Климат определяет 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
Факторы и показатели плодородия почв
Плодородие почвы заключается в возможности обеспечивать растения факторами жизни. Различают факторы и показатели (условия) почвенного плодородия.
Если к факторам плодородия относятся элементы азотного и зольного питания растений, вода, воздух и тепло — необходимые факторы жизни и роста растений, то условия плодородия — это совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами, т. е. конкретные показатели почвенных режимов: температурного, водно-воздушного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого, окислительно-восстановительного.
Выделяют три группы факторов плодородия: биологические, химические и агрофизические.
К биологическим относятся: содержание и состав органического вещества почвы, почвенная биота и чистота почвы от сорняков, вредителей и возбудителей болезней.
Агрохимическую группу составляют содержание и режим питательных веществ, а также щелочно-кислотные и поглотительные свойства почвы.
К группе агрофизических факторов следует отнести гранулометрический состав почвы, структуру, строение и мощность пахотного слоя.
По характеру воздействия на организмы факторы плодородия могут быть разделены на:
1) необходимые для жизни; 2) косвенные; 3) токсические; 4) случайные.
К необходимым относятся световая энергия, питательные вещества, тепло и другие факторы жизни.
Косвенные факторы плодородия влияют на интенсивность, характер и действия необходимых факторов жизни. Их набор и особенности определяются средой обитания.
Токсические факторы нарушают физиологические функции растений. С нарастанием их содержания в среде снижается продуктивность и растения гибнут (химические соединения, фитонциды).
Случайные факторы в почвах возникают, как правило, под влиянием резких изменений погодных условий. Это снижение температуры весной или летом, затопление, засыпка пылью и т. д.
Показатели, условия, плодородия также делятся на биологические, химические и агрофизические.
1.3.Воспроизводство плодородия
Плодородие почвы представляет собой такое ее свойство, которое способно к воспроизводству как в природных условиях, так и в условиях сельскохозяйственного использования. Оно может быть простым, расширенным и неполным.
Понятие простого, неполного и расширенного воспроизводства применимо больше к потенциальному плодородию, изменяющемуся относительно медленно.
Простое воспроизводство — это отсутствие заметных изменений в совокупности свойств почвы, влияющих на ее плодородие. 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.
К сожалению, оно представляет собой широко распространенные явления на земном шаре, имеющие место и в Беларуси.
В итоге для поддержания эффективного плодородия требуется все более массированное и дорогостоящее воздействие человека на почву, которое нередко приводит к дальнейшему снижению ее потенциального плодородия.
Расширенное воспроизводство плодородия — это улучшение совокупности свойств почвы, повышение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле.
Оно может осуществляться как (постоянно, на фоне высокой агротехники, ведения земледелия с интенсивностью баланса питательных веществ свыше 100%, и химизации агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы, так и в короткие сроки при коренном изменении свойств почвы за счет мелиорации.
Обеспечение расширенного воспроизводства почвенного плодородия — важнейшая задача рационального использования земли в условиях интенсивного земледелия.
1.4.Оптимальные параметры почвенного плодородия
Повышение плодородия почв является составной частью более общей проблемы оптимизации использования земельных ресурсов и увеличения продуктивности агроэкосистем. Решение проблемы базируется на определении оптимальных параметров (показателей) свойств почв.
По Т.Н. Кулаковской, оптимальные параметры свойств почв — это такое сочетание количественных показателей свойств (и режимов) почв, при котором могут быть максимально использованы все жизненно важные для растений факторы, наиболее полно реализованы потенциальные возможности выращиваемых культур и обеспечен наивысший урожай при его хорошем качестве.
Для почв Беларуси наиболее обоснованы с теоретической и практической точки зрения оптимальные параметры для агрохимических свойств почвы. Т.Н. Кулаковская предложила метод комплексно-обобщенной оценки этих свойств через относительный индекс окультуренности.
Из агрохимических свойств, которые отражают состояние плодородия почв, наибольший интерес представляют степень кислотности почв (рН), содержание гумуса, Р2О5, К2О.
