Поиск

Общее разложение органических веществ почвы и продукция CO2
27.06.2015

При общем разложении органических веществ в почве главнейшим продуктом этого разложения является угольная кислота (СO2). Роль этой угольной кислоты чрезвычайно разнообразна и важна. Так мы знаем, что она является главным фактором химического выветривания в почве. В солонцовых почвах большая роль ее заключается в том, что она переводит наиболее вредную соль Na2CO3 в менее вредную двууглекислую соду по уравнению:

Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCО3.

В этом Процессе заключается одна из главных сторон положительного действия на солонцовых почвах навоза, поскольку он повышает продукцию CO2 в почве. Наконец угольная кислота является, как известно, основным источником питания растения. Образуясь в почве за счет разрушения органического вещества, она диффундирует в воздух и здесь ассимилируется растением. Исследования показывают, что обычного содержания угольной кислоты в воздухе недостаточно для пышного развития растений. Отсюда возникал ряд попыток прямого удобрения полей газообразной угольной кислотой, которые дали в общем обещающие результаты в смысле физиологического эффекта. Ближайшим источником для обогащения воздуха угольной кислотой может быть сама почва, если в ней форсировать разложение органического вещества.
Некоторые исследователи (Христензен, Стоклаза) считают, что уже теперь доказана прямая связь, существующая между энергией выделения почвой угольной кислоты и ее плодородием. Так эта связь иллюстрируется следующими таблицами:
Общее разложение органических веществ почвы и продукция CO2

Прямые наблюдения в поле за количеством СO2, выделяемом путем диффузии при 13—17° С под различными растениями разными почвами, дали следующие результаты:
Общее разложение органических веществ почвы и продукция CO2

Мы видим, что в обеих таблицах прямая связь между продукцией СO2 и урожаем чрезвычайно ярко выражена.
На основании такого рода данных Стоклаза делает следующие выводы: 1) продукция углекислоты есть показатель легко разлагаемых веществ в почве; 2) углекислота, выделяемая почвой, есть источник ассимиляции, находящийся вообще в минимуме; 3) количество углекислоты, выделяемой почвой, весьма резко зависит от внешних условий и потому может быть произвольно регулируемо.
Общее разложение органических веществ почвы и продукция CO2

Зависимость этa от влажности и температуры иллюстрировалась выше.
Динамика угольной кислоты почвенного воздуха в условиях орошаемого поля изучалась в последнее время в Средней Азии на Ак-Каваке (Гельдер). Полученные здесь результаты мы приводим в виде графиков, относящихся к пару неорошаемому, удобренному навозом и неудобренному, и наконец к делянке орошаемого хлопка (черт. 63, 64, 65 и 66).
Общее разложение органических веществ почвы и продукция CO2

Из этих чертежей мы видим теснейшую связь количества CO2 почвенного воздуха с увлажнением и количеством в почве энергетического материала. Неорошаемый пар продуцирует значительно меньше СO2, чем все орошаемые делянки. На этих последних везде моментам полива соответствуют резкие пики выделения угольной кислоты, занимающие период 2—3 дня после полива, Внесение навоза, присутствие в почве корневой системы (хлопчатник) значительно повышают количество CО2 в почвенном воздухе (сравни черт. 64 с черт. 65 и 66).
Повышенная энергия выделения CО2 в почве оценивается как положительный фактор и потому еще, что с этим связывается увеличение в последующий момент времени количества азотной и отчасти растворимой фосфорной кислот, т. е. улучшается общий пищевой режим растения.
Из приведенных данных с очевидностью следует, что в условиях орошения мы можем ставить задачу регулирования продукции CО2 в течение вегетации растения в довольно широких пределах.
Теперь мы обратим внимание на другую сторону баланса углерода в почве.
Всякое увеличение продукции CО2 знаменует собой уменьшение общих запасов органического вещества почвы, ее гумуса. Стоклаза подсчитывает, что например при 3,5% гумуса в почве и энергии выделения CО2 в 40 dz на гектар запас углерода почвы будет полностью израсходован в 20 лет. Корни растений дают всего 1 938—5 167 кг органического вещества на гектар и следовательно компенсировать потери полностью не могут. Таким образом почва последовательно должна обедняться гумусом, что является отрицательным фактом. Действительно, наблюдения Драчевана подзолистой почве показывают потерю гумуса на 13-летнем пару в 43% по сравнению с дерниной, в почвах штата Индиана потери за 30—60 лет устанавливаются в 47% гумуса, в штате Нью-Джерси за 20 лет в 24,1%. Гельцер для Ак-Кавака подсчитывает потери в 19% за полтора года. Цифры эти конечно ориентировочные, но тем не менее они подчеркивают серьезность явления. Прямым способом компенсации этих потерь гумуса является, конечно, искусственное внесение в почву органического вещества в виде навоза или сидератов. Однако одновременно нам кажется возможным ставить вопрос и о более целесообразном использовании того органического вещества, которое в любой форме попадает в почву, иначе говоря, о регулировании процесса гумусообразования.
Мы знаем, что в условиях резко выраженного аэробиозиса и при высоких температурах разложение органического вещества идет очень быстро и до конца, не давая прочного гумуса в почве. При этом например в условиях Средней Азии это разложение идет несомненно почти непрерывно круглый год, и таким образом органическое вещество тратится совершенно бесполезно. Вместе с тем и эксперименты (опыты Костычева) и наблюдения в природе показывают, что в течение осенне-зимнего периода легко создать условия, способствующие фиксации гумуса в почве, его накоплению, а не разрушению. Для этого достаточно создать в почве некоторый избыток влажности. Простого позднеосеннего полива достаточно для того, чтобы при этих низких температурах обеспечить консервацию органического вещества и сохранение его таким образом по крайней мере для ближайшего вегетационного сезона. Нам кажется, что эта задача регулирования гумусонакопления заслуживает экспериментальной проверки и тогда, под этим углом зрения, может быть можно будет рационализировать общие приемы внесения органического вещества в почву в виде ли навоза, сидерации или других форм.