В этом разделе попробуем разобраться в основных характеристиках почв, в том, как правильно их окультурить и сделать пригодными для выращивания гладиолуса. Оценим целесообразность и необходимость внесения торфа, извести, навоза, минеральных удобрений.
Почвы сильно различаются по своим агрохимическим показателям не только в разных природно-климатических зонах, они могут отличаться даже в пределах одного участка. Поэтому для выращивания гладиолусов надо иметь основные знания о типах почв, их характеристиках и способах их улучшения. Развитие гладиолуса очень зависит от того, насколько хорошо вы обеспечите его влагой и воздухом. Конечно, хороший полив и рыхление помогут в этом, но важно, чтобы выполнению этих условий благоприятствовали и свойства почвы. Гладиолусу необходимы участки почвы, вода на которых, хорошо удерживается, но не застаивается. Почва должна быть рыхлой, структурированной, хорошо пропускать воду и воздух к корням гладиолусов.
Почвы различаются физическими и химическими свойствами.
Под физическими свойствами понимают:
Механический состав почвы в значительной мере влияет на ее плодородие и эффективность вносимых удобрений. По механическому составу почвы подразделяются на три группы:
Супесчаные почвы хорошо пропускают воду, но очень слабо её задерживают, в результате чего происходит быстрое вымывание питательных веществ. Эти почвы быстро прогреваются и содержат мало питательных веществ. Улучшение супесчаных почв нужно проводить за счёт глинования (внесение до 30 кг на 1 м2 глины, ила), внесения органических удобрений (для создания структуры), и постепенного внесения минеральных удобрений. Органические остатки перегнивают и образуют гумус, который как коллоидное вещество склеивает почву в неразмываемые водой комочки, улучшает ее структуру. Почва становится более влагоемкой, приобретает темный цвет, обогащается азотом, фосфором, а также железом, медью, серой и другими элементами. На песчаных почвах реакцию почвенного раствора изменить легче, чем на суглинистых и глинистых.
Суглинистые почвы по своему механическому составу являются промежуточными между супесчаными и глинистыми почвами. Легкие и средние суглинки наиболее пригодны для выращивания растений. Однако эти почвы нуждаются в регулярном пополнении питательными веществами.
Глинистые почвы имеют свойства неблагоприятные для развития многих культур. Они тяжёлые, плотные, содержат много воды, но большую её часть растения не могут использовать из-за недостатка воздуха. Эти почвы плохо прогреваются, при увлажнении заплывают. При высыхании на них образуется плотная корка, не пропускающая воздух к корням растения. Такие почвы улучшают с помощью внесения песка или перлита (до 30 кг на 1 м2), органики (компоста, мха, торфа, соломы, опавших листьев), извести или гипса.
Структурное состояние – не менее важный показатель почвы. Земля должна быть не распыленной, а связанной органическими веществами в отдельные комочки (0.5–5 мм), которые не размываются водой в результате обработки или полива. Структурная почва создается при накоплении гумуса, внесении органических удобрений, она обычно бывает рыхлой, быстро прогревается весной. Именно этим хороши черноземы. Из бесструктурной почвы вода испаряется (особенно в жаркую погоду) значительно быстрее и в большем количестве, чем из рыхлой.
Объемная масса (ОМ) – следующий важный качественный показатель почвы. Вес 1 см3 сухой почвы ненарушенного сложения в граммах. Ориентировочно ОМ можно определить так: Берут на участке из верхнего (20 см) слоя почвы 10–15 отдельных проб, хорошо перемешивают на бумаге или противне и насыпают в стеклянную банку либо стакан из толстого стекла. Емкость заполняют постепенно, в 4–5 приемов, постукивая дном банки о стол после добавления каждой новой порции почвы. Затем смесь высыпают на бумагу, тщательно просушивают на солнце (или у батареи, плиты) и взвешивают. Теперь легко вычислить ОМ, разделив вес почвы на объем использованной емкости. Хорошо окультуренные почвы (из верхних горизонтов) в зависимости от механического состава имеют ОМ 1–1.4 г/см3, слабоокультуренные могут быть тяжелее (1.5–1.7). Когда ОМ составляет 0.7–0.9 г/см3, то обычно говорят, что земля как пух. Она содержит много органических веществ, удерживает воду и обеспечивает достаточное поступление воздуха к корням растений. Чем ниже величина объемной массы, тем больше в почве органических веществ. В том случае, когда объемная масса меньше 0.6 г/см3, почва относится обычно к торфяному типу, то есть имеет органическое происхождение. Однако такие почвы, расположенные, как правило, в пониженных местах, высокой влагоемки и нуждаются в дренировании.
