04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
Органическое вещество почвы
 06.09.2012

Еще в те времена, когда только начинали заниматься земледелием, уже понимали, что почвы с высоким содержанием органического вещества более плодородны, чем почвы с низким содержанием его. Первые земледельцы понимали значение органического вещества для возделывания сельскохозяйственных культур; и одна из ранних теорий в земледелии заключалась в том, что растения питаются полуразложившимся органическим веществом. В настоящее время общепризнано, что значение органического вещества для роста растений обусловлено главным образом тем, что растения питаются продуктами его разложения: азотом, фосфором, калием, кальцием, магнием и другими элементами; наиболее важным из всех этих элементов является азот, так как в почве чаще всего обнаруживается недостаток именно этого элемента питания, если не принимаются меры по сохранению запасов его в почве.
До введения минеральных азотных удобрений, которые стали широко применять всего 50-60 лет назад, растения получали азот почти исключительно за счет органического вещества почвы и навоза; поэтому фермеры высоко ценили органическое вещество почвы и навоз. Внедрение минеральных азотных удобрений уничтожило необходимость использования навоза и зеленого удобрения там, где в почву возвращаются растительные остатки. Пример наиболее интенсивных сельскохозяйственных районов, расположенных на побережье Атлантического океана, в которых для поддержания высоких урожаев применяют только минеральные азотные и другие удобрения, показывает, что для получения высоких урожаев не обязательно использовать навоз и зеленые удобрения.
Возвращение органического вещества в почву выполняет следующие задачи:
1) повышает содержание усвояемого азота;
2) увеличивает количество бактерий и грибов;
3) облегчает вспашку;
4) улучшает водопроницаемость почвы;
5) повышает водоудерживающую способность почвы;
6) уменьшает эрозию.
Это многостороннее воздействие органического вещества на почву приводит к повышению урожайности культур. Поэтому ценность органического вещества определяется урожаем, полученным в результате его использования. Влияние органического вещества на облегчение вспашки при определенных условиях может иметь некоторое экономическое значение, хотя оно трудно поддается оценке.
Органическое вещество почвы содержит приблизительно 5% азота, и по количеству одного из них - азота или органического вещества - можно судить о содержании другого. Умножив содержание азота в почве, выраженное в килограммах, на 20, получаем примерное содержание органического вещества, а разделив содержание органического вещества на 20, получаем примерное содержание азота. Органическое вещество почвы примерно на 50% состоит из углерода, т. е. оно в 10 раз богаче углеродом, чем азотом.
Среднее содержание азота в почвах США показано на рис. 19. Так как содержание органического вещества примерно в 20 раз превышает содержание азота, то эта карта показывает также и относительное содержание органического вещества в этих почвах. В общем почвы, вышедшие из-под травянистой растительности, отличаются более высоким содержанием органического вещества, чем почвы, вышедшие из-под леса. Почвы холодного и влажного климата богаты азотом и органическим веществом.

Органическое вещество почвы

Зависимость между температурой и урожаями кукурузы показана на рис. 20. Урожаи кукурузы и количество азота в почве уменьшаются с севера на юг, за исключением севера центральной части штата Айова, где низкие температуры ограничивают урожайность кукурузы. Высокие урожаи кукурузы получают в Айове, где почвы богаты азотом, низкие - на Юге, где почвы бедны азотом (и органическим веществом). Большая часть урожаев кукурузы свыше 127 ц/га была получена на Юге, а это означает, что климат Юга так же хорошо подходит для возделывания кукурузы, как и климат Айовы. Рекордные урожаи на Юге были получены на хорошо удобренных почвах, с высоким уровнем грунтовых вод и с естественным высоким содержанием азота. Разница между средними урожаями кукурузы на Юге и Среднем Западе, очевидно, объясняется различием в плодородии почв и в распределении осадков.
Органическое вещество почвы

Дженни провел тщательное изучение зависимости между температурой и содержанием в почве азота и органического вещества. Он пришел к выводу, что при постоянной влажности почвы каждое понижение температуры на 10° удваивает или даже утраивает содержание азота и органического вещества в почве (рис. 21). В центральной части США температура примерно на 10° выше, чем в северной части, и примерно на 10° ниже, чем на побережье Мексиканского залива. В почвах центральных штатов содержится в 2-3 раза больше, а в почвах северных штатов - в 4-9 раз больше органического вещества и азота, чем в почвах южных штатов США.
Органическое вещество почвы

«Делались попытки повысить несколько пониженное содержание азота в некоторых почвах Миссури путем внесения навоза и зеленого удобрения в различных схемах севооборота. Однако тщательными анализами установлено, что такое обогащение почвы азотом оказалось невыгодным. Даже при высоких дозах внесения азота прибавка урожая была незначительна». Севооборот поддерживает в почве содержание азота и органического вещества на определенном уровне, который не может быть повышен внесением зеленых удобрений, навоза или минеральных удобрений, если применять эти удобрения в экономически выгодных дозах.
Изучив зависимость между климатом и содержанием органического вещества и азота в почве, Дженни пришел к выводу, что «по крайней мере в южных 2/3 США уровень урожаев можно сохранить или повысить скорее путем внесения азота в виде минеральных удобрений, растительных остатков, зеленых удобрений и навоза от культуры к культуре, от ротации к ротации, чем какими-либо попытками поддерживать содержание азота в почве на особенно высоком уровне».
Почвы прерий, находившиеся в девственном состоянии под травянистым покровом, а 2-3 раза богаче азотом и органическим веществом, чем почвы, вышедшие из-под леса (см. рис. 21). По-видимому, главной причиной повышенного содержания азота и органического вещества в почвах прерий было ежегодное отмирание многих трав, оставлявших в почве медленно разлагающиеся корни. Большая часть лесной подстилки разлагается раньше, чем она попадает в почву, и в результате лесные почвы не имеют больших запасов органического вещества, даже если землю ежегодно покрывают обильные количества листьев.
Зависимость между содержанием доступной влаги и азота в почве показана на рис. 22. Почвы с низким содержанием влаги бедны органическим веществом и азотом, а почвы с высоким содержанием влаги богаты ими. Высокое содержание воды в почве способствует накоплению растительной массы и уменьшает скорость ее разложения.
Органическое вещество почвы

