Find best Joomla templates at GetJoomlaTemplatesFree.com
Шаблоны Joomla здесь

ФОТОСИНТЕЗ

Это процесс, при котором зеленый пигмент листа погло­щает солнечную энергию, и с ее помощью углекислота воздуха, поступающая в лист через его устьица, превращается в богатые энергией органические соединения. Сам процесс фотосинтеза имеет две фазы — светлую и темную. В светлой в переходных соединениях усваивается солнечная энергия, в темной она перерабатывается в сахара. Этим, очевидно, опре­деляется явление фотопериодизма, то есть требование расте­ний к определенной длине дня. Зеленому листу, способному осуществлять фотосинтез, мы обязаны всем живым на земле. Горит костер, топится печь, зажигается электрическая лам­почка, рокочет мотор автомобиля — все это работа солнечного луча, удержанного ранее хлорофиллом листа. Весь животный мир планеты, и человек в том числе, вторичны и возможны, в принципе, поскольку есть первичное — запасенная впрок энергия, которую в виде растительной пищи поглощает жи­вотный мир. Уголь, газ и нефть — это тоже запасенная давно в минувшие геологические эпохи листом энергия. Однако вернемся к садовым культурам.

Подсчитано, что 1 м2 поверхности листьев синтезирует за день 6—8 г крахмала. У взрослой яблони насчитывается около 250 тысяч листьев, а один лист занимает 20 см2, по­этому несложно подсчитать, что одна яблоня за сезон синте­зирует около 40 кг крахмала, половина которого расходуется на образование урожая яблок (до 200 кг с дерева). Остальной идет на образование корней и листьев, новой древесины и на дыхание. Кстати, древесные растения плодовых культур про­дуцируют значительно больше органического вещества в рас­чете на гектар и, стало быть, поглощают больше углекислоты, чем древесные растения в лесах. Это естественно, поскольку человек работает над выведением плодовых растений длитель­ный период. Отбор ведется на высокую урожайность, а она обусловлена высоким уровнем фотосинтеза на единицу пло­щади. Закладывая сады, мы, благодаря зеленому листу, улуч­шаем экологическое здоровье планеты.

ПОГЛОЩЕНИЕ И ПЕРЕДВИЖЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Считается, что в растении присутствуют практически все химические элементы, существующие в земной оболочке, но только 16 из них существенно важны для построения и пита­ния растений. Причем три элемента — углерод, водород и кис­лород, составляющие более 25% массы растения,— поглоща­ются из воздуха в процессе фотосинтеза, другие 13 элементов добываются преимущественно корнями из почвы. Примерное содержание элементов питания в почве приводится в таб­лице 1.

Таблица 1

Элемент

В пахотном слое почвы (неудобрен­ной), %

На 5 сотках, кг

В сырой

массе, %

морковь

томаты

Железо

3,5

3923

Калий

1,5

1682

0,4

0,3

Кальций

0,5

561

0,07

0,04

Элемент

В пахотном слое почвы (неудобрен­ной), %

На 5 сотках, кг

В сырой массе, %

морковь

томаты

Магний

0,4

448

0,05

0,06

Азот

0,1

112

0,18

0,26

Фосфор

0,05

56

0,11

0,07

Сера

0,05

56

0,014

0,03

Марганец

0,05

56

Хлор

0,01

11

0,086

0,013

Бор

0,001

1

Цинк

0,001

1

Медь

0,0005

0,3

_

Молибден

0,0001

ОД

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ РАСТЕНИЯМИ

Первичный корень растения поглощает почвенный бульон, в котором в растворенном виде находятся соли элементов, необходимые для питания. Затем эти элементы, те из них, которые нужны растению, проникают через стенки клеток и вступают там в реакцию, образуя в конечном счете органи­ческие вещества, идущие на построение новых тканей расте­ния. Наибольший интерес, с точки зрения питания для животных организмов, представляют образующиеся в этом процессе белки, жиры и углеводы.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Все вещества, образованные в растении, являются ре­зультатом соединения между собой 16 элементов питания, добытых из воздуха и почвы. Все они в растении находятся в постоянном движении. Синтез, или процесс создания новых веществ, называют ассимиляцией, а процесс их разрушения — диссимиляцией. В растении постоянно синтезируются и раз­рушаются вещества, в результате возникает их огромное раз­нообразие. Поглощенные из почвы соединения азота в виде аммиака соединяются с углеродными структурами, образуя аминокислоты, из которых затем синтезируются белки преимущественно в меристемных тканях на верхушке побегов и кончиках корней, в клетках камбия, то есть в точках, из которых растение вырастает. Синтез белков также происходит в зеленом листе, так как здесь всегда достаточно материала для этого процесса. Однако белки листа находятся в состоянии постоянного обмена. Если лист поместить в темноту, бел­ки в нем быстро разрушаются до аминокислот и поступают в другие части растения, в том числе запасаются в семени (горох, бобы, соя, подсолнечник).

Азотный и углеводный обмен растений зависят от условий среды, уровня питания в почве, температуры воздуха, измене­ния интенсивности освещения или влажности почвы и воздуха.

В процессе обмена веществ возникает множество очень сложных органических соединений. Например, знакомый нам аромат кофе образуется несколькими десятками различаю­щихся соединений. Эфирные масла придают аромат кухонным травам и цветам; пигменты, витамины, органические кислоты (придающие вкус большинству плодов), спирты, различные алкалоиды (кофеин, кокаин, никотин и др.).

ДЫХАНИЕ

На обмен веществ требуются затраты энергии. Растения добывают ее посредством дыхания. Процесс дыхания противо­положен фотосинтезу и происходит путем разложения Саха­ров до воды и углекислого газа с выделением энергии. Осво­бодившаяся энергия направляется на химические реакции, а часть ее выделяется в виде тепла. Чем выше температура окружающей среды, тем интенсивнее процесс дыхания. В результате процессов дыхания и фотосинтеза в растении накапливаются жиры, причем у некоторых довольно много (подсолнечник, семечки тыквы, облепиха). Дыхание присуще всей живой материи.

РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА

Первыми были открыты регуляторы роста, получившие на­звание ауксинов. Это растительные гормоны, стимулирую­щие рост. Чем больше концентрация ауксинов, тем сильнее клетки вытягиваются, усиливая рост растения. Нас всегда удивляет, как это растения поворачиваются к свету. Головка подсолнечника следует за солнцем с раннего утра до позднего вечера, направляя свою «корзинку» навстречу его лучам. При­шла ночь, выпрямит он свою голову, а с утра снова совершает круговорот. Оказывается, на теневой стороне стебля, поддер­живающего головку подсолнечника, скапливаются ауксины, под действием которых клетки теневой стороны удлиняются быстрее и изгибают головку в сторону солнца. Наиболее из­вестные вещества из группы ауксинов — это индолилуксусная кислота (ИУК), индолилмасляная кислота (ИМК) и гетероауксин. Все они употребляются для улучшения укореняемости черенков при размножении садовых культур.

Гиббереллины представлены по меньшей мере девятью сходными по строению веществами и вызывают сильный рост и верхушечных побегов. Если препаратом гиббереллина обработать карликовые растения, они вырастают до размера нор­мальных. Под его влиянием повышается завязываемость партенокарпических (бессемянных) плодов у груш, увеличиваются размеры ягод и уменьшается количество семян у вино­града.

Кинины (или цитокинины) стимулируют клеточное деле­ние, регулируют образование белков и рост листьев. Широко применяются цитокинины (кинетин, аденин и фурфуролловая кислота) в культуре тканей растений на искусственной питательной среде при микроклональном (в пробирках) раз­множении садовых растений.

Дормины. Наиболее известная из данной группы ве­ществ — абсцизовая кислота (АБК) — способствует покою почек и семян, ускоряет опадение листьев, стимулирует цветение у некоторых растений. Это соединение чем-то похо­же на «мертвую воду» в сказках наших предков.

Этилен. Издавна этот газ использовался для ускорения созревания бананов. Потом оказалось, что этилен выделяет­ся из зрелых плодов. Если вы хотите, чтобы быстрее созрели зеленые помидоры, не торопитесь выбирать их из массы на­чинающих созревать плодов. Выделяя этилен, они ускорят созревание и остальных. Этилен усиливает корнеобразование у помидоров. Нельзя хранить черенки плодовых растений в складах вместе с плодами, так как выделяющийся этилен вызывает у них растрескивание и отслаивание коры.

Ингибиторы подавляют или уменьшают интенсивность рос­товых процессов в растениях. При обработке ими у побегов укорачиваются междоузлия, растения становятся карлико­выми. У нас выпускается практически один ингибитор — хлорохолинхлорид (под названием препарат ТУР).

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РОСТ РАСТЕНИЙ

Основные факторы окружающей среды растений: свет (лучистая энергия солнца или искусственное освещение), теп­ло (или температурный режим среды, где речь будет идти о холоде тоже), воздух (в атмосфере и почве) и условия минерального питания (создаются в почве или в искусствен­ных средах).

 

СВЕТ

Практически единственный источник световой энергии — Солнце. Его лучи, проходя со скоростью около 300 тысяч километров в секунду расстояние в 150 миллионов километ­ров, достигают Земли в виде электромагнитных волн. Интенсивность излучения, улавливаемая поверхностью Земли, сильно меняется от экватора к полюсам, так как эти участки освещаются Солнцем под разными углами. Часть солнечной энергии поглощается атмосферой. Ее озоновый слой не пропускает к поверхности губительные лучи короткого ультрафиолетового спектра. Солнечные лучи в атмосфере поглощаются, рассеиваются и отражаются от частичек воздуха, воды, газов и пыли. Проходя к полюсам, лучи пронизывают толщину атмосферы, в 45 раз превышающую путь луча на экваторе. Поэтому чем севернее находится территория, тем меньше до нее доходит солнечных лучей, и, стало быть, меньше возможностей у листа уловить эти лучи. Земля, на которую упал солнечный луч, нагревается, и, чем выше температура, тем большую энергию сама Земля начинает излучать. Однако если к Земле от Солнца движутся лучи, с короткой волной проходящие через атмосферу без особых препятствий, то менее горячая Земля излучает длинноволновую радиацию в красной и инфракрасной части светового спектра, которая улавливается молекулами углекислого газа в атмосфере и превращается там в тепло. Получается, как в теплице: внутрь свет проходит через стекло, теплица разогревается, а обратно длинные лучи стекло преодолеть не могут. Это явление, известное, как парниковый эффект, создает на очень небольшой высоте теплую зону вокруг земного шара. Вы собрались лететь, сели в самолет, он набрал высоту, и стюардесса вам докладывает, что температура за бортом —50 °С. Значит, вы покинули приземный «парник» земли.

Говоря об усвоении света растениями, мы должны рассмотреть два показателя: длину дня и количество света, поступающего на листья. Эту световую энергию называют физиологически активной радиацией (ФАР). На юге день короче, но количество света, поступающего к листьям, больше. Возникая в определенных условиях, растения к ним приспособились и при переносе в другую среду вынуждены меняться. Если день слишком длинный, то южная культура — перец болгарский сладкий, например,— затягивает рост и созревание плодов. Если грядки с перцами начать закрывать на 3—4 часа светлого времени темной пленкой на период еще длинного для него дня в июле, то плоды образуются и созреют раньше. Длинный день (весны и лета) побуждает землянику формировать цветы и плоды, а короткий — способствует образованию усов. Поэтому, если мы хотим получить больше усов, надо оборвать у размножаемых растений цветоносы (что обычно и делается) и укоротить день на 3—4 часа (что обычно не делают).

Средний урожай яблок в Италии — 255 центнеров с гектара, во Франции — 209, в Нидерландах — 148 и Англии — 129 при одинаковой технологии возделывания, то есть по мере продвижения с юга на север падает количество солнечной энергии и соответственно снижается урожай.

