18.6. Физические основы плодородия почвы

Улучшение физических и физико-технологических свойств, разработка мероприятий по их направленному ре­гулированию — необходимое условие для решения про­блемы повышения плодородия почв. Оптимальные показа­тели объемной массы основных типов почв Степи Украи­ны для большинства возделываемых сельскохозяйст­венных культур находятся в следующих пределах: 1,10-1,30 г/см" для легкосуглинистых и 1,20-1,45 г/см³ — для супесчаных почв.

Следует отметить, что нижние пределы оптималь­ной объемной массы почвы необходимы для пропашных культур, особенно корнеплодов. Верхние пределы опти­мальной объемной массы почвы приемлемы для менее требовательных к этому зерновых и других культур. При увеличении объемной массы на 0,01 г/см³ пределы верхней границы оптимального интервала урожайность зерновых культур снижается на 1 ц/га, а картофеля — на 1,5-2 ц/га. Необходимо помнить, что оптимальные показатели водо­проницаемости (по установившейся скорости фильтрации) находятся в пределах 0,7-1,5 мм/мин. Такая водопрони­цаемость почвы вполне достаточна для впитывания естест­венных осадков и подаваемой на поля воды при разных способах полива.

При этом максимальная продуктивность возделы­ваемых культур в контролируемых условиях при опти­мальной объемной массе почвы отмечается при влажности, близкой к наименьшей влагоемкости (НВ). Верхний пре­дел указанного диапазона увлажнения считается оп­тимальным для почв супесчаного механического состава.

Известно, что воздухоемкость, определяющая аэра­цию почвы, концентрацию газов в ней, обычно ха­рактеризуется объемом, занятым воздухом при влажности,

равной НВ. Оптимальным в большинстве случаев является объем воздуха в пределах 20-30% от объема почвы. Опти­мальная теплообеспеченность, выраженная суммой актив­ных температур в слое почвы 0-20 см, будет определяться требованием возделываемых культур — от 1100-1600 °С для теплолюбивых культур. Непосредственное влияние на рост и развитие растений, особенно их корневой системы, оказывает твердость почвы. При этом наиболее чувстви­тельны растения к твердости почвы в начальный период развития. Твердость почвы не должна превышать 7-8 кг/см . Наилучшее крошение почвы отмечается при твер­дости почвы в пределах 3-9 кг/см². Следует отметить, что в Степи Украины оптимизация физических свойств почвы, улучшение её структурного состояния и снижение равно­весной объемной массы могут быть достигнуты за счет внесения органических удобрений, корневых и пожнивных остатков.

Необходимо помнить, что органические удобрения более существенно улучшают физические свойства почв среднего и тяжелого гранулометрического состава, чем легких. С интенсификацией растениеводства в Украине возникла новая проблема — уплотнение почв ходовыми системами сельскохозяйственной техники. При переуп­лотнении на неорошаемых землях возможна потеря спо­собности почв саморегулировать водно-воздушный ре­жим. Под влиянием тяжелой сельскохозяйственной тех­ники уплотняется корнеобитаемый слой почвы на значительную глубину (на черноземах до 60-70 см и бо­лее), а следовательно, уменьшается пористость, водопро­ницаемость почвы, запасы продуктивной влаги и др. При многократных проходах тракторов, особенно колесных, тяжелых, плотность сложения почвы выходит за верхний предел оптимальных параметров (1,3-1,4 г/см ), содер­жание воздуха может снижаться до 15%, а твердость —

возрастает до 20 кг/см" и более и др. Причем отрица­тельные изменения могут сохраниться впоследствии, т.к. процесс разуплотнения черноземов при объемных изме­нениях ограничен.

Среди показателей состава и свойств почв Степи Украины — большего внимания заслуживают содержание гумуса, механический состав, физические, физико-хими­ческие свойства и качественный состав. При определении параметров оптимального содержания гумуса в почвах главным критерием служит его уровень, ниже которого оптимизации основных почвенных режимов достичь не­возможно. Следует отметить, что тепловые характеристи­ки почв легкого механического состава улучшаются под влиянием органических удобрений, сидератов, внесения минерального ила из прудов и водоемов, пожнивных и корневых остатков и др., а тяжелых глинистых почв — при их мульчировании, песковании и т.д.

