Факторы лимитирующие плодородие почвы

Факторы, лимитирующие плодородие почв

К факторам, лимитирующим плодородие почв, относятся показатели состава, свойств и режимов почв, снижающие уро­жай культурных растений и биопродуктивность естественных фитоценозов. В первом приближении их можно обозначить как отклонения от оптимальных показателей. Степень отклонения ха­рактеризует уровень лимитирующего фактора и степень сниже­ния урожая. Теоретической основой исследований факторов, ли­митирующих почвенное плодородие, являются законы лимити­рующего фактора и совокупного действия и оптимального сочетания факторов жизни растений.

Следует различать общепланетарные лимитирующие факто­ры, характерные для почв всех природных зон, внутризональные (региональные), характерные для определенных зон и регионов, и местные, характерные для небольших территорий.

К общепланетарным можно отнести: недостаточную обеспе­ченность элементами питания, повышенную плотность, неудов­летворительную структуру, пониженное содержание легкоразлагаемого органического вещества.

К внутризональным (региональным) – повышенную кис­лотность, повышенную щелочность, недостаток и избыток влаги, эродированность и дефлированность почв, каменистость, засо­ленность, солонцеватость и др.

К местным факторам, лимитирующим почвенное плодоро­дие, можно отнести локальное загрязнение почв радионуклидами и тяжелыми металлами, нефтепродуктами, нарушение почвенного покрова горными выработками и др.

Для ряда свойств почв и режимов определены критическиеуровни показателей, при которых резко ухудшаются другие агрономически важные свойства и режимы почв и резко снижается урожай растений или его качество (табл. 20).

Критические уровни показателей состава, свойств и режимов почв

Состав, свойства и режимы почв

Преобладание кварца, более 98%

Песчаные почвы в аридных областях, глинистые – в гумидных. Высокая степень каменистости

Преобладание оксидов кремния (более 98%). Содержание гумуса менее 1% в почвах с фульватным составом гумуса и менее 2% — с гуматным. Содержание ЛОВ менее 0,1%. Содержание водорастворимых солей более 0,6-2% в зависимости от вида солей. Повышенные концентрации тяжелых металлов и токсикантов, превышающие ПДК, и радионуклидов

ЕКО менее 5 мг·экв/100 г почвы. Степень насыщенности основаниями менее 50%, рНKCl ниже 4,5-5. Содержание обменного натрия более 10-15% от ЕКО, сильнощелочная реакция среды рНH2O более 8,5

Содержание элементов питания очень низкое и низкое в соответствии с зональными группировками обеспеченности

Общие физичес­кие свойства

Плотность более 1,4-1,5 г/см3, общая порозность менее 40%

Содержание агрономически ценных агрегатов менее 40%

Водные свойства и запасы влаги

Влажность, соответствующая ВЗ, водопроницаемость – ниже
30 мм/час

Воздушные свой­ства и состав поч­венного воздуха

Порозность аэрации менее 15%. Содержание СО2 более 3%; O2 — менее 10-15%

ОВП (Еh) ниже 250 мВ

В почвах с низким естественным плодородием выделяют освоенные, окультуренные и культурные разности. Освоенные почвы формируются в условиях низкой агротехники, при нере­гулярном внесении невысоких доз органических и минеральных удобрений. Окультуренные и культурные – формируются при высокой агротехнике, регулярном внесении органических и ми­неральных удобрений и проведении необходимых мелиоратив­ных мероприятий (осушение, орошение, известкование, внесе­ние высоких доз торфа, пескование глинистых почв, глинование – песчаных и др.). В результате мероприятий, направленных на устранение лимитирующих факторов, плодородие окульту­ренных почв существенно выше по сравнению с освоенными аналогами.

Процесс, противоположный окультуриванию, предложено на­зывать выпахиванием. Выпахивание – снижение уровня плодоро­дия пахотных почв, ухудшение агрономических свойств (сниже­ние содержания гумуса, обесструктуривание, переуплотнение, почвоутомление) в результате использования их при низком уровне поступления источников гумуса (органических удобрений и послеуборочных остатков) в течение ряда лет. В настоящее вре­мя ведутся научные исследования по количественной оценке степени выпаханности. Выпаханными могут быть как освоенные, так и в разной степени окультуренные почвы. В выпаханных почвах наиболее часто проявляются почвоутомление и фитотоксичность почв, резко снижающие урожай растений.