Характеристика почвы по её химическим свойствам включает:
Все эти показатели взаимосвязаны, их нужно учитывать при оценке плодородия земли. Реакция почвы (кислотность) оказывает сильное влияние на развитие растений, почвенных микроорганизмов, физико-химические процессы в почве, усвояемость растениями питательных веществ, эффективность вносимых удобрений. Удобрения, в свою очередь, могут подкислять или подщелачивать почвенный раствор. В природе дерново-подзолистые и некоторые торфяные почвы имеют рН 3–5, выщелоченные чернозёмы и серые, подзолистые почвы лесные почвы слабокислую реакцию (рН 5.5–6.5), у южных чернозёмов и каштановых почв значение рН приблизительно равно 7.5, у серозёмов рН около 8.5, на солонцовых почвах рН доходит до 9–10. На территории нашей страны присутствуют почвы с широким диапазоном рН. Разные растения по разному реагируют на значение кислотности почвенного раствора. На кислых почвах растения испытывают недостаток необходимого растениям кальция, молибдена. В то же время из почвенного поглощающего комплекса освобождаются анионы кремния, алюминия, железа, марганца, (от избытка алюминия страдает корневая система: корни укорачиваются, грубеют, ослизняются, количество корневых волосков уменьшается), макро и микроэлементы переходят в недоступную для растений форму. В кислых почвах плохо развиваются полезные микроорганизмы (нитрифицирующие и аммонифицирующие микробы, азотобактерии, бактерии разрушающие фосфорные соединения и т.д.) поэтому ухудшается азотное и фосфорное питание. На сильнокислых песчаных и супесчаных почвах может недоставать кальция и магния. На щелочных почвах растения могут испытывать недостаток в железе и марганце, реже в меди, цинке, кобальте. На кислых почвах использование минеральных удобрений не достаточно эффективно, а на сильнокислых – не даёт эффекта. Удобрения в свою очередь могут изменять реакцию почвенного раствора (см. Удобрения).
Так как соблюдение благоприятной кислотности почвенного раствора важно при культивировании гладиолуса (гладиолус растёт на слабокислых почвах, хорошо пpи pH 6.6–6.7 и достаточно хоpошо в диапазоне pH 6.5–6.8), рассмотрим вопрос кислотности почв подробнее. Реакция почвенного раствора определяется количеством находящихся в нём ионов водорода Н+ и гидроксильной группы ОН-. В одном литре чистой воды содержится по 10-7 ионов Н+ и гидроксида ОН-. Раствор, содержащий 10-7 ионов водорода считается нейтральным, но если раствор содержит 10-4 ионов водорода, то оно будет кислым. Концентрацию ионов водорода в растворе принято выражать условно символом рН (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов). Реакция почвы характеризуется величиной рН, которую определяют в лабораториях в водной (Н2О) или солевой (КСl) вытяжках. Значения рН КСl всегда на 0.5–0.8 единицы меньше, чем рН Н2О. Например, рН КСl 5.0, а рН Н2О 5.8.
В зависимости от величины рН по водной вытяжке, почвы подразделяются следующим образом:
|
5.1–6.9 |
слабокислая |
|
7 |
нейтральная |
|
7–9 |
щелочная |
|
9–11 |
сильнощелочная |
В почве наблюдается два вида кислотности: актуальная (действительная) и потенциальная (скрытая) кислотность.
Актуальная кислотность обусловлена водородными ионами, находящимися свободно в почвенном растворе. Она определяется в водной вытяжке. Данная кислотность возникает в результате содержания в почве минеральных и органических кислот и физиологически кислых удобрений а также за счёт обменных ионов водорода и алюминия вытесненных из почвенного поглощающего комплекса (ПК или ППК). Эти ионы освобождаются в результате применения удобрений, вымывания кальция, магния из ПК. Этот вид кислотности наиболее вреден для растений и полезной микрофлоры. (Можно измерять индикаторной бумажкой кислотность водной вытяжки, если почва не обладает, потенциальной кислотностью, насыщенных основаниями почвы кроме дерново-подзолистых почв и краснозёмов, а также для почв северной части чернозёмной зоны.)
