Борьба за плодородие почв

Глава 10. ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

Значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства определяется ее основным свойством – плодородием. Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребность растений во всех необходимых им условиях (элементах питания, воде, воздухе, тепле и др.) для нормального роста и развития.

Развитие учения о плодородии почв связано с именем русского почвоведа В.Р.Вильямса. Он изучил формирование и развитие плодородия в ходе процесса почвообразования, показал взаимосвязь со свойствами почв и пути его повышения при сельскохозяйственном использовании.

Плодородие – особое специфическое свойство почвы, являющееся главным качественным отличительным признаком ее от горной породы. Плодородия является результатом почвообразования, а при использовании в сельском хозяйстве — результатом окультуривания.

§1. Виды почвенного плодородия

Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, эффективное (экономическое) и потенциальное.

Естественное плодородие – то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека. Естественное плодородие в одном случае может быть сравнительно высоким, в другом весьма низким, но всегда определяется сочетанием и совместным влиянием природных факторов и процессов почвообразования. Естественным плодородием в чистом виде практически обладают лишь целинные земли. Оно определяется биологической продуктивностью, т.е. количеством растительной массы, создаваемой за год на единицу площади.

Искусственное плодородие – плодородие, которым обладает почва в результате целенаправленного воздействия человека (обработки, удобрения, мелиорации и других приемов по окультуриванию). С момента, когда целинный участок вовлекается в оборот и почва становится средством производства и продуктом труда человека, она наряду с естественным приобретает искусственное плодородие. В чистом виде оно возникает при создании субстратов для выращивания растений в теплицах, парниках и т.п.

Искусственное плодородие свойственно всем в той или иной мере окультуренным почвам. Однако как бы ни была высоко окультурена почва, она наряду с искусственным всегда обладает и естественным плодородием, обусловленным природными свойствами почвы. Чем выше культура земледелия, тем больше изменились первоначальные качества почв и тем сильнее выражено в ней искусственное плодородие. Однако определить, какая часть плодородия окультуренной почвы относится к ее естественному плодородию, а какая к искусственному, невозможно. Эти два вида плодородия неразрывно связаны между собой и формируют эффективное (экономическое) плодородие.

Эффективное (экономическое) плодородие представляет собой ту часть плодородия почвы, которая реализуется в виде урожая растений. Оно является реальным выражением искусственного и природного плодородия, вместе взятых, и представляет собой результат воздействия человека на почву в определенных социально-экономических условиях. Следовательно, к основным факторам, от которых зависит эффективное плодородие, относятся не только уровень природного плодородия, но в большей степени условия использования почв в производстве, уровень развития науки, техники и реализации их достижений, и растет вместе с ростом последних. Является частью потенциального плодородия почв.

Потенциальное плодородие – это суммарное плодородие почвы, определяемое ее приобретенными в процессе почвообразования или созданными (измененными) человеком свойствами. Характеризуется запасами элементов питания растений, формами их соединений и сложным взаимодействием всех других свойств, определяющих способность почвы в благоприятных условиях обеспечения растений другими факторами – водой, воздухом, теплом (а это возможно при окультуривании) – длительное время мобилизовать в необходимых для растений количествах элементы питания и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия. Огромное потенциальное плодородие имеет, например, луговой торфяник, после осушения и освоения на нем получают очень высокие урожаи культурных растений за счет частичного расхода запасного фонда. Высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким – подзолистые.

Различные растения предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям. Поэтому говорят об относительном плодородии почв, т.е. по отношению к определенным видам растений или растительным формациям. Одна и та же почва может быть плодородной для одних и малопригодной для других растений. Например, болотные почвы высокоплодородны для болотной растительности и не подходят для степной, кислые подзолистые плодородны в отношении лесной растительности, на солончаках хорошо произрастает галофильная растительность.

§2. Факторы и условия плодородия почв. Воспроизводство плодородия

Различают факторы и условия почвенного плодородия. К первым относятся элементы азотного и зольного питания растений, лучистая энергия, вода, воздух и тепло – необходимые земные факторы жизни и роста растений, ко вторым – совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами (физические и физико-химические свойства, наличие токсических веществ и др.).

Главные показатели (условия), определяющие уровень почвенного плодородия, можно объединить в следующие группы:

1) комплекс физических свойств почвы – механический состав, структура, физико-механические свойства, воздушные, водные и тепловые свойства;

2) комплекс химических свойств – гумусовый состав, минералогический и химический состав, количество подвижных форм макро- и микроэлементов, наличие токсических веществ, отсутствие избытка легкорастворимых солей;

3) комплекс физико-химических свойств – реакция, емкость поглощения, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями, окислительно-восстановительный потенциал;

4) комплекс биологический свойств – количество микроорганизмов, преобладание бактерий (нитрифицирующих, целлюлозоразрушающих, наличие азотфиксирующих), ферментативная активность, «дыхание» почвы, фитосанитарное состояние;

5) комплекс режимов почвы – благоприятные водно-воздушный, пищевой и тепловой.

Необходимо подчеркнуть, что плодородие проявляется как результат сложного взаимодействия и взаимовлияния свойств и режимов почвы. Свойства почвы могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на уровень ее плодородия. В таблице 13 перечислены основные лимитирующие факторы почв и соответствующие приемы их мелиорации.

Лимитирующие факторы плодородия и прием их ликвидации

Источник

Пять шагов для повышения плодородия почвы

У многих сельхозпроизводителей часто возникает соблазн применять то же самое химическое удобрение, которым они уже многократно пользовались в предыдущие годы. Однако, если не вникать в механизм сохранения плодородия почв, можно потратить средства на весьма сложные удобрения без всякой необходимости. Анализ почв, проведенный канадскими агрохимиками, убедительно это доказал.

Недавний анализ 6343 образцов почвы, взятых с пастбищ и представленных участниками группы по развитию сельскохозяйственного бизнеса, показал, что только 439 из них, это приблизительно 7% образцов, оптимально соответствовали уровню плодородия почвы. Остальные 93% образцов страдали дефицитом либо извести (pH), либо фосфора (P) или калия (K). Примечательно, что многолетние наблюдения показали, что достижение оптимального плодородия почвы ведет к формированию наибольшего потенциала роста трав и помогает снижать общую стоимость производства. Это также самым положительным образом влияет и на состояние окружающей среды в целом. С чего лучше начать улучшение плодородия почвы?

Шаг 1 — Тестирование почвы

Ноябрь, декабрь, январь и февраль являются идеальными месяцами для отбора проб почвы, при условии, что в течение предыдущих трех месяцев вы не применяли никаких химических или органических удобрений. Анализы проб покажут степень востребованности извести и калия для вашей почвы на сезон 2020 года.

Шаг 2 — Кислотность почвы

Пополняйте содержание извести в почве, если это потребуется, при первой возможности. Результаты анализа почвы порекомендуют необходимое количество извести, которое должно быть внесено. В районах с большим количеством осадков запасы извести в почве вполне могут быстро истощиться. Если почвы слишком кислые, они могут блокировать потребление других питательных веществ и микроэлементов из почвы, особенно азота и фосфора.

Если известь вносится в почву в первую очередь, подождите не менее трех месяцев до наступления времени внесения суспензии или обычной мочевины, во избежание потерь азота в атмосферу. Однако если жидкий раствор или мочевина будут применены первыми, в таком случае, известь можно вносить только спустя неделю. Исследования показали, что мочевина может распространяться после нанесения извести без потери азота в атмосферу.

Шаг 3 — Фосфор (Р)

Если результаты вашего анализа почвы показывают уровни содержания фосфора на уровне индекса 3 или выше, то дополнительное внесение фосфорных удобрений не принесет какой-либо «сверх пользы» для будущего урожая. Покупка ненужных составов удобрений и их применение обернутся пустой тратой денег и сомнительными изменениями качества воды. Если почвы показывают оптимальные уровни содержания фосфора, то на землю следует разбрасывать жидкий навоз или органические удобрения, содержащие фосфор в количестве, действительно необходимом в каждом конкретном случае.

Шаг 4 — Калий (K)

Калий имеет решающее значение для поглощения азота и других питательных веществ корневой системой растений. Число пастбищ, регулярно выкашиваемых на силос, может со временем сократиться довольно быстро. Эту проблему можно решить путем внесения в почву навозной жижи или навоза, а любые другие показатели таких угодий можно улучшить с помощью химических удобрений.

Шаг 5 – Обеспечение баланса питательных веществ

Важно попытаться продуманно сбалансировать все вышеперечисленные методы пополнения питательными веществами почвы. Важно помнить, что, как правило, нехватка одного питательного вещества в почве, будет препятствовать усвоению другого. Поэтому независимо от того, сколько азота будет внесено в почву дополнительно, это не будет являться гарантией его действенного влияния на будущий урожай.

Альтернативные методы повышения плодородия

На практике выработано еще немало и других методов улучшения плодородия земли. При этом отмечено, что если происходит снижение показателей плодородия почвы, то это проявляется не только в уменьшении урожая. Растения становятся заметно более подверженными различным заболеваниям и действиям вредителей. И могут даже погибнуть. Во избежание такого исхода, следует помнить, что одну из главных ролей в улучшении плодородия почвы играет правильно выполненный севооборот. Рекомендуется каждый год изменять место посева одной и той же культуры.

Использование червей. Это не очень распространенный способ, но он с каждым годом становится все более популярным, ведь богатая червями почва дает хороший урожай. Радикальным способом повышения плодородия почвы является тепловая обработка. В процессе происходит уничтожение сорняков и всевозможных вредителей. Главным минусом термической обработки выступает невозможность применения такой обработки на больших площадях. Обычно этот метод применяется в теплицах, а также в парниках.

Для сохранения плодородия почвы следует давать передышку почве, ведь она тоже «устает». Этого можно достичь путем не высевания культур в течение одного года. В такой промежуток времени следует выполнять прополку, мульчирование и внесение удобрения.

Российский опыт

Проблема сохранения плодородия земель актуальна и для российских сельхозпроизводителей. Одними из первых сохранением и восстановлением плодородия пашни занялись регионы, где значительную часть почв составляют черноземы – Белгородская область, Краснодарский и Ставропольский края. Пашни в этих регионах России относятся к наиболее востребованной части сельскохозяйственных земель, на них выращивают основную долю зерновых культур, овощей, плодовых деревьев. Большая часть мероприятий по поддержанию плодородия почв сводится к удержанию в них влаги. Распашка земель нарушает естественную структуру почвы, в результате чего начинают развиваться водная и ветровая эрозии почвы, которые приводят к вымыванию либо выветриванию основного питательного элемента чернозема — гумуса.

Самым распространенным и достаточно эффективным способом борьбы с эрозией почвы остается посадка полезащитных лесных полос по периметрам полей, на берегах оврагов и обрывов. Созданные по всем правилам лесопосадки вместе с эффективной защитой от выветривания почвы и образования оврагов помогают влаге оставаться в почве, а не скатываться в низменные месте, задерживают на полях снег, исключают образование пыльных бурь.

Еще один практический совет — на подзолистых и выщелоченных черноземных склонах поля нужно распахивать поперек, а не вдоль, чтобы гребни помогали удерживать влагу и не давали плодородному слою сдвигаться вниз.

Для дополнительного накопления влаги в почве в весеннее время проводят мероприятия по полосному затемнению снега, благодаря чему ускоряется процесс оттаивания верхнего слоя почвы, и образованная в результате таяния снега влага полностью уходит в почву.

В некоторых российских регионах разработаны и осуществляются региональные программы повышения плодородия почв. Однако, пока таких регионов немного.

Владимир Францкевич

При подготовке статьи использована информация ресурса Global Agriculture

Источник

Сохранение почвы: основные причины деградации и методы рекультивации земель

Ключевая характеристика сельскохозяйственной земли — это ее плодородность. Она складывается из разных составляющих (химический состав, увлажнение, уровень инсоляции и т.д.), но в конечном итоге значение имеет лишь общая характеристика. К сожалению, современные методы земледелия таковы, что они неизбежно приводят к деградации почв, то есть к снижению их плодородности. Задача каждого фермера, который хочет и далее получать высокие урожаи, заключается в сохранении плодородия почв, которые он обрабатывает или в восстановлении прежнего уровня плодородности, если земли сильно деградировали.

Причины деградации почвы

В природе характеристики плодородности почвы почти всегда постепенно увеличиваются. Дикие растения, впитавшие из земли различные химические элементы, погибая, возвращают их назад, привнося вдобавок еще и то, что они выработали из воздуха и солнечного света в процессе фотосинтеза.

Свой вклад в повышение плодородности дикой почвы вносят и животные организмы. Кому-то может показаться это невероятным, но на один гектар дикого поля приходится не менее 200 (!) кг микроорганизмов и еще около тонны животных покрупнее (от червей и насекомых до грызунов и мелких хищников). Помимо того, что все эти животные активно способствуют превращению местных растений в удобрения, они также создают в земле бесчисленное множество ходов и нор, по которым в землю попадает вода и воздух. А их наличие не менее важно для сохранения и повышения плодородия почвы.

К сожалению, методы обработки сельскохозяйственной земли радикально отличаются от естественных процессов и неизбежно наносят вред как всей экосистеме поля в целом, так и показателям плодородности почвы в частности. Регулярная вспашка, а также уничтожение сорняков и вредителей самым драматическим образом прерывают естественный ход вещей. Нарушается обмен воды и воздуха в почве, гибнет значительная часть мелкой фауны, целенаправленно пресекается видовое разнообразие растений.

Но хуже всего то, что люди, во-первых, изымают из природного круговорота органики на поле значительную часть биомассы в виде урожая, который никогда потом уже не возвращается в ту землю, из которой он высосал столько соков. Во-вторых, чтобы как-то компенсировать потерю питательных веществ в земле, ушедших вместе с увезенным урожаем, люди вносят огромное количество синтетических удобрений, а для борьбы с сорняками и вредителями используют ядохимикаты (пестициды и гербициды). Эта химия дает разовый эффект для увеличения одного конкретного урожая, под который она вносится, но в долгосрочной перспективе также снижает плодородность почвы, поскольку опять-таки истребляет микрофауну, так важную для сохранения плодородного слоя почвы.

Последствия деградации почв

Результаты сельскохозяйственной деятельности проявляются в виде катастрофических последствий, как в локальном, так и в глобальном масштабе. Если говорить о втором, то нужно отметить, что за последние 10 тыс. лет (когда люди занимались земледелием) общая площадь пригодных для использования в сельском хозяйстве земель сократилась вдвое. Доказано, что значительная часть современных пустынь и полупустынь появилась в результате антропогенного воздействия. Особенно здесь показателен пример Ближнего Востока, природа которого в древние времена была ближе к южной Европе, чем к северной Африке, как это имеет место быть сейчас.

Разумеется, не все земли, утратившие плодородность, деградировали именно из-за сельского хозяйства. Также очень сильно на это повлияла вырубка лесов и другие факторы.

Подводя итоги, среди основных причин, из-за которых возникает необходимость сохранения почвы, наиболее значимыми являются следующие:

нарушение природной структуры почвы вследствие постоянной вспашки;
уничтожение естественной экосистемы поля и разрыв круговорота питательных веществ в ней путем изъятия урожая и применения агрохимикатов;
водная и ветровая эрозия из-за нарушения прочности и целостности верхнего слоя почвы при вспашке;
интенсивный выпас скота, что, по сути, является тем же самым изъятием из круговорота экосистемы значительной части биомассы;
уничтожение лесов значительно меняет баланс всей экосистемы на этой местности, способствуя ветровой и водяной эрозии, а также опустыниванию;
неправильное орошение может приводить к засаливанию, закислению или заболачиванию местности в зависимости от природно-климатических особенностей региона;
нерациональное внесение минеральных удобрений и пестицидов, а также промышленное загрязнение также делают землю непригодной для использования в сельском хозяйстве.

Отдельно стоит упомянуть о тех ситуациях, когда происходит снятие и сохранение плодородного слоя почвы. Например, при крупномасштабном строительстве прилегающая к стройплощадке территория подвергается значительному урону в плане целостности и плодородности верхнего слоя грунта. Чтобы потом эту землю можно было использовать для выращивания культурных растений, перед строительством ее срезают, а по окончании строительных работ — возвращают обратно. Однако это идеальная ситуация. К сожалению, так делается далеко не всегда.

Методы сохранения плодородных почв

На то, чтобы сформировать 1 см гумуса (плодородного слоя почвы) в природных условиях средней полосы требуется около ста лет. Очевидно, что такие сроки для фермеров никуда не годятся, поскольку выращивать урожаи нужно сейчас, а не через тысячу лет. Поэтому первоочередной задачей становится сохранение плодородности грунта хотя бы на текущем уровне и постепенное его повышение из года в год.

Чтобы сохранение и восстановление плодородия почв представляло собой постоянный процесс, который в то же время не мешает заниматься сельскохозяйственной деятельностью, следует придерживаться известных каждому фермеру правил:

Меньше химии. По возможности использовать меньше ядохимикатов и синтетических удобрений. О том, что пестициды и гербициды убивают не только вредителей, но и значительную часть полезной микрофлоры и микрофауны поля, известно каждому более-менее подготовленному фермеру. Не следует злоупотреблять химией просто потому, что так сегодня принято в отрасли. Если имеется возможность заменить хотя бы часть минеральных удобрений навозом, торфом или компостом, непременно следует это сделать. Также не нужно обрабатывать посевы всеми доступными ядохимикатами просто ради профилактики. Их применение должно быть сфокусировано против конкретной проблемы, поскольку всегда нужно помнить и о неизбежном ущербе для экосистемы поля от этой химии. Выиграв чуть-чуть на борьбе с почти отсутствующими вредителями, можно здорово проиграть на потере организмов-симбионтов.
Строгое соблюдение правил севооборота. Много распространятся о преимуществах и пользе чередования сельхозкультур на одном участке поля нет никакой необходимости. Для тех, кого интересует сохранение почвы, севооборот обязателен. Он значительно снижает истощение почвы и предотвращает массовое размножение вредителей. За счет этого опять-таки снижается необходимость в применении агрохимии. Часто без нее можно обойтись вовсе, заменив ее натуральными аналогами.
Черный пар. О пользе «отдыха» для земли было хорошо известно еще нашим предкам. До появления всякой агронауки и ботаники, крестьяне знали, что если поле перестало давать богатые урожаи, нужно оставить его на несколько лет или даже десятилетий. Конечно, столетия назад не было такой проблемы, как отсутствие свободной земли. Каждый мог взять себе новый участок взамен истощенного и обрабатывать его по мере своих возможностей. Но даже сегодня можно выделить в севообороте время для черного пара ради сохранения плодородных почв. Каждый обрабатываемый участок поля должен хотя бы раз в 5-6 лет просто постоять сезон без посевов. Помимо чисто химических процессов, происходящих в «отдыхающей» земле, в ней также происходит восстановление микрофауны, значение которой для плодородности почвы очень велико.
Сидераты. Если достать необходимое количество натуральных удобрений не удается, их можно с успехом заменить растениями-сидератами. Когда их зеленая масса достигает максимальной величины, сидераты просто запахивают в поле как удобрения.
Мульчирование. В промышленном сельском хозяйстве эта технология довольно трудно применима, так как требует специального оборудования и повышенных трудозатрат, но вот в условиях частного огорода или сада такой метод очень даже действенен. Мульчирование очень хорошо помогает бороться с ветровой и водяной эрозией, а также способствует сохранению влаги в почве.

Рекультивация земель

Выше мы уже вскользь упомянули о таком способе восстановления земли, как рекультивация. Простое занятие сельскохозяйственной деятельностью редко бывает настолько разрушительным, чтобы возникла необходимость в проведении столь серьезных восстановительных мер. Обычно рекультивацию проводят на землях, сильно пострадавших от промышленной или строительной деятельности человека:

загрязненных токсичными веществами или разнообразным мусором,
полностью или частично утративших плодородный слой почвы,
получивших значительные нарушения целостности рельефа (ямы, бугры).

Также рекультивации, сохранению и восстановлению почв подлежат земли, в которых была нарушена естественная циркуляция поверхностных и грунтовых вод. На них искусственно восстанавливаются естественные направления движения воды.

За очень редким исключением рекультивация осуществляется в два этапа:

Комплекс технических мероприятий. На этом этапе восстанавливается природный рельеф местности, или проводится его имитация. Например, отвалы и терриконы горнодобывающих предприятий, которым нельзя вернуть исходный вид Вид – эволюционно сложившаяся совокупность особей, характеризующаяся единым . ровного участка, подвергаются террасированию. На ровных же участках удаляется либо закапывается весь мусор, а также загрязненные слои почвы. В случае необходимости укладывается новый верхний слой плодородной земли, строятся дренажные или наоборот оросительные системы, укрепляются склоны холмов.
Биологическая культивация. На втором этапе проводятся мероприятия, направленные непосредственно на улучшение плодородных характеристик почвы. В частности проводится биологическая очистка, вносятся удобрения, участок засаживают многолетними травами и деревьями. Проводятся другие агротехнические мероприятия по сохранению почвы и ее восстановлению.

В России порядок проведения работ по восстановлению нарушенных земель регламентируется законодательством и уполномоченными органами государственной и местной власти. Рекультивация проводится строго на основе предварительно составленного проекта.

В зависимости от того, каковы были изначальные причины, по которым возникла необходимость в проведении восстановительных работ, использование рекультивированной земли в сельском хозяйстве становится возможным как в течение ближайших лет, так и может оказаться недопустимым в обозримой перспективе в принципе. Например, площадка, восстановленная после проведения обычных строительных работ или демонтажа здания, может быть включена в севооборот в самые кратчайшие сроки, в то время как рекультивированные территории бывших свалок и промышленных предприятий не подлежат использованию в сельском хозяйстве вообще.

Источник