Потребность почвы в перегное

Цель возделывания смеси многолетних трав на полях — восстановление прочности комковатой структуры полевой почвы, т. е. способности ее комков не расплываться в воде. Почва расплывшаяся, бесструктурная неспособна сделать большого запаса воды, так как 70% всего количества дождевой воды стекает по ее поверхности и той же участи подвергаются все 100% снеговой воды. В течение всей зимы верхние слои замерзшей почвы беспрерывно сгущают и обращают в лед пары воды, также непрерывно испаряемой глубокими незамерзающими слоями подпочвы. Когда весной почва оттаивает, все промежутки между ее частицами заполнены водой, и больше воды в них поместиться не может. Поэтому все количество снеговой воды стекает по ее поверхности.

Сделанный бесструктурной почвой запас воды быстро испаряется только потому, что в такой почве все количество воды, как по фитилю, поднимается наверх к испаряющей поверхности. Поэтому благоприятная влажность бесструктурной почвы зависит только от частоты выпадения дождей. Урожай на такой почве из года в год колеблется очень сильно под влиянием стихийной причины — частоты выпадения дождей, изменение которой не зависит от нас, поэтому и высота урожая на бесструктурной почве находится вне нашего контроля. При этом падение урожая на бесструктурной почве может достигнуть при дождливом лете полного неурожая, и мы должны с этим мириться как со стихийным явлением.

Средняя высота урожайности на такой почве также не может быть высока. Когда в почве много воды, в ней мало воздуха, и органические остатки в ней разлагаются медленно, растению не хватает пищи, и оно не может использовать благоприятной влажности. Когда в почве мало воды, разложение органических остатков совершается быстро. Но растение не может воспользоваться богатой пищей потому, что для усиленной работы ему не хватает воды. Поэтому средняя урожайность на бесструктурной почве невысока и для зерновых хлебов колеблется около 6—8 ц на гектар.

В почву структурную, в которой все частицы сцементированы в комки крупностью от 2 до 10 мм, вода в количестве 100% всей суммы годовых осадков проникает потому, что зимой широкие промежутки между комками не заполняются льдом. Проникшая вода всасывается комками и бесструктурной подпочвой, а не всосавшаяся в комки вода медленно стекает вниз по склону в массе почвы, которая своим сопротивлением сильно уменьшает скорость стекания воды.

Всосавшаяся в комки вода испаряется только из верхних одного-двух слоев комков, но из нижних слоев комков вода не может проникнуть в верхний слой сухих комков потому, что промежутки между рыхло лежащими комками гораздо шире, чем промежутки между частицами почвы в комке, а из узких промежутков нижних влажных комков вода не может проникнуть в широкие промежутки между комками. Поэтому весь запас воды комковатой почвы, который за вычетом воды, испарившейся из верхних слоев комков, равен около 85% всего количества годовых осадков, находится исключительно в распоряжении растений. В то время как весь запас воды структурной комковатой почвы находится в комках, между комками свободно проникает воздух, и в структурной почве всегда идет аэробное разложение органических остатков.

Поэтому средняя урожайность структурных почв высока и ежегодные колебания урожаев невелики. Средняя урожайность наиболее передовых в сельскохозяйственном отношении стран Западной Европы колеблется около 40 ц на гектар, и последние шесть лет в Бельгии официально регистрируется несколько крупных хозяйств со средней полевой урожайностью яровой пшеницы в 80 ц на гектар.

Преимущества структурной почвы очевидны и особенно выступают, если прибавить, что вспашка структурной почвы требует применения усилия в 5—7 раз меньшего, чем вспашка бесструктурной почвы.

Очевидно, что особенно важное значение в сельскохозяйственном производстве приобретает прочность структуры почвы, или способность ее комков не расплываться в воде.

Прочность комков обусловливается нерастворимостью в воде того цемента, который склеивает частицы почвы в комки. Этот цемент — перегной, органическое вещество, выделяемое анаэробными бактериями при разрушении растительных остатков в почве.

Перегной состоит из чрезвычайно мелких, нерастворимых в воде частиц, которые могут быть обнаружены только при помощи так называемого ультрамикроскопа. Мельчайшие частицы перегноя обладают способностью сгущать на своей поверхности многие вещества, растворенные в воде. Эта способность называется поглощением. И поглощенное перегноем вещество не может быть отмыто от перегноя чистой водой, но оно может быть вытеснено другим растворенным в воде веществом, которое перегной поглощает вместо вытесненного, переходящего в раствор на место поглощенного.