Потенциальная кислотность возникает только при взаимодействии почвы с различными растворами. При взаимодействии с солями почва может выделять кислоту (ион водорода или алюминия) или поглощать основания. Почвы, содержащие в почвенно-поглощающем комплексе Ca+2, Mg+2, K+, NH+, Na+ получили название насыщенных основаниями, а почвы, у которых часть выше перечисленных ионов заменились на ионы водорода и алюминия называются почвами с ненасыщенными основаниями. Но между почвенно-поглощающим комплексом и почвенным раствором существует динамическое равновесие и происходит постоянное взаимодействие. Это равновесие постоянно смещается в результате тех или иных процессов: корневые волоски при дыхании выделяют в почву ионы Н+ и НСО3-, при воздухообмене появляется СО2, при нитрификации выделяется Н+ и NO3-, при внесении удобрений сразу же образуется большое количество различных ионов и т.д. Если почва не насыщена основаниями, то в поглощающем комплексе есть Н+ и Al+3,которые переходят в раствор и подкисляют его. Например, дерново-подзолистые почвы ненасыщенны основаниями и имеют в почвенно-поглощающем комплексе наряду с ионами Ca+2, Mg+2 ионы Н+ и Al+3. И чем больше в них последних тем кислее становится почвенный раствор. Наоборот чернозёмы насыщенны основаниями, поэтому они чаще всего имеют нейтральную реакцию. Получается, оба вида кислотности тесно связаны между собой, и при определённых условиях могут переходить друг в друга. При нитрификации может возникать азотная кислота с ионами Н+ и NO3+, но они поглощаются ПК, богатыми Ca+2, Mg+2, то есть актуальная кислотность переходит в потенциальную. Почва не подкисляется. В дерново-подзолистой почве такой переход невозможен, потому что они ненасыщенны основаниями. Потенциальную кислотность определяют с помощью внесения в почву различных солей. В зависимости от того какая соль применяется для её установления, она подразделяется на обменную и гидролитическую. Обменная кислотность возникает в результате взаимодействия нейтральной соли с коллоидами почвы. Многие почвы даже из числа дерново-подзолистых могут иметь нейтральную реакцию почвенного раствора (рН 7), то есть в таких почвах нет актуальной кислотности. Но при обработке их нормальным раствором нейтральной соли, например KCl, NaCl (pH 6.6), в солевой вытяжке количество водородных ионов Н+ и количество подвижного аллюминия Al возрастает и почва подкисляется. Обменная кислотность почв возрастает при внесении больших доз физиологически кислых удобрений – (NH4)2SO4, NH4Cl, KCl. Чтобы этого не происходило перед применением таких удобрений надо вносить известь или смешивать их с доломитовой мукой. Обменную кислотность можно установить обработкой пробы почвы раствором хлористого калия (KCl). На почвенный комок наносят 1–2 см3 нормального раствора хлористого калия с 2–3 каплями универсального индикатора. По окраске вытекающей жидкости (сравнивая её со шкалой) определяют кислотность. Обменная кислотность характерна для дерново-подзолистых почв и краснозёмов, а также для почв северной части чернозёмной зоны. Как правило, на этих почвах внесение органических и минеральных удобрений приводит к переходу в почвенный раствор ионов водорода и алюминия (Н+ и Al+3) и подкислению почвы. Если будет нейтрализована только актуальная кислотность, то благодаря обменной кислотности почва снова будет подкисляться. Особенно сказывается влияние обменной кислотности при внесении больших доз удобрений. Выделяемый алюминий токсичен для многих растений. В величину обменной кислотности входит и актуальная кислотность, следовательно, обменная кислотность всегда выше актуальной. Поэтому при внесении удобрений нужно добиваться нейтрализации не только актуальной, но и обменной кислотности. Гидролитическую кислотность определяют при обработке почвы гидролитически щелочной солью (например нормальным раствором уксуснокислого натрия – CH3COONa (pH 8.2). При этом в почвенный раствор из почыенно-поглощающего комплекса будет вытесняться водородный ион, который не вытеснялся при обработке нейтральной солью. Гидролитическая кислотность возникает в самом начале обеднения почвы основаниями. При дальнейшей потери оснований появляются также обменная и актуальная кислотность. Если в почве есть обменная кислотность, то она входит как часть в гидролитическую. Чернозёмы