Большую роль в окрашивании плодов, накоплении в них сахаров играет свет: чем больше света, тем привлекательнее плоды по окраске и размеру. В специальных опытах установлено, что, при снижении освещенности вдвое, более чем в два раза уменьшалось и количество крупных плодов, а число окрашенных падало с 68 до 5%. По отношению к свету различают светолюбивые и теневыносливые растения. Большинство садовых культур светолюбивы, и только некоторые, например, актинидия, лучше растут, будучи несколько притененными. В условиях юга большее число растений становится теневыносливыми, так как там и в тени поступает достаточно световых лучей (кстати, наши туристы хорошо «подгорают» в тени, посещая Индию). Особенности реакции садовых культур вызваны тем, что при оптимуме других факторов, то есть влаги и питания, при большей освещенности интенсивнее идет фотосинтез. Однако фотосинтез, как мы уже установили, имеет две фазы — светлую и темную, и если скорость первой фазы не зависит от температуры, то вторая фаза идет тем быстрее, чем выше температура, и в условиях юга с его теплыми ночами растения, встречают солнце, полностью разместив по всем своим «полкам» светлую наработку фотосинтеза за предшествующий день, а, как известно, разница ночных температур, например, Челябинска и Краснодара со- ставляет 6—10 °С. Мы имеем многочисленные сведения о том, что многие сорта плодовых культур, выведенные на Урале, прекрасно приживаются на юге средней полосы и очень там популярны, но видоизменяются они там неузнаваемо. Например, очень любят Уральское наливное в Центральном республиканском ботаническом саду города Киева. Яблоки его там удваиваются в размере и приобретают яркую окраску. В основном зеленое яблоко Магнитогорского зимнего очень красиво окрашивается на Северном Кавказе, Летнее полосатое весьма популярно у московских садоводов, и они хотят ввести его в список стандартных сортов.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ

ФАКТОР

Минимальная и максимальная температуры, в пределах которых растения могут расти и развиваться, находятся в интервале 4°—36°. Оптимальная температура для роста зависит от вида и даже сорта возделываемого растения. Процессы формирования корней и выдвижения стебля к^ поверхности почвы у тюльпана требуют температуры в 4 6 , а для того,

чтобы «заполыхал» цветок, нужно 18°. У растений умеренных широт корни более чувствительны к холодам и гибнут при 8°_10°, тогда как стебли могут выдержать и — 50". Цветковые почки обычно чувствительнее к морозам, чем ростовые. Многие процессы у растений, особенно такие, как покой, условия стратификации, цветение и завязывание плодов, фор­мирование цветочных почек, являются критическими и тре­буют температур в достаточно узком интервале.

Что касается многолетних плодовых культур, то принята следующая классификация зон их размещения: северная, ограничена 55—60° северной широты, средняя — 55—50° и южная зона — южнее 50°. Кроме того, выделяется субтро­пическая зона. Эта книга предназначена садоводам, живущим в северной зоне садоводства и в северных районах средней зоны. Если мы попытаемся написать столбиком названия плодовых растений по их отношению к теплу, то получится такой ряд (от холодоустойчивых к теплолюбивым): рябина        черешня

черемуха                        виноград

яблоня сибирская айва смородина       абрикос

крыжовник                   грецкий орех

жимолость                     фундук

земляника                     персик

яблоня                            фисташка

вишня                            хурма

слива                              инжир

груша                             маслина

цитрусовые

При изучении списка мы провели черту, за которой куль­туры, пока не доступные северному садоводству в открытой культуре, что не мешает выращивать их (на практике так и делается) в квартирах и оранжереях. Относительно других культур южного пояса (а это виноград, абрикос, грецкий орех и фундук), то приемы их возделывания сейчас интенсивно изучаются, ведется селекция, в результате которой создаются сорта, пригодные для северного садоводства.

Теплолюбивость — сочетание двух факторов: длины веге­тационного периода и режима температуры на его протяже­нии. Эти факторы определяют оптимальные территории для возделывания того или иного сорта. Например, плоды такого известного сорта яблони, как Антоновка обыкновенная, дости­гают лучшего вкуса при возделывании в Тульской, Рязанской, Тамбовской и Орловской областях, ухудшаясь при продвиже­нии как на юг, так и на север. Плодовые культуры очень требовательны к теплу во время цветения и завязывания пло­дов. Среднедневная температура ниже 12—14° существенно снижает в это время завязывание плодов, так как в несколько раз увеличивается время прорастания пыльцевой трубки. Вто­рой ответственный период — время закладки плодовых почек. Угнетает растения умеренного пояса и избыток тепла. При температуре выше 30—35° прекращается клубнеобразование у картофеля (задерживается прорастание глазков, и часть клуб­ней консервируется в почве, выжидая более подходящих условий). Часто гибнет рассада овощных культур при высадке в жаркую погоду, когда температура поверхности почвы достигает критических значений. Белковые вещества в стебле рассады при температуре выше 40° свертываются. Вообще же прекращение роста растений при большой жаре связано с рез­ким изменением баланса между фотосинтезом и дыханием — последнее начинает преобладать, и растение истощается. По­вреждаются и плодовые культуры. Происходит это в резуль­тате обезвоживания: когда испарение с поверхности листа превышает поступление влаги, растения завядают, а при очень высоких температурах и гибнут.

Не меньше бед приносят низкие температуры. Вы знаете, что при ранних осенних заморозках первыми «сдаются» тыквенные овощи, их ботва гибнет уже при +1—0°, а при температурах ниже — 3° погибает надземная часть большин­ства травянистых растений. Как ни странно, исключением являются листья роз, они останутся зелеными даже при кратковременном похолодании до —6°. Особенно губительны для садовых растений внезапные весенние возвраты холодов после периода очень теплой весенней погоды. В этот период наиболее уязвимы цветки: пестики и семяпочки, молодая завязь плодов гибнет уже при —2°. Более устойчивы цветы раноцветущих плодовых, у абрикоса и персика они переносят заморозки до —3—4°. Цветы могут иметь частичные повреж­дения, в таком случае плоды развиваются, но с признаками уродства.

Нельзя не сказать о механизме зимостойкости плодовых деревьев и кустарников.

Существует два понятия — зимостойкость многолетнего растения и морозостойкость его тканей. Зимостойкость — это устойчивость ко всему комплексу неблагоприятных усло­вий. Считается, что главная причина подмерзания тканей рас­тений кроется в образовании внутри клеток кристаллов льда, разрушающих клеточную структуру. Чаще всего это происхо­дит при быстром снижении температуры или при длительном воздействии очень низких температур. Первое обычно случа­ется после зимних оттепелей, когда температура переходит через 0° и ткани оттаивают, либо весной, при резком колеба­нии дневной и ночной температур. Но наиболее губительны морозы второго типа, когда очень низкие температуры долго держатся, где к повреледениям внутри клеток добавляются поврелсдения клеточных стенок льдом, образующимся в меж­клеточных пространствах. Для повышения сопротивляемости растений повреждению зимними морозами важно, чтобы они последовательно прошли стадии закаливания, происходящего в связи с сезонными циклами. Первое условие высокой зимо­стойкости — своевременное прекращение роста и вход расте­ния в состояние покоя. Только если это случится, возможно дальнейшее повышение устойчивости. Следующий этап назы­вают первой фазой закаливания, которая проходит в первую половину осени (сентябрь, начало октября). Здесь важно постепенное понижение температуры при хорошей солнечной погоде, чтобы продолжался фотосинтез. Именно в это время перестраиваются клеточные структуры и накапливаются за­щитные вещества, прежде всего сахара.

Третий этап развития морозостойкости протекает в усло­виях постепенного понижения отрицательной температуры (конец октября, ноябрь).

Морозостойкость меняется в течение зимы, наиболее вы­сока она к ее началу, в декабре, и начинает снижаться ближе к весне. В период наивысшей подготовки к морозам устойчи­вость к ним может быть очень высокой. Плодовые в этой стадии способны выдерживать в среде жидкого азота кратко­временные снижения температуры до —250° и оставаться живыми.

Наибольшие повреждения морозами наблюдаются при аномальных отклонениях в погоде. Например, при сильных морозах, до —40°, в конце ноября, когда растения не прошли еще периода закалки (такой была зима 1974/75 годов), или при аномально низком кратковременном снижении темпе­ратуры (на 1 января 1969 года до —48,3° в Челябинске), когда морозы резко наступают в конце зимы после продолжи­тельного периода теплой погоды, приводят к раззакаливанию. При подготовке плодовых деревьев к зиме очень многое за­висит и от садовода, о чем будет рассказано в части второй — о технологиях садоводства.

Если все же суровая зима случилась, то в первую очередь подмерзают обрастающие ветви плодовых культур по пери­ферии кроны, штамб и основания скелетных ветвей. Кстати, последнее губительнее для дерева и может привести к его ги­бели. В обрастающей древесине раньше других гибнут цветоч­ные почки и плодовые образования, листовые почки устой­чивее. Иногда плодовые деревья после суровой зимы цветут, но не завязывают плодов. Это случается при частичном повреждении цветочных почек; цветы появляются, но они бес­плодны, так нередко бывает со сливой.

По сравнению с надземной частью, корни обладают значи­тельно меньшей морозоустойчивостью и выносят снижение температуры до —15—16°, после чего гибнут. При соответ­ствующих условиях корни также подвержены закаливанию. В северном садоводстве опасность замерзания корней менее вероятна, чем в средней полосе России. В этих районах в начале зимы устанавливается устойчивый снежный покров, надежно укрывающий почву от промерзания. За 50 лет наблю­дений за погодой температура почвы на глубине 20 см не опускалась ниже —13,4° в степной части Челябинской об­ласти и —10,4° — в лесостепной.

Состав воздуха до недавнего времени не рассматривался как фактор, воздействующий на садовые растения, хотя из него формируется более 95% растительной массы. Связано это с тем, что этот состав более или менее постоянен на всей Земле из-за интенсивного перемещения ветрами и пере­мешивания. Воздух Атлантического океана доходит до нас за 4—7 дней, когда движется циклон. Однако в последние годы на садоводстве все чаще сказывается воздействие промыш­ленных загрязнений. Они одинаково губительны и для людей, и для растений. Наиболее вредные: двуокись серы, выпа­дающая на сады в виде кислотных дождей, фтористые соеди­нения, этилен, двуокись азота, хлор и хлористый водород. Всего этого предостаточно в промышленных выбросах ураль­ских заводов. Они повреждают листья, вызывая их ожоги и отмирание, портят внешний вид плодов, оставляя черноту и ожоги на их поверхности, как это было летом 1989 года в окрестностях Челябинска.

 

 

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Если природные факторы мало зависят от воли человека, то минеральное питание растений, хотя оно также связано с природным образованием — почвой, садовод все-таки может регулировать.

В норме растение и почва, как источник питательных ве­ществ, неразрывно связаны между собой. Почва — это, с од­ной стороны, механический субстрат, на котором растение стоит, закрепляясь в нем корнями. С другой — среда, откуда корни добывают все необходимое для жизни растения.

Почва — это не просто смесь механических частей: песка, ила, глины, перегноя, а живой организм, в котором с корнями растений взаимодействуют миллиарды других живых микро­скопических и немикроскопических существ. Например, на пяти сотках: 40 килограммов бактерий, 95 грибов, 65 актиномицетов, 13 простейших, 8 водорослей, 280 червей и насе­комых, а всего живой биомассы около 500 килограммов, или один килограмм на каждый квадратный метр. Если бы мы могли все это увидеть глазами, мы вряд ли остались бы равно­душными от всего этого населения, поэтому скажем себе: осторожно, почва — живое тело!

Возле корневой системы растений, особенно многолетних, формируется круг почвенных обитателей, представленных сот­нями видов грибов, бактерий и других простейших организ­мов, названный ризосферой корня. Установлено, что в ризо­сфере синтезируются некоторые витамины, аминокислоты, идущие на образование белка, а также ауксиноподобные веще­ства, стимулирующие рост. Одновременно корень своими выделениями в почву насыщает ризосферу.

Известно, что дождевые черви питаются землей. До того, как человек изобрел плуг, землю пахали черви. Судите сами: за год они пропускают через свой желудок до 1250 кг земли на ваших пяти сотках. Некоторые черви углубляются на 8—10 м, помогая корням проникать на эту глубину по их ходам. Количество дождевых червей на гектаре может дости­гать 2,5 млн штук, а число их ходов на квадратном мет­ре — 600.