При вытеснении одного поглощенного вещества другим могут изменяться отношения к воде и самого нерастворимого в воде перегноя. Когда, например, частицы перегноя удерживают на своей поверхности в поглощенном состоянии аммоний, они приобретают способность рассеиваться в воде, образуя так называемый ложный, или коллоидальный, раствор, и окрашивают воду в темный цвет.

Если такой перегной содержится в почве, то он способен склеивать частицы сухой почвы в крепкие (связные) комки и глыбки, которые иногда трудно раздавить пальцами. Но стоит такой комок смочить водой, как он тотчас расплывается в кашицеобразную массу. Такой комок обладает связностью — сопротивляется раздавливанию, но он непрочен — расплывается в воде.

Если к перегною, содержащему поглощенный аммоний, прилить раствор соли кальция, то кальций вытеснит аммоний в раствор и поглотится вместо него перегноем. Такой перегной, содержащий кальций в поглощенном состоянии, уже не обладает способностью рассеиваться в воде; он оседает на дно сосуда в виде слизистого осадка, и вода над осадком становится бесцветной. Когда такой содержащий поглощенный кальций перегной склеивает частицы почвы в комки, то комки не только обладают связностью — сопротивляются раздавливанию, но они и не расплываются в воде — они прочны.

Под влиянием сельскохозяйственной культуры структурная почва неизбежно лишается как своей структуры, так и прочности.

Мы не можем возделывать растения без того, чтобы попутно не раздавливать комков почвы. Мы принуждены ходить, ездить по поверхности полей, возить тяжести. При самой обработке, которая производится для придания почве комковатой структуры, почва растирается лемехом, ножом и отвалом плуга.

Для того чтобы почва могла сделать запас воды, дождевая вода должна проникнуть в массу почвы через ее поверхность. Вода дождей и снеговая вода всегда содержит в растворенном состоянии соли аммония, которые беспрерывно образуются в воздухе и растворяются всяким дождем и снегом. При проникновении дождевой воды через поверхность почвы аммоний солей, растворенных в атмосферной воде, вытесняет из перегноя поглощенный им кальций и вымывает его в более глубокие слои подпочвы. Перегной, в котором поглощенный кальций вытеснен аммонием, приобретает способность рассеиваться в воде; комки, склеенные таким перегноем, теряют свою прочность и расплываются в воде.

Наконец, для того, чтобы культурные растения могли питаться, мы рыхлим почву, чтобы в нее мог проникать воздух, в присутствии которого аэробные бактерии разрушают органическое вещество растительных остатков. Но перегной — тоже органическое вещество, и бактерии разрушают также и перегной, уничтожая самую причину прочности почвы.

Поэтому одной из главнейших забот земледелия является забота о восстановлении в почве перегноя, или о восстановлении прочности почвы.

Система мероприятий, стремящаяся восстановить прочность почвы, носит название системы восстановления условий плодородия почвы, потому что от прочности комков зависит способность почвы сделать большой и прочный запас воды и одновременно обеспечить быстрое разложение растительных остатков, от которых зависит питание растений, или, другими словами, уничтожить антагонизм между водой и пищей растений в почве. Система восстановления условий плодородия почвы иначе называется системой земледелия.

Прежде предполагали, что прочность структуры почвы можно восстановить путем внесения в почву парового поля навоза. Но навоз мы вносим в почву путем запашки. Обработка же почвы имеет задачей разрыхление почвы, обращение ее в структурное состояние. Цель обработки — не только облегчить проникновение в почву воды, но и воздуха, необходимого для быстрого и полного разложения органического вещества растительных остатков и для обращения содержащихся в них минеральных веществ в формы легкоусвояемой пищи растений.

Навоз представляет также растительные остатки, уже разложившиеся в кишечном канале животных и продолжающие разлагаться во время хранения навоза. Да и вносится навоз как удобрение для того, чтобы увеличить содержание пищи растений в почве. Навоз запахивается в почву или летом, или в начале осени, в то время, когда в почве содержится наименьшее количество воды; и если пожнивные остатки однолетних растений быстро и полно разлагаются в течение той же осени, то нет никаких причин, чтобы и навоз не разлагался так же.

Если бы при разложении навоза и образовался перегной, то он не мог бы обладать прочностью. При разложении навоза при доступе воздуха образуется много аммиака, запах которого всегда ощущается, например, в конюшнях; и поэтому перегной, могущий образоваться из навоза, всегда содержит в поглощенном состоянии аммоний. Поэтому такой перегной в воде образует ложный раствор — его частицы рассеиваются в воде, и он не может придать прочности почве.

По этой причине для восстановления прочности почвы и применяется полевое травосеяние, т. е. в севооборот однолетних культурных растений через определенные промежутки времени вводится посев смеси многолетних трав. Высевается всегда смесь двух многолетних трав — одного многолетнего злака и одного многолетнего бобового. В более северных местностях травяное поле засевается смесью тимофеевки с красным клевером, в более южных местностях смесь составляется из житняка и желтой люцерны.

Такой состав смеси определяется двумя причинами. Многолетний злак обладает сильно ветвящимися в пахотном слое мочковатыми корнями. Его корни разделяют почву пахотного горизонта на комки и после вспашки, разлагаясь в анаэробных условиях, пропитывают каждый оплетенный ими комок перегноем. В то же время многолетнее бобовое своими глубокими корнями усваивает кальций из подпочвы, куда он вымывается дождями. Бобовые всегда содержат большие количества кальция, и когда после вспашки пожнивные остатки многолетних бобовых травяного поля разлагаются, выделяющийся кальций поглощается перегноем, образующимся из корней и побегов многолетнего злака, и почва приобретает прочную комковатую структуру.

Само собой разумеется, что вспашка травяного поля должна быть произведена, по возможности, глубокой осенью. Летняя вспашка поставит все накопленные мертвые остатки многолетних трав в такие же условия, как пожнивные остатки однолетних растений или навоз, и о восстановлении прочности почвы не может быть и речи.

Вторая причина посева смеси многолетних трав заключается в том, что таким образом достигается больший и более равномерный укос травы, и получающаяся кормовая масса обладает лучшим кормовым достоинством. Многолетние злаки дают наибольший укос на второй год пользования, тогда как многолетние бобовые дают наибольший урожай в первый год пользования и на третий год в значительной мере отмирают. Вместе с тем бобовые содержат много белковых веществ, повышая этим кормовые качества сена.

Упомянутая разновременность наибольших укосов многолетних злаков и бобовых и быстрое вымирание бобовых определяют особенность урожаев травяных полей. Средняя высота урожаев в два первых года пользования травяными полями колеблется при правильных укосах около 40—50 ц сена на гектар. При этом в сене в первом году преобладает бобовое над злаком, во втором году в сене преобладает злак над бобовыми. На третий год урожай резко снижается до средней величины в 17—18 ц на гектар, причем травяное поле сильно засоряется — сор занимает места выпавших из состава смеси бобовых.

Этими особенностями урожаев травяного поля определяется срок продолжительности его пользования.

Возделывание многолетних трав в полевом севообороте вынуждается необходимостью воссоздания прочности структуры полевых почв. Производство зеленой кормовой массы не может служить прямой целью этой культуры, а является неизбежным ее последствием и может служить лишь частично для уменьшения ущерба, причиняемого изъятием части полевой площади из ее прямого назначения — производства зерновых продовольственных хлебов. С многолетними кормовыми травами на полях мы миримся только потому, что без них не можем поддержать урожайность полей на желаемой высоте и не в состоянии придать ей устойчивости и лишить ее стихийных колебаний.

При правильной культуре лугов мы получаем в среднем с 1 га от 100 до 125 ц сена, т. е. в среднем вдвое большее количество сена, превосходящего своими хозяйственными качествами полевое сено. Это лучшее качество определяется тем, что луговое сено образует при его использовании меньше трухи вследствие меньшего содержания в нем бобовых, листья которых, т. е. самая ценная в кормовом отношении часть их, легко опадают при уборке и свозке. Кроме того, и стебли злаков лугового сена, как выросшие в более густом травостое, отличаются меньшим содержанием одревесневшей клетчатки.

Совершенно ясно, что труд, затраченный на выращивание кормовой массы на поле, будет, по меньшей мере, вдвое менее производителен, чем в том случае, когда кормовая трава выращивается на лугах. Вследствие приведенных соображений понятно, что продолжительность пребывания многолетних трав на полях должна быть строго ограничена тем промежутком времени, который представляет наименьший необходимый срок для того, чтобы многолетние травы могли совершить свое прямое назначение — восстановление прочности полевой почвы. Дальнейшее пребывание их будет непроизводительной затратой труда — того труда, ради поднятия производительности которого мы стремимся повысить урожайность и ради чего мы и вводим полевое травосеяние.