за исключением южных, имеют гидролитическую кислотность, хотя обменную могут и не иметь. Выщелоченные чернозёмы, более бедные основаниями, имеют гидролтическую и небольшую обмену кислотность. Ещё более бедные основаниями дерново-подзолистые почвы имеют значительную гидролитическую и сильно выраженную обменную кислотность, а также актуальную кислотность. Если нет обменной кислотности, гидролитическая не вредна для растений. Знание гидролитической кислотности важно при известковании, внесении фосфоритной муки. Реакция почвы изменяется под влиянием процессов идущих в почве(нитрификация, выделения жизнедеятельности микроорганизмов, выделение корневыми волосками ионов водорода и т.д.) изменяет реакцию почвенного раствора и внесение минеральных удобрений. Так при внесении физиологически кислых солей (NH4Cl, (NH4)2SO4 и др.) почвенный раствор подкисляется, а при использовании физиологически щелочных (NaNO3,Ca(NO3)2) происходит нейтрализация кислотности или подщелачивание почвенного раствора. При систематическом применении удобрения сдвиг кислотности может быть сильным. Возможность данного смещения зависит от содержания и состава обменных катионов в почвенно-поглощающем комплексе почвы. Чем больше степень насыщенности ППК основаниями (Ca+2, Mg+2) (чернозёмы и особенно карбонатные почвы), тем сильнее почва противостоит подкислению. На тяжёлых, богатых гумусом почвах кислотность изменятся слабо даже при внесении высоких доз кислых удобрений. Почвы не насыщенные основаниями (Ca+2, Mg+2) содержащие в поглощённом состоянии ионы водорода и алюминия (особенно песчаные и супесчаные дерново-подзолистые и краснозёмы) проявляют устойчивость к подщелачиванию. Из всего сказанного понятно, что необходимо регулирование кислотности почв.
В полевых условиях определить кислотность почвы можно с помощью карманного pH- метра, комбинированного карманного рН-метра – кондуктометра Combo pH и ЕС, аграрной мобильной лаборатории AMOLA. (подробнее можно ознакомиться на сайте одного из производителей этих приборов, например НПП «Эконикс»)
Для нейтрализации кислых почв применяют: гашеную известь, дефекат, доломитовую муку, известняк молотый (известковую муку) с медленным действием, известняк доломитизированный с еще более медленным действием, цементную пыль, известковый туф, мел молотый. Известь лучше вносить осенью под перекопку почвы и, как правило, под предшествующую культуру. Известь оказывает благотворное действие на состав почвы в течение 10 лет. Основным способом является известкование почв. При внесении извести (CaCO3) нейтрализация почвенного раствора происходит вследствие вытеснения кальцием из почвенного поглощающего комплекса ионов водорода и вследствие нейтрализации органических и азотных кислот, находящихся в почве. Внесение полной дозы извести устраняет актуальную и обменную кислотность, значительно снижает гидролитическую, увеличивает количество кальция в почве и насыщает ПК основаниями. Устраняя кислотность, известкование создаёт благоприятную среду для роста растений и развития микроорганизмов, улучшается структура почвы, воздухо и влаго проницаемость, уменьшается возможность образования корки на почве. Устраняется вредное воздействие избыточного алюминия, железа. Известкование на длительное время переводит фосфор в доступные для растений формы и обеспеченность фосфором улучшается. Обеспеченность же калием не улучшается вследствие антагонизма кальция и калия, поэтому требуются повышенные дозы калийного удобрения. После известкования улучшается питание молибденом Мо, за счёт его перехода в более доступные формы. Соединения Бора (Во) и марганца (Mn), наоборот, становятся менее усвояемыми и растения могут испытывать в них недостаток. Внесение известковых удобрений обогащает почву кальцием, а применение доломитовой муки и магнием. Органические материалы разлагаются быстрее при внесении в почву, обогащённую известью. У почв с рН 5.5–7 отмечается наилучшая структура почвы, самое высокое количество гумуса, оптимальный водный режим, доступность азота, фосфора, серы, магния, молибдена возрастает, поэтому снижение доступности железа, меди, цинка нужно компенсировать внесением удобрений. Песчаные почвы в результате применения известкования становятся более влагоёмкими, а у глинистых улучшается комковатость, водопроницаемость.
