Эффективность удобрений, особенно в районах недостаточного и неустойчивого увлажнения, зависит от водных свойств почв.
Наиболее важные свойства почв — предельная полевая влагоемкость и максимальная гигроскопичность, по которой определяют влажность устойчивого завядания. Эти величины, различные у разных почв, позволяют вычислить диапазон активной влаги — максимальный запас ее, доступной растениям. Такой запас влаги определяют по разности между полевой влагоемкостью и влажностью устойчивого завядания.
Органические вещества почвы.
Органическое вещество — важнейшая составная часть почв, наличие и формы которого в наибольшей степени определяют почвенное плодородие и отличают почву от горных пород. Оно представляет собой сложный комплекс органических соединений.
В органическом веществе почв различают вещества неспецифической (белки, жиры, углеводы, воск, смолы, лигнин, органические кислоты) и специфической природы — собственно гумусовые вещества: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумин, входящие в группу специфических органических кислот, обладающих общностью строения, но отличающихся по степени дисперсности и некоторым свойствам. Вещества неспецифической природы составляют 10—15% общего содержания органических веществ, 85—90% приходится на долю специфических веществ.
Гуминовые кислоты — темноокрашенные органические соединения, часть гумуса, растворимая в щелочах и осаждаемая при подкислении экстракта. Это — гетерогенная и полидисперсная группа высокомолекулярных азотсодержащих оксикислот с единым принципом строения, но отличающихся деталями. Гуминовые кислоты разных типов почв имеют отличия в элементарном составе, в деталях строения, а следовательно, и в свойствах. В почвах от подзолистых к черноземным отмечено возрастание содержания углерода в элементарном составе, отношения С : Н и уменьшение этих величин при переходе к каштановым и бурым полупустынным почвам.
В основе структурного строения гуминовых кислот лежит ароматическое ядро. Ароматические кольца соединены непосредственно через углерод или мостиками в рыхлую сетку. Периферию молекул гуминовых кислот составляют цепи боковых радикалов неароматического строения (алифатические цепи).
Конституционной частью молекулы гуминовых кислот являются функциональные группы: карбоксильные, фенолгидроксильные, метаксильные, амидные и карбонильные. Кислотные свойства, емкость поглощения, растворимость и способность образовывать органо-минеральные соединения обусловлены наличием этих функциональных групп в молекулах гуминовых кислот.
К фульвокислотам относятся фракции щелочерастворимых органических веществ, которые не осаждаются кислотами и отличаются от гуминовых кислот более светлой окраской. Характерная черта фульвокислот — их высокая мобильность.
Фульвокислоты — это как бы начальные формы гуминовых кислот либо продукты их деструкции. От гуминовых фульвокислоты отличаются повышенной ролью кислорода за счет снижения количества углерода, а также более низким отношением С; Н. В составе молекул фульвокислот содержится: С — 40—52%; Н — 4—6, О — 40—48, N — 2—6%. Фульвокислоты имеют менее конденсированное ароматическое ядро и больший удельный вес периферических алифатических цепей.
Гумин — органические вещества, наиболее прочно связанные с минеральной частью почв, не извлекаемые многократной обработкой щелочью из декальцинированной почвы. В направлении от фульвокислот к гумину увеличивается степень полимеризации, снижается дисперсность их частиц, уменьшаются коллоидные свойства и кислотность.
Гумусовые вещества в почве находятся также в форме комплексных органо-минеральных соединений.
Содержание гумусовых веществ в почвах — их генетический признак. Каждый тип почв характеризуется определенным количеством гумуса и распределением его по профилю, а также соотношением в гумусе гуминовых кислот и фульвокислот.
Органические вещества почв играют сложную и разнообразную роль в формировании и развитии почвенного плодородия. Органическое вещество определяет в значительной степени направление процессов почвообразования, биохимические, химические и физические свойства почв.
Ежегодные циклические процессы синтеза и медленной минерализации свежих органических веществ и гумуса приводят к систематическому поступлению в почвенные растворы в форме доступных минеральных соединений важнейших элементов питания растений: азота, фосфора, серы, калия, кальция, микроэлементов.
Велика роль гумусовых веществ в образовании ценной водоустойчивой структуры и благоприятных для растений водно-воздушных свойств почвы. С содержанием и составом гумуса связаны тепловой баланс, сложение и окраска почвы, ее удельный и объемный вес, емкость поглощения. Не меньше влияют органические вещества на кислотность и окислительно-восстановительный потенциал почв.
Они служат регуляторами минерального питания растений. Населяющие почвы макро- и микроорганизмы черпают в почвенном органическом веществе необходимые для их существования энергию и минеральные соединения.
Органическое вещество почв — универсальный аккумулятор и экономный распределитель наиболее ценной части энергии, связанной в гумусе, необходимой для нормального обмена и круговорота веществ в природе. Поэтому актуален вопрос сохранения и накопления эффективных форм органического вещества в пахотном и подпахотном горизонтах почв с помощью органических удобрений и травосеяния.