмы широко представлены в почве. Общее количество микроорганизмов в почве и продуцирование почвой СО2 при глубокой обработке возрастало в 1,5—2 раза. Другой показатель производительности почвенных микроорга­низмов — превращение азотистых соединений. В глубоком пахот­ном слое количество нитрифицирующих микроорганизмов, а так­же почвенной фауны значительно больше. В глубоком пахотном слое увеличивается содержание подвижных форм фосфора и калия. Водный режим Влага необходима для прорастания семян, без нее невозмож­ны последующий рост и развитие растения. С водой в растение из почвы поступают питательные вещества, испарение воды лис­тьями обеспечивает нормальные температурные условия жизне­деятельности растения. Вода — обязательное условие почвообразования и формиро­вания почвенного плодородия. Без нее невозможно развитие почвенной фауны и микрофлоры. Процессы превращения, трансформации и миграции веществ в почве также требуют большого количества воды. Для определения потребности растений в воде применяют показатель — транспирацион­ный коэффициент ‑ количество ве­совых частей воды, затраченной на одну весовую часть урожая. Степень доступности почвенной влаги растениям и состояние водного режима, выражают почвенно-гидролитические константами. Различают следующие почвенно-гидрологические константы: 1. Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — влажность почвы, соответствующая наибольшему содержанию недоступной растениям прочносвязанной влаги.

2. Максимальная гигроскопичность (МГ) — влажность поч­вы, соответствующая количеству воды, которое почва может сор­бировать из воздуха, полностью насыщенного водяным паром. Влага, соответствующая МГ, полностью недоступна растениям. 3. Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ), соот­ветствующая содержанию в почве воды, при котором растения обнаруживают признаки завядания, не проходящие при помещении растений в насыщенную водяным паром атмосферу. Влаж­ность завядания соответствует влажности почвы, когда влага из недоступного для растений состояния переходит в доступ­ное (нижний предел доступности почвенной влаги). 4. Наим