Количественная оценка плодородия почв

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

оценка плодородия почв

Плодородие почвы можно также определить по продуктивности растений (методом биотестов). Для объективной оценки плодородия почвы надо использовать тесты с разными растениями (не менее трех). Каждый тест проводится в трехкратной повторности. Тестовые объекты — семена пшеницы, овса, ячменя, гороха, вики, редиса и др.[ . ]

При оценке плодородия почв необходимо использовать такие показатели и нормативы, которые обусловливают применение экологически безопасных технологий.[ . ]

Бонитировка почв (или оценка плодородия почв, или качественная, сравнительная или относительная оценка) — это специализированная классификация почв по их продуктивности, построенная на объективных признаках и свойствах самих почв, наиболее важных (ведущих) для роста и развития сельскохозяйственных культур и коррелирующих со средней многолетней урожайностью последних. Иными словами, бонитировка почв — это учет качества почв по их плодородию, выраженная в относительных единицах — баллах. При бонитировке почв выявляется относительное достоинство почв, определяется, во сколько раз данная почва лучше (хуже) другой по свойствам и урожайности. Естественно, под бонитировкой почв понимается сравнительная оценка качества почв по их плодородию при сопоставимых уровнях агротехники. В переводе с латинского bonitas означает добротность.[ . ]

Возможны количественные оценки плодородия почвы — экономические и биологические.[ . ]

Возможность количественной оценки плодородия почвы на основе количественных показателей ее свойств и режимов чрезвычайно важна, так как позволяет решать вопросы повышения плодородия при земледельческом использовании почв на научной нормативной основе.[ . ]

Почвенные показатели основаны на оценке плодородия почв, развития засоления, почвенно-эрозионных, вторично-антропогенных и других процессов, связанных с деятельностью человека. В качестве интегральных показателей деградации почв обычно используется ее фитотоксичность (подавление роста и развития высших растений) и гентотоксичность (изменение структурнофункционального состояния почвенной биоты). Наиболее информативные почвенные показатели приведены в табл. 29.[ . ]

Как было отмечено, свойства и режимы почвы имеют количественные параметры. Поэтому возможна количественная оценка плодородия почвы. Для этой цели используются два подхода — экономический и биологический.[ . ]

Нередко Либиху приписывают узкий подход к оценке плодородия почвы, сводимой будто бы только к питательному режиму. На самом деле это не так; он, наоборот, подчеркивал многообразие совокупности факторов, влияющих на урожай, и говорил, например, так: «Когда сельские хозяйства обменивались добрыми советами или предлагали друг другу те или иные хозяйственные улучшения, ими не принимались во внимание такие важные моменты, как географическая широта расположения данной местности или страны, высота ее положения над уровнем моря, годовое количество осадков, распределение их по отдельным временам года, средние температуры весны, лета и осени, высшие и низшие температуры за каждое время года и, наконец, физические, химические и геологические свойства почвы» 3. Само собой разумеется, что Либиха нельзя упрекать (как это иногда делают), что он в своей книге не считался с биологическими процессами, происходящими в почве, — ведь только через 35—40 лет после появления книги Либиха было установлено, что образование нитратов в почве связано с жизнедеятельностью бактерий, а биологическая природа других процессов была установлена еще позднее.[ . ]

Еще одна современная методика, обеспечивающая оценку плодородия почв, земель, продуктивности местных почвенно-климатических условий, разработана И.И. Кармановым (1989) в Почвенном институте им. В.В. Докучаева. Она позволяет определять почвенноэкологические показатели и баллы бонитета почв пашни, многолетних насаждений, сенокосов и пастбищ для любого уровня масштабности (от конкретного участка, поля до области и других административных и географических образований). В отличие от региональных бонити-ровочных работ данная методика дает сопоставимые результаты на единой основе для всей территории страны.[ . ]

Фактическая продуктивность лесных биогеоценозов зависит, в первую очередь, от наличия в пахотном слое почвы «стандартизированного» гумуса. Гумус является интегральным показателем богатства почвы и измерителем ее цены. Это наглядно показано в исследованиях известных отечественных и зарубежных учёных почвоведов. Доказано, что при оценке плодородия почвы цена одного гектара земли прямо пропорциональна ее производительности, а соответственно и мере накопления гумуса в почве.[ . ]

Различные растения (группы растений) предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям. Поэтому при оценке плодородия почвы по показателям ее свойств и режимов необходимо учитывать требования конкретных растений. Так, для чайного куста благоприятна сильнокислая реакция; для бобовых культур такая реакция губительна. Показатели свойств и режимов почвы изменяются во времени и зависят от сезонных циклов почвообразования, приемов воздействия на почву и длительности ее сельскохозяйственного использования. Это обстоятельство— одна из причин, определяющих необходимость регулирования почвенного плодородия. Подробнее это положение рассматривается ниже в разделе «Воспроизводство почвенного плодородия».[ . ]

Для изучения роли отдельных факторов роста и развития растений, прежде всего физиологического значения важнейших элементов их питания, а также для оценки плодородия почвы в связи с применением удобрений с успехом может быть использован вегетационный метод. Вегетационные опыты, в отличие от полевого, проводятся в искусственной обстановке (под стеклом на почве с нарушенной структурой или в песке, в условиях водной культуры).[ . ]

В 30-х годах Левицким ж Лесюковой был предложен метод для прогноза действия удобрений на злаковые культуры (овес, яровая пшеница) по анализу растений в ранние фазы развития — выход в трубку и колошение. В этом методе для оценки плодородия почв учитываются два показателя: общее содержание в растении питательных веществ (N, РгОд и К20) и отношение между ними в урожае.[ . ]

Источник

Плодородие почвы

В предыдущих главах были рассмотрены состав, свойства и режимы почвы и их значение в формировании и развитии плодородия.

