Почвенные растения

Природе понадобилось потратить несколько миллиардов лет на то, чтобы почва Земли приобрела свойства, благодаря которым на нашей планете смогла появиться растительность. Сначала вместо грунта существовали лишь горные породы, которые из-за воздействия на них дождя, ветра, солнечных лучей начали постепенно измельчаться.

Разрушение почвы происходило по-разному: под воздействием солнца, ветра и морозов каменистые породы трескались, шлифовались песком, а морские волны медленно, но уверенно, разбивали огромные глыбы в мелкие камни. Окончательно свою лепту в образование грунта внесли животные, растения и микроорганизмы, добавив органические элементы (гумус), обогащая верхний слой земли продуктами жизнедеятельности и их остатками. Разложение органических элементов при взаимодействии с кислородом привели к различным химическим процессам в результате которых были образованы зол и азот, превратившие горные породы в грунт.

Характеристика грунта

Почвой называется видоизменённый рыхлый верхний пласт земной коры, на котором произрастает растительность. Образованна она была в результате преобразования горных пород под воздействием мёртвых и живых организмов, солнечных лучей, осадков и других процессов, благодаря которым произошла эрозия грунта.

За счет такой трансформации огромных, твёрдых пород в рыхлую массу, верхний слой почвы приобрёл впитывающую поверхность: структура грунта стала пористой и воздухопроницаемой. Основное значение грунта состоит в том, что он, будучи пронизан корнями растений, передаёт им все нужные для роста питательные элементы, и сочетает в себе две особенности, необходимые для существования растений – минеральные вещества и воду.

Поэтому одним из главных характеристик грунта является плодородный слой почвы, позволяющий обеспечить рост и развитие растительных организмов.

Чтобы сформировался плодородный пласт грунта, земля должна содержать в себе достаточное количество питательных веществ и обладать необходимым запасом воды, который не дал бы погибнуть растениям. Ценность земли во многом зависит от её способностей доносить до корней растений питательные вещества, обеспечивать к ним доступ воздуха и влаги (вода в почве имеет чрезвычайно важное значение: ничего не будет расти, если в земле будет отсутствовать жидкость, которая эти вещества станет растворять).

Состоит грунт из нескольких слоёв:

Пахотный слой – верхний пласт грунта, самый плодородный слой почвы, в котором содержится больше всего гумуса;
Подпочва – состоит в основном из остатков горных пород;
Самый нижний слой грунта называется «коренной подстилающей породой».

Кислотность грунта

Очень серьёзным фактором, который влияет на плодородность грунта, является кислотность почвы – наличие ионов водорода в грунтовом растворе. Кислотность почвы повышенная, если рН ниже семи, если выше – щелочная, а равная семи – нейтральная (концентрация ионов водорода (Н+) и гидроксидов (ОН-) одинаковая).

Высокий уровень кислотности верхнего слоя земли негативно отображается на росте растений, поскольку влияет на его особенности (размер и прочность грунтовых частиц), на вносимые удобрения, микрофлору и развитие растений. Например, повышенная кислотность нарушает структуру грунта, поскольку полезные бактерии не могут нормально развиваться, а многие питательные вещества (например, фосфор) становятся трудноусвояемыми.

Слишком большой уровень кислотности даёт возможность скапливаться в грунте токсичным растворам железа, алюминия, марганца, при этом понижается поступление в организм растений калия, азота, магния, кальция. Основным признаком высокого уровня кислотности является наличие под верхним тёмным пластом земли светлого слоя, по цвету напоминающего золу, при этом чем ближе этот слой к поверхности, тем кислее грунт и тем меньше в нём кальция.

Виды грунта

Поскольку абсолютно все типы почв образованы из горных пород, не удивительно, что особенности грунта во многом зависят от химического состава и физических характеристик материнской породы (минералов, плотности, пористости, теплопроводности).

Также на особенности почвы влияет то, в каких именно условиях происходило образование грунта: осадки, кислотность почвы, ветер, скорость ветров, температура почвы и окружающей среды. Климат оказывает на грунт и косвенное влияние, так как жизнь растительного и животного мира прямо зависит от температуры почвы и окружающей среды.

Типы почв зависят во многом от размеров и количества частиц, которые в них присутствуют. Например, сырые и холодные глинистые почвы сформированы плотно прилегающими друг к другу частицами песка, суглинистый грунт являет собой нечто среднее между глиной и песком, а каменистый содержит много гальки.

А вот в состав торфяной земли входят остатки умерших растений и содержит она очень мало твёрдых частиц. Любой грунт, на котором произрастают растительные организмы, имеет очень сложную структуру, поскольку кроме горных пород он содержит в себе соли, живые организмы (растения), органические вещества, что были образованы в результате гниения.

После того как был сделан анализ почвы в разных регионах нашей планеты, была создана классификация почв – совокупность однотипных участков, которые имели похожие условия образования грунта. Классификация почв имеет несколько направлений: эколого-географическое, эволюционно-генетическое.

В России, например, в основном используется эколого-географическая классификация почв, согласно которой основные типы грунта – дерновые, лесные, подзолистые, чернозёмные, тундровые, глинистые, песчаные, почвы степи.

Чернозём

Чернозём, имеющий комковатую или зернистую структуру, считается самой плодородной почвой (гумуса около 15%), характерной для умеренно-континентального климата, в котором чередуются сухие и влажные периоды, а также преобладают плюсовые температуры. Анализ почвы показал, что чернозём богат на азот, железо, серу, фосфор, кальций и другие элементы, необходимые для благоприятной жизнедеятельности растений. Чернозёмные почвы характеризуются высокими водно-воздушными характеристиками.

Песчаные земли

Песчаная почва характерна для пустынь и полупустынь. Являет собой рассыпчатый, зернистый, лишённый связности грунт, в котором соотношение глины к песку составляет 1:30 или 1:50. Он плохо удерживает питательные вещества, влагу, при этом из-за бедности растительного покрова легко подвержен ветряной и водной эрозии. Песчаный грунт имеет и плюсы: он не заболачивается, поскольку вода в почве легко проходит через крупнозерную структуру, к корням в достаточном количестве поступает воздух, а гнилостные бактерии в нём не выживают.

Лесные земли

Лесные почвы характерны для лесов умеренного пояса северного полушария и их свойства прямо зависят от лесов, которые в ней произрастают и оказывают прямое влияние на состав грунта, его воздухопроницаемость, водный и тепловой режимы. Например, лиственные деревья положительно влияют на лесные почвы: они обогащают грунт гумусом, золой, азотом, нейтрализуют кислотность, создавая благоприятные условия для образования полезной микрофлоры. А вот хвойные породы деревьев оказывают на лесные почвы негативное влияние, формируя подзолистый грунт.

Лесные почвы, какие бы деревья на них не росли, плодородны, поскольку азот и зола, которые находятся в опавших листьях и хвое, возвращаются в грунт (в этом их отличие от земли полей, где вместе с урожаем часто вывозят растительную подстилку).

Глинистые земли

Глинистые почвы содержат в себе около 40% глины, являются сырыми, вязкими, холодными, липкими, тяжёлыми, но при этом богатыми минеральными веществами. Глинистый грунт обладает способностью надолго задерживать воду, медленно пропитываются ею и очень неторопливо пропускают её в нижние слои.

Влага также медленно испаряется – это даёт возможность растущим здесь растениям меньше страдать от засухи.

Свойства глинистого грунта не дают возможности нормально развиваться корневой системе растений, а потому большая часть питательных элементов остаются невостребованными. Дабы изменить состав верхнего слоя земли необходимо на протяжении нескольких лет вносить органические удобрения.