Трудолюбивые голландцы, отвоевав землю у моря, создали на ней самые плодородные земли мира, дающие урожай пше­ницы 8—10 тонн с гектара, а картофеля — до 60 т. Формируя почву, они размножили дождевых червей и заселили ими новые земли, что позволило быстро наращивать их пло­дородие.

Формирование почвы — непрерывный процесс. Меха­ническая часть ее возникает в процессе разрушения гор­ных пород, который называ­ют выветриванием, от выпа­дения атмосферных осадков, содержащих твердые части­цы. Почва же как живое тело возникала миллионы лет при взаимодействии корней ра­стений, почвенных бактерий, других простейших организ­мов. Вскрыв почву достаточ­но глубоким разрезом по вер­тикали (глубиной 1,5—2 м и более), мы увидим, что вся верхняя толща породы неод­нородна и представляет чере­дование различных по окрас­ке, плотности, структуре и другим признакам слоев, или, как их называют, почвенных генетических горизонтов. Почвенные горизонты и поч- вообразующая порода обо­значаются начальными бук­вами латинского алфавита — А, В, С.

Верхний горизонт А — это слой почвы, в субстрате которой находится основная масса корней. Горизонт В — подпочва, где также проте­кают жизненные процессы. Следующий горизонт С — мате­ринская порода, на которой сформировалась почва. В нее проникают наиболее длинные корни в поисках влаги и пищи.

Осваивая почву, корни растений отмирают, после чего они тут же становятся добычей почвенных организмов. Со вре­менем и эти «едоки» отслуживших корней погибают и раз­лагаются под воздействием других почвенных «жителей». Быстрее всего в отмирающих корнях разлагаются и поглощаются крахмал и сахара, что приводит к выделению угле­кислого газа. Водорастворимые белки легко расщепляются на аминокислоты, а затем на аммиачные соединения, кото­рые с помощью нитрифицирующих бактерий превращаются в нитраты, поглощаемые корнями. Однако не все органическое вещество быстро разлагается. Остаются лигнины, воски, жиры и некоторые устойчивые белки. После нескольких превра­щений эти вещества образуют темное вещество, называемое гумусом.

Гумус накапливается в верхнем слое почвенного профиля, окрашивая его в темный цвет, склеивает минеральные час­тицы исходной породы (глины, песка, а также органиче­ского вещества, выделенного бактериями), в результате чего образуется верхний гумусовый горизонт А черного, темно-серого, серого и коричневого цветов. Народное название почвы — «чернозем» — появилось благодаря цвету верхнего гумусового горизонта почв. Мы с вами живем в зоне таких плодородных почв, где на долю гумуса приходится по весу 4-18%.

Гумус способен поглощать питательные вещества и воду даже лучше, чем глина, поэтому, чем больше в земле гумуса, тем она плодороднее.

Гумус играет важную роль в образовании оптимальной структуры почвы. Хорошая структура состоит из почвенных комочков, имеющих размер зерна. Структурная почва очень хорошо удерживает воду и элементы питания, позволяя при этом лишней воде быстро проникать с поверхности почвы внутрь ее и уходить в нижние слои, напитав саму почву живительной влагой. На поверхности структурной почвы пос­ле полива не образуется корки и внутри ее не бывает застоя воды. В то же время по ней в засушливое время вода может подниматься из нижних горизонтов, где находятся грунтовые воды. В структурной почве легко осуществляется газообмен, то есть удаляется лишний углекислый газ и из атмосферы поступает такой нужный для корней кислород.

Важными характеристиками почвы, отражающими их хи­мические свойства, являются катионовый обмен и почвенная реакция.

Катионовый обмен — способность почвы удерживать на своих частичках соли минеральных веществ, усваиваемых корнями растений. Помогают в этом мелкие частицы глины, гумус, органические удобрения. Почвенная реакция — это кислотность, или щелочность, измеряемая значением рН. Кис­лые почвы, рН которых ниже 5, нуждаются в улучшении, что достигается внесением извести или мела. У щелочных почв рН выше 7. Их можно улучшить систематическим внесе­нием кислых минеральных удобрений. В нашей зоне мы чаще встречаемся с некоторым закислением почв вследствие использования минеральных удобрений и выпадения кислот­ных дождей. В интервале рН от 5 до 7 большинство садовых растений растет хорошо.

