Об отрицательных свойствах дерново-подзолистых почв.
Дерново-подзолистые почвы, как известно, бедны питательными веществами, нередко имеют неудовлетворительные физические свойства, иногда переувлажнены, обладают кислой реакцией среды, избытком подвижных форм алюминия и марганца.
Кафедрой агрохимии исследовано влияние кислой реакции среды и подвижных форм алюминия и марганца. Влияние реакции среды на растения начали изучать еще в конце прошлого века; к настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал. Но ряд вопросов оставался невыясненным. Было установлено, что отношение растений к реакции среды зависит от их биологических особенностей: одни из них хорошо растут при нейтральной среде, другие — при слабокислой, а третьи переносят и кислую среду. Эти данные получены в результате наблюдений растений в течение всего периода вегетации. Наша задача заключалась в том, чтобы выяснить отношение растений к реакции среды в разном возрасте. Работами кафедры установлено, что чувствительность растений к кислотной реакции среды с возрастом меняется: наиболее чувствительны к кислой реакции растения в первый период их жизни. Кислая реакция, губительная для растений в первый период жизни, оказывается безвредной в последующее время. Это можно использовать в практике при внесении извести локально и при мелкой ее заделке, создавая благоприятные условия для растений в первый период, когда они наиболее чувствительны к кислой среде. Влияние реакции среды на растения зависит не только от их биологических особенностей, но и от внешних факторов: от интенсивности освещения растений и от влажности почвы; ослабленное освещение, а также избыточная влажность почвы усиливают вред от кислой реакции среды; фосфор же ослабляет ее вредное действие. Кафедра исследовала и влияние реакции среды на обмен веществ в растениях. Установлено, что кислая реакция среды ослабляет процесс превращения моносахаридов в дисахариды и другие, более сложные соединения, тормозит образование белков и фосфороорганических соединений — нуклеопротеи- дов, фитина и фосфатидов.
До недавнего времени не был ясен вопрос о прямом и косвенном действии реакции среды на растения. Одни исследователи считали, что водородные ионы оказывают непосредственное действие на растения, а другие приписывали водородным ионам косвенное влияние (действие их на микробиологические процессы, на поступление катионов, анионов и т. п.). Нашими опытами с применением метода изолированного и периодического питания было показано, что кислая реакция среды оказывает и прямое и косвенное влияние на рост растений и на обмен веществ в них. Проведенные кафедрой исследования влияния на растения подвижных форм алюминия показали, что последние оказывают сильное отрицательное действие на растения, часто превосходящее неблагоприятное действие актуальной кислотности. При избытке подвижных форм алюминия озимые культуры, клевер, люцерна и многие яровые растения частично, а иногда и полностью погибают, уцелевшие растения снижают урожай, у них замедляется заложение генеративных органов, процесс оплодотворения и налив зерна, поскольку подвижные формы алюминия нарушают обмен веществ, тормозят превращение моносахаридов в сахарозу и другие более сложные органические соединения, увеличивают содержание небелковых форм азота и уменьшают количество белка, ослабляют синтез нуклеопротеидов, фосфатидов и хлорофилла. Избыток подвижных форм алюминия понижает активность инвертазы, каталазы и протеолитических ферментов у растений, а активность пероксидазы повышает. Подвижные формы алюминия не только приводят многие растения к гибели и понижают урожай, но и существенно ухудшают качество растительной продукции: под их влиянием в растениях уменьшается содержание белка, аскорбиновой кислоты и каротина. По чувствительности к подвижным формам алюминия растения различаются весьма резко: одни сравнительно устойчивы к ним, а другие обладают повышенной чувствительностью. Изученные нами культуры (свыше 30 видов растений) но их чувствительности к подвижным формам алюминия оказалось возможным разделить на четыре группы.
Результаты этих исследований позволяют рационально размещать растения разной чувствительности, учитывая количество подвижного алюминия в почве. Опыты показали, что действие подвижного алюминия на растения зависит от уровня питания и разных форм удобрений. На высоком агрофоне алюминий менее вреден, чем при недостатке питательных веществ. Особенно благоприятное защитное действие от алюминия оказывает повышенный уровень питания растений в первый период их жизни фосфором и кальцием. На фоне аммиачных форм азота и хлоридов алюминий понижает урожай в большей мере, чем на фоне нитратных удобрений и сульфатов. Фосфорные удобрения резко ослабляют, а иногда и полностью устраняют вредное действие подвижных форм алюминия. Опытами установлено, что количество подвижного алюминия в почве можно регулировать путем внесения всевозможных удобрений и извести. Навоз и различные компосты понижают содержание подвижного алюминия в почве, но однократного их внесения недостаточно, чтобы понизить его уровень до безвредного минимума. Систематическое и длительное применение органических удобрений полностью устраняет вредное действие алюминия. Аммиачные формы азота повышают содержание подвижного алюминия в дерново-подзолистой почве, а нитратные формы, суперфосфат и фосфоритная мука, понижают его. Наиболее эффективное средство устранения подвижных форм алюминия в почве — это известкование. На основании своих исследований кафедра агрохимии МГУ пришла к выводу, что при составлении почвенно-агрохимических карт целесообразно составлять картограммы содержания в почве подвижных форм алюминия, чтобы устанавливать очередность известкования полей и размещать культуры с учетом их чувствительности к алюминию. В зоне дерново-подзолистых почв подвижных форм марганца в почве содержится часто больше, чем требуется растениями. В этих случаях марганец приносит растениям не пользу, а вред. Поэтому кафедра провела исследования отрицательного действия подвижного марганца на растения. На кислых дерново-подзолистых почвах при избытке подвижных форм марганца в растениях нарушается углеводный, белковый и фосфатный обмен веществ. Особенно вреден марганец в период зимовки растений и в первый период их жизни. Вред от подвижных форм марганца на кислых почвах значительно меньше вреда от подвижного алюминия. Растения по своей чувствительности к подвижным формам марганца, так же как и к подвижным формам алюминия, отличаются весьма резко. Содержание подвижного марганца в дерново-подзолистой почве зависит от ее кислотности, аэрации и применяемых удобрений. Экспериментальные данные, полученные кафедрой, позволяют рекомендовать систему агротехнических мероприятий по регулированию подвижных форм марганца в почве.