Новости

Влажность почвы и ее значение в жизни культурных растений

20.05.2015

Наличие в почве достаточного количества влаги, необходимой для удовлетворения огромной потребности в ней со стороны культурных растений, надо отнести к одному из главнейших факторов урожайности этих растений, а для некоторых засушливых районов почвенная влага является моментом и решающим.
Необходимая для растений влага извлекается ими из почвы как в самой начальной стадии процесса набухания семян, так и во все последующие фазы их развития, достигая своего максимума для большинства растений (например, для хлебных злаков) около времени их цветения. За время созревания, с засыханием листьев у растений, потребление это сводится к минимуму.
Что касается процессов набухания семян и их прорастания, то в этом периоде потребная для упомянутого процесса влага извлекается из почвы сравнительно в небольших количествах. Как известно, семена различных культурных растений поглощают при этом воды примерно от 30 до 150% от собственного веса (в воздушно-сухом состоянии); так, например, семена ржи поглощают 60—85% (в зависимости от индивидуальных особенностей); пшеница — 50—70%; ячмень — 48—68%; просо — 25—35%; горох — 95—108%; конские бобы — 105—160%, и т. д.; только у семян с ослизняющимися оболочками (подорожник, айва и др.) количество поглощаемой при этом воды достигает 350—400%. Все приведенные цифры показывают, что количество воды, погребной для набухания и прорастания семян главнейших культурных растений, представляется сравнительно с общим громадным расходом воды через испарение уже начавшим вегетировать растением, а также сравнительно с тем количеством атмосферных осадков, которое выпадает даже в засушливых местностях, ничтожным; так, например, при посеве гороха или конских бобов (в среднем 160 кг на 1 га) потребуется для набухания и прорастания их семян около 160—240 кг воды на 1 га, что соответствует приблизительно 0,025 мм осадков (принимая в среднем 1 мм осадков равным 11 т воды на 1 га). Тем не менее, в силу большого часто испарения, а также в силу того, что не всякая почвенная влага является доступной для растений (см. ниже), последние даже и указанное ничтожное количество воды, потребной для набухания и прорастания их семян, не всегда встречают в верхних горизонтах почвы, почему является необходимость предварительного намачивания семян, применение к почве специальных приемов механической обработки с целью вызвать влагу из нижних горизонтов в верхние и т. д. Уже на этом столь знакомом сельским работникам факте мы можем убедиться, к каким ошибочным умозаключениям можем мы притти, делая те или иные расчеты, исходя лишь из учета количества выпадающих осадков и игнорируя при этом характер и степень утилизации этих осадков данной почвой, т. е. насколько полно последняя их поглощает, как экономно расходует и сберегает и т. д.
Если мы теперь обратимся к рассмотрению тех расходов воды, которые производятся культурными растениями в течение их самостоятельной жизни, т. е. от момента выхода ростков на поверхность почвы и кончая созреванием, то мы не можем не поразиться теми громадными цифрами, которыми выражаются эти расходы.
Количественная сторона этого вопроса, представляя собою громадный физиологический и агрономический интерес, послужила предметом разработки со стороны очень многих ученых. В наши задачи не входит подробное рассмотрение всех полученных в этой области результатов. Мы ограничимся для характеристики количественной стороны вопроса лишь новейшими данными, добытыми в этой области Н. Tулайковым (Безенчукская опытная станция) и некоторыми другими исследователями.
Изучая величину транспирационного коэффициента различных растений, т. е. того количества влаги, которое затрачивается растением для образования единицы сухого вещества его надземной массы, упомянутый исследователь нашел следующее количество воды, расходуемой культурными растениями, при оптимальной влажности почвы (в среднем за 7 лет наблюдения — 1911—1917 гг.):

Влажность почвы и ее значение в жизни культурных растений

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: