Как известно, растения обитают одновременно в двух средах — почвенной и воздушной.
Почву характеризуют беспрерывно меняющиеся тепловой, водный и воздушный режимы, определенные физические свойства и химический состав. Многолетний режим почвенных условий образует почвенный климат.
Что же входит в понятие «климат почвы»? Исследователь климата почв А. М. Шульгин определяет это понятие «как многолетний режим температуры и влажности почвы и их географическое распределение, зависящее от комплекса природных факторов и производственной деятельности человека». Жизнь растений, вернее их корней, протекает в верхнем слое почвы. Поэтому важно знать закономерности формирования и изменения климата этого слоя, особенно пахотного горизонта. Основными показателями почвы, влияющими на рост и развитие растений, являются температура, влажность, аэрация, наличие необходимых питательных и отсутствие вредных веществ.
Тепловой режим почвы — это изменение теплового состояния почвы во времени. Главный источник тепла, поступающего в почву, — солнечная радиация. Степень нагрева почвы солнечными лучами зависит от ее теплоемкости, теплопроводности, отражательной способности ее поверхности. Максимальный нагрев почвы наблюдается в 12 ч. Он может достигать, например, под Москвой и Ленинградом 50—60 °С. При этом тепло из пахотного горизонта постепенно передается в нижележащие слои. После полудня температура почвы медленно понижается, минимума она достигает перед восходом солнца.
Почвы различного механического состава нагреваются по-разному: одни быстрее — песчаные, другие медленнее — глинистые, торфяно-болотистые, причем последние нагреваются особенно медленно. Почва комковатой структуры днем теплее, а ночью холоднее, так как отражательная способность шероховатой поверхности по сравнению с ровной днем меньше, чем ее излучательная способность.
На температуру почвы оказывает влияние экспозиция склона. В северных районах для выращивания теплолюбивых культур необходимо использовать южные, юго-западные и юго-восточные склоны: в дневные часы при малооблачной погоде и хорошем увлажнении температура почвы на пологих южных склонах в слое 5—10 см выше, чем на северных, на 3—4 °С. Одним из надежных способов повышения температуры почвы является устройство гребней и гряд, благодаря чему площадь нагреваемой поверхности возрастает на 25—30%.
В начальный период вегетации температура почвы на гребнях выше, чем на ровном месте, на 1—2 °С. В последующем температурные различия сглаживаются.
Температуру почвы можно повысить или понизить мульчированием ее поверхности светопрозрачной или темной полиэтиленовой пленкой, а также какой-либо мульчей (перегноем, мульч-бумагой, опилками и др.). При мульче темного цвета температура почвы повышается, при светлой мульче — понижается. Особенно эффективна светопрозрачная пленка весной после схода снега и в период посев — всходы. По нашим наблюдениям укрытие почвы полимерной пленкой в эти периоды позволяет ускорить начало вегетации растений на 10 дней и более, а следовательно, и раньше получить овощную продукцию. Температура воздуха под полиэтиленовой пленкой в дневные часы при ясной погоде может быть на 20 °С выше, чем на открытых участках, а при пасмурной — на 2—3 °С. В ночные часы разность температур может составлять 1—6 °С. В слое почвы на глубине 5 см под укрытием температура на 10—12°С выше, чем на открытых участках.
Прогреву почвы на гребнях и грядах способствует также их расположение в направлении с севера на юг.
Полив (орошение) — это еще один из надежных регуляторов температуры почвы. При поливе температура почвы снижается. Разность между температурой почвы политого и сухого участков в середине лета может достигать 7—8 °С на глубине 10 см и 4—5 °С на глубине 20 см.
Больше всего хлопот садоводам-любителям доставляет зима. Если зима малоснежная, то всегда есть опасность сильного промерзания почвы, а значит, подмерзания корней у плодово-ягодных растений. Их корни еще менее морозоустойчивы, чем надземные органы. Мощными регуляторами температуры почвы в зимний период являются снежный покров и мульчирование почвы каким-нибудь материалом.
Водно-воздушный режим почвы — это совокупность всех явлений, определяющих поступление, передвижение, расход и использование растениями почвенной влаги и характеризующих периодические изменения количества и состава воздуха в почве. Основной источник почвенной влаги — атмосферные осадки и поливы. В естественных условиях не все атмосферные осадки поступают в почву. Часть их стекает, образуя поверхностный сток, часть испаряется или остается на надземных органах растений, а часть фильтруется в более глубокие слои почвы, недоступные для корней растений. Проникшая в почву и впитавшаяся в нее влага составляет ее влагозапасы.
В почве различают связанную и свободную (капиллярную и гравитационную) воду. Связанная вода практически недоступна растениям — это мертвый влагозапас. Свободная почвенная влага, наоборот, легко доступна растениям. Для нормального развития растений почва должна находиться в таком состоянии, при котором для растений доступны и вода, и воздух. Это состояние может быть достигнуто лишь при высоком содержании в почве органических веществ. Чем больше органических веществ в почве, тем лучше ее структура. Органические и минеральные частицы почвы образуют мелкие комочки, которые обладают способностью впитывать воду и удерживать ее длительное время. При этом поры между комочками почвы заполняются воздухом. Подобная почвенная среда наиболее благоприятна для корневой системы растений. Вот почему в почву садовых участков, как правило, бедную органикой, необходимо вносить органические удобрения, которые являются не только источником питательных веществ. Их можно назвать преобразователями почвенной среды, способствующими улучшению физических свойств почвы, ее структуры и водно-воздушной среды.