Определить влияние каждого отдельного свойства в «чистом» виде практически невозможно, так как изменение одного сопровождается изменением и других свойств.
Оценка уровня плодородия по отдельным свойствам затруднена и тем, что различные показатели находятся на разном уровне. Поэтому наиболее объективным критерием является комплексный показатель — индекс окультуренности почв, где каждое свойство выражено в относительных величинах и отражает степень соответствия почвы требованиям культурных растений.
2. Закономерности почвенно-географического районирования
Почвенно-географическое районирование — разделение территории на почвенно-географические районы, однородные по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и характеру возможного сельскохозяйственного использования.
Его основой является установление географических закономерностей распространения почв, вытекающих из распределения природных условий на земной поверхности.
Почвенно-географическое районирование является основой для решения проблемы рационального и наиболее эффективного использования земельных фондов, охраны и повышения плодородия почв. Опираясь на теоретические положения географии почв, почвенно-географическое районирование дает нам в наиболее систематизированной и краткой форме всю сумму фактических знаний о структуре почвенного покрова страны и отдельных ее регионов.
При почвенно-географическом районировании почву рассматривают как элемент ландшафта, основываясь на выявлении связей почвенного покрова с современными экологическими условиями, определяющими водный и тепловой режим почв и многие важные динамические свойства, от которых зависит уровень природного плодородия почв.
Поэтому именно почвенно-географическое (почвенно-экологическое) районирование в наибольшей степени отвечает запросам сельскохозяйственного производства, решению проблемы эффективного использования земельных ресурсов в различных отраслях хозяйства и их охраны.
Почвенно-географическое районирование служит основой для разработки специальных видов районирования: почвенно-агрохимического, почвенно-мелиоративного, почвенно-эрозионного, природно-сельскохозяйственного и др.
2.1.Широтно-горизонтальная и вертикальная зональность распределения почв
Почвенно-географическое районирование является основой учения В.В. Докучаева о широтно-горизонтальной и вертикальной зональности почв, общие закономерности которого он сформулировал в 1899 г. К формированию понятия о почвенных зонах его привело учение о факторах почвообразования.
В.В. Докучаев писал: «Раз все почвообразователи располагаются на поверхности в виде поясов или зон, вытянутых более или менее параллельно широтам, то и почвы наши — черноземы, подзолы и др. — должны располагаться на земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и пр.».
Составленная им на этой основе первая схема почвенных зон в масштабе 1:50 000 000 всего Северного полушария демонстрировалась в 1900 г. на Всемирной выставке в Париже.
На ней были выделены пять мировых зон:
1) бореальная (арктическая); 2)лесная; 3) черноземных степей; 4) аэральная с подразделением и каменистые, песчаные, лессовые и солончаковые пустыни; 5) латеритная.
В лесной зоне были показаны аллювиальные равнины. Все почвенные зоны имели широтное направление.
Разные авторы позднее доказали, что на каждом континенте распределение зон имеет свои особенности, что горизонтальные (опоясывают земной шар не лентой, а встречаются в виде островов среди других почвенных зон или могут выпадать полностью.
Более или менее строго учение о горизонтальной зональности соблюдается на обширных пространствах Русской равнины.
Для Северного и Южного полушарий в чередовании зон наблюдается асимметрия.
Например, зона тундры в Южном полушарии отсутствует на Мальдивских островах, хотя они входят в бореальный пояс.
В арктическом поясе расположены рядами типичные арктические и типично гумусовые почвы, широтные подзоны тундровой зоны выделяются сочетаниями тундровых глеевых почв и торфяников.
Мысль о вертикальной зональности почв в горах была высказана В.В. Докучаевым одновременно с учением о горизонтальной зональности.
Изучив расположение природных почвенных зон в горах Кавказа, он в 1899 г. писал: «Так как вместе с поднятием местности всегда закономерно изменяется климат, растительность и животный мир, также закономерно должны измениться почвы по мере поднятия от подножия гор к вершинам, располагаясь в виде тех же последовательных, но уже не горизонтальных, а вертикальных зон».
Источник