Плодородие почвы рассматривается как сумма факторов, позволяющих получать максимально высокие урожаи. Оно косвенно связано с химическим и механическим составом продуктов выветривания горных пород, входящих в ее состав. Залог его и наличие в почве достаточного количества пита­тельных веществ в доступной для корней форме, что обуслов­лено их хорошей растворимостью в воде, рН почвы, емкостью катионового обмена, механическим составом почвы и нали­чием в ней гумуса.

Первым элементом питания растений является азот. Основные доступные его формы — нитратная (NO3) и аммиачная (NH4). Превращение соединений, содержащих азот, в доступную форму называют азотным циклом. Совер­шается он с участием растений и микроорганизмов почвы. Второй путь пополнения почвы азотом — его фиксация из воздуха тремя видами бактерий. Здесь важнейшая роль при­надлежит азотобактеру. Интересны и симбиотические бакте­рии (их иногда называют клубеньковыми), которые живут на корнях бобовых культур и также добывают азот из воздуха. Выкопайте куст бобов или гороха, и вы увидите на корнях массу вздутий, клубеньков — вместилищ бактерий. Гибнущие в почве бактерии, черви и насекомые также являются источ­ником азотной пищи для растений. До доступных для расте­ний форм они разлагаются бактериями. Процесс идет в два этапа. На первом образуется аммиак (аммонификация), на втором — нитратный азот (нитрификация). Вместе с накопле­нием азота идет его расход. Одна часть уходит в растение на формирование убираемого урожая, другая теряется в про­цессе денитрификации, в котором нитраты превращаются в азот и уходят в атмосферу. Разрушают нитраты до азота анаэробные бактерии, которые не выносят присутствия кисло­рода. Именно поэтому на почве такими приемами структур­ной агротехники, как например рыхлением, можно уменьшить разложение нитратов.

Разумеется, мы можем улучшить азотный баланс почвы внесением органических и минеральных удобрений, важно только, чтобы они содержали азот в быстроусвояемой форме.

Фосфор в почве стабильнее азота, но его зачастую не хва­тает. Он связывается многими элементами почвы и доступен растениям при нормальной ее кислотности (в интервале рН от 5 до 7). Много фосфора в навозе, поэтому внесение его в почву решает прежде всего фосфорную проблему, а не азот­ную, как полагают многие садоводы.

Калий реже бывает дефицитным, однако его добавление улучшает деятельность почвенной микрофлоры. Потребности в сере удовлетворяются за счет промышленных выбросов. Недостатка в почве обычно не отмечается. Остальные элемен­ты минерального питания требуются растению в небольших количествах и поступают в нее из атмосферы, удобрений, ми­нералов земли.

Влажность почвы — одно из важнейших условий ее плодородия. Причем одинаково вредны недостаток влаги и избыток который приводит к кислородному голоданию расте­ний.

Полная полевая влагоемкость (содержание влаги выражают в миллиметрах) — это количество воды, способное уживаться в почве после того, как излишек стечет с ее поверхности, а также уйдет в нижние слои. Размер полной полевой влагоемкости зависит от механического состава поч­вы и ее структуры. Обычно для метрового слоя на чернозем­ных почвах среднесуглинистого механического состава она составляет 150—180 мм.

Содержание воды в почве характеризуется ее доступ­ностью для корней растений. Низкая влажность, при которой начинается увядание растений, называют «влажностью завядания», а оставшаяся влага — «связанной водой». Количество связанной воды в метровом слое черноземов колеблется в наделах 20—30 мм. Оптимальная влажность почвы наблю­дается в интервале 70—80% от полной полевой влаго­емкости.

Вода находится в почве в постоянном движении. Лишние осадки и поливы побуждают ее продвижение вниз. Засуха и высыхание верхнего слоя способствуют продвижению воды вверх по капиллярам (мелким порам). Корни, поглощая влагу, высушивают почву, и вода в этом случае движется от влажных участков к тем, что посуше.

Если мы мысленно представим срез почвы на метровую глубину, то из верхней четверти ее поглощается 40% влаги, используемой корнями, из следующей четверти — 30, из третьей четверти извлекается 20, а из четвертой — 10.