Регулярное применение физиологически кислых удобрений неэффективно без известкования, а со временем вредит растениям. При определении доз известкования нужно учитывать структуру почвы. Изменение значения кислотности на песчаных почвах потребует меньших доз извести, чем на суглинистых и глинистых. Извествование необходимо проводить с использованием мелкой фракции известковых удобрений. Известь можно вносить совместно с органическими удобрениями, не рекомендуется лишь совместное внесение навоза и гашёной извести, цементной пыли, доменных шлаков, сланцевой золы, органической золы – они теряют аммиак (встречаются данные говорящие, что при одновременном внесении навоза и извести аммиак не теряется). Не рекомендуется также вносить совместно с известью фосфоритную и костяную муку (кроме компостов). На песчаных почвах лучше вносить доломитовую муку, так как она поставляет в почву не только кальций, но и магний, содержащийся в песчаных почвах в недостаточных количествах. Небольшое количество извести применяют также в смеси с минеральными удобрениями для нейтрализации их потенциальной кислотности (если это нужно).
Для нейтрализации кислотности на 1 кг сульфата аммония необходимо внести 1.13 кг мела CaCO3; на 1 кг аммиачной селитры – 0.74 кг; на 1 кг мочевины – 0.83 кг; на 1 кг хлористого калия – 0.5 кг; на 1 кг суперфосфата 0.1 кг мела или других известковых материалов в пересчёте на мел. Важно равномерно распределять известковое удобрение в почвенном слое. Хорошее перешивание извести с почвой - обязательное условие известкования. Если количество имеющейся у вас извести недостаточно для погашения кислотности, то возможно её локальное внесение. Кислотность в этом случае изменяется в районе корней, и на следующий год потребуется дополнительное внесение извести. Нормы внесения извести зависят от многих факторов, рассмотренных выше.
Для подзолистых и дерново-подзолистых почв существует следующая общая рекомендация.
|
Почвы |
Нормы мела, кг/м2, при значениях рН солевой вытяжки |
|||||
|
4.5 и менее |
4.6 |
4.8 |
5.0 |
5.2 |
5.4 - 5.5 |
|
|
Песчаные |
0.30 |
0.25 |
0.20 |
0.15 |
0.10 |
0.10 |
|
Супесчаные |
0.35 |
0.30 |
0.25 |
0.20 |
0.15 |
0.15 |
|
Легкосуглинистые |
0.45 |
0.40 |
0.35 |
0.30 |
0.25 |
0.25 |
|
Среднесуглинистые |
0.55 |
0.50 |
0.45 |
0.40 |
0.35 |
0.30 |
|
Тяжелосуглинистые |
0.65 |
0.60 |
0.55 |
0.50 |
0.45 |
0.40 |
|
Глинистые |
0.70 |
0.65 |
0.60 |
0.55 |
0.50 |
0.45 |
Значению рН 5.6 - 5.8 в солевой вытяжке соответствует рН 6–6.5 в водной. Известкование при рН по солевой вытяжке выше 5.5 не требуется.
В таблице указаны дозы, соответствующие примерно 75% полной гидролитической кислотности. Такие дозы называют полными, они рассчитаны на снижение кислотности почв нормального увлажнения до рН 5.6–6.0. На почвах, избыточно увлажнённых, норму извести нужно увеличить на 0.1–0.15 кг/м2, а на более тяжёлых на 0.15–0.20 кг/м2. Известковые удобрения вносят в почву в среднем раз в 4–5 лет. На более лёгких участках известь вносят через 3–4 года, на тяжёлых 6–7 лет. Большие дозы извести вредят растениям, делают недоступными питательные элементы (калий, микроэлементы).
Наиболее часто используемые следующие виды известковых удобрений:
Используют также озерную известь (70–96%), мергель (25–75%, в зависимости от примеси земли), торфотуфы (10–50%), и разнообразные отходы промышленности: дефекат свекловичных заводов (75%), белитовую муку (80–90%), сланцевую золу (65–80%), цементную мыль (80%), мартеновский шлак (85%), обожженную доломитовую пыль (150%), газовую известь (120%), подзол кожевенных заводов (110%), карбидную известь (ил) (140%), торфяную золу (10–50%) и многие другие.
Чтобы вычислить количество какого-нибудь известкового отхода, которое надо внести, дозу, указанную для молотого известняка, умножают на 100 и делят на процентное содержание извести, указанное в скобках около того или иного удобрения.
Внесение фосфоритной муки не устраняет необходимости внесения извести, но вносить их лучше в разные годы. В крайнем случае, можно внести известь и в год внесения фосфоритной муки: сначала рассеять фосфоритную муку, смешать ее с почвой (при перекопке), а потом уже внести известь в небольших дозах и мелко её заделать.