Почвоутомление –многофакторное явление, проявляющееся в агроценозах, особенно в условиях монокультуры. А.М. Гродзинский (1965), В.Т. Лобков (1964) выделяют следующие наибо­лее существенные причины почвоутомления:

– односторонний вынос питательных элементов, наруше­ние сбалансированного питания растений;

– изменение физико-химических свойств почв, сдвиг рН;

– ухудшение структуры и водно-физических свойств почв;

– нарушение биологического режима, развитие патогенной микрофлоры (грибов Fusarium, Рenicilliumnи др., бакте­рий Pseudomonas, некоторых актиномицетов);

– накопление фитотоксичных веществ (колинов) — произ­водных фенолов, хинонов и нафтизина, обусловливаю­щих токсичность почв;

– размножение вредителей и злостных сорняков.

Почвоутомление рассматривается как результат наруше­ния экологического равновесия в системе почва-растение вследствие одностороннего воздействия на почву культурных растений.

Источник

Факторы, лимитирующие почвенное плодородие

Элементами (факторами) почвенного плодородия служат практически все физические, химические и биологические свойства почв. Важно иметь в виду, что то или иное свойство почвы может оказывать как положительное, так и отрицательное (лимитирующее) влияние на уровень ее потенциального или эффективного плодородия в зависимости от его качественного и количественного проявления.

Наряду с задачей обеспечения оптимального состояния почвенных факторов жизни растений или элементов почвенного плодородия ставится и практически решается задача ликвидации или минимализации лимитирующих почвенное плодородие факторов с помощью коренных почвенных мелиорации и агротехнологических приемов. Так, к основным мелиоративным приемам ликвидации или минимализации следующих лимитирующих факторов относятся:

— при избыточной кислотности – известкование;

— при избыточной щелочности – гипсование, кислотование, внесение физиологически кислых удобрений;

— при избытке солей – промывка на фоне дренажа сбросных и почвенно-грунтовых вод;

— при высокой глинистости – пескование, оструктуривание, глубокое рыхление;

— при высокой плотности – оструктуривание, рыхление, травосеяние;

— при недостатке тепла – тепловые мелиорации: мульчирование поверхности, снегонакопление, лесополосы, пленочные укрытия;

— при недостатке воды – орошение, агротехнологические приемы накопления воды в почве и защиты от испарения;

— при недостатке элементов минерального питания – внесение минеральных и органических удобрений

— при избытке воды (заболоченность) – осушительный дренаж;

— при недостатке аэрации – дренаж, оструктуривание, щелевание;

— при пестроте микрорельефа – планировка поверхности;

— при большом уклоне поверхности – террасирование, полосно-контурная обработка, перемежение культур;

— при малом корнеобитаемом слое, ограниченным внутрипочвенными прослоями – постепенное углубление с применением плантажа, глубокого рыхления, взрывных мелиораций;

— при резко дифференцированном на горизонте профиле – постепенное углубление корнеобитаемого слоя, ликвидация дифференциации глубокой обработкой;

— при химическом токсикозе – химические и агротехнологические мелиорации;

— при биологическом токсикозе – агротехнологические и биологические мелиорации, севооборот, парование.

При разработке мероприятий по минимализации лимитирующих почвенное плодородие факторов следует помнить, что ряд почв обладает не одним каким-то лимитирующим фактором, а целым их комплексом.

Воспроизводство почвенного плодородия

Простое воспроизводство – это отсутствие заметных изменений в совокупности свойств почвы, влияющих на ее плодородие. То есть это возвращение почвенного плодородия к исходному уровню Ведение земледелия происходит на фоне уравновешенной (100%) интенсивности баланса питательных веществ.

Неполное воспроизводство – это ухудшение свойств почвы, влияющих на ее плодородие, снижение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле. В данном случае плодородие почвы формируется ниже первоначального уровня.

Расширенное воспроизводство плодородия – это улучшение совокупности свойств почвы, повышение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле. плодородия. Таким образом почвенное плодородие создается выше исходного уровня.

Под совместным воздействием естественных и антропогенных факторов развивается культурный (антропогенный) почвообразовательный процесс. При этом происходит замена естественной растительности культурными агроценозами, на почвообразование воздействуют новые факторы, не свойственные природному процессу.

