Еще одним важным параметром плодородия является кислотность почвы. Наиболее лучшие условия для роста растений имеют слабокислые черноземы, слабокислые супесчаные и суглинистые почвы.

Почвовед.рф » Плодородие почв

Плодородие почвы – это способность земли обеспечивать сытую и комфортную жизнь растениям.

Иначе говоря, это способность почвы снабжать растения необходимыми питательными веществами, водой и воздухом для их качественного развития и размножения. Почва обеспечивает растения всем необходимым благодаря бесчисленным химическим, физическим и биологическим процессам, которые в ней протекают. Именно в результате этих процессов почва создаёт, накапливает, распределят и в нужный момент отдаёт нужные вещества растениям.

Человек задумывался о причинах плодородие и способах его повышения ещё с древности. Так древние индейцы Майя закапывали в землю рыбу, что позволяло насытить почву фосфором и тем самым повысить урожай кукурузы. В XIX веке изучение земледелия стало приобретать научную основу. Весомый вклад в развитие знаний о земле и плодородии в этот период внесли немецкие учёные А. Тэер, Ю. Либих, французский учёный Ж.

От чего зависит плодородие почвы.

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим два разных типа почв: чернозем, например, в районе Белгорода, расположенный в степи, и подзол в районе Санкт-Петербурга в сосновом лесу. Чернозем обладает мощным гумусовым горизонтом (более 1 м в глубину). Если взять чернозём в руку, то он распадется на отдельные комочки, т.к. обладает хорошей ярко выраженной структурой. Подзол же обладает маломощным гумусовым горизонтом, все лишь 5-10 см в глубину и мене ярко выраженной структурой. Второй после подзола – элювиальный горизонт, который располагается сразу под гумусовым горизонтом, вообще практически полностью лишен гумуса и представляет собой чистый светлый песок.

Сравнение мощности плодородного слоя подзола и чернозема. Слева: подзол. Справа: чернозем.

Сравнивая урожаи этих двух типов почв, мы легко можем заметить, что чернозем многократно плодороднее подзола. Чернозем настолько богат питательными и биологически активными веществами, что даже получил прозвище Король почв. Таким образом, главным фактором плодородия является количество и качество гумуса в почве.

А вот главную роль в накоплении гумуса играет уже климат и минеральный состав почвы. Гумус – это различные вещества растительного и животного происхождения, которые попали в почву, и были тщательно ей переработаны.

В подзоле, например, гумуса мало, поскольку развивается подзол на песках, в зоне, где мало света и тепла, но много осадков в виде дождей и снега. В результате и без того небольшое количество органики, которое попадает в почву, легко вымывается дождями и стаявшим снегом, не успевая сформировать мощный плодородный слой.

Чернозем, напротив, развивается на суглинках и лессах (размер минеральных частичек намного меньше, чем у песка и приближается по размеру к частичкам пыли) в более благоприятном климате, где тепла и света больше, а осадков меньше, но вполне достаточно, чтобы обеспечить растения влагой. В итоге обилие органических остатков из года в год попадает в почву, накапливается и перерабатывается в ней.

Накоплению питательных веществ в черноземах способствует также его нейтральная кислотность. В кислых почвах, таких как подзол, подвижность многих веществ выше, поэтому и вымываются они быстрее. В нейтральных почвах наоборот, подвижность большинства веществ ниже.

Еще одним фактором плодородия является деятельность человека. Со времен древних людей мы используем почву в сельском хозяйстве. И по сей день 98% всей пищи мы получаем благодаря почве. Человек по-разному влияет на почву: иногда мы заботимся о земле, бережно за ней ухаживаем, сохраняем и преумножаем плодородие, а иногда мы варварски уничтожаем её ядами, химикатами, тяжелой техникой и неграмотным земледелием.

Итак, плодородие почв определяется следующими факторами:

1. Химический состав почвы: содержание питательных элементов, гумуса.
2. Минералогический состав почвы — порода, на которых сформировалась почва: песок, глина, суглинки и т.д.
3. Кислотность почвы. Чем ближе кислотность к нейтральной, тем выше её плодородие.
4. Климат и рельеф: температура воздуха, температура земли, обилие солнечных дней в году, количество осадков, наличие грунтовых вод. Эти факторы влияют не только на почву, но и напрямую на микроорганизмы и растения.
5. Режим сельскохозяйственного использования почвы. При постоянном выращивании сельскохозяйственных культур почва истощается. Поэтому почве необходимо регулярно давать возможность отдохнуть, т.е. принимать комплекс мер по восстановлению плодородия.

Виды плодородия почв

Плодородие определяется количеством растительной массы, которое способна произвести земля за определённый период на определённой площади, например, на 1 кв. м.

Различают несколько видов плодородия:

• естественное,
• потенциальное,
• искусственное,
• эффективное.

Естественное — определяется для почв, которые не подвергались вмешательству человека. Это природная способность почв.

Искусственное — определяется для почв, обогащённых питательными веществами, например, минеральными или органическими удобрениями. Данный вид плодородия напрямую зависит от деятельности человека.

Потенциальное — это максимальное количество растительной массы, которое способна произвести земля, при максимально благоприятных условиях: оптимальное обеспечение влагой, оптимальная температура воздуха, обилие солнечных дней и т.д.

Эффективное — масса растений, которую производит земля в реальных условиях. Поскольку реальные условия могут быть далеки от оптимальных, например, засухи, заморозки, неправильная обработка почвы, эффективное плодородие, как правило, оказывается ниже потенциального.

Экономическое — это эффективное плодородие, которое оценивается экономическими показателями: затраты на производство урожая, стоимость полученного урожая и т.

ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ — Независимая экологическая экспертиза

ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ

С давних пор человек оценивает почву главным образом с точки зрения ее плодородия. Именно от плодородия зависит урожай и красота растений. Почва — сложная система, которая живет и развивается по своим законам, поэтому под плодородием нужно понимать весь комплекс почвенных свойств и процессов, определяющих нормальное развитие растений. Все процессы, происходящие в почве, связаны между собой. Исключение или ослабление какого–либо составляющего ведет за собой изменение всего состава почвы и потере ценных ее качеств. Деградация почвы — цепная реакция, которую трудно остановить. Ухудшение земель снижает продуктивность растений. Почва в этом случае становится подвержена эрозии и вымыванию полезных веществ, что опять ведет к снижению численности растений. Мероприятия по возобновлению плодородия почв долговременны,очень дорогостоящи и сложны, поэтому так важно следить за состоянием почвы, не допуская ее сильного истощения или загрязнения.

Для определения плодородия почвы необходимо обратить внимание на ее состав, кислотность, отношение к воде и кислороду. Обладая наблюдательностью и элементарными знаниями по биологии можно определить состояние почвы и предпринять необходимые меры по улучшению или поддержанию почвенных свойств.

Если рассмотреть подробнее верхний, плодородный слой, то мы обнаружим минеральные частицы, мертвое органическое вещество растений и животных, включая отходы их жизнедеятельности на разных стадиях разложения, называемое детритом, и разнообразные живые организмы, формирующие сложную пищевую цепь.

Механический состав почвы во многом определяет способность почвы к впитыванию и удержанию влаги с растворенными в ней питательными веществами, обрабатываемость почвы и степень насыщенности ее кислородом. Частицы, составляющие почву, подразделяют на песок (D = 2 — 0,05 мм), пыль (D = 0,05 — 0,002 мм) и глину (D < 0,002 мм).

Определить приблизительное соотношение их можно, поместив небольшое количество почвы в прозрачный сосуд с водой. После взбалтывания на дно быстрее осядет песок, потом пыль, а потом глина. Наилучшим считается механический состав, промежуточный по свойствам песка и глины (приблизительно 40 % песка, 40 % пыли и 20 % глины).

По механическому составу почвы подразделяются на четыре основные группы — глина, суглинок, супесь и песок. Наиболее плодородными принято считать суглинистые почвы. Определить тип почвы на Вашем участке можно, исходя из следующих характеристик. Глинистые почвы (более 40 % глины) в сухом состоянии представляют собой трудно разламывающиеся комки, а при их растирании однородный порошок (пудру). Во влажном состоянии при раскатывании можно получить длинный тонкий шнур (до 1 — 1,5 мм), который без изломов сворачивается в кольцо. Суглинистые почвы в сухом состоянии представляют собой более крупныйи жесткий порошок. Во влажном состоянии почва скатывается в толстый шнур, который разламывается при соединении его в кольцо на отдельные кусочки. Чем больше количество глины, тем эластичнее получается шнур. Супесчаные почвы во влажном состоянии не скатываются в шнур, но формируются в непрочные шарики. Песчаные почвы (85 — 100 % песка) сыпучи в сухом состоянии, и только при очень сильном увлажнении можно слепить из них шар.

Для питания растениям необходимы различные минеральные компоненты, такие как нитраты, фосфаты, калий, кальций, магний, железо, марганец и др. Все они входят в составгорных породи в процесс выветривания попадают в верхние слои почвы. Так же источником необходимых неорганических соединений является разложение детрита. Постоянное удаление необходимых неорганических веществ с урожаем может привести к истощению почв, поэтому так важно вовремя вносить удобрения.

Недостаток в почве необходимых веществ можно определить по внешнему виду растений, развивающихся на ней продолжительное время. При недостатке азота молодые листья у растений становятся мелкие, бледно–зеленые, рано осыпаются, иногда на них появляются красные пятна; цветение и плодоношения слабые; стебли слабые и искривленные; плоды мелкие, твердые, грубые, с нетипичной окраской, плохого вкуса; сильно ослаблен рост побегов и корней. При недостатке фосфора листья становятся мелкие и темно–зеленые, снизу можно заметить бронзовый или пурпурный оттенок. Недостаток калия ведет к голубовато–зеленой окраске листьев с краями и кончиками коричневого цвета. Плоды садовых культур на таких почвах плохо окрашены, мелкие, медленно созревают. Часто дефицит калия наблюдается на песчаных почвах. Дефицит кальция способствует появлению на листьях хлоротичных полос и пятен. Края листьев буреют и закручиваются кверху; отмирают верхушки роста; угнетается развитие корней; ухудшается лежкость плодов садовых растений. При недостатке магния середина листьев становится бледная, возле центральной жилки ткань листа отмирает, опадание листьев у древесных растений происходит быстрее, плоды становятся мелкими и преждевременно осыпаются. Хлороз листьев, подсыхание их краев и закручивание кверху может быть вызвано недостатком меди. Можно также встретить деформированные побеги и преждевременное осыпание листьев. Снижение содержания в почве меди способствует уменьшению количества поступающих в растение микроэлементов — цинка, марганца, бора. Нехватка железа, часто встречающаяся на известковых почвах,вызывает хлороз листьев, расположенных на верхушке побегов и способствует образованию на листьях больших желтых пятен. При недостатке цинка укорачиваются междоузлия побегов, образуются розетки из мелких и узких листьев. В отдельных случаях можно встретить некроз листьев. Дефицит марганца способствует образованию хлоротичных пятен на наиболее старых листьях, возникновению желтых полосок между жилками. Пожелтение листьев, изменение их формы, покраснение жилок, появление некротических пятен; остановка в росте нормальных по виду почек и слабое цветение может служить сигналом нехватки бора в почве.

Улучшение всех свойств почвы происходит при сочетании минеральной части и органической части — гумуса, который обладает способностью удерживать воду и биогенные элементы, а комковатая агрегированная структура улучшает ее аэрацию, инфильтрацию воды и обрабатываемость почв. Гумус образуется за счет потребления детрита почвенными организмами. Помимо питания почвенные животные способствуют перемешиванию гумуса и минеральной части, формируя почвенную структуру.

На богатых органическими веществами почвах обычно хорошо растут клевер полевой и ползучий, одуванчик, бодяк, горец птичий (спорыш),лисохвост, мятлик, тимофеевка, лютик ползучий. Если перечисленные растения преобладают на исследуемом участке, нормально развиваются и хорошо себя чувствуют, можно говорить о хорошем плодородии почвы. По внешнему виду такая почва более темная из–за содержания гумуса.

Таким образом, составляющие элементы почвы находятся в тесной взаимосвязи между собой. Неблагоприятный механический состав почвы, недостаток в ней питательных веществ не позволяет развиваться различным почвенным организмам, обеспечивающим постоянное обогащение почвы гумусом. Снижение содержания гумуса в почвах ведет к общей минерализации почвы и, соответственно, снижению плодородия.

Кислотность почвы — важнейший фактор, который определяет возможность нормальной жизнедеятельности растений и почвенных животных. Для большинства организмов необходима кислотность, близкая к нейтральной (рН = 4,5 — 7,8). Однако встречаются виды растений, хорошо себя чувствующие на разных почвенных средах. Предпочитающие кислые субстраты относятся к ацидофилам, а щелочные — к базофилам. Сильно кислые почвы (3 — 4,5 рН,) предпочитают такие растения как плаун булавовидный,водяника черноплодная, марьянник луговой, пушица влагалищная. Умеренно кислые почвы с рН 4,5 — 6, предпочитаюткалужница болотная, лютики ядовитый и ползучий, сердечник луговой, седмичник европейский, звезчатка ланцетолистная, кипрей, хвощ. На слабо кислых почвах рН 5 — 6,7 растут ветреница лютичная, медуница неясная, купена многоцветковая. Нейтральные почвы (4,5 — 7) предпочитают смородина черная, малина, лещина обыкновенная, крапива жгучая. При рН = 6 — 7,3 хорошо развиваются клевер горный, смолевка поникшая, таволга шестилепестная, мыльнянка лекарственная. При рН 6,7 — 7,8 растут люцерна серповидная, мать–и–мачеха, полынь сероземная, цитварная и Лерха. К растениям, хорошо произрастающим на щелочных почвах (6,7 — 8,5 рН) относятся лебеда бородавчатая, поташник олиственный, астра солончаковая, кермек Гмелина и др. Некоторые растения хорошо развиваются в широких пределах кислотности (от 3 до 7,5 и от 5 до 9,5) — лютик ползучий, земляника лесная, марь белая, птичья гречиха, вьюнок полевой. На достаточное количество извести указывают горчица полевая, сушеница болотная, подорожник ланцетолистный. На почвах, богатых карбонатами, хорошо развиваются бук, облепиха, бересклет европейский, ясень.

Чтобы питательные вещества могли поглощаться корнями растений, они должны быть растворены в воде. Поэтому очень важно нормальноеи своевременное поступление воды в почву. Однако не всякая почва способна принять нужное количество воды. В сильно утоптанных местах почва становится очень плотная, и вода стекает с ее поверхности не впитываясь. Таким образом, уплотнение почвы и уменьшение ее механических частиц способствуют плохой инфильтрации.

Вода, попадающая в почву, должна сохраниться в поверхностном слое для того, чтобы поддерживать жизнедеятельность растений в засушливое время. Растения на почвах с плохой водоудерживающей способностью могут пострадать даже во время непродолжительной засухи. Чем мельче почвенные частицы, тем больше молекул воды и питательных частичек могут к ним присоединится и задержаться в почве до поглощения корнями растений. Густой растительный покров также защищает почву от избыточного испарения.

Вода, попадающая в почву, должна сохраниться в поверхностном слое для того, чтобы поддерживать жизнедеятельность растений в засушливое время. Растения на почвах с плохой водоудерживающей способностью могут пострадать даже во время непродолжительной засухи. Чем мельче почвенные частицы, тем больше молекул воды и питательных частичек могут к ним присоединится и задержаться в почве до поглощения корнями растений. Густой растительный покров также защищает почву от избыточного испарения.

При попадании воды в почву и нормальном ее сохранении там, питательные вещества переходят в растворенное состояние и становятся доступными не только растениям, но и различным факторам среды, способствующим вымыванию полезных веществ из плодородного слоя. Поэтому почва должна обладать способностью связывать и удерживать ионы необходимых веществ, а также обеспечивать возможность поглощения их корнями растений. Эта способность называется ионообменной емкостью почвы и определяется размерами и составом частиц, водным режимом почвы и степенью уплотненности ее верхних слоев.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что отношение почвы к воде во многом зависит от ее механического состава. Суглинки и супеси наиболее благоприятны по водному режиму. При преобладании крупных частиц вода легко впитывается и вымывается из почвы вместе с питательными веществами. В глинистые почвы вода плохо проникает, но попадая, надолго там удерживается.

Индикаторами влажной почвы являются такие растения как гравилат речной, крапива, лютик ползучий, незабудка болотная. На избыточную влажность могут указывать такие растения как калужница болотная, рогоз узколистный, чистец болотный, пушица влагалищная, водяной перец, сабельник болотный, дербенник иволистный, белокрыльник, тростник обыкновенный. Недотрога желтая и таволга вязолистная говорят о близком залегании грунтовых вод.

Для того, чтобы растения могли поглощать необходимые элементы, им необходима энергия, получаемая при окислении глюкозы в процессе клеточного дыхания. При этом потребляется кислород и образуется углекислый газ. Чтобы в почве было достаточно кислорода, нужно избегать сильного уплотнения частиц почвы и водонасыщения. При переувлажнении пространство между почвенными частицами полностью заполняется водой, которая ограничивает проникновение воздуха в верхние слои. Индикаторами затопленных почв в нашей полосе являются осоки и тростники.

Савина С. А.

Влияние уровня плодородия почв на урожайность сельскохозяйственных культур и накопления 137CS

Белоус Н.М. Влияние уровня плодородия почв на урожайность сельскохозяйственных культур и накопления 137CS // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии.- 2006.- С. 30-35
— Радиоактивное загрязнение почв и земельных угодий в результате аварии на Чернобыльской АЭС

Н. М. Белоус, д. с.-х. н., профессор, Брянская государственная сельскохозяйственная академия.

Исследователи по-разному оценивают роль гумуса в формировании урожая сельскохозяйственных культур. Так, одни [1-2] указывают на то, что между содержанием гумуса в почве и урожайностью сельскохозяйственных культур существует прямая зависимость, другие исследователи такую зависимость отрицают [3].

Однако А.Д. Хлыстовский и др. (1979) в своих исследованиях не установили такой прямой зависимости, а Н. Ф. Ганжара, В.А. Васильев [4] отмечают, что применение удобрений сглаживает различия в урожайности сельскохозяйственных культур на почвах с разным содержанием гумуса.

В исследованиях Моисеенко Ф.В. на Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной» станции ВНИИА на дерново-подзолистой песчаной почве установлено, что уровень содержания гумуса в почве оказывает влияние на повышение урожайности всех культур, возделываемых в севообороте (табл. 1). Самая высокая урожайность зеленой массы люпина 178 ц/га, зерна ячменя 9,4 ц/га получена на дерново-подзолистой песчаной почве при содержании гумуса 1,91%, а зеленой массы сераделлы 193 ц/га, клубней картофеля 157 ц/га, зерна овса 15,0 ц/га, зерна озимой ржи 19,2 ц/га, при содержании гумуса в почве — 1,99%. Наиболее отзывчивы на содержание гумуса в почве картофель, овес, слабее серадедпа и озимая рожь и очень слабо люпин и ячмень, то есть для каждой культуры существует свой оптимальный уровень его содержания в почве.

Таблица 1
Влияние уровня содержания гумуса в почве на урожайность сельскохозяйственных культур, ц/га (1997-2002 гг. )

В работах Шевцовой Л. К. и др. [5], обобщающих результаты длительных опытов на дерново-подзолистых почвах установлено, что оптимальным уровнем содержание гумуса на этих почвах является 2-2,1 %. (1,2 % углерода). Кулаковская Т.Н. [6] для суглинистых почв считает оптимальным 2,5-3 %, гумуса, для легких почв -1,8-2%, того же мнения придерживаются Смурыгин М.А., Алтунин Д.А. [7]. С увеличением содержания гумуса в почве усиливаются процессы его минерализации, для поддержания его высокого уровня требуются повышенные дозы органических удобрений, что экономически нецелесообразно [8]. Гумус является не только стражем плодородия почв, но и защитным биогеохимическим барьером в условиях антропогенного загрязнения почв [9].

Накопление растениями радионуклидов из почвы зависит от ее физико-химических свойств: как правило, чем выше в ней содержание гумуса, обменных катионов, илистых и глинистых фракций, а следовательно, и выше плодородие, тем слабее поглощение растениями большинства радионуклидов. Максимальные значения коэффициента перехода (Кп) радионуклидов в растения характерны для торфяных и легких по гранулометрическому составу (песчаные и супесчаные) дерново-подзолистых почв [10]. Коэффициент накопления радионуклидов в почве с высоким уровнем плодородия в среднем в 2 раза ниже, чем на менее плодородной [11].

В области ведения растениеводства в юго-западных районах Брянской области, попавших в зону загрязнения после катастрофы на Чернобыльской АЭС, основной задачей является повышение плодородия и продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв. В то же время мероприятия, направленные на повышение почвенного плодородия и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, оказываются эффективными и для снижения перехода 137Cs в продукцию [12-14]. Данные Ф.В. Моисеенко полученные в опыте на Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной станции ВНИИА в восьмипольном сидеральном севообороте свидетельствуют, что в результате длительного (44-летнего) применения разных систем удобрений образовались разные фоны по уровню плодородия: фон 1- высокоплодородный, фон 2-низкоплодородный (табл.2).

Таблица 2

Агрохимическая характеристика почвы в 8-польном сидеральном севообороте

Анализ данных по накоплению 137Cs показывает, что для всех изучаемых культур коэффициенты накопления радионуклида на почве с высоким уровнем плодородия в среднем в 2 раза ниже, чем на менее плодородной (табл.3).

Таблица 3

Влияние плодородия почвы на коэффициент накопления ¹³Cs в продукции

Внесение фосфорно-калийного удобрения в дозах РбоКдо на обоих фонах приводит к снижению накопления Cs в 1,2-1,4 раза.

На поступление из почвы в растения радионуклидов и тяжелых металлов большое влияние оказывают физико-химические свойства почв [15-16].

На почвах лесного механического состава, имеющих низкое плодородие (невысокое содержание гумуса, низкое значение рН, малое содержание калия, фосфора) накопление радионуклидов в растениях самое высокое [10].

С повышением плодородия дерново-подзолистых песчаных почв накопление Cs в зеленой массе сераделлы понижается на 25% [17], в картофеле в 3,5, в ячмене — в 2,7, в сераделле с овсом в 1,6-2,2 раза [18] и чем больше разница в агрохимических показателях плодородия почвы в сторону их улучшения, тем значительнее снижение ¹³⁷Cs. В среднем по трехлетним данным коэффициент накопления у культур севооборота на высокоплодородной дерново-подзолистой песчаной почве в 2 раза меньше, чем на такой же почве, но низкоплодородной.

При применении одинаковых доз органических и минеральных удобрений коэффициент накопления на плодородной почве меньше, чем на низкоплодородной, в 1,4-2,3 раза в зависимости от биологических особенностей культуры [19].

Мнение ученых о степени влияния разных агрохимических показателей плодородия на уменьшение поступления 137Cs из почвы в растения довольно противоречивы. Так, Бондарь П.Ф., Юдинцева Е.В. [20] считают, что наибольшее влияние на снижение перехода 137Cs оказывает кислотность почвы и содержание калия в ней, а содержание гумуса, емкость поглощения практически не влияют. В условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий одной из задач является обоснование оптимальных уровней плодородия почвы, обеспечивающих максимально возможный эффект снижения накопления радионуклидов в продукции. Для решения этой задачи нами были проведены исследования по оценке эффективности уровня плодородия почвы на повышение урожайности сельскохозяйственных культур и снижения уровня загрязнения получаемой продукции растениеводства (табл.4).

Таблица 4
Влияние уровня содержания гумуса в почве на накопление l37Cs в сельскохозяйственных культурах, Бк/кг (1997-2002 гг.)

Проведенными исследованиями на Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной станции ВНИИА установлено, что повышение содержания гумуса в дерново-подзолистой песчаной почве от минимального 1,23% до 1,99% сопровождается снижением содержания Cs в зеленой массе люпина — в 2,3 раза, в клубнях картофеля — 2,0, в зерне овса — 1,6 , в зеленой массе сераделлы — 2,1 , в зерне озимой ржи — 1,6 , в зерне ячменя- в 1,3 раза. По данным исследований можно сделать выводы, что для получения зеленой массы люпина с содержанием Cs менее 370 Бк/кг в отдаленный период после аварии достаточно гумуса 1,23%.

Содержание ¹³⁷Cs в клубнях картофеля было значительно ниже требований СанПиН 2.3.2.560-96. Это обусловлено тем, что картофель слабо накапливает радионуклиды в силу биологических особенностей. Содержание в почве гумуса 1,2 %, К2О — 3 мг и Р2 О5 — 18 мг /100г почвы можно считать для картофеля оптимально обеспечивающим получение нормативно чистой продукции, но при этом уровне плодородия урожайность клубней картофеля очень низкая — 65 ц/га.

Содержание Cs в зерне овса значительно превышало допустимый уровень -70 Бк/кг. За годы исследований содержание ¹³⁷Cs ниже допустимых уровней наблюдалось в 1998, 2001, 2002 годах при содержании гумуса в почве 1,91-1,99% (44-62 Бк/кг). Стабильное получение нормативно чистого зерна в данном опыте невозможно даже при содержании в почве гумуса 2%, КгО 10 мг и мг Р2О5 42,7 на 100 г. почвы и внесения 90 кг/га калия. Для гарантированного получения чистого зерна овса при указанном уровне плодородия необходимо вносить калийные удобрения в дозах. Среднее содержание 137Cs на этом фоне составляет 53 Бк/кг. Содержание 7Cs в зерне озимой ржи резко понизилось после 1997 года по завершению перехода основной части 137Cs в труднодоступное для растений состояние.

Заключительной культурой севооборота является ячмень. Ячмень из всех зерновых культур в зоне дерново-подзолистых песчаных почв накапливает минимальное количество ¹³⁷Cs, но и он реагирует на процессы фиксации радионуклидов почвой. С 1997 года началась стабилизация содержания радиоцезия в зерне ячменя при уровне содержания гумуса в почве 1,91 %. Хотя ячмень накапливает 137Cs значительно меньше других зерновжх культур, но гарантированное получение нормативно чистого зерна связано с определенными трудностями из-за короткого периода вегетации, биологических особенностей культуры, высокой требовательности к обеспеченности элементами питания, интенсивному их поглощению в период выхода в трубку — формирование зерна.