Подзолистая земля

Подзолистые почвы содержат от 1 до 4% гумуса, из-за чего для них характерен серый цвет. Для подзолистого грунта характерно очень низкое содержание питательных элементов, повышенная кислотность, а потому он малоплодороден. Формируются подзолистые почвы обычно возле хвойных и смешанных лесов умеренного пояса, а на их образование сильно влияют преобладания осадков над испарением, низкие температуры, пониженная активность микробов, бедная растительность, из-за чего подзолистые почвы характеризуются невысоким содержанием азота и золы (например, почвы тайги, Сибири, Дальнего Востока).

Чтобы использовать подзолистые почвы в сельскохозяйственных работах, аграриям нужно приложить немало усилий: внести большие дозы минеральных и органических удобрений, постоянно регулировать водный режим, вспахивать землю.

Дерновый грунт

Дерновые почвы плодородны и характеризуются низким или нейтральным уровнем кислотности, высоким количеством гумуса (от 4 до 6%), а также им присущи такие свойства почвы, как водо- и воздухопроницаемость.

Дерновые почвы формируются под развитым травянистым покровом в основном на лугах. Анализ грунта показал, что дерновая земля содержит большое число магния, кальция, золы, а в гумусе находится немало гуминовых кислот, которые при реакции образуют гуматы – нерастворимые соли, берущие непосредственное участие в формировании комковато-зернистой структуры грунта.

Тундровая земля

Тундровые почвы бедны на минералы и питательные вещества, очень пресные и содержат мало солей. Из-за слабого испарения и мёрзлого грунта для тундровых почв характерна повышенная влажность, а из-за недостаточного количества растительности и её медленной гумификации – низкое содержание гумуса. Поэтому тундровые почвы содержат в своём верхнем слое тонкий торфянистый пласт.

Роль грунта

Значение почвы в жизни нашей планеты сложно переоценить, поскольку она является незаменимым элементом земной коры, который обеспечивает существование растительных и животных организмов.

Поскольку через верхний слой земли протекает большое число самых разных процессов (среди них – круговорот воды и органических веществ), он является связывающим звеном между атмосферой, литосферой и гидросферой: именно в верхнем пласте земли перерабатывается, разлагается и трансформируются химические соединения. Например, растения, которые произрастают в грунте, раскладываясь вместе с другими органическими веществами, трансформируются в такие полезные ископаемые, как уголь, газ, торф, нефть.

Немаловажны и защитные функции почвы: земля обезвреживает оказавшиеся в ней опасные для жизнедеятельности вещества (это особо важно, так как в последнее время загрязнение почвы приобрело катастрофический характер). Прежде всего – это токсичные химические соединения, радиоактивные вещества, опасные бактерии и вирусы. Запас прочности верхнего слоя земли имеет лимит, поэтому, если загрязнение почвы будет и дальше повышаться, то она перестанет справляться со своими защитными функциями.

Источник: awesomeworld.ru

Наличие в почве достаточного количества влаги, необходимой для удовлетворения огромной потребности в ней со стороны культурных растений, надо отнести к одному из главнейших факторов урожайности этих растений, а для некоторых засушливых районов почвенная влага является моментом и решающим.
Необходимая для растений влага извлекается ими из почвы как в самой начальной стадии процесса набухания семян, так и во все последующие фазы их развития, достигая своего максимума для большинства растений (например, для хлебных злаков) около времени их цветения. За время созревания, с засыханием листьев у растений, потребление это сводится к минимуму.
Что касается процессов набухания семян и их прорастания, то в этом периоде потребная для упомянутого процесса влага извлекается из почвы сравнительно в небольших количествах. Как известно, семена различных культурных растений поглощают при этом воды примерно от 30 до 150% от собственного веса (в воздушно-сухом состоянии); так, например, семена ржи поглощают 60—85% (в зависимости от индивидуальных особенностей); пшеница — 50—70%; ячмень — 48—68%; просо — 25—35%; горох — 95—108%; конские бобы — 105—160%, и т. д.; только у семян с ослизняющимися оболочками (подорожник, айва и др.) количество поглощаемой при этом воды достигает 350—400%. Все приведенные цифры показывают, что количество воды, погребной для набухания и прорастания семян главнейших культурны.
на 1 га). Тем не менее, в силу большого часто испарения, а также в силу того, что не всякая почвенная влага является доступной для растений (см. ниже), последние даже и указанное ничтожное количество воды, потребной для набухания и прорастания их семян, не всегда встречают в верхних горизонтах почвы, почему является необходимость предварительного намачивания семян, применение к почве специальных приемов механической обработки с целью вызвать влагу из нижних горизонтов в верхние и т. д. Уже на этом столь знакомом сельским работникам факте мы можем убедиться, к каким ошибочным умозаключениям можем мы притти, делая те или иные расчеты, исходя лишь из учета количества выпадающих осадков и игнорируя при этом характер и степень утилизации этих осадков данной почвой, т. е. насколько полно последняя их поглощает, как экономно расходует и сберегает и т. д.
Если мы теперь обратимся к рассмотрению тех расходов воды, которые производятся культурными растениями в течение их самостоятельной жизни, т. е. от момента выхода ростков на поверхность почвы и кончая созреванием, то мы не можем не поразиться теми громадными цифрами, которыми выражаются эти расходы.
Количественная сторона этого вопроса, представляя собою громадный физиологический и агрономический интерес, послужила предметом разработки со стороны очень многих ученых. В наши задачи не входит подробное рассмотрение всех полученных в этой области результатов. Мы ограничимся для характеристики количественной стороны вопроса лишь новейшими данными, добытыми в этой области Н. Tулайковым (Безенчукская опытная станция) и некоторыми другими исследователями.
Изучая величину транспирационного коэффициента различных растений, т. е. того количества влаги, которое затрачивается растением для образования единицы сухого вещества его надземной массы, упомянутый исследователь нашел следующее количество воды, расходуемой культурными растениями, при оптимальной влажности почвы (в среднем за 7 лет наблюдения — 1911—1917 гг.):

Американские наблюдатели Briggs и Schantz, работавшие над тем же вопросом приблизительно в аналогичных условиях с условиями б. Самарской и Саратовской губерний (в штате Колорадо Сев. Америки), дают следующие транспирационные коэффициенты (среднее за 1911—1913 гг.):

Таким образом, американскими исследователями получены цифры, близкие к тем, которые установлены были H. Тулайковым.
Небезынтересно отметить, что работами всех цитируемых авторов резко подчеркивается низкий транспирационный коэффициент проса, кукурузы и могара и, наоборот, весьма высокий для кормовых трав (в частности люцерны).
Необходимо, впрочем, отметить, что транспирационный коэффициент различных растений, выражая в общем их потребность в воде за время роста, есть величина очень непостоянная и колеблющаяся (в зависимости от различных условий), ипритом в довольно широких размерах. Так, опыты Н. Тулайкова показывают, что цифры за разные годы для каждого исследованного им растения в зависимости, например, от условий погоды дают весьма резкие колебания, достигающие 60—100% наименьшей цифры: в годы засушливые величина транспирационного коэффициента очень велика, в годы влажные, наоборот, она мала, что ясно можно видеть из нижеследующей таблицы.

Далее, необходимо отметить, что величина транспирационного коэффициента находится в теснейшей зависимости от степени увлажнения почвы. На основании работ Fittbogen, Д. Прянишникова, Яновчика, Н. Тулайкова и др. можно считать установленным, что при большой влажности почвы растение как бы менее экономно расходует запас этой влаги. Так, в опытах Д. Прянишникова овес потреблял воды на 1 г сухого вещества: при 20% влажности почвы (от полной влагоемкости) — 444 г, тогда как при 80% влажности — 505 г. Аналогичные результаты получены были Яновчиком по отношению к пшенице.
В опытах Fittbogen овес потреблял на 1 г сухого вещества:

Приведем еще данные, полученные Н. Тулайковым (Безенчукская опытная станция), ценные в том отношении, что являются средними за три года наблюдений.
Работами того же исследователя подчеркивается, далее, зависимость величины транспирационного коэффициента растений от величины осмотического давления почвенного раствора.