При достаточной обеспеченности влагой, как, например, в старом ложе озера, может накопиться почти чистое органическое вещество слоем до 6 м или более. Современные залежи угля образовались из накапливавшегося в воде органического вещества. Богатые органическим веществом почвы, развившиеся на старых ложах озер или в других увлажненных местах, называют торфяными, перегнойными и болотно-луговыми. О влиянии влажности на ослабление разложения можно судить по гниению столбов для изгородей. Эти столбы гниют вблизи поверхности почвы, тогда как ниже, где постоянно присутствует влага, они остаются прочными. Точно так же и та часть внутренней обшивки колодца, которая находится под водой, гниет медленно и может пережить надводные секции обшивки.
Органическое вещество в почве разлагается бактериями и грибами. Эти организмы представляют собой очень мелкие растения. Скорость разложения органического вещества и скорость роста и размножения бактерий и грибов зависят от температуры и влажности. Другим фактором, влияющим на разложение органического вещества, является аэрация почвы; однако аэрация и влажность почвы столь тесно связаны между собой, что трудно выделить роль каждого из этих факторов в разрушении или сохранении органического вещества почвы. Сильно увлажненные почвы плохо аэрированы, а хорошо аэрированные почвы плохо увлажнены. Влияние влажности и температуры на накопление органического вещества в почве исследовано на очень больших площадях, но совершенно отсутствуют данные по изучению влажности, температуры, аэрации почвы и содержания в ней органического вещества на одной и той же ферме. Глинистые почвы имеют более низкую температуру, повышенную влажность и хуже аэрируются, чем песчаные почвы; совокупность всех этих факторов способствует большему накоплению органического вещества в глинистых почвах, чем в песчаных почвах.
Запашка навоза и зеленого удобрения не имеет особого значения для поддержания высоких урожаев в течение длительного времени. На Ротамстедской опытной станции, Англия, при внесении минеральных удобрений получают такие же урожаи пшеницы, как и от навоза вносившегося в течение 97 лет. Удобряемая навозом почва отличалась более высоким содержанием органического вещества и несколько лучшими физическими свойствами. Получение одинаковых урожаев по навозу и минеральному удобрению объясняют тем, что положительное влияние навоза на урожай пшеницы связано с содержащимися в нем элементами питания.
Травянистая растительность повышает содержание азота (или органического вещества) в почве, как это показывают данные табл. 110 (Нью-Йорк).
Органическое вещество почвы

На нераспахивавшейся дернине содержание азота в почве повысилось на 464,8 кг/га. Все другие культуры были запаханы в почву и снижали содержание азота в ней. Эти данные получены на почве, которая до закладки опыта была занята люцерной и поэтому к началу опыта отличалась высоким содержанием азота. Отсюда следует, что содержание органического вещества в обрабатываемых почвах не может быть повышено одним только применением зеленых удобрений; эти цифры показывают также, что оставление почвы под залежь повышает в ней содержание органического вещества. Сидеральные культуры легко и почти полностью разлагаются, и если их применение и повышает содержание органического вещества в почве, то это происходит потому, что они способствуют увеличению количества растительных остатков других культур, разлагающихся более медленно. Введение зерновых культур в севообороты с сидеральными культурами и запашка в почву более устойчивых к разложению растительных остатков зерновых культур, может быть, помогло бы добиться небольшого увеличения содержания азота (и органического вещества) вместо значительной убыли их.
В табл. 111 показано сравнительное влияние 30-летнего чередования кукурузы, овса, пшеницы и тимофеевки и сорняково-злаковой залежи на содержание азота и органического вещества в почве (расчеты сделаны по данным Нью-Джерси). Под сорняково-злаковым травостоем в почве накопилось вдвое больше азота и органического вещества, чем под севооборотом. Внесение азотных удобрений в почву залежи повысило в ней содержание азота до 627 кг/га и содержание органического вещества - до 108,6 ц/га.
Органическое вещество почвы

Кукуруза, овес, пшеница и тимофеевка были убраны с поля, и поэтому внесение азотных удобрений не повысило содержания азота или органического вещества в почве; возможно, что содержание азота и органического вещества могло бы увеличиться, если бы в севооборот включались культуры, подобные хлопчатнику и кукурузе, которые возвращают в почву больше растительных остатков. Увеличение содержания азота и органического вещества в почве под сорняками и злаками еще не доказывает, что почву нужно оставлять под их покровом, оно говорит лишь о том, что в севооборот нужно вводить без ущерба для дохода фермы возможно больше культур сплошного сева. Идеально было бы иметь там, где это возможно, чередование непропашных пастбищных культур с пропашными культурами.