Эоловые пески и неразвитые песчаные почвы характеризуются крайне низким эффективным плодородием из-за ничтожного содержания в них главнейших элементов питания — азота, фосфора, калия. Валовой анализ эолового песка в Олешье показал содержание в нем около 0,007% азота (N); 0,029 фосфора (Р2O5) и 0,15% калия (K2O). Соотношение N:P:K.= 1:3:21. Оно указывает на исключительную бедность песков азотом и фосфором.
Поэтому обеспечение приживаемости и улучшения роста саженцев в первый период их жизни на лишенных почвы песках, пока сосна сама еще не создала себе улучшенных условий влагоснабжения и питания, не может быть успешно решено без искусственного повышения плодородия песков.
Содержание азота, фосфора и калия в эоловой песке Раденского участка (в процентах к абсолютно сухому весу песка). Тип условий местообитания A0, Олешские пески
Опыты по внесению торфа в виде горизонтальной прослойки на Олешских песках показали, что наряду с упомянутым выше улучшением водного снабжения растения, торфяная прослойка служит также эффективным источником питательных веществ. Низинный торф местного Кардашинского болота при высокой зольности (26,8%) содержит в среднем валового азота 2,06%, фосфора 0,58%, калия 0,25%. Реакция его лежит в слабощелочном интервале (pH 7,25).
Процесс минерализации торфа, внесенного в качестве прослойки, в первый год идет очень интенсивно. Этому способствует глубинное заложение прослойки, обеспечивающее, достаточную влажность, доступ тепла и воздуха, наличие в прослойке подвижной гуминовой кислоты — стимулятора роста корешков (Л. А. Христева, 1954).
Для выяснения роли торфа в обеспечении минерального питания сосны Г. М. Илькун проводил учет аммиачных и нитратных соединений как в торфяной прослойке, так и в окружающем ее песке. Контрольными явились определения тех же элементов на участках незаторфованного песка. Аммиачные соединения определялись реактивом Несслера, нитратные — сульфофеноловой кислотой. Повторность определений двукратная.
Анализы показали, что в торфе на первом году после посадки сосны образуется значительное количество аммонийных соединений и нитратов, которые постепенно вымываются и диффундируют из прослойки в нижние, частично также и в верхние слои песка (в последнем случае — исключительно благодаря диффузии). Следовательно, в торфе накапливается такое количество легкоподвижных соединений азота, которое покрывает потребность в них девяти однолетних сосенок, и, кроме того, образуются регистрируемые анализами «затеки» этих веществ в нижние слои песка. Последнее может явиться стимулом, направляющим рост корней вглубь, способствующим образованию в этих горизонтах широко разветвленной системы всасывающих (мочковатых) корешков.
Подвижные соединения азота (мг на 100 г почвы) в песке и торфяной прослойке на глубину 30—40 см в течение четырех лет после заложения посадки в 1951 г. Тип условий местопроизрастания А0, Казачье-Легерская арена (Олешье), 1951—1954 гг. Образцы для анализа брались под гнездом-группой сосны, контрольные — рядом на необлесенных песках
Определения подвижных форм азота на втором году после закладки торфа в тех же условиях показали сходную картину их распространения. Однако в этих случаях аммиачные и нитратные соединения азота содержались в профиле заторфованного песка до глубины 1 м. В летний период количество этих веществ в торфе увеличивается, а за его пределами несколько уменьшается, что, по-видимому, происходит благодаря интенсивному поглощению их корнями сосны и частичному вымыванию. К осени соотношение содержания подвижных соединений азота меняется — в торфе уменьшается, а в окружающем его песке увеличивается.
На третьем и четвертом году после внесения в песок торфа продолжается интенсивное его разложение. Потребность девяти 3—4-летних сосенок в азоте виоле удовлетворяется и, кроме того, повторяется миграция аммиачных и нитратных солей из торфа в окружающий его песок, которая наблюдалась и в предшествующие годы.
Начиная с третьего года происходит уменьшение запаса легкоподвижных соединений азота. Это может быть связано не столько с уменьшением их продукции в связи с разложением торфа (что мы не исключаем), сколько с увеличением потребления их сосной.
Содержание подвижных форм фосфорной кислоты и калия в песке и торфе под сосновыми гнездами посадки 1951 г. Тип условий местопроизрастания А1 (мг на 100 г абсолютно сухой почвы)
Согласно исследованиям проф. Л. А. Христевой выделяемая из торфа при слабощелочной реакции гуминовая кислота в концентрациях тысячных и десятитысячных процента оказывает стимулирующее влияние на корнеобразование. Гуминовая кислота повышает интенсивность поступления в растение фосфора, который в свою очередь усиливает окислительно-восстановительные процессы и способствует лучшему усвоению растением минеральных веществ. Сосна сильно реагирует на гуминовые кислоты, что проявляется в интенсивном корнеобразовании и увеличении прироста надземной массы.
Из рассмотренного следует, что торф является важным источником питания, удовлетворяющим потребности растений в аммиачных и нитратных соединениях, стимулирующим образование и рост мочковатых корней.
Согласно В. Н. Прокошеву, растение ощущает недостаток в фосфоре при содержании подвижных форм его менее 7 мг в 100 г песчаной почвы. Следует, что эоловый песок содержит их меньше — от 2,9 до 6,7 мг, а торф в течение вегетационного сезона — значительно больше 18,9—37 мг.
Подвижного калия в песке содержится также очень мало: 1,1—5 мг при 73,8 мг в торфе на 100 г абсолютно сухого вещества. Увеличение содержания калия под торфом более чем в два раза также связано с миграцией его из торфяной прослойки вниз. Отсюда становится понятным, почему внесение минеральных удобрений по фону торфяной прослойки не дало в упомянутых выше опытах эффективных результатов. Молодые сосны, использующие торфяную прослойку, обеспечены всеми важнейшими элементами питания в первые годы жизни на самых бедных песках. Этого вполне достаточно, чтобы они прижились, освоили значительный объем надземной и подземной среды, что составляет основу их устойчивости против засухи и вредителей, а также дальнейшего успешного роста.
Сравнительно небольшой запас азота и зольных веществ, который дается сосне при гнездовом торфовании, является важным оборотным ее капиталом, достаточным на 20—30 лет жизни в условиях песка, лишенного почвы.
Роль торфа, компоста и других органических удобрений на лишенных почвы песках, на супесях, суглинках и каменистых субстратах очень велика. Внесение в этих условиях минеральных удобрений без органических нецелесообразно. Растворимые удобрения приносят зачастую вред на песках из-за высокой концентрации и отсутствия буферного действия почвы.