В нижеследующей таблице приведены средние данные за 2 года (1914— 1915), когда осмотическое давление одной и той же почвы (черноземной) увеличивалось внесением в нее различного количества различных солей:

С увеличением осмотического давления почвенного раствора величина транспирационного коэффициента понижается.
Работами В. Квасникова установлена, далее, зависимость величины транспирационного коэффициента растений от характера структурности почвы, что ставится упомянутым исследователем в связь с повышением при «надлежащем структурном состоянии» почвы осмотического давления почвенного раствора и его концентрации. В его опытах наличие в почве агрегатов небольшого диаметра (0,5 мм — 1 мм, 1 мм — 2 мм) и полное отсутствие пыли обусловливали полуторное повышение как осмотического давления, так и концентрации почвенного раствора по сравнению с почвой, содержащей некоторое количество пыли. А мы видели в I части курса (см. работы Н.Тулайкова в области изучения значения осмотического давления почвенного раствора в жизни растений), какую существеннейшую роль играет величина этого давления в изменении химического состава растений, в характере развития их и пр.
Таким образом, путем воздействия на структурность почвы мы можем в некоторых пределах регулировать величину транспирационного коэффициента культивируемых нами растений.
В следующей таблице приведены некоторые данные из опытов В. Квасникова (суглинистый чернозем б. Самарской губ.; из почвы выделялись, путем просеивания через сита различных диаметров, различные структурные фракции):

Наконец, необходимо указать, что на величину транспирационного коэффициента растений оказывает существенное влияние то или иное богатство почвы питательными веществами. В опытах Д. Прянишникова овес потреблял воды в граммах на 1 г сухого вещества:

Следовательно, на почвах, богатых питательными веществами, растения потребляют на 1 единицу сухого вещества меньшее количество влаги, чем на почвах бедных. Аналогичные результаты получены были Deherаin (с травами), Seelhorst (с картофелем) и др. Транспирационные коэффициенты для пшеницы, овса и люцерны (1-го укоса) и др., полученные на Костычевской опытной станции (1915 г.), также подтверждают это положение:

Если исходить, таким образом, из соображения, что величина транспирационного коэффициента одного и того же растения представляется величиной колеблющейся и зависящей от самых разнообразных условий, то естественно возникает вопрос о том, какими величинами измеряется этот коэффициент в различных физико-географических районах. С этой целью в 1917 г. Н. Тулайковым был осуществлен коллективный опыт по изучению транспирационного коэффициента (в один и тот же год) в различных пунктах нашего Союза, расположенных в различных климатических районах. Опыты произведены были с чистыми линиями твердой и мягкой пшеницы, овса, ячменя и проса. В нижеприведенной таблице сведены результаты определения транспирационного коэффициента для растений, выращенных при оптимальной влажности почвы:

Этой таблицей ясно устанавливается факт повышения транспирационного коэффициента по мере движения с запада на восток (из влажного климата Ленинграда в сухой — Саратова и Куйбышева).
He останавливаясь пока на рассмотрении некоторых других вопросов, связанных с исследованием явления транспирации растений, и возвращаясь к поставленному выше вопросу о средних количествах воды, извлекаемых из почвы культурными растениями за время их вегетационного периода, мы можем, с грубым приближением, сказать, что для юго-восточных опытных учреждений, обслуживающих наиболее засушливые наши районы, где почвенная влага является решающим и определяющим моментом урожайности, многолетние средние величины транспирационных коэффициентов главнейших зерновых злаков выражаются (согласно работам Н.Тулайкова) следующими цифрами: для проса — 257, ячменя — 423, пшеницы белотурки — 431, овса — 449 и пшеницы полтавки — 451 (в условиях оптимального увлажнения — в вегетационном домике).
Таким образом, для производства одной тонны надземного урожая (сухого вещества) наши главнейшие зерновые растения должны потребить воды: от 257 т (просо) до 451 т (пшеница полтавка); или, считая средний урожай пшеницы в 4 т (1,5 т зерна + 2,5 т соломы) на 1 га, мы можем сказать, что указанный урожай извлечет из почвы (за все время вегетационного периода этого растения) около 2 000 т воды; урожай овса в 3 т (1 т зерна + 2 т соломы) — до 1 300 т; ячменя — до 1 250 т (с пространства в 1 га) и т.д.
Таким образом, количества потребляемой культурными растениями почвенной воды измеряются действительно громадными величинами.
Посмотрим теперь, какое количество воды доставляется почве атмосферными осадками, и обратимся опять к нашему засушливому юго-востоку. Если принять для Среднего Поволжья среднее годовое количество осадков равным 300 мм, а для Нижнего — 200 мм, то, приняв 1 мм осадков соответствующим 11 т воды на 1 га, мы получим, что в течение года почва получает на пространстве 1 га в первом случае около 3 250 т, а во втором — около 2167 т воды, т. е. такое количество, которое, будучи утилизировано тамошними почвами хотя бы на 75% (если остальные 25% осадков исключить как выпадающие в виде небольших осадков, быстро испаряющихся из почвы, и т. п.), обеспечило бы с избытком те размеры урожаев главнейших наших растений, которые указаны нами выше. Если же принять еще в расчет возможность явлений в толще почв «подземной росы», т. е. конденсации водяных паров в капельно-жидкое состояние, каковым процессам некоторые исследователи (в последнее время особенно А. Лебедев) придают весьма существенное значение в водном балансе почв, то приход воды в почвах еще более должен возрасти. Между тем известно, что средняя урожайность растений для нашего юго-востока, даже при заведомом наличии в почве всех необходимых питательных веществ, значительно ниже, в отдельные же годы измеряется цифрами, можно сказать, катастрофическими (вспомним голодные 1891 г. и 1920—1921 гг.); при этом главнейшей и непосредственной причиной упомянутых явлений неизменно является голодание со стороны растений именно почвенной влагой.
Сопоставление указанных двух фактов: с одной сторону — факта получения почвою даже в засушливом районе весьма большого абсолютного количества атмосферной воды, с другой — частых фактов определенно выраженного голодания культурных растений именно почвенной влагой, вынуждает нас признать, что почвы, в силу различных причин, вне и внутри их лежащих (с одной стороны, неблагоприятные физические их свойства, с другой — неблагоприятное распределение атмосферных осадков в течение вегетационного периода, характер их выпадения, высокая температура воздуха и пр. и пр.), далеко не всегда в достаточной мере утилизируют выпадающую влагу, плохо ее сберегают и не экономно расходуют, в силу чего растениям часто достается лишь малая доля из всего того количества воды, которое посылается атмосферой почве.
С другой стороны, необходимо отметить, что и из того запаса воды, который почвою при себе удерживается, растения не все виды и состояния почвенной влаги могут использовать.
Обращаясь прежде всего к парообразной влаге почвенного воздуха, мы должны признать, что корневая система растений, по-видимому, может воспринимать эту влагу и утилизировать ее для нужд растения. Действительно, если предположить, что влажность почвенного воздуха бывает иногда выше той. которая присуща воздуху, находящемуся в порах растительной ткани, то процесс перехода водяного пара из почвенного воздуха в поры растительной клетки представляется вполне естественным. Аналогичный процесс может, по-видимому, наблюдаться и тогда, когда температура почвенного воздуха выше температуры того воздуха, который находится в порах растительных клеток. Таким образом, рассуждая теоретически, приемлемость корневой системой растения парообразной свободной влаги почвенного воздуха вполне допустима. Однако существенного значения в общем балансе прихода и расхода воды растительным организмом этот процесс, конечно, иметь не может и удовлетворить громадную потребность в воде, предъявляемую растениями, конечно, не в состоянии.
Имеются, правда, указания (очень немногочисленные), что свободная парообразная влага все же может играть существенную роль в удовлетворении упомянутой потребности. Так, в опытах Sachs фасоль (отчасти и табак), оставленная в горшке до такой сухости почвы, что стала завядать, и помещенная вслед за этим в насыщенное водяными парами пространство (листья были, однако, вне этого пространства), ожила и продолжала развиваться еще в течение двух месяцев. Однако опыты эти были подвергнуты справедливой критике со стороны целого ряда ученых; так, Wilhelm указал между прочим на то, что в условиях описанного опыта могла образоваться роса, т. е. что явление продолжающегося роста могло зависеть от образования в почве капельно-жидкой воды, а не от потребления растениями парообразной влаги, и т. д.
Что касается гигроскопической и пленочной влаги,, то вопрос о возможности использования этого источника влаги культурными растениями (прорастающими семенами и взрослыми растениями) должен решаться, по-видимому, в отрицательном смысле.
He останавливаясь на работах Sachs, Risler и др., касавшихся этого чрезвычайно важного для агрономии вопроса и нe давших каких-либо определенных в этом отношении результатов, мы приведем данные, полученные в этой области А. Mayer.
Выращивая различные растения (ячмень, гречиху и горох) в различных субстратах (в огородной почве, богатой перегноем, в песке, в древесных опилках и др.) и доведя их обильной поливкой и пр. до полного развития, А. Mayer помещал их затем в плохо освещенное помещение и лишал дальнейшей поливки. Опыты продолжались до тех пор, пока растение не начинало сильно завядать. Исследование влажности почвы после окончания опытов, а также ее максимальной гигроскопичности показало следующую количественную зависимость:

Пренебрегая столь естественными погрешностями анализа, проводимого в обстановке описанных опытов, можно сказать, что предел использования почвенной влаги растениями равняется приблизительно двойной максимальной гигроскопичности того субстрата, на котором выращивались эти растения. Этот вывод был подтвержден последующими работами Liebenberg и отчасти Detmer.
Обширные исследования Hellriegel, касавшиеся изучения вопроса о завядании растений в зависимости от степени влажности почвы, хотя и не дали конкретных цифровых выражений величины того минимума почвенной влаги, который может быть еще используем культурными растениями, но совершенно определенно установили тот главный вывод, что предел использования почвенной влаги растениями лежит, во всяком случае, выше максимальной гигроскопичности этой почвы.
Исследования С. Богданова касались изучения предела доступности почвенной влаги для прорастающих семян. Конечно, условия поглощения почвенной влаги сухими, еще не разбухшими семенами далеко не одинаковы с таковыми, которые характерны для взрослых растений. Однако, если вести сравнение условий поглощения почвенной влаги, с одной стороны, взрослым растением, с другой — семенем, уже начавшим прорастать, содержащим приблизительно такие же пропитанные водою вещества, как и корневая система взрослых растений, то указанное выше различие до некоторой степени сглаживается. Исходя из этих соображений, С. Богданов организовал ряд соответствующих опытов с различными семенами и различными почвами. В нижеприведенной таблице сведены полученные результаты.

Из этих цифр видно, что минимум влаги, доступной прорастающим семенам на различных почвах, довольно близко совпадает с двойной максимальной гигроскопичностью почвы. Таким образом, вывод, к которому пришел С. Богданов, работая с прорастающими семенами, совпадает с соответствующими результатами, полученными А. Mayer по отношению к взрослым растениям.
В опытах покойного П. Костычева мы находим непосредственное подтверждение высказанных взглядов и по отношению к взрослым растениям. Так, в почве, максимальная гигроскопичность которой была равна 5,2%, растения начинали завядать, когда эта почва содержала еще влаги (в процентах сухого вещества):

т. е. при количестве влаги, равном приблизительно опять-таки двойной наивысшей гигроскопичности почвы.
Из вышеприведенных данных явствует, что гигроскопическая вода почв является для растений недоступной. Ряд других соображений дает возможность С.Богданову считать, что и «имбибиционная» вода (т. е. та, которая совпадает с ныне определяемой как «пленочная») растениями также не может восприниматься и что почва может отдать прорастающему семени (а также и корням взрослых растений) всю свою воду лишь сверх этой «имбибиционной».
Факты недоступности для культурных растений гигроскопической влаги почв констатируются также и позднейшими исследованиями Wollny, Cперанского и Крашенинникова, Mitscherlich и др.
Что же касается пленочной воды, то невозможность восприятия ее корнями растений непосредственно доказывается между прочим опытами американских ученых Briggs и Mc Lane.
Последние, изучая в различных почвах так называемый «эквивалент влажности», т. е. ту влажность, которая может быть до некоторой степени отождествлена с понятием «пленочной влажности», подвергли 104 главнейших типа американских почв, в особом приборе, действию центробежной силы, превышающей силу тяжести в 3000 раз. Такого центрифугирования в течение получаса оказалось достаточно для удаления всей свободно передвигающейся воды (гравитационной и капиллярной), между тем как ни гигроскопическая, ни пленочная не могли быть оторваны от твердых частиц почвы (ср. аналогичные опыты А. Лебедева). Думать, что корневая система растений в состоянии проявить осмотическое давление, превышающее указанную колоссальную силу, конечно, не приходится. Согласно lost, осмотическое давление растительных клеток измеряется в среднем 5—10 атмосферами, и только у солончаковых растений пустынь и полупустынь это давление достигает иногда 100 атмосфер. Аналогичные цифры дает и Hannig, констатировавший величину осмотического давления у 64 обследованных им видов равной 7—8 атмосферам. В частности для культурных растений В. Квасников дает следующие цифры: для чистой линии белотурки (незасухоустойчивой) — 8,81—14,07 атм. (в зависимости от разных условий), для белотурки засухоустойчивой — 7,16—14,75, для озимой ржи — 4,12—9,07 атм. и т. д.
Укажем, наконец, на исследования Patten и Gallagher, которые указали, что то количество влажности в почве, при котором возделываемые на ней растения начинают страдать от недостатка влаги, значительно выше того, которое почва может сгустить на поверхности своих частичек из насыщенной водяными парами атмосферы.
Таким образом, мы вынуждены, на основании всех приведенных выше данных, признать, что ни гигроскопическая, ни пленочная влага почвы растениям недоступны.
Что касается, наконец, влаги капиллярной и гравитационной, то, вкладывая в эти названия понятие свободно передвигающейся в почвенной толще воды, мы должны признать, что и та и другая являются теми главными и непосредственными источниками, из которых растения и почерпают необходимую им воду.
Выше мы видели, что целым рядом ученых сделаны были попытки так или иначе определить величину минимума влаги, доступной как для прорастающих семян, так и для взрослых растений, причем предел для использования ее всеми растениями («коэффициент увядания») установлен величиной, равной приблизительно двойной наивысшей гигроскопичности соответствующих почв.
Обратимся теперь к рассмотрению вопроса о том, какое состояние влажности почв должны мы признать за оптимальное для культурных растений.
Для выяснения этого вопроса Hellriegel организовал в течение ряда лет многочисленные опыты с различными растениями; последние выращивались в кварцевом песке и в почве. Упомянутые субстраты все время опытов поддерживались в различных степенях увлажнения. Опыты дали довольно единогласные результаты: влажность субстрата, равная приблизительно 40—60% от полной его влагоемкости, оказалась оптимальной. Так, например, в опытах с ячменем получился урожай сухого вещества:

Более или менее аналогичные результаты получены были и с другими растениями: пшеницей, рожью, овсом, гречихой, бобами и др.
Однако дальнейшие исследования, произведенные в этой области рядом ученых, показали, что единого решения данного вопроса не существует и что оптимальная влажность почвы для различных культурных растений представляется, по-видимому, различной. При этом выяснилось, что по отношению к одному и тому же растению различными исследователями получались часто очень разноречивые данные.
Так, в опытах Wollny, произведенных с различными растениями, определенно вырисовалось существенное различие между этими растениями в отношении оптимальной для них влажности, с другой стороны выяснилось заметное расхождение в выводах с теми результатами, которые получены были Hellriegel. Так, в одном ряде опытов Wollny урожай получился следующий:

По отношению в частности к многолетним кормовым травам оптимальная влажность, найденная Wollny, была выше: она больше приближалась к 80% от полной влагоемкости данной почвы.
Работы А. Mауеr еще более подчеркнули то обстоятельство, что для различных растений оптимальная влажность представляется различной, и вместе с тем дали снова иные цифры для главнейших растений. Так, для ячменя оптимальной влажностью оказалась влажность почвы, равная 60% от полной влагоемкости, для ржи — около 75%, для пшеницы 80% и для овса — даже 90%.
Д. Прянишников, сопоставляя все эти данные с результатами своих собственных опытов, приходит к заключению, что положение оптимума почвенной влажности для растений должно меняться в зависимости от рода почвы и даже от строения той же почвы. Приведем по этому поводу собственные слова упомянутого исследователя: «Положим, что мы имеем две почвы с равной влагоемкостью (30% к объему), HO с разной скважностью (например, 30% и 40%), так что в одном случае скважность и влагоемкость совпадают (т. е. все промежутки капиллярны), а в другом случае скважность больше влагоемкости вследствие наличности некапиллярных пустот. Очевидно, что в этом случае насыщение той и другой почвы влагой до 100% от влагоемкости будет иметь разные последствия: в первой почве весь воздух будет вытеснен водой, а во второй объема пор будет еще занята воздухом; естественно ожидать в этих двух случаях и разного отношения растений. Чем больше разница между скважностью и влагоемкостью, тем больший процент от влагоемкости растения перенесут без вреда для себя». Далее Д. Прянишниковым справедливо указывается, что на полученные результаты должна оказывать влияние и самая, постановка опытов и прежде всего распределение сроков поливки; так, например, частая поливка сосудов меньшим количеством воды может, конечно, лучше сберегать потребность растения в воде, чем однократная — большим количеством воды; далее не остаются без влияния на результаты опытов размеры сосудов, в которых ведутся соответствующие опыты; чем эти сосуды больше, тем меньше ограничен суточный запас влаги и тем, следовательно, меньших колебаний урожая можно ожидать от изменения влажности почвы.
Наконец, Д. Прянишниковым отмечается и еще одна весьма существенная причина того, почему результаты опытов различных авторов являются трудно сравнимыми; это — разное понимание той влажности, которая принимается за 100%. Так, одни исследователи принимают за 100% влажности ту степень увлажнения, которая носит название «относительной влагоемкости», т. е. когда водою заполнены лишь капиллярные промежутки; другие же за 100% принимают «наибольшую влагоемкость» (измеряемую, как нам известно уже, скважностью почвы).
В результате — различные нормы оптимального увлажнения, получаемые различными исследователями по отношению к одному и тому же растению.
Если ocтaвить в стороне влияние на результаты описываемых опытов методики постановки последних и обратить внимание лишь на существо дела, то придется согласиться с тем, что устанавливаемые различными исследователями нормы оптимального увлажнения для тех или других растений представляются действительно нормами условными, зависящими от целого ряда условий. Значение в этом отношении типа почвы и ее строения уже оттенено в вышеуказанной работе Д. Прянишникова.
Приведем для уяснения данного положения еще результаты, полученные по этому вопросу К. Гедройцем. Работая с суглинистым черноземом (б. Воронежск. губ.; влагоемкость равна 60,5%), с песчаным черноземом (того же района; влагоемкость равна 41,9%) и с подзолистой почвой (Московск. обл.; влагоемкость равна 47,8%), названный ученый получил следующие урожаи овса и горчицы (по полному удобрению) при различных степенях увлажнения этих почв («высокая» влажность для суглинистого чернозема =51%,, «средняя» =41% («оптимальная»), низкая =27%; для песчаного чернозема и подзола соответствующие величины будут: 41%, 27% и 17%) (стр. 398).
Таким образом, для различных почв существует своя определенная влажность, оптимальная для развития растения: если для суглинистого чернозема таковой является в данном случае та влажность, которую Hellriege) считает оптимальной, то для песчаного чернозема и подзола таковой является значительно более высокая влажность и т. д.

Что для различных почв, обладающих различными физико-механическими и химическими свойствами, существует своя особая оптимальная влажность, определенно устанавливается и опытами С. Кравкова (б. Княжедворская сельскохоз. ст.), произведенными с различными разновидностями подзолистых почв.
Укажем далее, что количества потребляемой воды одним и тем же растением весьма различны в различные стадии его развития: одна и та же степень увлажнения почвы может оказаться и оптимальной, и избыточной, и недостаточной — в зависимости от того, в каком периоде развития мы будем наблюдать данное растение. Сказанное достаточно иллюстрируется опытами Wollny над ячменем:

Из этих цифр видно, что наибольший урожай получен в том случае, когда почва была наиболее влажна, во 2-й и 3-й периоды роста ячменя. Близкие же к максимальным получились урожаи при большой влажности только во второй период и при таковой же в первые два периода; при низкой же влажности в течение второго периода в двух случаях получился наименьший урожай и т. д.
У Seelhorst получился значительно больший урожай овса и яровой пшеницы в том случае, когда почва содержала влаги около 48% от полной влагоемкости в период от начала развития растений до их кущения и около 84% в период от кущения до конца созревания, чем при обратном соотношении. Аналогичное же положение иллюстрируется непосредственными измерениями испарения воды различными растениями в разные периоды их развития, произведенными Шредером, давшими в этом отношении весьма наглядную картину, Локотем и др.
Приведем еще интересные в этом отношении данные Ф. Перитурина. Опыты велись с овсом и льном, выращиваемыми в кварцевом песке, к которому прибавлена была гелльригелевская питательная смесь.
Все сосуды были разделены на три группы:

В течение вегетационного периода часть сосудов передвигалась из одной группы в другую; таким образом, влажность сосудов не оставалась постоянной, а изменялась, причем это изменение было приурочено к трем стадиям развития овса: от всходов до начала колошения, от колошения до начала цветения и от начала цветения до созревания. Влажность в одной паре сосудов каждой группы оставалась постоянной (30%, 60% и 90%,).
Если принять урожай овса и льна при постоянной влажности субстрата в 60%, за 100, то урожай в других сосудах получился следующий:

Из приведенного сопоставления ясно обнаруживается влияние на урожай различной влажности в разные стадии развития овса. Аналогичные результаты получены были Ф. Перитуриным и со льном (кстати, наивысший урожай овса и льна получен был в тех сосудах, в которых влажность поддерживалась все время равной 90% от полной влагоемкости).
В опытах В. Сабашникова (Костычевская опытная ст.) просо особенно нуждалось во влаге в I и III периоды вегетации (от появления всходов до выхода в трубку и от выбрасывания метелки до созревания) и сравнительно мало во II периоде (от выхода в трубку до выбрасывания метелки). Отношение зерна к соломе суживалось, если «оптимальное увлажнение» (50% от полной влагоемкости) падало на III период, и несколько расширялось при оптимальном увлажнении в I периоде. Недостаточное же увлажнение в первом и третьем периодах вегетации — при оптимальном увлажнении во II периоде — вызывало сильное понижение урожая и расширяло отношение зерна к соломе и т. д.
Все приведенные выше данные показывают, таким образом, что характеризовать норму оптимального увлажнения почвы для какого-нибудь растения одной единичной цифрой нельзя. Тем более сказанное относится к суждению об оптимальном увлажнении различных растений.
Условность понятия об оптимальном увлажнении еще более подчеркивается, если мы от учета общего урожая перейдем к рассмотрению вопроса о том, как отражается та или иная степень увлажнения почвы на соотношении зерна и соломы, на химических и физических свойствах получаемых семян и пр. Здесь очень часто оптимальное увлажнение для получения наивысшего общего урожая надземной массы оказывается неудовлетворительным в смысле получаемого невыгодного для нас соотношения между продуктивными и вегетативными частями урожая, в смысле меньшей химической и физической доброкачественности зерна и пр. В наши задачи не входит рассмотрение всех этих вопросов. Здесь же считаем не лишним привести некоторые данные, полученные в этой области Н. Тулайковым на Безенчукской опытной ст., которые как нельзя лучше выясняют, что та или иная влажность почвы, являющаяся оптимальной для общего урожая, оказывается недостаточной (а иногда и избыточной) для урожая зерна, для получения последнего наилучшего качества и т. д. Возьмем из отчета Безенчукской ст. за 1912 год несколько данных, касающихся пшениц.

Изучая, далее, изменения в урожаях чистых линий яровых пшениц в зависимости от изменения влажности почвы, Н. Тулайков констатировал, что общий урожай надземной массы всех трех взятых для опытов пшениц (белотурки, русака и мохнача) более или менее правильно понижается с понижением влажности почвы, между тем вес зерен располагается совсем иначе.

Далее оказалось, что для мохнача, давшего наибольший общий урожай и урожай зерна при 60% влажности (для русака — при 80%), этот максимум был создан числом колосьев, а не лучшим развитием их и т. д.
Что касается соотношения в развитии растительных органов, то на основании работ А. Mауеr, Д. Прянишникова, Seelhorst и др. мы можем заключить, что не всегда желательное и выгодное для нас соотношение между зерном- и соломой в урожае получается при повышении влажности до некоторого оптимального предела; такое соотношение наблюдается лишь тогда, когда почва обеспечена питательными веществами; в противном случае наиболее для нас выгодное соотношение между указанными продуктами наблюдается, наоборот, при более низких степенях увлажнения. На основании работ только что упомянутых исследователей, мы можем далее видеть, что и соотношение между количеством урожая корневой массы и урожаем надземной также далеко не всегда является для нас наиболее желательным при той степени увлажнения почвы, при которой получается наибольший суммарный урожай. В частности исследования Seelhorst показали, что абсолютный вес корней был наибольшим именно при низшей степени увлажнения почвы и т. д.
He можем, наконец, не отметить еще одного, весьма важного обстоятельства, на которое, если не ошибаемся, впервые обратил внимание Н. Тулайков; это — необходимость существования для растений определенной взаимной связи между влажностью почвы и влажностью воздуха. С этой точки зрения, та влажность почвы, которую мы готовы признать за оптимальную, часто может быть причиной как раз исключительно плохого налива и урожая зерна, если этой фазой роста (наливом) растения попадают в обстановку недостаточной влажности воздуха.
Из всего вышеизложенного мы можем сделать заключение, что вопрос о том, какую влажность почвы надо считать оптимальной для культурных растений, решен быть в общей форме не может. Для различных растений, на различных почвах, при различных задачах, преследуемых нами культурой того или другого растения, и пр. вопрос этот будет иметь в каждом отдельном случае и различное решение. Приняв эту существенную оговорку, укажем, что условно оптимальной влажностью почвы все же обычно принимают (при организации вегетационных опытов и др.) или ту норму, которую указал Hellriegеl (а именно — 60% от полной влагоемкости), или же ту, которая разработана С. Богдановым (оптимальная влажность почвы равняется половине разности наибольшей влагоемкости и двойной наибольшей гигроскопичности этой почвы + двойная наибольшая ее гигроскопичность).
Приведенные выше факты и соображения убеждают нас в том, что не абсолютные цифры влажности почвы сами по себе являются для нас важными, а лишь те, которые характеризуют наличие в почве физиологически приемлемой растениями влаги, и, принимая во внимание, что таковая влага выявляется лишь путем соответствующего сопоставления этих абсолютных цифр с величинами максимальной гигроскопичности интересующей нас почвы и ее полной влагоемкости, мы должны сказать, что без внесения таких поправок картина увлажнения почвы может предстать перед нами в совершенно искаженном виде. Весьма ценными мы должны признать исследования в этой области Н. Качинского.
«В виду того что различные почвенные горизонты и подгоризонты благодаря часто различному своему химическому и физико-механическому составу и свойствам обладают различной влагоемкостью и гигроскопичностью, необходимо водный режим почвы изучать по отдельным генетическим горизонтам и подгоризонтам, производя оценку абсолютных данных по влажности их самостоятельно для каждого подгоризонта» (Н.Качинский). Путем соответствующих перечислений Н. Качинскому удалось действительно представить в ином освещении некоторые из тех положений, которые, казалось бы, являются уже прочно установленными в почвоведении, например, о большей якобы увлажненности поверхностных и большей иссушенности нижних горизонтов под лесом и т. п. В ином освещении предстали и те данные, которые касаются так называемой сухой прослойки в подзолистых почвах и т. д.

Источник: agro-archive.ru

Наверное, самым существенным и главным отличием грунтов, в которых приходится жить растениям в комнатах, от открытого грунта является то, что почва, в которой они растут, — не естественная часть земной поверхности и многие нормальные процессы человеку приходится регулировать своим вмешательством.

Как известно, почва — это сложная, комплексная система, включающая в себя не только неживые компоненты, которыми являются как различные органические и минеральные химические вещества — от совершенно инертных (не использующихся в связанных с жизнедеятельностью растений реакциях) до весьма активных, так и живые микроорганизмы. По сути, ее саму можно сравнить с подобием живого существа.

Свойства почвы под воздействием многих внешних естественных и вызванных прямым или косвенным вмешательством человека факторов (их называют антропогенными, что переводится как «вызванные деятельностью человека») — и температуры окружающей среды, и изменения степени влажности по сезонам или после дождей и поливов, и высасывания растениями питательных веществ, и противоположного процесса, то есть ее искусственного удобрения, и множества других — с течением времени обязательно меняются. К сожалению, в большинстве случаев с точки зрения полезности для растений — в худшую сторону, особенно если к естественным процессам добавляются результаты нецеленаправленной работы человека (целенаправленно ситуацию можно, наоборот, хотя бы на какое-то время улучшить). И не удивительно: с одной стороны, сами растения постоянно вытягивают из почвы питательные вещества, с другой — в почву с поливами попадают минеральные соли, а из атмосферы (и нередко опять-таки вместе с поливной водой) — токсические металлы, гербициды, пестициды и тому подобная «прочая химия».

Эти процессы постепенного ухудшения (как непосредственного снижения плодородия, так и накапливания в грунте различных нежелательных для растений «добавок», препятствующих их нормальному развитию и росту) называют деградацией почвы.