В последние годы все возрастающее значение при­дается токсикозному режиму почв — совокупности про­цессов, обусловливающих накопление веществ в поч­венном растворе на уровнях, выше установленных ПДК, и угнетающе влияющих на растения и полезную почвенную микрофлору. Для детоксизации тяжелых металлов реко­мендуется вносить в почву органические удобрения, каль-цийсодержащие соединения и т.п. Загрязненные почвы с учетом степени загрязнения следует использовать под тех­нические и декоративные культуры. Нельзя выращивать на них овощные культуры и кормовые травы. В Степи Ук­раины также необходимо шире применять фитобиологиче-скую мелиорацию почв с целью более эффективного их использования. Так, на засоленных почвах целесообразно высевать пырей, сорго, сахарную свеклу; на слабо- и сред-незасоленных — ячмень, овес, горох, просо, донник, лю­церну.

В Степи' Украины более высокую агрономическую ценность имеют тяжелые глинистые почвы. Они обычно хорошо оструктурены, более влагоемки, растения, раз­мещенные на них, лучше противостоят засухе. По данным В.В. Медведева и др. (1991 г.), оптимальные условия для прорастания семян и вегетации зерновых культур соз­даются в посевном слое почвы, когда он состоит из ко­мочков, приблизительно соответствующих размеру семян (пшеницы, ячменя, овса, кукурузы и проса). Следо­вательно, изменяя интенсивность обработки почвы и воз­действуя на ее гранулометрический состав и поступление питательных элементов, можно при обеспеченности расте­ний влагой влиять на их продуктивность.

Представляет интерес отношение растений к гра­нулометрическому составу почв (таблица 25).

25. Отношение растений к почвам различного грануло­метрического состава (по В.В. Медведеву и др., 1991)

		Почвы
песчаные и супесчаные	средне- и легкосуг­линистые	структурные тяже­лосуглинистые и глинистые	малоструктурные и смытые тяже­лосуглинистые и глинистые
Озимая	Сорго, просо, гречи-	Пшеница, ячмень.	Рис, кукуруза,
рожь,	ха, ячмень, соя,	кукуруза, соя, кориандр,	донник, люцер-
картофель,	подсолнечник.	подсолнечник, фасоль.	на, пыреи,
арахис,	клещевина, фасоль,	клещевина, нут, лук,	люцерна сине-
арбуз,	горох, картофель	сахарная свекла,	гибр
дыня,		конопля
тыква

Как видим, отзывчивость растений на почвы с раз­ным гранулометрическим составом неодинакова. Несмотря на широкий диапазон объемной массы почвы (1,0-1,3 г/см³) для возделывания с.-х. растений, подчеркивают В.В.Медведев и др. (1991 г.), она незначительно отклоня­ется от оптимальных значений во влажный год. Перед по-севом в течение вегетации она меньше на 0,05 г/см". В со-

ответствии с этим требуется или прикатывание, или рых­ление.

Оптимальный диапазон рН для нормального роста и развития растения довольно узок и зависит от морфолого-биологических особенностей растений и почвенно-клима-тических условий (таблица 26).

В условиях Степи Украины устойчивыми к засо­ленности почвы являются сахарная и столовая свекла, яч­мень; среднеустойчивыми — рожь, пшеница, кукуруза, рис, подсолнечник; неустойчивая — фасоль.

26. Отношение с.-х. растений к реакции почвенной среды (Н.С. Авдонин, 1982)

С.-х. растение	Оптимальный интервал рН	С.-х. растение	Оптимальный интервал рН
Озимая пшеница	6,3-7,6	Соя	6,5-7,1
Озимая рожь	5,5-7,5	Фасоль	6,4-7,1
Яровой ячмень	6,8-7,5	Чечевица	5,5-7,2
Яровая пшеница	6,0-7,5	Подсолнечник	6,0-6,8
Овес	5,0-7,7	Сахарная свекла	7,0-7,5
Кукуруза	6,0-7,0	Картофель	5,0-6,5
Просо	5,5-7,5	Конопля	7,1-7.4
Гречиха	4,7-7,5	Лен	5,9-6,5
Горох	6,0-7,0	Люцерна	7,0-8,0

И так как здесь около 40% пашни подвержены эро­зии, то при размещении с.-х. культур на полях и участках необходимо учитывать их реакцию на степень эродиро­ванное™ почвы (таблица 27).

Наиболее перспективно на более смытых почвах высевать многолетние травы, которые снижают урожай­ность, в сравнении с несмытыми почвами, лишь на 25-40%. Очень резко (на 85-90%) на сильносмытых почвах снижается урожайность сахарной свеклы, картофеля, ку­курузы на зерно, подсолнечника. Возможен посев гороха, вики.