Гарантированное получение нормативно чистого зерна возможно при содержании в почве гумуса 1,91 %, КгО 9,6 мг и Р2О5 38,3 мг/100г почвы, что можно достигнуть внесением 90 кг/га калийных удобрений в сочетании с N90P60.

Многолетние комплексные почвенные агрохимические и радиологические исследования и практическая работа, позволили выдвинуть почвенную концепцию преодоления последствий техногенных загрязнений, в том числе и радиационных. Уменьшить риск изменения природной среды в результате радиоактивного загрязнения можно лишь путем повышения почвенного плодородия.

По данным Брянского Центра «Агрохимрадиология» в зоне радиоактивного загрязнения почв может быть оправданным поддержание более высокого уровня содержания гумуса в почве (2,5-3,5%) и других параметров плодородия, ведущих к созданию в почве условий, позволяющих снизить поступление радионуклидов в урожай сельскохозяйственных культур (табл. 5).

Повышение содержания гумуса в дерново-подзолистых супесчаных почвах от минимального (1,0-1,5%) до оптимального (2,0-3,0%) снижает в 1,5 раза поступления 137Cs в многолетние травы [16]. Поскольку поступление радионуклидов в растения зависит от основных управляемых агрохимических параметров плодородия почв, то их можно расположить в следующий убывающий ряд: содержание гумуса > содержание обменного калия > величина рНkel > содержание подвижного фосфора (Воробьев Г.Т. и др., 1994).

Таблица 5 Свойства дерново-подзолистых почв наиболее загрязненных районах Брянской области [21]

Таким образом, повышение уровня почвенного плодородия является главным и осново­полагающим фактором, обеспечивающим снижение накопления радиоцезия сельскохозяйст­венными культурами.

Минимальный переход ¹³⁷Cs в продукцию сельскохозяйственных культур наблюдается при достижении оптимальных параметров агрохимических свойств почвы.

Список литературы

• Кулаковская Т.Н. Агрохимические основы получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур в западной части Нечерноземной зоны. // Агрохимия. 1976. — №33 — 3 с.
• Лыков A.M. Органическое вещество и плодородие почвы в интенсивном земледелии. // Обзорная информация. М.: ВНИИТЭИСХ. — 1984. — 60 с.
• Шевцова Л.К., Дробков Ю.А. Содержание гумуса в почвах Нечерноземья при длительном удобрении. //Почвоведение.- 1981. — №10. — 113 с.
• Ганжара Н.Ф., Васильев В.А. Влияние органических веществ на свойства почв и урожайность. // Агрохимия. — 1985. — № 2. — 70 с.
• Шевцова Л.К., Володарская И.В., Горбунов Е.В. Моделирование трансформации и баланса гумуса дерново-подзолистых почв на основе информационной базы длительных опытов. // Агрохимия. — 2000. — №9. — 5с.
• Кулаковская Т.Н. Роль химизации в решении проблемы расширенного воспроизводства почвы. // Вестник с.-х. науки. — 1983. — 37 с.
• Смурыгин М.А., Алтунин Д.А. Проблемы и пути повышения плодородия почв нечерноземной зоны в условиях интенсивного кормопроизводства. // Плодородие почв и пути его повышения. — МТГКолос. — 1983. — 36с.
• Лукин СМ., Жуков А.И.. Баринова К.С. Динамика и баланс органического вещества в почвах при использовании разных систем удобрения. / Бюлл. ВИУА. М.: 2001. — №114. — 26-27 с.
• Черников В.А. Экологическая оценка гумусового состояния почв в системах земледелия. // Бюллетень ВИУА. М.: 2001. — №115. — 82 с.
• Алексахин P.M. Сельскохозяйственная радиология. // В кн. Агроэкология./ Под ред. Черникова В.А., Чекереса А.И. М.: Колос. — 2000. — 300-322.
• Белоус Н.М. Воспроизводство плодородия и реабилитация радиоактивного загрязнения песчаных почв юго-запада России. // Автореф. дисс. доктора с.-х. наук. М.: 2000. — 51 с.
• Алексахин P.M., Корнеев Н.А. Сельскохозяйственная радиология. // М.: Экология. — 1992. — 400 с.
• Санжарова Н.И. Радиоэкологический мониторинг агроэкосистем и ведение сельского хозяйства в зоне возделывания атомных электростанций. // Автореф. дисс. доктора биолог, наук. Обнинск. — 1997. — 52 с.
• Воробьев Г.Т., Маркина З.Н., Кошелев И.А., Прудников П.В. Радиологическая оценка применения агрохимических средств на почвах, загрязненных радионуклидами. // Эколого-агрохимическая оценка состояния калийного режима почв и эффективность калийных удобрений. М: ЦИНАО. — 2002. — 74 с.
• Гулякин И.В., Юдинцева Е.В., Бакунов Н.Н. Поступление цезия -137 в растения в зависимости от свойств почвы. // Доклады ГСХА. — 1996. — Вып. 119. — 121-124 с.
• Агеец В.Ю. Система радиологических контрмер в агросфере Беларусии. // Мн., «Институт радиологии», 2001.- 250с.
• Моисеенко Ф. В., Белоус Н.М.. Воробьева Л.А., Харкевич Л.П. Влияние уровня плодородия почвы на накопление 137Cs сераделлой. // Повышение плодородия, продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв и реабилитация радиационно-загрязненных сельскохозяйственных угодий. Вып. VII. М: Агроконсалт. — 2002. — 94 с.
• Драганская М.Г., Сидорцов В.В. Влияние уровня плодородия почвы и ее удобрен-ности на накопление 137Cs. // Повышение плодородия, продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв и реабилитация радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодий. Вып. VII. М.: Агроконсалт. — 2002. — 80 с.
• Белоус Н.М., Моисеенко Ф.В. Повышение устойчивости земледелия на дерново-подзолистых песчаных почвах в условиях радиоактивного загрязнения. // Мат. международн. научно-практич. конференции 25-26 февраля 1999 г. пос. Мичуринский Брянской обл. М.: Информагротех. — 1999. — 67с.
• Бондарь П.Ф., Юдинцева Е.В. Оценка влияния некоторых природных факторов на поступление 90Sr, 137Cs в растения и прогнозирование накопления этих радионуклидов в урожае. // Вторая Всесоюзн. конф. по с.-х. радиологии. Тез. докл. Обнинск. — 1984. — т.1. — 100 с.
• Воробьев Г.Т., Новиков А.А., Маркина З.Н. Динамика изменения радиационной обстановки на почвах сельхозугодий Брянской области и выполнение мероприятий по снижению поступления 137Cs в продукцию растениеводства. // Матер. Международ, научно-практич. конференции 25-26.02.1999. нос. Мичуринский Брянской обл. М.: Информагротех. — 1999. — 77с.

Гуминовые кислоты

Гуминовые кислоты.

Почва это поверхностный слой Земли, обладающий плодородием. Почва состоит из минеральных и органических веществ в твердом, жидком и газообразном состоянии (минералы, камни, вода, газы, микроорганизмы и проч.).

Плодородие это способность почвы удовлетворять потребности растений в питании. Плодородие почвы, зависит от наличия в ней гумуса, минеральных веществ, микроорганизмов и достаточного количества воды и воздуха.

Гумус    (от латинского humus — земля, почва), перегной, темноокрашенное органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения растительных и животных остатков под воздействием микроорганизмов, накапливающееся в верхнем слое почвы. От количества гумуса зависит плодородие почвы.

В гумусе содержится максимальное количество почвенного азота, фосфора, серы и значительная часть микроэлементов. Соответственно, чем больше гумуса в почве, тем более плодородной она считается. Самыми плодородными почвами считаются черноземы, содержания гумуса в них доходит до 10% от общего объема почвы.

Роль гумуса в почве.

• Закрепляет элементы питания, содержащиеся в почве, в своей структуре, что делает их более доступными для растений. Также предотвращает их потери за счет вымывания и перехода в недоступную для питания растений форму.
• Чем больше в почве гумуса, тем она более устойчива к воздействию  различных негативных факторов – недостаточное увлажнение, высокие/низкие температуры, резкие перепады температур, загрязнение пестицидами, водная и ветровая эрозия, и прочее. Это приводит к тому, что растения значительно легче переносят все вышеперечисленные стрессовые моменты.
• Чем больше в почве гумуса, тем, соответственно, больше органического вещества, а это увеличивает способность почв к поглощению минеральных  элементов питания, и способствует сокращению их потерь.
• Под воздействием гумуса почва становится более рыхлой и структурированной, что повышает обеспеченность почвы водой и воздухом.
• Под воздействием гумуса происходит снижение способности к перемещению токсичных соединений в почве,  в дальнейшем их разрушают почвенные микроорганизмы.

Самым важным веществом в составе гумуса являются гуминовые кислоты (до 50% от гумуса), чем их больше, тем больше содержание гумуса и выше плодородие почв.

Гуминовые кислоты — сложная смесь высокомолекулярных природных органических соединений, образующихся при разложении отмерших растений под воздействием микроорганизмов. Они растворимы только в щелочах и не растворимы в воде и кислотах.

При выращивании различных растений под воздействием почвенных микроорганизмов, механической обработки почвы, водной и ветровой эрозии почвы  происходит минерализация гумуса – разрушение и снижение содержания в почве органического вещества.    Уменьшение содержания гумуса в почве неизбежно ведёт к снижению ее плодородия. Это приводит к падению урожайности выращиваемых культур.

Здоровые почвы — основа для производства здоровых пищевых продуктов 

По имеющимся оценкам, 95% того, что мы едим, прямо или косвенно производится на наших почвах.

Здоровые почвы  —  это фундамент продовольственной системы. Наши почвы являются основой для сельского хозяйства и средой, где произрастают практически все растения, которые используются для производства пищевых продуктов. Здоровые почвы производят и здоровые сельскохозяйственные культуры, которые, в свою очередь, являются пищей для людей и животных. Помимо этого,  с качеством почвы непосредственно связаны качество и количество продовольствия.

Растениям, используемым в производстве пищевых продуктов, почвы обеспечивают необходимые им для роста и развития питательные вещества, воду и кислород, а также возможность укоренения. Кроме того, почвы выполняют роль буфера, защищая чувствительные корни растений от резких колебаний температуры.

Здоровая почва – это живая почва

Здоровая почва — это живая, динамичная экосистема, населенная огромным количеством микроскопических и более крупных организмов, которые выполняют множество жизненно важных функций: например, они преобразуют мертвое  и разлагающееся органическое вещество, а также минералы в питательные вещества для растений (круговорот питательных веществ), борются с болезнями растений, насекомыми-вредителями и сорняками, улучшают структуру почвы, оказывая положительные влияние на почвенные воды и способность почвы  удерживать питательные вещества; все это в конечном итоге способствует улучшению продукции растениеводства. Кроме того, здоровая почва помогает смягчить последствия изменения климата, поддерживая или увеличивая содержание органического углерода в своем составе.

Почему значение органического вещества почвы так велико?

Органическое вещество почвы – продукт биологического разложения попадающих в нее остатков — влияет на химические и физические свойства почвы и на ее здоровье в целом. Его состав и скорость разложения влияют на структуру и пористость почвы, на скорость просачивания воды в почву и на ее способность удерживать влагу, на разнообразие и биологическую активность почвенных организмов и на доступность питательных веществ для растений.

Для плодородия почв необходим обменпитательными веществами между почвой, органическим веществом и водой, и для целей устойчивого производства этот обмен нужно поддерживать. Если почва используется для выращивания сельскохозяйственных культур без возможности восстановления органического вещества и содержания питательных веществ, то нарушается круговорот питательных веществ, снижается плодородие почвы и разрушается баланс в агроэкосистеме.

Почвы – наш важнейший союзник в деле обеспечения продовольственной безопасности и питания

Наличие продовольствия зависит от почв: полноценная и высококачественная пища и корма для животных могут быть произведены только в том случае, если наши почвы живые и здоровые. За последние 50 лет достижения в области агротехники и повышение спроса, обусловленное ростом населения Земли, привели к тому, что наши почвы стали испытывать все возрастающее давление. Во многих странах интенсивное растениеводство привело к истощению почв, что ставит под угрозу их производственный потенциал и способность удовлетворить потребности будущих поколений.

Поддержание здоровья почв подразумевает рациональное использование земельных ресурсов

Согласно прогнозам, к 2050 году численность населения Земли превысит 9 миллиардов человек. Конкуренция за земельные  и водные ресурсы обостряется, а,   если при этом учесть еще и последствия изменения климата, то  станет понятно, что наша нынешняя и будущая продовольственная безопасность напрямую зависит от нашей способности повысить урожайность и качество пищевых продуктов, используя те почвы, которые мы эксплуатируем сейчас.

Для того чтобы защитить наши почвы, сохранив их высокий производственный потенциал, необходимы комплексные системы управления производством, которые способствуют укреплению здоровья агроэкосистемы и являются устойчивыми с социальной, экологической и экономической точек зрения.

В этом смысле одна из центральных ролей принадлежит фермерам. Рациональному использованию почвенных ресурсов с целью повышения их производительности способствует множество самых разных подходов к организации сельскохозяйственного производства: например, агроэкология, ресурсосберегающее сельское хозяйство, органическое земледелие, беспахотное земледелие и агролесоводство.