Важнейшей особенностью круговорота веществ и энергии при развитии антропогенного процесса почвообразования является отчуждение части созданного растениями урожая и заключенных в нем питательных элементов. Развитие антропогенного почвообразовательного процесса в условиях разумной целенаправленной деятельности человека способствует улучшению почв и повышению их плодородия, тогда как нарушение этого принципа может привести к утрате почвенного плодородия.

Воспроизводство плодородия почвы в интенсивном земледелии осуществляют двумя путями: вещественным и технологическим.

Первый включает применение удобрений, мелиорантов, пестицидов, благоприятное в агрономическом отношении чередование культур (севооборот); второй связан с улучшением свойств почвы путем механической обработки, приемов осушительной мелиорации и др.

Источник

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

4.1 ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

К факторам, лимитирующим плодородие почв, относятся показатели состава, свойств и режимов почв, снижающие урожай культурных растений и биопродуктивность естественных фитоценозов. В первом приближении их можно обозначить как отклонения от оптимальных показателей. Степень отклонения характеризует уровень лимитирующего фактора и степень снижения урожая. Теоретической основой исследований факторов, лимитирующих почвенное плодородие, являются законы лимитирующего фактора и совокупного действия и оптимального сочетания факторов жизни растений.

Следует различать общепланетарные лимитирующие факторы, характерные для почв всех природных зон, внутризональные (региональные), характерные для определенных зон и регионов, и местные, характерные для небольших территорий.

К общепланетарным можно отнести: недостаточную обеспеченность элементами питания, повышенную плотность, неудовлетворительную структуру, пониженное содержание легкоразлагаемого органического вещества.

К внутризональным (региональным) – повышенную кислотность, повышенную щелочность, недостаток и избыток влаги, эродированность и дефлированность почв, каменистость, засоленность, солонцеватость и др.

К местным факторам, лимитирующим почвенное плодородие, можно отнести локальное загрязнение почв радионуклидами и тяжелыми металлами, нефтепродуктами, нарушение почвенного покрова горными выработками и др.

Для ряда свойств почв и режимов определены критические уровни показателей, при которых резко ухудшаются другие агрономически важные свойства и режимы почв и резко снижается урожай растений или его качество (смотри таблицу 4.1).

В почвах с низким естественным плодородием выделяют освоенные, окультуренные и культурные разности. Освоенные почвы формируются в условиях низкой агротехники, при нерегулярном внесении невысоких доз органических и минеральных удобрений. Окультуренные и культурные – формируются при высокой агротехнике, регулярном внесении органических и минеральных удобрений и проведении необходимых мелиоративных мероприятий (осушение, орошение, известкование, внесение высоких доз торфа, пескование глинистых почв, глинование – песчаных и др.). в результате мероприятий, направленных на устранение лимитирующих факторов, плодородие окультуренных почв существенно выше по сравнению с освоенными аналогами.

Процесс противоположный окультуриванию предложено называть выпахиванием. Выпахивание – снижение уровня плодородия пахотных почв, ухудшение агрономических свойств (снижение содержания гумуса, обесструктуривание, переуплотнение, почвоутомление) в результате использования их при низком уровне поступления источников гумуса (органических удобрений и послеуборочных остатков) в течение ряда лет. В настоящее время ведутся научные исследования по количественной оценке степени выпаханности. Выпаханными могут быть как освоенные, так и в разной степени окультуренные почвы. В выпаханных почвах наиболее часто проявляется почвоутомление и фитотоксичность почв, резко снижающие урожай растений.

Почвоутомление – многофакторное явление, проявляющееся в агроценозах, особенно в условиях монокультуры. А.М. Гродзинский (1965), В.Т. Лобков (1964) выделяют следующие, наиболее существенные причины почвоутомления:

— односторонний вынос питательных элементов, нарушение сбалансированного питания растений;

— изменение физико-химических свойств почв, сдвиг pH;

— ухудшение структуры и водно-физических свойств почв;

— нарушение биологического режима, развитие патогенной микрофлоры (грибков Fusarium, Penicilliumn и др., бактерий Pseudomonas, некоторых актиномицетов);

— накопление фитотоксичных веществ (колинов) – производных фенолов, хинонов и нафтизина, обусловливающих токсичность почв;

— размножение вредителей и злостных сорняков.

Почвоутомление рассматривается как результат нарушения экологического равновесия в системе почва-растение вследствие одностороннего воздействия на почву культурных растений.

Таблица 4.1. Критические уровни показателей состава, свойств и режимов почв