Пути создания и поддержания структуры почвы

Структура почвы, определяющая строение почвы, является одним из важнейших факторов урожайности. Для поддержания мелкокомковатого строения почвы производятся вспашка, боронование, культивация; для восстановления прочности почвенной структуры поля занимаются многолетними травами или в них вносится органическое удобрение — навоз.

Институт поставил задачу найти такие вещества, которые искусственно создавали бы структуру почвы. Здесь оказалось необходимым овладеть двумя процессами: во-первых, заполнить поры между частицами почвы такими жидкими системами, которые затвердевая образовывали бы прослойки, обладающие небольшой механической прочностью (как при минимальной обработке почвы) и значительной способностью удерживать влагу, и, во-вторых, увеличить прилипание поверхности затвердевающей прослойки к поверхности минеральных почвенных частиц.

Для этого потребовалось найти вещества, которые могли бы выполнить эту задачу при внесении их в почву. Институт установил, что такими веществами, т. е. «структурными удобрениями», могут быть продукты переработки древесины (разные производные целлюлозы). Наиболее дешевым продуктом являются торф и отброс бумажной промышленности — сульфитный щелок. Первый дает торфяной клей, а второй — так называемый коллоид А.

Испытания в лаборатории показали возможность применения минеральных удобрений в полевой обстановке. Эти вещества испытываются в настоящее время на полевом участке института, причем оструктуренные искусственным путем участки дали рекордный урожай овса в 35—40 центнеров с 1 га.

Искусственно созданная или укрепленная при помощи этих удобрений структура почвы обеспечивает устойчивый физический режим: распыленная или слабо структурная подзолистая почва увеличивает водопроницаемость, уменьшает общий расход воды с поверхности через испарение. Изменяется капиллярная влагоемкость почвы. Сыпучие кварцевые пески получают комковатое строение и приобретают положительные физические свойства — они задерживают влагу и уменьшают испарение с поверхности. Все эти явления связаны с возможностью повышения урожайности.

При обработке такая почва распадается уже на боле крупные комочки (3—5 мм) темного или серого цвета, в зависимости от количества содержащегося в них гумуса. Следует отметить, что такая структура почвы образуется только на суглинистых и глинистых почвах, где много иловатых и коллоидных частиц минерального происхождения. В песчаной почве таких частиц мало, и поэтому в ней могут образоваться только микроструктурные комочки, и то в очень небольшом количестве. Вот почему эти почвы называют раздельно-частичными, бесструктурными.

В структурообразовании большую роль играют бобовые травы — клевер, люцерна, эспарцет и другие, корни которых проникают глубоко в подпочвенные слои, поглощают много кальция. В результате после отмирания корней и образования органических коллоидов коагуляция последних идет под влиянием солей кальция. В почве создаются гели, которые от воды не превращаются в золи, то есть структура почв будет прочной. Кроме того, бобовые травы обогащают почву азотом.

Комковатая или зернистая структура имеет большое производственное значение. Структурные почвы рыхлее, они легче обрабатываются. Эти почвы содержат больше воды, воздуха, они имеют ровный, без скачков температурный режим. Все это создает благоприятные условия для работы микроорганизмов, которые обеспечивают постоянный приток к живым растениям необходимых питательных веществ.

Для улучшения всех свойств почв с непрочной структурой необходимо увеличивать в них запас гумуса. Внесение органических и минеральных удобрений, посев клевера, люцерны, люпина и других бобовых культур, известкование кислых почв, правильная обработка почвы — вот основные пути улучшения почвенной структуры и повышения ее прочности.

Любая почва состоит из частиц — песка, ныли, ила и коллоидов. Но эти частицы находятся в почве не разрозненно, а склеены в комочки, которые могут быть неразличимы невооруженным глазом. Эти комочки диаметром меньше 0,25 миллиметра относят к микроструктуре (мелкая структура). Комочки, величина диаметра которых от 0,25 до 10 миллиметров, относят к макроструктуре (крупная структура). Наилучшая структура, обеспечивающая благоприятные для растений свойства почвы, — зернистая или комковатая. Она присуща глинистым и суглинистым черноземам, содержащим в материнской породе большое количество извести (солей кальция и магния). Диаметр большинства структурных комочков у этих почв 3—5 миллиметров. Они долгое время не расплываются от дождя и не дают на поверхности корки. Такую структуру называют прочной в отличие от непрочной структуры почв лесных северных районов (подзолистых), комочки которых легко расплываются от дождя.

Наукой доказано, что образование структуры тесно связано со свойствами коллоидов почвы и особенно органических коллоидов, входящих в гумус. Коллоидные частицы несут положительный или отрицательный заряд и, следовательно, одни из них относятся к положительным, а другие — к отрицательным коллоидам. При встрече в водных растворах одноименных (двух положительных или двух отрицательных) коллоидов они отталкиваются один от другого. При встрече 2 разноименных коллоидов они притягиваются и выпада от из раствора в виде осадка. В разрозненном состоянии коллоиды называют золями (золь), а выпавший осадок при объединении коллоидов — гелем (гель или желе) Выпавший гель теряет электрический заряд, он нейтрален. Сам процесс объединения коллоидов с различны: электрическим зарядом называется коагуляцией коллоидов (свертывание).