В перспективе  углубление понимания взаимосвязей между жизнью и экосистемными функциями почвы и антропогенным воздействием позволит эффективнее справляться с негативными последствиями и извлекать выгоды из биологической активности почв в целях обеспечения более устойчивого и продуктивного сельского хозяйства.

Проекты ФАО

В настоящее время в мире осуществляется несколько проектов ФАО в области рационального использования земельных ресурсов и сохранения почв. Среди них можно отметить содействие развитию ресурсосберегающего сельского хозяйства в Лесото, укрепление потенциала  в области организации устойчивого органического земледелия в Палау и выращивание тополей для целей продовольственной безопасности в Китае.

Ссылки по теме

Информационный бюллетень: Здоровые почвы — основа для производства здоровых пищевых продуктов 

Публикация:  Значение органического вещества почвы

Плодородие почв

Значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства определяется ее основным свойством — плодородием.

Под плодородием понимают способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития.

В предыдущих главах были рассмотрены свойства, определяющие уровень плодородия почвы. Все эти свойства можно объединить в четыре группы.

1. Химический состав и физико-химические свойства: высокое содержание гумуса и доступных для растений форм азота, фосфора, калия и других питательных элементов, наличие микроэлементов, близкая к нейтральной реакция среды, насыщенность ППК преимущественно кальцием, низкое содержание поглощенного водорода, отсутствие поглощенного натрия и избытка легкорастворимых солей.

2. Физические свойства: агрономически ценная водопрочная зернистая или комковатая структура, высокая пористость, обеспечивающая аэрацию, хорошая впитывающая и водоудерживающая способность и др.

3. Благоприятный гидротермический режим, обеспечивающий теплом и влагой оптимальное развитие растений в течение всего вегетационного периода. Тепловые условия характеризуются суммой температур выше 10 °С в слое почвы 0…20 см, длительностью вегетационного периода (выше 10 °С) на той же глубине, а также длительностью и глубиной промерзания почв. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим создается при оптимальном содержании влаги (около 60 % ПВ) и кислорода (12…25 %) в составе почвенного воздуха.

4. Биологические свойства: высокий уровень микробиологической активности различных групп микроорганизмов, обусловливающих процессы гумификации и мобилизации элементов питания растений в доступной для них форме.

Виды плодородия. Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, эффективное (экономическое), потенциальное.

Естественное плодородие формируется в результате протекания природного почвообразовательного процесса, не осложненного вмешательством человека. Оно характерно для целинных почв и определяется биологической продуктивностью, то есть количеством растительной массы, создаваемой за год на единицу площади.

Искусственное плодородие создается в результате обработки, применения удобрений, мелиорации и других приемов по окультуриванию почв. Однако окультуренная почва наряду с искусственным всегда обладает и естественным плодородием, обусловленным природными свойствами почвы. Чем выше культура земледелия, тем больше изменились первоначальные качества почв и тем сильнее выражено в ней искусственное плодородие. Однако определить, какая часть плодородия окультуренной почвы относится к ее естественному плодородию, а какая к искусственному, невозможно. Эти два вида плодородия неразрывно связаны между собой.

Потенциальное плодородие характеризует потенциальные возможности почвы, обусловленные совокупностью ее свойств и режимов (как приобретенных в процессе почвообразования, так и созданных человеком), при благоприятных условиях длительное время обеспечивать растения всеми необходимыми факторами жизни. Так, высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким — подзолистые.

Эффективное (экономическое) плодородие совместно формируют естественное и искусственное плодородие. Оно измеряется урожайностью культур. Эффективное плодородие — это лишь результат реализации потенциального плодородия. Урожайность зависит не столько от уровня потенциального плодородия, сколько от технологии возделывания, экологической группы растений, погодных условий и организационных факторов. Например, на черноземах получают 1,8…2,0 т/га зерна пшеницы, а на бедных подзолистых почвах — 3…4 т/га.

Уровень плодородия почвы зависит от развития науки и техники. Чем совершеннее социальная структура общества, чем выше уровень научно-технического прогресса, тем больше условий для повышения эффективного плодородия почвы.

В современных условиях необходимо обеспечить расширенное воспроизводство почвенного плодородия, то есть одновременный рост как эффективного, так и потенциального плодородия.

Землепользование должно включать в себя весь комплекс мероприятий, направленных на охрану почв от любой деградации и повышение их потенциального плодородия, с одной стороны, и на рост их эффективного плодородия — с другой.

К основным приемам повышения эффективного плодородия относят рациональное применение органических и минеральных удобрений, известкование и гипсование почв, систему обработки, орошение и осушение, введение системы севооборотов, мероприятия по борьбе с эрозией и возделывание наиболее урожайных сортов растений и др. При этом необходимо выполнение следующего принципа землепользования: любая система земледелия должна быть обоснована экологически, то есть соответствовать почвенно-климатическому природному комплексу.

Питание растений. Растения обитают одновременно в двух средах: в почве и нижнем слое атмосферы. Через листья они поглощают СО₂ из воздуха, а через корни — воду и минеральные соли из почвы.

В процессе фотосинтеза в зеленых листьях происходят превращение энергии солнечных лучей и синтез органических соединений.

Процесс фотосинтеза тесно связан с зольным и азотным питанием, которое осуществляется через корни.

Растения усваивают из почвы азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, серу и др. Эти элементы потребляются в относительно больших количествах, поэтому их называют макроэлементами. При недостатке в почве любого из элементов урожай культур резко снижается.

Элементы, потребляемые в незначительных количествах, называют микроэлементами (бор, молибден, марганец, медь и др.).

Обеспеченность растений элементами питания зависит от растворимости их соединений в воде и слабых растворах кислот.

Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла и многих органических веществ растительных клеток. При недостатке его доступных соединений в почве растения плохо растут и развиваются, листья приобретают светло-зеленую окраску. Главным источником азота для питания растений служат соли азотной кислоты и соли аммония. В корни растений этот элемент поступает в форме аниона и катиона.

В качестве азотных удобрений используют аммиачную селитру, сульфат аммония, хлористый аммоний, натриевую селитру, кальциевую селитру, мочевину и др. Такие органические удобрения, как навоз, торф, компосты, создают хорошие условия для азотного питания растений.

Фосфор в растениях содержится в минеральных и органических веществах. Наиболее важную роль играет фосфор, входящий в состав нуклеиновых кислот (рибонуклеиновой — РНК и дезоксирибонуклеиновой — ДНК). Из почвы фосфор поступает в корни растений в виде фосфат-иона.

При недостатке в почве подвижных соединений фосфора листья растений приобретают красновато-фиолетовый оттенок.

Наиболее распространенные фосфорные удобрения — суперфосфат, преципитат, фосфоритная мука и др.

Калий усиливает синтез органических веществ в растениях, участвует в реакциях перехода простейших Сахаров в более сложные углеводы. Недостаток калия наблюдается в легких почвах и проявляется в омертвлении крайних частей листьев, которые вначале буреют, а затем скручиваются. Калий поступает в растения в форме катиона К⁺.

Широко применяют такие калийные удобрения, как хлористый калий, сульфат калия, калийные соли и др. Наиболее нуждаются в калийных удобрениях северные, особенно легкие, почвы. К калиелюбивым культурам относятся картофель, сахарная свекла, гречиха, подсолнечник, виноград. Они отзывчивы на калийные удобрения на любых почвах.

Кальций особенно необходим для роста корней и образования хлоропластов. При недостатке его в почве на листьях появляются коричневые пятна, затем листья желтеют и отмирают. Кальций уменьшает кислотность почв, поэтому его применяют для известкования.

Магний активизирует ферментативную активность в растении и влияет на окислительно-восстановительные процессы. Он входит в состав хлорофилла, при его недостатке между жилками листьев появляются желто-белесые пятна.

Железо входит в состав ферментов и играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах. Этот элемент потребляется в малом количестве, и растения, как правило, не испытывают в нем недостатка. И только на некоторых южных карбонатных почвах из-за ограничения поступления в растения железа в условиях щелочной реакции почв они страдают хлорозом. В этих случаях рекомендуется опрыскивать растения 0,05…0,50%-ным раствором железного купороса.

Сера содержится в некоторых белках и растительных маслах. Ее недостаток вызывает пожелтение сначала верхних, а затем нижних листьев. Этот элемент поступает через корни растений в виде сульфатов.

Марганец входит в состав многих ферментов, участвует в окислительно-восстановительных процессах. При его недостатке часто развивается хлороз яблони, вишни, черешни, малины, полевых культур — свеклы, картофеля, овса.

Медь влияет на развитие листьев, задерживает их старение. От ее недостатка появляются признаки хлороза, кончики листьев белеют, растения не образуют семян. Медные удобрения дают значительный эффект на торфяных почвах.

Цинк необходим для образования завязи, для роста и развития растений. Большинство почв обеспечено цинком, однако от его недостатка иногда страдают плодовые деревья, цитрусовые, а из полевых культур — кукуруза, соя, фасоль. Эти растения отзывчивы на цинксодержащие удобрения.

Молибден участвует в синтезе белков. Молибденовые удобрения увеличивают урожай люцерны, клевера, сахарной свеклы, томатов и других культур. Их вносят в почву вместе с семенами или раствором молибденовых соединений опрыскивают растения.

Кобальт усиливает деятельность клубеньков на корнях бобовых культур. Кобальтсодержащие удобрения добавляют к другим удобрениям или обрабатывают ими семена.

Для эффективного применения тех или иных удобрений необходимо использовать почвенные карты, картограммы содержания доступных растениям элементов питания, картограммы кислотности и другие материалы почвенно-агрохимических обследований.

Плодородие почвы | Окружающая среда, земля и вода

Чтобы растения были здоровыми, они нуждаются в постоянном поступлении питательных веществ из почвы.

В относительно больших количествах требуются макроэлементы:

• азот (N)
• фосфор (P)
• калий (K)
• сера (S)
• кальций (Ca)
• магний (Mg).

Другие питательные вещества требуются в небольших количествах. Они известны как микроэлементы или микроэлементы и включают:

• медь (Cu)
• цинк (Zn)
• железо (Fe)
• марганец (Mn)
• бор (B)
• молибден (Mo).

Нехватка или отсутствие любого из этих важных питательных веществ может серьезно повлиять на рост растений. Слишком большое количество питательных веществ может быть настолько же вредно, насколько и недостаток.

Факторы влияния

На доступность питательных веществ влияет pH почвы. Например, в очень кислых почвах марганец и алюминий могут присутствовать в токсичных концентрациях.

Испытание, демонстрирующее важность фосфора для роста растений. Обратите внимание на разницу в росте растений между горшком слева, в который был добавлен фосфор, и горшком справа, в котором почва недостаточна для фосфора. Все остальные питательные вещества были добавлены, чтобы гарантировать, что только фосфор ограничивает рост растений.

Питательный статус почвы может быть определен с помощью лабораторного анализа почвы или анализа тканей растений, которые в ней растут.

Естественное плодородие почвы во многом зависит от исходных материалов, из которых образовалась почва, и исходной растительности. Питательные вещества содержатся в почве в виде электрически заряженных ионов, которые могут быть положительными (катионы) или отрицательными (анионы).

По мере прорастания корней в почве они вступают в контакт с катионами и анионами (удерживаемыми в почве или растворенными в воде), и питательные вещества активно усваиваются растением.

Количество питательных веществ, доступных в почве, зависит от взаимодействия между:

• свойствами почвы — pH, текстура и различные глинистые минералы могут влиять на плодородие почвы
• Биология почвы — организмы, живущие в почве, разлагают вещества животного и растительного происхождения в формы питательных веществ, которые могут быть использованы растениями
• почвенное органическое вещество — важно для удержания питательных веществ до тех пор, пока они не будут поглощены растениями
• почвенная вода — вода в порах почвы переносит питательные вещества к корням растений
• удобрения — избыток определенное питательное вещество может препятствовать усвоению других.

Важность плодородия почвы

Во всех сельскохозяйственных системах значительные количества питательных веществ со временем удаляются из собранных продуктов.

Потери питательных веществ за пределами участка могут также происходить из-за эрозии почвы, стока, вымывания и сжигания пожнивных остатков.

Газообразные потери азота могут происходить в результате денитрификации и улетучивания.

Обычная реакция руководства на удаление или потерю питательных веществ — это внесение удобрений.

Когда удаление питательных веществ превышает поступление питательных веществ, запасы питательных веществ в почве истощаются, и в конечном итоге урожайность сельскохозяйственных культур снижается.

Когда поступление питательных веществ превышает потребности сельскохозяйственных культур, уровни питательных веществ в почве повышаются. Затем может происходить перемещение питательных веществ за пределы участка, вызывая загрязнение грунтовых и поверхностных вод из-за присутствия азота и фосфора в стоках и их прикрепления к отложениям.

Какие факторы влияют на плодородие почвы?

При выращивании растений и сельскохозяйственных культур в рыхлом слое почвы важное значение имеет плодородие почвы.Ожидание выращивания растений и сельскохозяйственных культур в качестве пищи как для людей, так и для домашнего скота в значительной степени зависит от здоровья почвы и правильного удобрения.