Однако если бы все природные процессы сводились только к деградации, растения на Земле давно бы исчезли. Но в естественной среде протекают и противоположные процессы — процессы восстановления. Те же самые погибшие в неблагоприятный год растения в дикой природе (или в огороде, который перестали обрабатывать) под действием микроорганизмов разлагаются в почве, возвращая в нее некогда высосанные питательные вещества. Повышается содержание гумуса (точнее, определенных его компонентов) — и со временем в результате ряда сложных химических взаимодействий (а заодно и перемещения веществ между слоями почвы разной глубины) устраняются загрязнение и засоление. Взамен погибшей от «химии» почвенной микрофлоры с соседних участков расселяется новая — и так далее. При этом процессы восстановления могут протекать относительно быстро исключительно в открытой системе. Да, да — именно в открытом во всех смыслах этого слова грунте, не ограниченном ни снизу, ни по бокам. Но стоит только изолировать какую-то его часть, лишить возможности свободного обмена содержимым с нижними горизонтами и соседними участками, как эффективность восстановительных процессов упадет почти до нуля, в то время как деградационные процессы сохранятся во всей «красе». Причем чем меньшим будет объем грунта, тем быстрее почва деградирует и тем меньше у нее останется шансов восстановиться.

В комнатах, где овощам приходится расти в лучшем случае в рассадном ящике, а плодовым деревьям и кустарникам — в контейнерах, на естественную восстановительную способность почвы можно вообще не надеяться. Со всеми нежелательными изменениями грунта «комнатному огороднику» или «комнатному садоводу» придется бороться своими руками.

В целом по своей сути способы улучшения качества почвы остаются теми же самыми, что и для открытого грунта. Если почва истощилась — ее удобряют (но делать это придется намного чаще), в том числе, в случае необходимости (обеззараженный грунт), и специальными бактериальными удобрениями; для улучшения механического состава ее рыхлят; для достижения нужной влажности чаще поливают; в случае засоления или изменения кислотности на нежелательную — применяют те или иные мелиоранты (известковые при слишком высокой кислотности, гипсование при слишком низкой, керамзит, вермикулит, активированный уголь и прочие вещества с аналогичными свойствами — при засолении).

Правда, с другой стороны, в комнатах же можно сделать и нечто немыслимое для открытого грунта — просто взять и выбросить старую землю, полностью или частично заменив ее более качественной почвой. Это наиболее целесообразно делать при загнивании почвы (явление, в открытом грунте не встречающееся) и в случае чрезмерной засоленности.

Другие особенности, связанные с объемом почвы

Более быстрое истощение и деградация почвы в комнатных условиях — не единственная проблема, связанная со слишком небольшими объемами грунта, используемыми для выращивания растений в комнатах, мало того — часто не самая главная. Недостаточный объем земли сам по себе нередко становится непреодолимым препятствием для культивирования в комнатах тех или иных видов овощных или плодово-ягодных культур.

Например, в комнатах практически невозможно встретить подсолнечник (не считая его специальных декоративных сортов, которые также очень редки). Почему? Да потому, что в открытом грунте корни подсолнечника могут достигать глубины около 2 м. Обеспечить им достаточное количество места в каком-либо ящике и даже контейнере почти нереально и вдобавок не вполне целесообразно. То же самое касается и многих других культур с очень развитой и мощной корневой системой.

Но даже к простому, так сказать, физическому размеру корней проблема не сводится. Вспомните о том, какое значение для растений имеет площадь питания (площадь — это в открытом грунте, где нет ограничения по продвижению корней вниз). Корням мало где-то разместиться, им еще требуется выкачать из обжитой ими почвы нужное количество влаги и питательных элементов, то есть им необходим и некий дополнительный запас грунта, из которого они смогут вытянуть нужное количество необходимых веществ. Из-за этого (впрочем, в сочетании с неблагоприятными микроклиматическими факторами, что позволяет с несколько большей вероятностью успеха выращивать некоторые из них на балконе) в комнатах крайне редко выращивают корнеплоды и клубнеплоды (впрочем, редко не означает «никогда»), а если и выращивают условно относящиеся к данной категории культуры, то с «вторичной» целью (например, петрушку и сельдерей, но не для получения собственно корнеплодов, а на зелень).

Впрочем, как и в случае с проблемой деградации почвы, небольшой (пусть относительно) объем почвы, который можно дать растениям в комнатах, имеет и свою положительную сторону. И даже не одну. Если в огороде обрабатывать грунт физически обычно сложно — в комнатах слишком больших усилий для этого не требуется (наиболее «энергоемкое» из них — доставка почвы в квартиру), работать с ним можно во вполне комфортных условиях. Но главное — улучшить или даже «подогнать» под потребности той или иной культуры большой объем почвы гораздо сложнее, чем маленький. Именно небольшие объемы земли для ящиков и горшков (да и само наличие этих емкостей, разграничивающих разные культуры в пространстве) позволяют обеспечить растения именно тем грунтом, который подходит тому или иному овощу лучше всего.

Допустим, для выращивания одной культуры идеально подходит слабощелочной грунт, а для другой — слабокислый. Заизвестковав почву для первой из них на участке, мы невольно создадим другой неблагоприятные условия (если, конечно, они не растут в разных концах огорода). В комнатах, с отдельными емкостями, этого можно не бояться. Любители щелочного и «кисленького» смогут спокойно расти на одном окне. Да и в целом на участке из-за общего большого объема осенних и весенних огородных работ далеко не каждому огороднику по силам приблизить грунт по всем параметрам к идеально подходящему для данного вида (там обычно исправляют лишь наиболее явные недостатки почвы и по-разному удобряют разные грядки). А в комнатах сделать это совсем не трудно, подсыпав в основной грунт ту или иную добавку или вообще составив его из набора заранее заготовленных компонентов по индивидуальному для каждой культуры рецепту.

Впрочем, о грунтах, которые можно использовать для выращивания растений, — отдельный разговор.

По материалам книги Цветковой М.В «Огород на окне и балконе»

Источник: www.webohrannik.ru

Структура почвы.

Такая основополагающая характеристика почвы, как структура, зависит, прежде всего, от ее состава и содержания в ней перегноя, что в свою очередь определяет степень активности почвенной фауны, способность почвы поглощать, удерживать влагу и образовывать сильную капиллярную систему, доставляющую воду из нижних слоев почвы к верхним, ее теплообмен и воздухопроницаемость.

Под структурой почвы понимается пространственное упорядочивание твердых почвенных частиц и пространств между ними — пор. В идеале почва должна состоять на 50 из твердых частиц почвенного материала и на 50 из закрытых или сетеобразных пустот, заполненных воздухом и водой. Большая часть почвенной массы состоит из минеральных частиц, до 10 почвенного состава приходится на органические субстанции, такие, как гумус и обитающие в его среде многочисленные почвенные организмы, оставшаяся часть приходится на каверны между твердыми частицами почвы, заполненные почвенной влагой и воздухом.

Принятая классификация типов почв основана на процентном содержании в них минеральных и органических частей. Так, песок, являющийся основой песчаных почв и в значительной мере входящий в состав суглинистых почв, образован из зерен величиной от 0,05 до 2 мм. Такая достаточно крупная структура почвенных твердых частиц обусловливает образование обширных пространств между ними и определяет такие качества почв, как высокая воздухо- и водопроницаемость и быстрая прогреваемость.

Глинистые частицы, напротив, не превышают по величине 0,003 мм и заполняют собой все физическое пространство почвы, образуя очень плотную структуру с небольшим количеством пустых пространств. Поэтому глинистые почвы характеризуются низкой воздухо- и водопроницаемостью, медленной прогреваемостью, а также тенденцией к возникновению застойных процессов.

Плотная, или монолитная, структура почвы, которой отличаются тяжелые почвы с повышенным содержанием глинистых частиц, не очень благоприятна для растений. Она плохо пропускает воду и воздух, препятствует росту и свободному размещению корней. Из-за недостаточного воздухо- и водоснабжения такой почвы в ней ограничена биологическая активность микроорганизмов, а значит, снижен уровень содержания продуктов их жизнедеятельности и питательных веществ. Особенно сильно слитная структура почвы проявляется после попадания на нее влаги, когда растворившиеся глинистые частицы заполняют собой все пространство, образуя так называемый бетонный грунт.

Песчаная, или, что еще хуже, пылевидная, структура почвы также неблагоприятна для растений. Из-за своей чрезмерной сыпучести твердые почвенные частицы не образуют комков, вода быстро поглощается и не удерживается почвой, уходя в нижние слои и не задерживаясь в почвенном слое. Вода уносит с собой растворенные питательные вещества, которые растения просто не успевают усваивать и потому страдают от недостатка воды и питательных веществ. Растения плохо укореняются в таких почвах, ибо корневая система не удерживается в рыхлой структуре. Песчаные и пылевидные почвы быстро прогреваются и быстро остывают, так как отсутствует влага, способная регулировать температурный режим и поддерживать температурный баланс почвы.

Метод фитоиндикации почвы.

Преобладание определенной растительности на тех или иных участках позволяет делать выводы о структуре, состоянии почвы и ее свойствах. Таким образом, проанализировав растительность на участке почвы, можно приблизительно определить, с каким типом почвы мы имеем дело. Если растительный покров на участке почвы редкий, это свидетельствует о невысоком природном плодородии. Высокая густая растительность, состоящая из крепких здоровых и внешне сильных растений, говорит о хорошем состоянии почвы, насыщенности ее питательными веществами. Преобладание в растительном покрове влаголюбивых растений свидетельствует о близком залегании грунтовых вод.

Почвы с высоким содержанием азота — крапива двудомная, осот, мята, крестовик обыкновенный. Почвы с низким содержанием азота — клевер полевой, лядвенец, ясколка, льнянка. Истощенные почвы — ромашка аптечная, пастушья сумка. Уплотненные почвы — Подорожник большой, лапчатка гусиная, лисохвост. Перегнойные почвы — звездчатка средняя, вероника полевая, яснотка пурпурная, одуванчик лекарственный, поповник. Переувлажненные и заболоченные почвы — влаголюбивая растительность, осока, хвощ, пикульник, щучка, камыш.

Наиболее благоприятной для всех видов растений является мелкокомковатая, или зернистая структура почвы, когда отдельные твердые почвенные частицы образуют комки диаметром до 8-10 мм. В силу наличия достаточных пространств между отдельными комками такая почва характеризуется хорошей водопроницаемостью, способностью усваивать, накапливать влагу, формировать сильную капиллярную систему, подающую влагу к всасывающим корням растений, а также отличной воздухопроницаемостью и быстрой прогреваемостью солнечными лучами. Рыхлая рассыпчатая структура почвы зависит от глинисто-гумусного сочетания ее различных составных частей, которые возникают в результате жизнедеятельности многочисленных почвенных организмов, смешивания минеральных и органических частей почвы и «склеивания» их в процессе усвоения микроорганизмами, бактериями и другими представителями биологической среды почвы.

В конечном счете целью любого процесса обработки является достижение рыхлой структуры почвы при сохранении ее комплексного состава. Важным механическим показателем состояния почвы является ее плотность, которая просто определяется опытным путем при любых формах механической обработки. Повышенной плотностью характеризуются некоторые типы солонцовых почв, их практически невозможно копать лопатой, необходимы инструменты, разбивающие их структуру, такие, как лом, кирка, заступ. Плотные почвы трудно обрабатывать, для вскапывания лопатой и разбивания пластов и комьев необходимо значительное усилие.

Плотными обычно бывают глинистые почвы и более низкие горизонты суглинистых почв. Рыхлые почвы характеризуются легкостью для обработки, вскапываются лопатой с минимальным усилием, выбранные пласты земли сами рассыпаются на комки и более мелкие структурные комочки. Такой плотностью обычно обладают гумусные и хорошо возделанные почвы. Сыпучие почвы представляют определенную трудность для обработки, так как при выкапывании ямы или траншеи осыпаются края и стенки, возникает бесформенность. Такая рассыпчатая масса почвы характерна для супесчаных почв. От структуры почвы зависит такая важная ее характеристика, как почвенная сорбция.

Свыше 80 выпадающих атмосферных осадков попадает при инфильтрации в почву, чтобы усваивать эти огромные естественные количества воды, почва должна в полном объеме выполнять фильтрующие и водоаккумулирующие функции, то есть обладать хорошей сорбцией. Под почвенной сорбцией понимают способность почвы поглощать влагу из окружающей среды, накапливать и удерживать ее, а также задерживать и связывать питательные вещества, микроэлементы, соли и другие субстанции в своем составе. В данном случае можно говорить о физически и биологически связанных веществах.

От сорбции почвы зависит и такая ее характеристика, как влаговместимость. Степень влаговместимости показывает, какое количество осадков может быть поглощено, усвоено и позже использовано почвой, а какое окажется избыточным. Избыточное количество осадков, не усвоенное почвой, стекает по ее поверхности и подвергает эрозии пахотный слой. Таким образом, от влаговместимости зависит долговечность целостности почвенного покрова. Наилучшей сорбционной способностью и влаговместимостыо характеризуются почвы с достаточно рыхлой пористой зернисто-комковатой структурой, способные удерживать растворяемые водой питательные вещества и преобразовывать их в процессе полноценного обмена веществ в приемлемую для усвоения растениями форму. Песчаные почвы не отличаются хорошей сорбцией, и ценные питательные вещества вымываются, уходя вместе с водой в недоступные для корней растений глубинные слои почвы. В глинистых почвах, напротив, любое перемещение накопленной влаги с растворенными в ней питательными веществами крайне ограниченно, поэтому питание растений и процесс обмена веществ затруднены.

К корням растений влага поступает в результате процесса, обратного инфильтрации или впитыванию влаги. В ходе этого процесса вода из толщи почвы движется в направлении к поверхности по системе тонких волосяных сосудов — капилляров, а сам процесс носит название капиллярного подъема воды. Поднимаясь к верхним слоям почвы, влага поступает в распоряжение корневой системы растений, а частично испаряется с поверхности почвы. Капиллярность почвы также зависит от ее структуры. На песчаных почвах капиллярный подъем через горизонт грунтовых вод сначала идет быстро, но достигает лишь небольшой высоты по сравнению с глинистыми почвами с медленным процессом и более высоким подъемом.

Важной характеристикой почвы является ее способность поглощать солнечное тепло. От этого зависит тепловой режим почвы в целом, что влияет на развитие растений, которое происходит в определенных условиях температурного режима. Изменения температурного режима почвы в сторону повышения или понижения могут отрицательно сказаться на прорастании семян и последующем развитии растений.

На способность почвы поглощать тепло влияет целый ряд факторов:

структурный состав почвы: чем больше в почве крупных частиц (песка), тем быстрее она нагревается и меньше тепла требует для достижения определенного температурного показателя;
цвет почвы: темные почвы лучше аккумулируют тепло, так как темная поверхность быстрее нагревается, весной темные почвы быстрее оттаивают;
уровень содержания влаги в почве: сухие почвы нагреваются значительно быстрее, чем влажные, степень прогревания почвы вглубь также выше;
степень насыщенности почвы гумусом и другими органическими субстанциями: гумусные почвы прогреваются лучше и быстрее за счет темного цвета, рыхлой пористой структуры, обеспечивающей теплопроводность, и оптимального содержания влаги в составе почвы.

Следует помнить, что структуру почв можно в значительной степени корректировать, изменять и, порой, кардинально улучшать.

Источник: www.biolokus.ru