Урожай многолетних трав на полях в среднем по годам пользования изменяется таким образом: в первом году — 50 ц на гектар, во втором — 35 ц, в третьем — 18 ц, в четвертом — 13 ц на гектар. Количество растительных остатков многолетних злаков, накопляющихся в почве и служащих для образования в почве перегноя, очевидно, будет тем больше, чем больше образуют злаки побегов. Это одна из причин, по которой мы стремимся убрать с травяного поля два укоса. Вместо скошенных побегов образуется, по меньшей мере, такое же количество новых, из которых каждый образует новую самостоятельную корневую систему. Очевидно, что по мере падения урожаев травяного поля будет уменьшаться и накопление в почве растительных остатков — источника перегноя.

Причины быстрого падения урожая многолетних трав на полях совершенно ясны. Поля занимают склоны территории хозяйства. На местах расположения полей условия влажности почвы средние между недостаточной обеспеченностью водой водоразделов — следствием порывистости их водного режима, и избыточной влажностью подошвы склонов и долин — следствием медленности движения здесь почвенной воды. Кормовые же травы возделываются ради своей листовой поверхности, которая у растений наземных всегда совмещается с поверхностью испаряющей. Поэтому при полевой культуре условием, ограничивающим величину урожая, всегда является влажность почвы. Это главная причина ограниченности выбора многолетних трав для полевой культуры. Из огромного разнообразия многолетних злаков и бобовых только четыре растения пользуются широким распространением в полевом травосеянии, это — тимофеевка, житняк, красный клевер и желтая люцерна. Их требования по отношению к воде лишь сравнительно немногим отличаются от требований большинства полевых однолетних растений, но и урожаи их значительно ниже урожаев требовательных к воде луговых злаков.

Поскольку посев многолетних трав в поле имеет целью восстановление прочности структуры почвы, то очевидно, что самая цель их культуры заставляет высевать их в такой момент севооборота, когда прочность почвы достигла наименьшей предельной величины. Но это значит, что структура, которая была придана почве при посеве последнего в севообороте растения, быстро утрачивается. При уборке покровного растения структура почвы неминуемо еще больше разрушается и поверхность поля уплотняется. Так как под покровное растение был произведен посев многолетних трав, то это обстоятельство лишает возможности принять меры к ослаблению неблагоприятного уплотнения почвы. Все эти обстоятельства создают неблагоприятные условия накопления в почве осеннего запаса воды. Весной, когда всходы многолетних трав еще не достаточно окрепли, мы также лишены возможности принять меры против бесполезной потери воды почвою помимо растений.

Только после первого укоса можно принять меры к разрыхлению почвы поля под многолетними травами, и летние дожди могут быть использованы травой. То же касается и осенних дождей после второго укоса. Но к этому времени в почве уже накопляется значительное количество мертвого органического вещества. Количество органических остатков во время второго года пользования еще более возрастает, и это накопление в почве массы органического вещества и представляет главную причину снижения урожаев многолетних трав на третьем и дальнейших годах пользования.

По указанным причинам два года пользования и представляют тот предельный срок, во время которого в почве поля накопляется достаточное количество органического вещества, которое может быть использовано для восстановления прочности почвы.

Дальнейшее оставление поля под травой не повышает прочности почвы, и после двух лет значение травяного поля сводится исключительно к пользованию им как кормовым угодием. Такое пользование не только непроизводительно, но и представляет значительную опасность засорения почвы семенами сорняков, которые обыкновенно занимают место выпадающих из травостоя на третий год пользования бобовых.

Поэтому травяное поле может играть лишь роль подсобной кормовой площади; основывать же на нем удовлетворение кормовых нужд хозяйства в размере, сколько-нибудь превышающем нужды восстановления прочности полевой почвы, равносильно значительному снижению производительности труда в растениеводстве.

Двухлетнее пользование травяным полем представляет, по-видимому, неизбежную меру в начальной стадии введения травопольной системы земледелия. По миновании же переходного периода более производительным представляется сокращение лугового периода травопольного севооборота до одного года при двуукосном пользовании полем многолетних трав.