Однако плодородие почвы — это понятие, с которым не все знакомы. Для обычного человека с ним просто обращаются как с частью земли и выращивают растения, деревья и урожай. Мало что известно о том, что есть определенные факторы, которые действительно влияют на фактический успех их производства.

Общее состояние почвы во многом зависит от этих факторов.Из него мог быть либо хороший урожай, либо растениеводство, либо вообще не получиться. В этой статье мы обсуждаем плодородие почвы, а также ее продуктивность. Мало того, мы глубже погрузимся во влиятельные и влияющие факторы плодородия почвы .

Плодородие и продуктивность почвы

По определению, плодородие почвы показывает способность почвы обеспечивать нужное количество и баланс питательных веществ, от которых будет зависеть рост сельскохозяйственных культур и растений.Чтобы оптимизировать растениеводство, важно поддерживать плодородную почву с правильным сочетанием питательных веществ для растений, а также с оптимальным pH почвы.

Продуктивность почвы во многом зависит от плодородия почвы. Он показывает способность почвы поддерживать рост растений и культур в оптимальных условиях. Поскольку это зависит от плодородия почвы, для высокой продуктивности почвы потребуется ее надлежащее удобрение.

Однако имейте в виду, что на продуктивность почвы могут влиять и другие факторы, помимо плодородия почвы.Даже если почва плодородная, уровень продуктивности может быть нарушен присутствием сорняков и даже некоторыми методами ведения сельского хозяйства.

Факторы, влияющие на плодородие почвы

pH почвы — После тестирования почвы вы определяете существующий уровень pH почвы. Наряду с этим вы обнаружите доступные питательные вещества, которые можно использовать для посадки сельскохозяйственных культур.

Органическое вещество — Вы также можете повысить плодородие почвы, определив наличие определенных органических материалов, содержащих в себе питательные вещества. Их можно повторно использовать для следующего цикла выращивания.

Содержание влаги — Количество влаги, находящейся в почве, также может влиять на ее плодородие. Фактические питательные вещества можно найти в почвенном растворе, а не в твердой матрице. Поэтому желательно использовать почву с более высоким содержанием влаги, чтобы увеличить и обеспечить ее плодородие.

Содержание глины — По содержанию глины в почве определяется емкость катионного обмена (CEC).В почве с более высоким CEC содержится больше питательных веществ, чем у его противоположности. Низкий CEC указывает на возможность легкой потери питательных веществ при вымывании.

Насыпная плотность — Плодородие почвы также зависит от ее насыпной плотности. Как показывает практика, используемый грунт не должен уплотняться. Или же он может легко препятствовать проникновению корней. Если это произойдет, корням будет сложно доставить необходимые питательные вещества.

Компания Precision Agronomics расположена по адресу 9438 West SR 28 в Западном Ливане, штат Индиана, и с гордостью обслуживает: Маршфилд, Джонсонвилл, Фостер, Стоун-Блафф, Бисмарк и прилегающие районы.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию!

Биологическое плодородие почвы | Информационные бюллетени

Ключевые моменты

• Плодородие почвы зависит от трех основных взаимодействующих компонентов: биологического, химического и физического плодородия.
• Почвенные организмы улучшают плодородие почвы, выполняя ряд полезных для растений функций. В этой статье рассматриваются шесть из этих функций.
• Некоторые методы управления могут помочь улучшить и сохранить биологическое плодородие почвы.

Высвобождение питательных веществ из органических веществ

Почвенные микроорганизмы (рисунок 1) ответственны за высвобождение питательных веществ из органических веществ. Когда микроорганизмы разлагают органические вещества, они используют углерод и питательные вещества из органических веществ для собственного роста. Они выделяют излишки питательных веществ в почву, где они могут быть поглощены растениями. Если органическое вещество имеет низкое содержание питательных веществ, микроорганизмы будут брать питательные вещества из почвы для удовлетворения своих потребностей.
Например, внесение в почву органических веществ с соотношением углерода к азоту ниже 22: 1 обычно увеличивает содержание минерального азота в почве. Напротив, внесение органических веществ с соотношением углерода к азоту выше 22: 1 обычно приводит к тому, что микроорганизмы поглощают минеральный азот из почвы (Hoyle et al. 2011).

Рис. 1: Колонии бактерий в почве показаны голубым цветом, каждая бактерия размером примерно 1 микрон.(Изображение: Karl Ritz)

Фиксатор атмосферного азота

Симбиотическая азотфиксация является важным источником азота для сельского хозяйства Австралии и может составлять до 80% от общего количества азота (Unkovich 2003). В симбиозе ризобии или брадиризобии фиксируют газообразный азот из атмосферы и делают его доступным для бобовых растений. Взамен они получают углерод из бобовых культур. Симбиоз очень специфичен, и для каждого бобового растения требуются определенные виды ризобий и брадиризобий.Для получения дополнительной информации см. Информационный бюллетень «Бобовые и азотфиксация».

Повышение доступности фосфора

Большинство сельскохозяйственных растений (кроме люпина и канолы) образуют симбиоз с арбускулярными микоризными (AM) грибами (рис. 2), которые могут увеличивать поглощение фосфора растением. Нити гифов AM-грибов простираются от корней растений в почву и имеют доступ к фосфору, недоступному для корней растений. AM-грибы могут обеспечивать растения фосфором, а взамен они получают углерод, необходимый для роста.
Важно отметить, что этот симбиоз полезен для растений только тогда, когда доступного фосфора в почве недостаточно для нужд растений. Повышение доступности фосфора может быть особенно полезным для почв, фиксирующих фосфор в Австралии, которые широко распространены и могут хранить 100 кг фосфора на гектар (Cornish 2009).

Рис. 2: Микоризные грибы, растущие в клетках растений, где они образовали древовидные структуры (арбускулы), которые позволяют переносить фосфор от грибов к растениям.(Изображение: Линетт Эбботт).

Разлагающие пестициды

Разложение сельскохозяйственных пестицидов в почве в основном осуществляется микроорганизмами. Некоторые микроорганизмы в почве производят ферменты, которые могут расщеплять сельскохозяйственные пестициды или другие токсичные вещества, добавленные в почву. Время, в течение которого эти вещества остаются в почве, зависит от того, насколько легко они разлагаются микробными ферментами.

Борьба с патогенами

Некоторые микроорганизмы и почвенные животные заражают растения и снижают урожайность растений.Однако многие организмы в почве контролируют распространение патогенов. Например, присутствие некоторых патогенных грибов в почве снижается некоторыми простейшими, которые потребляют патогенные грибы. Пищевая сеть почвы содержит множество подобных взаимосвязей, которые уменьшают количество патогенов растений.

Улучшение структуры почвы

Биологические процессы в почве могут улучшить структуру почвы. Некоторые бактерии и грибы при разложении органических веществ производят вещества, которые химически и физически связывают частицы почвы в микроагрегаты.Нити гиф грибов могут сшивать частицы почвы, помогая формировать и поддерживать агрегаты (рис. 3). Один грамм почвы может содержать несколько километров грибковых гиф (Young and Crawford 2007). Кроме того, почвенные животные увеличивают поры, прокладывая туннели через почву, и увеличивают агрегацию, заглатывая почву.

Рисунок 3: Гифы грибов (показаны синим цветом), распространяющиеся через почву (изображение Карла Ритца).

Управление биологическим плодородием почвы

В настоящее время мы меньше понимаем, как методы управления влияют на биологическое плодородие почвы, чем как они влияют на химическое и физическое плодородие почвы. Однако описанные ниже методы управления могут помочь улучшить и сохранить биологическое плодородие почвы.

1. Свести к минимуму эрозию, поскольку почвенные организмы преимущественно расположены в поверхностных слоях, которые легче всего поддаются эрозии.
2. Поддерживать или увеличивать содержание органических веществ в почве, поскольку они являются важным источником углерода, энергии и питательных веществ для почвенных организмов.
3. Используйте разнообразные севообороты, поскольку они приводят к разнообразному поступлению органических веществ и разнообразию популяций почвенных организмов.
4. Выберите азотфиксирующие бактерии, которые подходят растению-хозяину и могут переносить характеристики вашей почвы (например, pH), поскольку азотфиксирующие бактерии образуют специфические ассоциации с бобовыми.
5. Учитывайте выделение питательных веществ из органических веществ при определении внесения удобрений.
6. Использовать удобрения, которые дополняют деятельность арбускулярных микоризных грибов, поскольку они только увеличивают усвоение фосфора растениями в почвах с дефицитом фосфора.
7. Выберите севообороты и методы управления, которые снижают пригодность почвы для патогенов растений.
8. Будьте терпеливы, поскольку биологические процессы в почве требуют времени для развития.

Знаете ли вы?

• В горстке почвы организмов больше, чем людей на Земле, но большинство из них можно увидеть только под микроскопом.
• Вес организмов на поверхности 10 см возделываемой почвы на юге Австралии может достигать 2 т / га.
• Около четверти всех организмов в сельскохозяйственной почве находится на поверхности 2 см почвы.
• В любой момент времени большинство почвенных организмов (> 70%) неактивны, поскольку почвенные условия обычно не являются оптимальными.
• Хотя существует несколько видов нематод-вредителей, существует более 95 видов, не являющихся вредителями (рис. 4).

Рисунок 4: Почвенная нематода, не являющаяся вредным организмом (изображение Карла Ритца).

Дополнительная литература и ссылки

Cornish PS (2009) Управление фосфором на обширных органических фермах и фермах с низким уровнем потребления.Земледелие и пастбищные науки 60: 105 — 115.

Янг И.М. и Кроуфорд Дж. В. (2004) Взаимодействия и самоорганизация в комплексе почва-микроб. Наука 304: 1634 — 1637.

Хойл Ф.К., Болдок Дж. А. и Мерфи Д. В. (2011) «Почвенный органический углерод — роль в системах богарного земледелия: с особым упором на условия Австралии», в «Системы богарного земледелия», Springer Science-Business Media BV, Нидерланды.

Ункович (2003) «Давид и Голиаф: симбиотическая азотфиксация и удобрения в сельском хозяйстве Австралии», Труды 12-й австралийской конференции по азотфиксации. Glenelg, SA, сентябрь 2003 г.

Автор: Дженнифер Карсон (Университет Западной Австралии).

Этот информационный бюллетень gradient.org.au был профинансирован программой «Здоровые почвы для устойчивых ферм», инициативой Фонда природного наследия правительства Австралии в партнерстве с GRDC, а также регионами WA NRM Совета водозабора Avon и NRM Южного побережья. через инвестиции в Национальный план действий по солености и качеству воды и Национальную программу по уходу за землей правительства Западной Австралии и Австралии.
Главный исполнительный директор Департамента сельского хозяйства и продовольствия штата Западная Австралия и Университет Западной Австралии не несут никакой ответственности за халатность или иным образом, возникшие в результате использования или разглашения этой информации или любой ее части.

Посмотреть все информационные бюллетени

% PDF-1.4 % 86 0 объект > endobj xref 86 26 0000000016 00000 н. 0000000885 00000 н. 0000000958 00000 н. 0000001536 00000 н. 0000001691 00000 н. 0000001876 00000 н. 0000019166 00000 п. 0000019670 00000 п. 0000020185 00000 п. 0000038422 00000 п. 0000038636 00000 п. 0000038858 00000 п. 0000039038 00000 п. 0000041246 00000 п. 0000041432 00000 п. 0000041667 00000 п. 0000041737 00000 п. 0000042044 00000 п. 0000042287 00000 п. 0000042867 00000 п. 0000061807 00000 п. 0000078753 00000 п. 0000079359 00000 п. 0000079597 00000 п. 0000001109 00000 п. 0000001514 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 87 0 объект > endobj 88 0 объект 9 / ޏ {F? H) / U (@ zB & M-K7 Xb) / P -60 / V 1 / Длина 40 >> endobj 110 0 объект > транслировать `Smp + a [\ cjjOYTR ~ U5 & BY.@ \ | 𝆰pY $ q

Глава 2. Основы плодородия почвы

Сводка

Благодаря содержащейся в нем энергии, органическое вещество служит многим цели, как сами по себе, так и косвенно через почву организмы, которые он питает.

В большинстве случаев цель оптимального содержания органических почва должна учитывать ожидаемое содержание в ненарушенной государственный.

Через несколько циклов, в которых некоторые разновидности организмов питаются останки других людей и с помощью чисто химических реакций, органическое вещество проходит несколько стадий, каждая из которых имеет уникальный эффект на поставку питательных веществ и рост растений.

Следовательно, удобрения, содержащие органические вещества, должны получить признание за ценность его энергии при сравнении их с неорганические удобрения.

В большинстве почв биологическая активность ограничивается энергией, доступной из углеродистых органических остатков. По этой причине биологическая активность редко стимулируется удобрения; их использование должно быть рассчитано на подкормку сельскохозяйственных культур, а не для стимуляции биологической активности.

Однако накопление гумуса зависит от доступный азот.Если он подается, но достаточно медленно, чтобы минимизировать потерь, большее количество гумуса может возникнуть в результате разложения органических иметь значение. С помощью упрощающих предположений можно оценить долю органических остатков, преобразованных в гумус.

Свежие органические остатки являются хорошим источником питательных веществ для растений, за исключением: в большинстве случаев кальций и магний. После разложения результат богат на азот, фосфор и сера, но с низким содержанием калия.

Ценность органических веществ

Органическое вещество — это объединяющий элемент в почве, имеющий заметную влияние на почвенные организмы, рост растений и на физический свойства почвы.Мы можем рассматривать почву как печь для жизнь, в которой органическое вещество — топливо, почвенные организмы — огонь потребляя топливо, а питательные вещества для растений — это пепел горение. Костру не нужны спички, только топливо и небольшое количество воздуха и воды; он энергичен при первом добавлении остатков, но замедляется до тлеющего окисления, которое может длиться веками.

Хотя эта метафора может быть не хуже других, она не оправдывает ценность органического вещества. Органические вещества могут, например:

• привлекают и удерживают катионные питательные вещества и микроэлементы в доступном состояние, снижающее потери от выщелачивания;
• связывать частицы в агрегаты, создание зернистой структуры почвы, которая позволяет доступность воздуха к корням, капиллярное движение воды и проникновение корней через почву;
• впитывать воду;
• превращаются в витамины, гормоны и другие вещества которые стимулируют рост растений и почвенных организмов;
• подавлять рост сорняков.

В свою очередь, почвенные организмы могут:

• зафиксировать азот из воздуха;
• формируют симбиотические отношения с корнями растений, тем самым служа растение как продолжение в поисках минеральных питательных веществ;
• производят (как побочные продукты обмена веществ) витамины, гормоны роста, и органические кислоты, последние являются эффективным растворителем минералов;
• способствуют агрегации почвы и распределению питательные вещества, связывая органические вещества и минеральные частицы или питаясь растительными остатками, перемешивая их с почвой и формируя туннели и богатые питательными веществами фекалии;
• охотятся на возбудителей болезней растений;
• производят углекислый газ (побочный продукт метаболизма), который проходит через почву в атмосферу и становится источником поглощение углерода листьями растений.

Многие из этих моментов будут рассмотрены позже.

Энергетический индекс

Все преимущества органических веществ и почвенных организмов почва и рост растений происходят за счет топлива в органическом веществе и огонь от организмов. Огонь нужно сломать органических остатков и делают их питательные вещества доступными для растений.

Органическое вещество содержит больше энергии, чем что-либо ценное для растений, но мало кто считает его топливом для почвенная печь.

Фактически эта энергия снижает потребность в удобрениях на облегчая хранение воды, фиксация азота, растворение и накопление минералов, легкое движение корни через превосходную структуру почвы и производство роста гормоны и витамины. В обеспечении подходящей среды для хищников, это снижает потребность в пестицидах. В поощрении разнообразие почвенных бактерий, питающихся семенами сорняков, подавляет обилие сорняков [4].

Энергия имеет ценность, и органическое вещество должен получить кредит за это значение.Причитающийся кредит оправдывает стоимость производства и переработки остатков. Это позволяет оценить потеря истощенной почвы и ценности органических удобрения 1.

Один из способов количественной оценки энергии в органических пожнивных остатков или удобрений для создания энергетического индекса: определить количество мазута с таким же количеством энергия. Приложение Б. Энергетический индекс содержит вывод предлагаемый указатель, примененный в этой книге.

Как будет работать такое определение? Потенциальная энергия топлива №2 нефть составляет около 140000 БТЕ / галлон.Мы можем сравнить это значение с энергетическая ценность органического вещества. Энергия высвобождается окисление углерода до диоксида углерода. Например, тонна свежий коровий навоз с 20% органических веществ имеет такое же количество энергии как 20 галлонов мазута №2. Если мазут стоит 1 доллар США / галлон2, тонна этого навоза стоит 20 долларов за его энергию в дополнение к ценности его питательных веществ.

Другие примеры:

• Каждый 1% органического вещества почвы содержит столько же энергии, сколько 1200 галлонов мазута на акр
• Примерно 80 фунтов свежих кухонных отходов имеют столько же энергии как один галлон масла
• 40-фунтовый тюк сена содержит энергетический эквивалент 1.6 галлоны масла; такое сено по цене 1,25 доллара за тюк по сравнению с нефтью по цене Рыночная стоимость 1 доллара за галлон примерно равна стоимости энергия, которую он содержит.

В предложении действительно есть недоработки. Энергия легче извлекается из зеленых удобрений чем из древесной щепы. Некоторые остатки, такие как навоз и компост, попадают в уже частично разложился, а потерянная энергия была обменена на полезные органические побочные продукты.

Некоторые люди будут оспаривать утверждение, что энергия в органических Остатки имеют такую ​​же ценность для сельского хозяйства, как и энергия в виде мазута.Доказать или опровергнуть это будет сложно, поскольку справедливость цены на нефть, стоимости сельскохозяйственных земель и заработная плата фермера основана на экономическом и политическом противостоянии а не моральные или долгосрочные соображения.

Однако мы не только начинаем осознавать преимущества органических веществ, но также и затраты, связанные с получением выгод игнорируется в пользу краткосрочной прибыли. Мы знакомы с потерей качества и урожайности эродированных почв Среднего Запада и массивных техника, необходимая для обработки проблемных почв в Калифорнии. Мы знаем что почвы в юго-восточных штатах и ​​в некоторых районах Новой Зеландии Йорки помещены на карантин из-за присутствия вредителей в условиях эпидемии. пропорции.

Когда удобрения добавляются без добавления энергии компенсировать потерю органического вещества, которая неизбежно возникает в результате выращивание и удаление урожая, почва портится, и Стоимость предотвращения порчи — это стоимость энергии, необходимой для поддерживать органическое содержание.

Может быть лучшая мера стоимости этой энергии, но в настоящее время мазут является удобная основа для расчета энергии, так почему бы не сравнить ее с энергия в почве? В любом случае нет ничего идеального, и вот один способ отдавая должное органическим материалам за их неотъемлемый вклад в почву.

Итак, определение индекса энергии, используемое в этой книге, — это число галлонов мазута № 2, который содержит такое же количество энергии, как тонна органических удобрений. Он сведен в таблицу части II и III с целью сравнивая ценность удобрений.

Оптимизация органических веществ

Какое оптимальное содержание органических веществ в почве? Может ли почва тоже много органического вещества? Это вопросы, которые сложно ответ, отчасти потому, что их трудно определить.Что имеется в виду под оптимальное и органическое содержание? Слово оптимальный может означать оптимальный биологическая активность, оптимальное количество или баланс питательных веществ, минимальные трудозатраты или оптимальная прибыль и ведомость убытков. В принципе, это должно означать, что объединяет все эти значения, но некоторые могут иметь больше важность, чем другие. Термин органическое содержание также не ясен. Он включает в себя различные остатки от сырого помета до сильно стабилизированный перегной.

Одним из критериев оптимального содержания органических веществ является уровень гумуса в ненарушенной почве.Это зависит от условия окружающей среды; уровень гумуса некоторой кислоты Новый Почвы Англии, например, часто составляют около 10%, а в пустынных районах меньше 1%. В течение нескольких лет потери культивирования привели к путем воздействия на органические вещества воздуха приводят к новому равновесию.

Скорее всего, поддержание содержания органики в обрабатываемой почве на уровне примерно половина его естественного уровня — разумная цель. Более высокий органический контент может быть лучше, но стоит ли это дополнительных усилий бороться с естественными процессами сомнительно, за исключением интенсивно управляемый сад.

Даже у этого руководства есть ограничения. Например, гравийная почва вероятно, потребуется гораздо больше органического вещества, чем может накапливаться естественно, в разумный геологический период времени.

Кроме того, оптимальный уровень органического вещества может зависеть от степени его разложения. А песчаная почва нуждается в органических веществах для удержания воды и питательных веществ. Для этого требуется достаточно хорошо разложившееся органическое вещество; свежий растительные остатки скорее отталкивают воду, чем поглощают ее 3, а свежие остатки обладают низкой способностью удерживать питательные вещества.

Напротив, глинистая почва уже имеет высокую емкость для удержания воды и питательных веществ; его наиболее важным требованием является что-нибудь, чтобы открыть почву. Либо свежие остатки, либо гумус может делать это с помощью разных механизмов, но большая краткосрочная выгода должна исходить от свежих остатков.

В теплом климате происходит быстрое разложение почвы и органическое вещество стабилизируется за относительно короткое время, поэтому свежие остатки имеют тенденцию быть более важным. В холодном климате органическое вещество имеет меньше шанс стабилизации, и хорошо разложившееся органическое вещество находится на премиум.

Вопрос о том, является ли органическое вещество чрезмерным, подразумевает возможность неблагоприятного воздействия на почву. Как и в случае с вопрос об оптимальном органическом содержании, ответ может больше зависеть от состояние разложения органического вещества, а не количество. Нет Практические доказательства, кажется, существуют, что превышение перегной вреден. Нет и универсального указание на то, что избыток свежих остатков вреден — многие люди сад удачно с массивной мульчей из сена.

Однако возможно отрицательное воздействие чрезмерного количества нестабильных остатков:

1. баланс питательных веществ может быть плохим: высокий Соотношение C / N или высокое соотношение калий / магний
2. некоторые из исходных побочных продуктов свежих остатков могут быть токсичными для саженцы
3. насекомых-вредителей может привлекать почва с высоким содержанием свежие влажные остатки
4. свежие остатки вместе с растворимыми азотными удобрениями способствовать потере азота денитрификация.

Ценность органических веществ в удобрениях

Органическое вещество является главным образом источником азота, фосфора, и сера — питательные вещества, в которых нуждаются почвенные организмы и сохранить. Эти питательные вещества постепенно становятся доступными в виде органических веществ. продолжает разлагаться. Больше всего кальция, магния и калий в разлагающихся органических остатках выбрасывается почвой организмы.

Природа органического вещества

Многие утверждения здесь и далее в книге будут зависеть от понимание органического вещества.Однако одна проблема заключается в том, что современные знания не совсем ясны ни о том, что такое органическое вещество, ни разные точки зрения, которые легко интегрировать. Обсуждения в этом глава, да и вся книга, посвященная органическому веществу, являются попытаться интегрировать разные точки зрения, поскольку это возможный. Основные ссылки: [15] и [83], хотя [17] иногда бывает полезным.

Органическое вещество в почве представляет собой подстилку или остатки на различных стадиях разложение и преобразование.Обычно они делятся на два контрастные группы: сочный материал, часто богатый азотом и связаны с быстрорастущими растениями; и жесткий, волокнистый углеродистый материал, связанный со зрелыми растениями. Последний имеет высокое содержание лигнины; оба с высоким содержанием углеводы. Примеры: сидераты, обрезки сена и травы сочные, не древесные остатки; солома, древесина и кора имеют высокое содержание лигнина содержание.

Скорее всего, именно медленная скорость разложения привела к лигниновая теория гумуса, которая утверждает, что гумус в основном лигнины, которые не разложились.Фактические доказательства, однако был слабым, и теория не могла объяснить тот факт, что гумус имеет такое же соотношение углерода / азота и такие же уровни минералов, как и почвенные микроорганизмы.

Это возражение привело к теории микробного синтеза. Это постулирует, что гумус — это остатки почвенных организмов [15]. Соответственно равные количества органические остатки, независимо от содержания в них лигнина, в конечном итоге в результате получится равное количество гумуса, хотя древесные остатки будут требуется больше времени, чтобы сломаться.

Однако совсем недавно теория лигнина была возрождена новые доказательства с использованием методов радиоактивного угля. Это указывает на то, что микробная ткань происходит примерно из того же количество одревесневших и недревесных остатков. Но чем больше часть древесного материала превращается в гумус; в то время как большая часть недревесного материала окисляется до углерода диоксид [83] и является основным источником энергия для метаболической активности.

С некоторыми компромиссами с обеих сторон, две теории совместимы, потому что теория лигнина предполагает, что такое гумус, и теория микробного синтеза пытается объяснить, как он производится.Компромисс необходим. Хотя перегной может быть преимущественно полученный из лигнинов, тем не менее значительное количество гумуса должен быть из недревесного материала; в конце концов, перегной действительно содержит большое количество азота и минералов, отсутствующих в лигнинах.

С другой стороны, производство гумуса не является полностью микробным. Материалы гумуса, произведенные микробиологически, могут связываться друг с другом химически, увеличивая размер и стабильность. Кроме того, не одревесневший материал также может химически связываться с гумусом, в результате из которых увеличивает стабильность нелигнина.

Таким образом, можно принять следующую модель образования гумуса: перегной развивается в результате разложения мертвых микробов, ткань которых состоит как из древесных, так и из недревесных материалов. Жизнь микробы, атакующие мертвые ткани, используют обе части, но больше последний для энергии. Остались также части и того, и другого, но в первую очередь модифицированные древесные материалы, которые способствуют созданию бассейна гуминовых веществ. Со временем эти гуминовые вещества связываются с одним другой, растущий и стабилизирующийся дальше.

С помощью этой модели мы можем постулировать некоторые свойства органических вопрос, который может помочь в выборе лучшего сельскохозяйственного управления почва.

Например, мы можем визуализировать две стадии образования гумуса: начальное разложение органических остатков до точки, когда они неузнаваемы, и накопление гумус 4.

