Для правильного применения удобрений необходимо прежде всего учитывать биологические, физико-химические и химические свойства почвы. Важнейшее свойство почвы – плодородие, позволяющее ей участвовать получении урожая сельскохозяйственных культур. Различают потенциальное (естественное) и эффективное (актуальное, экономическое) плодородие. Естественное плодородие присуще каждой почве и обусловлено природными процессами почвообразования. Оценивается потенциальное плодородие по валовым запасам питательных веществ в почве и зависит от мощности гумусового слоя, содержания гумуса, общих запасов элементов питания, физико-химических и агрофизических свойств почвы, интенсивности микробиологических процессов, от способа использования почв.
Под влиянием различных факторов, в частности, под действием почвенных микроорганизмов, потенциальное плодородие переходит в эффективное (органическое вещество почвы минерализуется и становится доступным для растений). Если общие запасы элементов питания (потенциальное плодородие) принять за 100%, то доступные для растений элементы питания (эффективное плодородие) составляют лишь 1-2%.
Почва состоит из твердой, жидкой (почвенный раствор) и газообразной (почвенный воздух) фаз.
Твердая фаза почвы включает в себя минеральную и органическую части. Минеральная часть составляет 90 – 99% массы почвы и имеет сложный минералогический и химический состав. В состав минеральной части входят С, О, Н, Si, Fе, Аl, Са, Мg, К, Nа, Р и др. Содержанием этих элементов определяется механический состав почвы. Органическая часть – важнейшая часть почвы, имеющая большое значение для ее плодородия и питания растений. По массе она составляет небольшую часть твердой фазы – от 0,5 – 3% в дерново – подзолистых почвах до 10 – 12% в черноземах. Органическое вещество почвы представлено в основном гумусовыми веществами (85 – 90%). В нем содержится почти весь азот и сера, значительная часть фосфора, в то время как калия, кальция и магния – мало. Содержание гумуса сильно зависит от типа почв и степени их окультуривания; мощность гумусового горизонта – важный агрохимический признак почв. Органическое вещество почвы служит источником пищи и энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов. В свою очередь, минерализация органического вещества идет под влиянием почвенных микроорганизмов.
Гумус отличается сравнительно высокой устойчивостью к разложению микроорганизмами, однако разложение его происходит и проблема снижения содержания гумуса в почве стоит достаточно остро. Длительное возделывание сельскохозяйственных культур без внесения удобрений сопровождается значительным уменьшением общего запаса гумуса и азота в почвах.
Жидкая фаза почвы или почвенный раствор — наиболее подвижная и активная часть почвы. В почвенном растворе находятся катионы и анионы различных солей, водорастворимые органические вещества, растворенные газы (СО2, О2, NH3 и др.). Наиболее важное значение для питания растений имеет присутствие в почвенном растворе ионов Са2+, Мg2+, NH4+, К+, NО3— и Н2РО4— и постоянное их пополнение. Содержание в почвенном растворе катионов Н+ и Nа+ определяет его реакцию, от которой зависят рост и развитие растений. Концентрация почвенного раствора колеблется от сотых долей до нескольких процентов. Повышенная концентрация почвенного раствора (на засоленных почвах) вредна для растений. Состав почвенного раствора зависит от внесения органических и минеральных удобрений; и, наоборот, почвенный раствор влияет на состав внесенных удобрений. Состав и концентрация солей в почвенном растворе зависят от влажности почвы, интенсивности минерализации органического вещества, внесения удобрений. С передвижением воды в почве передвигаются и питательные вещества. Растения могут испытывать голод при значительном содержании питательных элементов в почве, если в ней отмечается недостаток воды.
Почвенный воздух (газовая фаза) заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, О2, СО2, летучие органические соединения и т.д. не постоянны и определяются характером множеств химических, биологических и биохимических процессов. Почвенный воздухотличается от атмосферного повышенным содержанием углекислого газа (0,3 – 1% против 0,03%). Углекислота образуется при дыхании корней и минерализации органического вещества почвы. Определенное содержание СО2 в почве носит положительный характер. При растворении в почвенной воде образуется угольная кислота. Она подкисляет почвенный раствор и усиливает растворение минеральных веществ почвы. Однако при ее избытке ухудшается поглощение нитратов и фосфатов корнями. В почве для нормальной жизнедеятельности почвенных аэробных микроорганизмов должно быть достаточное количество кислорода, при его недостатке в почве начинают преобладать анаэробные, восстановительные процессы, губительные для растений.
