В почвенной глине состоящей из глинозема кремневой кислоты и воды, находятся, также в тесном химическом соединении: калий, натрий, кальций, железо и магний. В глине красноватого оттенка, кроме того, имеется окись железа (водная), отличающаяся красным цветом.
Таким образом, и в песке (некварцевом), и в глине имеется ряд веществ, необходимых для питания растений, но в глине эти вещества находятся в усвояемой для растений форме а в песке вне усвояемой, пока песок не подвергнется некоторым изменениям.
Необходимые растениям хлор и сера находятся в почве в виде водного раствора сернокислых и хлористых солей. Фосфор в виде фосфорнокислого кальция, фосфорнокислого железа и других солей, и чем больше глины в почве тем больше и фосфора.
Глина, некварцевый песок и фосфорнокислые соли стечением времени подвергаются изменениям: питательные вещества находящиеся в глине, постепенно делаются усвояемыми для растений, а песок изменяется в глину, причем хлор, сера и фосфор песка превращаются в хлористые сернокислые и фосфорнокислые соли.
Все эти изменения составных частей песка, глины и фосфорнокислых солей мы называем выветриванием почвы, которое совершается при воздействии воды, углекислоты и кислорода воздуха Вода необходимая для этих изменений, получается от атмосферных осадков и при поливке растений; углекислота, имеющая особенно важное значение в этом отношении, из воздуха.
Углекислая известь, находящаяся в различных типах почв, в большем или меньшем количестве доставляет растениям кальций, который находится также и в песке и в глине. Как питательное вещество, кальций растениям нужен в минимальном количестве и роль извести в почве состоит не в доставлении питания. Известь оказывает чрезвычайно полезное действие, главным образом, на глинистых и перегнойных почвах, о чем я буду говорить подробнее в разделе «Известкование почвы».
Состав перегноя или гумуса совершенно таков же как и растений, из которых образовался перегной: углерод, водород, кислород, азот и минеральные вещества которые остаются после сжигания перегноя. Роль перегноя в почве огромна и чем больше перегноя в данном образце почвы, тем плодороднее бывает почва азот, необходимый для развития растений, получается ими (за исключением бобовых растений) в виде азотнокислых солей.
Кроме того, при разложении перегноя в почве образуется углекислота, а мы уже видели, что углекислота необходима для перевода в усвояемое состояние питательных веществ почвы. Таким образом, необходимая для выветривания почвы углекислота получается и из воздуха, и образуется при разложении перегноя.
Следовательно, бесплодной почвой является только кварцевый, чисто белый, прозрачный песок (который идет на выделку стекла). Песок некварцевый заключает в себе все необходимые для питания растений вещества, кроме азота, но эти вещества слишком медленно и трудно переходят в удобоусвояемое состояние В глине эти вещества легче делаются усвояемыми вот почему глинистые почвы бывают всегда урожайнее Перегной и известь являются самыми энергичными деятелями в смысле перевода питательных веществ песка и глины в усвояемое состояние.
Перегной почвы образовался от перегнивания растений, развивавшихся на данной почве в течение многих веков. В почве перегной претерпевает химические превращения в азотнокислые соли (нитраты), углекислоту, минеральные соли и воду. Но такое полное превращение перегноя может произойти только при полном доступе воздуха в почву и при достаточном количестве влажности. Под влиянием кислорода воздуха из углерода перегноя образуется углекислота, из водорода вода, из азота азотная кислота которая соединяется с основаниями минеральных веществ почвы и образует соли, усвояемые растениями.
В процессе образования азотнокислых солей в почве принимают большое участие почвенные микроорганизмы, способствующие быстрейшему образованию азотнокислых солей в почве.
На почвах чрезмерно влажных, болотистых перегной разлагается гораздо медленнее и химические превращения в данном случае протекают иначе только сравнительно небольшая часть углерода идет на образование углекислоты, а остальной углерод выделяется в виде болотного газа Азот, без доступа воздуха не может превратиться в азотнокислые соли, а также выделяется в воздух. В таких почвах и окись железа вещество, полезное растениям большим содержанием кислорода, превращается в бедную кислородом и чрезвычайно вредную для растений закись железа Такой перегной называется кислым; выращивание на таких почвах полезных нам растений невозможно до того времени, пока участок не будет осушен, и воздух проникнет в почву и превратит закись железа в окись, усилив образование углекислоты и азотнокислых солей.
Кроме рассмотренных нами веществ, в почве находятся воздух и вода Почвенный воздух отличается от атмосферного меньшим содержанием кислорода, который тратится на соединение с органическими (перегнойными) веществами почвы, и значительно большим содержанием углекислоты, образующейся при разложении перегноя.
Почвенная вода представляет собою раствор азотнокислых, сернокислых, хлористых и некоторых других солей (соли калия. натрия, кальция и магния). Таким образом, весь азот, серу и хлор растения берут из почвенных растворов; отсюда же извлекают они и небольшую часть необходимого количества калия, натрия, кальция и магния, но главную часть этих солей, а также все количество фосфора, железа и кремния растения получают из минеральных веществ почвы, обрабатывая их кислотой, выделяемой корневыми волосками.
Источником азота является также аммиак бесцветный газ с удушливым запахом. В природе аммиак встречается, главным образом, в воздухе в речной воде в дождевой воде, в почве (водный раствор аммиака в общежитии называется нашатырным спиртом). Попадая в почву, аммиак микроорганизмами превращается в азотную кислоту с выделением воды.
Питательные вещества почвы находятся во всех слоях, и в поверхностных, и в более глубоких, и не только в почве, но и в подпочве Следовательно, для нас важно доставить возможность растениям черпать пищу и из более глубоких слоев, соответственно разрыхляя почву на возможно большую глубину. Ho при этом надо иметь в виду, что, так как по мере углубления в почву количество перегноя делается все меньше и меньше, воздух в более глубокие слои проникает слабее, то и разложение питательных веществ почвы на глубине происходит труднее и усвоение их корнями растений затрудняется.
По преобладанию в почве тех или других веществ различают почвы: глинистые песчаные известковые каменистые черноземные и болотистые.
Глинистые почвы следует признать плодородными, так как они состоят, главным образом, из мельчайших частиц глинозема они отличаются большой плотностью; их называют, поэтому, тяжелыми почвами. Они с трудом пропускают воду, задерживая ее в большом количестве; поэтому глинистые почвы отличаются влажностью. Вследствие чрезмерно плотного строения таких почв воздух не может в достаточной степени проникать в них, а потому глинистые почвы холодны. Различают: очень тяжелую почву с содержанием 75–80 % глины; средне-тяжелую с содержанием 75–60 % глины; обыкновенную – с 60–50 % глины и суглинистую с 50-25 % глины.
Суглинистые почвы различают: плотные с 50–40 % глины, средние с 4 0-30 % глины: легкие суглинки с 30-20 % глины.