На первой стадии грибки являются заметными в разложении остатков, использование некоторых остатков для получения энергии, а некоторых для построения клетки ткань для роста и размножения.Их первоначальное господство находится на хотя бы частично потому, что они не только требуют меньше азота для клеток рост, чем другие микроорганизмы, но они единственные в своих способностях атаковать древесную ткань.

На втором этапе на первых кормящихся охотятся другие, различные организмы, или они умирают, когда запасы пищи заканчиваются, и их останки подвергаются нападению со стороны других. Таким же образом второе поколение распада приводит к третьему и все еще другому поколение. С каждым последующим циклом потребления и распада некоторые энергия удаляется, различные виды организмов процветают, и клеточные ткани этих организмов становятся все более стабильными и более устойчив к дальнейшим атакам и разложению.

На протяжении этого процесса потребления и трансформации свойства остатков меняются. Начальный нестабильность делает их химически и биологически активный. Они легко ломаются, поэтому их питательные вещества становятся легко доступными; они привлекают тяжелые металлы, поэтому они может хелатировать след elements5 и сделайте их доступными. В в то же время они могут задерживать избыточное количество токсичных металлов.

Такие Однако нестабильность также является недостатком. Многие из этих активных органические вещества растворимы в воде и легко выщелачиваются, ускоряя истощение почв, особенно во влажном климате.

Поскольку органическое вещество продолжает разлагаться, оно становится менее активным. Это не так влияет на хелатирование микроэлементов, и мало влияет на почву структура 6. Его ценность заключается в азоте и содержащиеся в нем минералы, которые в конечном итоге становятся доступными, и в его возможность буферизации 7.

Требования к биологической активности

Условия, необходимые для разнообразного сочетания жизнедеятельности в почве, — теплые почва, достаточная влажность и дренаж, а также pH почвы выше 6. Эти условия также обеспечивают высокую биологическую активность. И разнообразие, и высокая активность важны для достижения преимуществ. органического вещества.

Те же условия, которые улучшают жизнь почвы, обычно дают максимальное рост растений, хотя бывают и исключения. Наиболее частое исключение это требование pH. Черника, азалии, рододендрон и др. растения развивались в очень кислых почвах и плохо растут при pH выше 6. Многие сорта картофеля подвержены парше, которая наиболее заметно при pH выше 6.Песчаные почвы вдоль Атлантики побережье и юг испытывают трудности с поставками марганца, когда pH намного выше 6.

Однако некоторые из этих побочных эффектов более высокого pH могут быть контролируется. Например, в отношении картофеля есть свидетельства того, что подача свежих органических остатков без избытка азота будет снизить заболеваемость картофельной паршой, поощряя конкуренцию со стороны другие почвенные организмы. Более того, как обсуждалось в Глава 16. Микроэлементы , пищевая ценность картофель, вероятно, будет лучше на менее кислой почве из-за более высоких наличие молибдена.

На песчаных почвах органическая мульча будет поставлять марганец и другие следы элементов, а также снизить потери от выщелачивания.

На практике углерод всегда является элементом, ограничивающим биологическую активность в сельскохозяйственных почвах, даже если он может быть в избытке. Это не просто количество, но и природа органического вещества, которое определяет ограничивающий фактор. Древесный материал настолько устойчив к разложение, что скорость разложения в почве достаточно низкая, чтобы позволить существующие резервы для подачи азота, необходимого для удовлетворения требовать.

Для большинства почв отношение C / N находится в диапазоне от примерно от 8 (8: 1) до 14 (14: 1). Следовательно, почва богата азотом. по сравнению с углеродом. Хотя большая его часть находится в относительно стабильном гумусе, становится достаточно, чтобы дополнить то, что предлагают остатки. Древесные остатки содержат мало азота, но скорость их распада низкая. достаточно, чтобы при необходимости были доступны запасы азота.

Опилки являются примером. Если 1% опилок хвойных пород вносится в почву, содержащую 1% органических веществ, азотные удобрения не увеличивает скорость разложения.Это потому, что смолы в древесине хвойных пород замедляют процесс разложения до что организмы могут легко удовлетворить свои потребности в азоте.

Однако при добавлении 1% опилок лиственных пород азотные удобрения могут увеличить скорость разложения, но достаточно удобрений, чтобы уменьшить соотношение углерод / азот в опилках только от 500 до 35 увеличивает скорость разложения примерно на 50% 8.

В поле 1% опилок составляет слой примерно 1/2 дюйм толщиной превратился в почву.Обычно сырые, необработанные опилки не возделывается в почву, а разбрасывается как мульча; в таком случае почва подвергается воздействию гораздо меньшего количества за один раз.

Следовательно, добавление азотных удобрений для увеличения биологического активность и ускорение разложения углеродистых остатков не стоит. На самом деле это расточительно, если азот растворим. или легко доступны, потому что, вероятно, будет потеряно при денитрификации 9.

Проблема не в питании почвенных организмов, а в питании растений.Если углеродистые остатки перерабатываются в почву, большая часть азота которые в противном случае могли бы быть доступны для растений, вместо этого будут иммобилизован в клеточной ткани почвенных организмов. В итоге биологическая активность сжигает достаточно углерода, чтобы высвободить азот; но это задерживает доступность растений.

Следовательно, азотные удобрения необходимы на подходящее время для растений, а не для почвенных организмов. Если остатки осенью превращаются в почву, азот нужно вносить только в весной ради урожая.

Других питательных веществ в гумусе — фосфора, серы — еще меньше. вероятно, будет ограничением биологической активности.

Обновление и сохранение гумуса

Даже если азот удобрений не нужен для биологическая активность, возможно увеличение количества гумуса произведено. Эффективность увеличения зависит от двух факторы: скорость, с которой азот становится доступным для потребления и характер остатков.

Азот является якорем для клеточной ткани.Дополнительный азот производит соответствующую добавку в росте живых организмы; после смерти организмы вносят свой вклад в запас гумуса. Однако для эффективного использования азота его доступность не должна происходят со скоростью, превышающей потребность. Это исключает использование растворимых удобрений. для эффективного увеличения гумуса [45].

Однако поток органических веществ — это динамический процесс; здесь нет такое понятие, как абсолютно стабильное состояние. Постоянная потеря гумуса биологической активности всегда происходит и должно быть заменены свежими источниками.

Следовательно, есть две цели: увеличить биологическая активность и строить перегной. Чтобы максимизировать биологической активности, нам необходимо адекватное тепло, аэрация, влажность, pH, близкий к нейтральному, растущие растения и органические остатки. К увеличить количество гумуса, нам нужны органические остатки как источник пищи для организмов и медленное, но неуклонное увеличение азот. Они, скорее всего, будут эффективны с минимальные потери гумуса при выращивании.

Пытаемся предсказать, сколько гумуса останется от внесение органических остатков — опасное мероприятие; есть нет четкой разницы между пожнивными остатками и перегноем, и даже перегноем продолжает деградировать.Основная проблема — выбор соотношения C / N. при котором остатки становятся достаточно стабильными, чтобы дальнейшее разложение могло измеряться месяцами или годами, а не днями или неделями.

Тем не менее, возможно, стоит попробовать, хотя бы для того, чтобы получить представление о что случилось. Минимальное соотношение C / N в почвах составляет около 8. Поскольку 10 — круглое число, удобное в использовании, выберем его в качестве критерии определения стабильного гумуса.

Если мы начнем с коровьего навоза, имеющего отношение C / N равное 20 и влажностью 80%, а если 25% от исходной азот остается для накопления гумуса, затем окончательное количество гумуса будет около 1/40 от веса оригинала навоз 10.

При этих допущениях, внесение 10 тонн коровьего навоза на акр должно привести к добавлению гумуса около четверти тонны на акр. Вес среднего пахотного слоя почвы около 1000 тонн / акр. Таким образом, 10 тонн навоза должны увеличить содержание гумуса на около 1/4000. При такой годовой норме внесения потребуется 40 лет. увеличить содержание гумуса на 1% 11.

Требуется много времени, чтобы нарастить перегной на истощенной ферме. Навоз можно разбрасывать с большей скоростью, и это может привести к более быстрому внесению удобрений. накопление гумуса, если потери азота не становятся слишком высокими; ставки повышаются иногда рекомендуется до 25 тонн / акр для выращивания кукурузы, и садовники могут распространять больше.

Органическое вещество могло бы быть увеличено быстрее в саду с использование сенной мульчи. Если начать с сушеного на воздухе сена на 16% влажность и соотношение углерод / азот около 40, и если мы предположим, как мы это сделали с навозом, что доступно 25% азота для образования гумуса мы обнаружим, что около 1/20 массы оригинальная мульча сохранится к тому времени, когда соотношение углерода / азота упадет к 1012.

Если сено в тюках разложить на глубину около 3 дюймов, общее количество сена было бы эквивалентно примерно 40 тонн / акр.Если приведенная выше оценка верна, это должно добавить около 2 тонн перегноя / акр, или около 0,2% при годичном внесении. Это тогда потребуется всего 5 лет, чтобы поднять органическое содержание на 1%, гораздо более оптимистичный результат, чем мы получили с расчетом навоза.

С другой стороны, мы сравниваем умеренное внесение навоза с массовым внесением сена; мы должны были бы вырастить 5-тонный урожай сена на 8 акрах земли, чтобы обеспечить 40 тонн сада площадью один акр. Более того, для того, чтобы мульча стала внесен в почву в виде перегноя.

Точно так же сидераты мало шанс увеличения гумуса. Дело в том, что голенища нет деревянистый может частично компенсироваться корнями. Несмотря на это, ожидать, что в течение нескольких недель вырастет достаточно органической массы на одном акр земли должен быть эквивалентен урожаю сена, выращенному в течение всего Сезон на 4-8 сотках должен показаться безосновательной надеждой.

Компост — третья альтернатива для увеличения гумуса содержание, но содержание азота в компосте и потери оценить гораздо труднее.Однако практически без ограничение нормы внесения, гумус можно увеличить быстрее и вероятно, безопаснее с компостом, чем со свежим навозом и перегноем. стабилизация может быть быстрее с компостом, чем с сеном.

Тем не менее, мы не получаем ничего даром. Делать также как мы могли бы с нашими 40 тоннами сена, нам пришлось бы компостировать эти 40 тонн без потерь азота; так что нам все равно понадобится полный урожай сено не менее чем с 8 акров земли для повышения уровня гумуса 1 акр на 0.2%. Однако одним из преимуществ компоста является то, что мы не нужно сено; подойдут любые отходы.

Какими бы достоинствами ни были эти расчеты, они должны быть достаточно хорошо, чтобы указать на медленное развитие гумуса процесс. Если еще учесть потери от обработки почвы, то результат заключается в том, что нам часто приходится много работать, чтобы оставаться в покое.

Дело, однако, не в том, чтобы отговорить людей работать увеличить гумус, но чтобы проиллюстрировать еще одним способом, насколько хрупки наши окружающая среда и потеря будущего использования ресурсов, разработанных на протяжении веков для сиюминутной выгоды.

Независимо от того, как долго это требуется, чтобы восстановить почву, кто-то должен когда-нибудь начать цивилизацию как мы знаем, он исчезнет.

Сводка

Воздух и вода необходимы для фотосинтеза, обмена веществ, роста структура растений и регулирование температуры.

Хорошая структура почвы обеспечивает движение воздуха и оптимальное использование доступная вода. В хорошо структурированной почве частицы почвы связанные вместе в небольшие агрегаты переменного размера. Структура почвы определяется различными физическими и биологическими процессами, которые влияют на формирование и стабилизацию агрегатов.

Важность кислорода и воды

Воздух и вода необходимы для хранения и высвобождения энергии в завод. Во время фотосинтеза энергия солнца улавливается листья растения. Энергия обеспечивает средства для расщепления углерода диоксид из атмосферы в углерод и кислород. Завод производит сахар из углерода, кислорода и воды для временное хранение энергии. В конце концов растение вырастает построение углеводов из сахаров.

Во время дыхания различные механизмы растений выделяют кислород к сахарам и углеводам.Это окисляет некоторые обратно до углекислый газ, в течение которого высвобождается накопленная энергия и используется в метаболических реакциях. Высвобождение энергии из окисление углерода — источник энергии для растений и почвы организмы; это та же энергия, которую мы получаем от сжигания мазута, торф и древесина.

Вода не только входит в состав сахаров, но и физические эффекты: заполняя клетки растений, он создает структуру, которая держит растение в вертикальном положении; без него растение увядает.Испарение воды из листьев охлаждает их, как нас охлаждает пот. Вода также переносит растворенные питательные вещества через корень. поверхность.

Вода обычно в какое-то время ограничивает рост растений. в период вегетации. Мелкокорневые культуры требуют особого внимание к воде из-за ограниченной способности корней собирать фосфор.

Установки не имеют механизма транспортировки газов. Итак, корням нужен независимый источник кислорода, чтобы использовать сахара, производимые листьями.Они получают его из воздуха, присутствующего в почвах.

Чем выше плодородие почвы, тем больше потребность в кислороде. А высокая плодородность приводит к большему росту растений и биологическому Мероприятия. Это приводит к учащению дыхания. Как дыхание увеличивается, поэтому увеличивается потребность в кислороде. Почвенные организмы конкурировать с корнями растений за доступный кислород, и в незначительной в аэрированной почве корням может не хватить. Недостаток кислорода корни низкорослый.

Оказывается, недостаток кислорода в почве — это еще не все.Утюг, марганец и медь более доступны для растений в их кислородно-дефицитное состояние. Фосфат двухвалентного железа более растворим, чем трехвалентный фосфат и может быть значительным источником фосфора.

Почти однако все почвы в какой-то момент в достаточной степени анаэробны. для получения необходимых преимуществ без необходимости намеренно вызвать такое состояние. Обычно более важной задачей является удовлетворение противоречивые потребности в достаточном количестве воды и кислорода.

Структура почвы

Важная функция почвы заключается в ее физическом характеристики.Почва поддерживает растение, позволяя перемещаться растущие корни, и он обеспечивает воздух и воду. Пресная дождевая вода переносит растворенный кислород, необходимый почве, поэтому почва должна быть достаточно пористый, чтобы обеспечить хороший дренаж и предотвратить попадание воды стоит и становится несвежим. Однако, если дренаж слишком быстрый, почва засушливая. Идеальный дренаж происходит в почве, содержащей открытые пространства различной площади; широкие пространства позволяют дренаж и доступ к кислороду; небольшие пространства задерживают воду и позволяют ей перемещаться по капиллярам действие.

Текстура и структура почвы влияют на размеры открытые пространства. Текстура относится к пропорциям песка, ила и частицы глины. Структура относится к степени, в которой частицы почвы связаны вместе. Эти двое иногда коррелированный; в чистом песке частицы совсем не связаны, а в глины они настолько прочно связаны, что образовавшаяся блочные куски можно разбить только с большим трудом.

Хорошая структура почвы важна по двум причинам:

1. он позволяет воде и воздуху проходить через почву
2. способствует развитию эффективной корневой системы за счет сведение к минимуму работы, необходимой для роста корневых волосков.

В свою очередь, хорошая корневая система может лучше кормить питательными веществами и водой. Хорошая структура почвы может заменить некоторые удобрения и орошение, которое в противном случае потребовалось бы.

Текстуру почвы изменить непросто, кроме как в небольшом масштабе. где песок может улучшить глинистую почву. Структура, однако можно изменить, поощряя формирование агрегаты разного размера. Мы часто говорим, что почва хорошая пахота или хорошая крошка или гранулированная структура, если это хорошо агрегированный.

Агрегация почвы происходит в две фазы, формирование и стабилизация. Формирование происходит за счет физического силы, такие как циклы замораживания и оттаивания или смачивание и сушка циклы. Они собирают частицы вместе, но без стабилизации. те же силы разобьют их.

Стабилизация может происходить как физически — грибами, окружающими агрегаты — или химически — с цементами из разлагающегося крахмала.

Корни растений способствуют как формированию, так и стабилизации.Корни проталкивание почвы и поглощение воды создают дифференциал давления, которые образуют агрегаты. И они отваливаются мертвые ткани, некоторые из которых разлагаются на цемент, связывающий агрегаты. Травы и злаки особенно эффективны при содействие хорошей структуре почвы благодаря разветвленной сети их корневая система.

Независимо от текстуры почвы, органические остатки имеют значительное влияние на структуру почвы. Они предоставляют сырье для цементов, которые связывают и стабилизируют заполнители почвы, и они стимулируют рост микроорганизмов и почвенных животных, которые способствуют общей стабильности.

Остатки с высоким содержанием углеводов лучше всего способствуют стабильному агрегаты [15], [83, глава 11]. Простые сахара также производят вяжущие вещества и быстрее, чем углеводы; но их стабильность хуже, потому что они больше легко подвергается дальнейшей биологической активности. Чем выше молекулярная масса цементирующего продукта, тем медленнее, но больше долгоживущий его эффект. В частности, целлюлоза производит больше всего стабильные агрегаты.

Можно привести аргумент в пользу утверждения о том, что наиболее важные сельскохозяйственная ценность органических остатков, хотя, конечно, не единственная во-первых, их влияние на структуру почвы.Альтернативы существуют коммерчески за другие преимущества, независимо от их достоинств: удобрения, пестициды, гормоны и др. Однако есть нет практического способа создать стабильную и эффективную структуру почвы без органических остатков; люди пытались и потерпели неудачу.

Для улучшения структуры почвы необходимы три метода:

1. поддерживать рост урожая в максимально возможной степени, чтобы стимулировать максимальное укоренение рост
2. рециркулируйте остатки, чтобы заменить потерянные углеводы биологическая активность, углеводы, которые необходимы для цементов, связывающих почвенные агрегаты
3. свести к минимуму нарушение почвы, которое уменьшит биологические разнообразия и ускорения разрушения структуры почвы и органических иметь значение.

Обработка почвы

Обработка почвы может улучшить структуру почвы за счет измельчения комьев, а также вносят свой вклад в силы, формирующие агрегаты почвы. Но обработка почвы также может быть опасным; когда почва слишком сухая, она разрушает агрегаты; когда слишком влажный, он уплотняет их.

Условия влажности особенно актуально на тяжелых глинистых почвах. Эти почвы при обработке почвы должен быть влажным, но не липким. Один критерий для оценка лучшего времени для обработки глинистой почвы состоит в том, что это должно быть достаточно высохнуть, чтобы человек мог ходить по нему без налипания почвы к сапогам.Другой — горсть земли, сжатая в комок. не должно вытекать лишняя вода и слегка крошиться когда выпущен.

Обработка почвы имеет тенденцию к высыханию почвы, поэтому ее необходимо тщательно рассчитывать. Повторное увлажнение, особенно после длительного периода высыхания, вызывает покраснение биологической активности, которая быстро окисляет органические вещества. Песчаные почвы страдают от неправильной обработки почвы, потому что им нужны органические вещества для удержания воды и питательных веществ, и глинистые почвы, потому что они теряют структуру почвы.

Помните о степени деградации рототилов. почвенная среда. Они иссушают почву; они взбивают и разбивать агрегаты; они разрушают капиллярность; самый компактный недра13; они уменьшают разнообразие микроорганизмов тем, кто способен выжить во временном враждебном среда; и они уничтожают дождевых червей и других почвенных животных.

Роторные машины особенно нецелесообразны в сухом климате, потому что они увеличьте частоту, необходимую для полива.Они также должны быть избегать при низком содержании органических веществ: хотя последующий выброс питательных веществ за счет повышенного воздействия кислорода может дать кратковременное польза для роста растений, результат ускоряет потерю органических иметь значение.

1 См., Например, таблицу 18. Сравнение азотных удобрений и обсуждение азотных удобрений в главе 10. Азот. [вернуться к тексту]

2 Как указано и обосновано в предисловии, указанные затраты являются репрезентативными по сравнению с 1990 годом [вернуться к тексту]

3 из-за натуральных восков, которые еще не разрушились [вернуться к тексту]

4 Это разделение декомпозиции на две стадии было отмечено Э.Э. Пфайффер в своих исследованиях приготовления компоста биодинамическими методами задолго до того, как наша нынешняя теория органического вещества стала важной, но эта теория помогает объяснить его наблюдение. [вернуться к тексту]

5 Глава 16. Микроэлементы [вернуться к тексту]

6 Глава 2. Основы плодородия почвы [вернуться к тексту]

7 Для обсуждения буферной емкости и катионного обмена см. Главу 14. Кальций и Ph. [вернуться к тексту]

8 [59].В этой статье не указано содержание органических веществ в используемой почве, но указано содержание азота 0,057%. При соотношении C / N 10 и содержании углерода 50% органического вещества рассчитанное содержание органического вещества составляет 1,1%. [вернуться к тексту]

9 Глава 10. Азот Раздел 10. Азот — потери. [вернуться к тексту]

10 Как правило, около половины азота в свежем навозе становится доступной растениям или теряется в первый сезон. По крайней мере, половина оставшегося азота станет доступной в течение следующих нескольких лет.Таким образом, для развития гумуса остается только четверть или меньше. Если мы предположим, что осталась одна четверть, то содержание углерода также должно упасть до одной четверти, чтобы поддерживать соотношение углерод / азот на уровне 20, и оно должно упасть до одной восьмой, чтобы соотношение углерод / азот упало до 10. , значение, которое мы определили для гумуса. Если навоз содержит 80% воды и 20% сухого вещества, то окончательное количество гумуса будет составлять 20% от 1/8 или 1/40 от веса исходного навоза. [вернуться к тексту]

11 Это может быть слишком консервативная оценка.Возможно, предположение о том, что соотношение C / N должно упасть до 10, прежде чем органические остатки станут достаточно стабильными, чтобы их можно было рассматривать как гумус, является слишком строгим, и, возможно, меньше азота доступно растениям и больше сохраняется для развития гумуса. Тем не менее, трудно понять, как можно ослабить допущения настолько, чтобы предсказать увеличение содержания гумуса на 1% менее чем за 20 лет. [вернуться к тексту]

12 Следуя тем же рассуждениям, что и в случае с навозом, мы обнаруживаем, что содержание углерода в разлагающемся сене упадет до 1/16 от первоначального значения.Влажность 16% означает содержание сухого вещества 84%, так что количество оставшегося гумуса составляет примерно 1/20 от веса свежего, высушенного воздухом исходного сена [вернуться к тексту]

13 Роторные культиваторы с горизонтальной осью вращения уплотняют почву за счет действия зубцов, которые прижимают почву вниз на нижнем конце вращения вокруг вала. Культиваторы с вертикальной осью вращения не уплотняют грунт, хотя в остальном они разрушительны. [вернуться к тексту]

Почва: фундамент сельского хозяйства

Александратос, Н.Мир продовольствие и сельское хозяйство: среднесрочные и долгосрочные перспективы. Труды Национальная академия наук США Америки 96 , 5908-5914 (1999).

Бернхард А. Азот Цикл: процессы, игроки и влияние человека. Знания о естественном образовании 2 , 12 (2010).

Бонгаартс, Дж. Хуман рост населения и демографический переход. Философские труды Королевского общества биологических наук 364 , 2985-2990, (2009) doi: 10.1098 / rstb.2009.0137.

Брэди, Н. К. и Вейл, R. R. Природа и свойства почвы, 13-е изд. Прентис Холл, 2002.

Brady, N.C. & Weil, R. R. Природа и свойства почвы, 14-е изд. Прентис Холл, 2008.

Brodt, S., et al. Устойчивое сельское хозяйство. Природа Образовательные знания 3 (2011).

Diamond, J. Guns, Микробы и сталь: судьба человеческих обществ .Нортон, 1999.

Эпштейн, Э. Аномалия кремния в биологии растений. Труды Национального Академия наук Соединенных Штатов Америки 91 , 11-17 (1994).

Харлан, Дж. Р. Сельскохозяйственные культуры и человек. Am. Soc. Агрон. и почвоведение. Soc. Am., 1992.

Havlin, J. L. et al. Плодородие почв и удобрения . 7 изд., 2005.

Гилель, Д. Из Земля: цивилизация и жизнь почвы .Калифорнийский университет Press, 1992.

Дженни, Х. Факторы Почвообразование . Макгроу-Хилл, 1941.

Йохансон, округ Колумбия, и Б. Эдгар. 2006. От Люси к языку: переработанное, обновленное и расширенное. Саймон и Шустер, Нью-Йорк.

Лал, Р. Эрозия почвы от тропические пашни и меры борьбы с ними. Успехи в агрономии 37 , 183-248 (1984).

Лутц, В., Сандерсон, В. & Щербов, С. Конец роста мирового населения. Природа 412 , 543-545 (2001).

Монтгомери, Д. Р. Грязь: Эрозия цивилизаций 90 653. Университет Калифорнии, 2007.

Монтгомери, Д. Р. Эрозия почвы и устойчивость сельского хозяйства. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 104 , 13268-13272 (2007) doi: 10.1073 / pnas.0611508104.

Мосс, Б. Загрязнение воды по сельскому хозяйству. Философские труды Королевского общества Биологические биологические Наук 363 , 659-666, DOI: 10.1098 / rstb.2007.2176 (2008).

Pimentel, D. et al. Экологические и экономические издержки эрозии почвы и выгоды от сохранения. Наука 267 , 1117-1123 (1995).

Pimentel, D. et al. Мировое сельское хозяйство и эрозия почв. Биология 37 , 277-283 (1987).

Прайс, T. D. & Гебауэр, А. Б. Последние охотники, первые фермеры: новые перспективы Доисторический переход к сельскому хозяйству .Школа американской исследовательской прессы (1995).

Pyne, S. Fire: A Brief История . Университет Вашингтон Пресс, 2001.

Шульце, Д. Г. в Минералы в почвенных средах , ред. J.B. Dixon & S.B. Сорняк. Сообщество почвоведения Америки, 1989.

Шварц, Г. М. и Николс, Дж. Дж. после коллапса: возрождение сложных обществ . Университет of Arizona Press, 2006.

Шарпли, А. Н., Хейгарт, П. М.И Джарвис, С. К. Введение: Сельское хозяйство как потенциал источник загрязнения воды. Сельское хозяйство, гидрология и качество воды , 4-5 (2002).

Певица, M. J. & Маннс, Д. Н. Почвы: Введение , 6-е изд. Pearson Education Inc., 2006.

Смит, Б. Д. Возникновение сельского хозяйства . Научная американская библиотека, 1995.

Sparks, D. L. Экологический Химия почв . Academic Press, Inc., 1995.