Следует различать факторы и условия плодородия. К факторам относятся элементы зольного питания растений и азот, вода, воздух и частично тепло, необходимые для жизни растений, к условиям — совокупность свойств, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами (физические и физико-химические свойства, наличие токсичных веществ и др.).

Плодородие как отражение взаимодействия и взаимовлияния состава, свойств и режимов почв

Необходимо подчеркнуть, что взаимодействие и взаимовлияние отдельных компонентов состава и свойств почвы протекают в гидротермических условиях атмосферного климата, что находит конкретное отражение в формировании почвенных режимов.

Поэтому уровень плодородия зависит от показателей теплового, водно-воздушного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого и окислительно-восстановительного режимов.

Параметры режимов, в свою очередь, определяются:

1. климатическими условиями;
2. агрофизическими свойствами почв;
3. их гранулометрическим, минералогическим и химическим составами, потенциальными запасами элементов питания растений;
4. содержанием их подвижных форм;
5. содержанием, составом и запасами гумуса;
6. интенсивностью микробиологических процессов;
7. реакцией и другими физико-химическими свойствами.

Геохимические и геологические процессы также могут оказывать влияние на формирование почвенного плодородия (приток жестких и мягких, пресных или минерализованных грунтовых вод, отложение плодородных наилков, эрозионный снос гумусового горизонта и т. д.).

Однако влияние этих процессов на плодородие проявляется прежде всего через изменение в том или ином направлении показателей состава, свойств и режимов почвы.

Оценка состава, свойств и режимов почвы с точки зрения развития почвенного плодородия, его уровня с учетом требований сельскохозяйственных растений и технологий их возделывания составляет понятие агрономическая характеристика почв.

Она строится на оценке следующих показателей:

1. строения почвенного профиля (чередование и мощность генетических горизонтов, в особенности мощность гумусового слоя, структурное состояние, плотность и пористость, мощность мелкоземистой толщи);
2. гранулометрического и минералогического составов;
3. химического состава (содержание валовых запасов и доступных форм элементов питания, наличие токсичных соединений — токсичных водорастворимых солей, подвижных форм Al, Mn, Fe 2+ , сероводорода, компонентов техногенного загрязнения и пестицидов, содержание карбонатов и несиликатных полутораоксидов);
4. физико-химических свойств;
5. окультуренности почв;
6. степени эродированности;
7. заболоченности.

Значение их роли в формировании почвенно-экологических условий для сельскохозяйственных растений и почвенной биоты позволяет агроному дать правильную и разностороннюю агрономическую характеристику (оценку) почв и определить рациональные приемы регулирования почвенного плодородия путем оптимизации конкретных параметров состава, свойств и режимов почв.

Оценивая роль отдельных почвенных свойств и режимов в формировании плодородия почв, необходимо отметить:

• плодородие проявляется как результат сложного взаимодействия и взаимовлияния свойств и режимов почвы;
• показатели свойств и режимов могут быть оценены количественно;
• различные растения (группы растений) предъявляют неодинаковые требования к свойствам и режимам почвы;
• свойства и режимы динамичны, т. е. изменяются во времени (рис. 11).

Остановимся на этих положениях более подробно. Формирование режимов и отдельных свойств почвы есть результат их тесного взаимовлияния и взаимозависимости.

Например, питательный режим почвы формируется как результат сложного превращения ее минеральных соединений, процессов минерализации и гумификации органического вещества, активности различных групп микроорганизмов и почвенной фауны, влияния щелочно-кислотных почвенных условий, динамики окислительно-восстановительных процессов, водно-воздушного и температурного режимов и т. п.

В свою очередь, окислительно-восстановительный режим зависит от содержания и форм органического вещества, физических свойств почв, определяющих условия аэрации, гидротермических условий развития микробиологических процессов и т. д.

Структура как важнейшее свойство почвы, с которым связаны водно-воздушный, окислительно-восстановительный режимы, агрофизические показатели почв, в свою очередь, зависит от содержания гумуса, его качественного гранулометрического и минералогического составов, физико-химических свойств, развития ОВ-процессов и т. д.

Тесная взаимосвязь и взаимозависимость между свойствами и режимами почв, с одной стороны, раскрывает сложный процесс формирования и развития почвенного плодородия и с другой — требует от агронома понимания возможного изменения отдельных свойств и режимов почвы при воздействии на нее теми или иными приемами обработки, мелиорацией, внесением удобрений и т. д.

Как было отмечено, свойства и режимы почвы имеют количественные параметры. Поэтому возможна количественная оценка плодородия почвы. Для этой цели используются два подхода — экономический и биологический.

Экономическая количественная оценка плодородия основывается на относительной его оценке в баллах по количественным показателям свойств почв, коррелирующих с урожайностью сельскохозяйственных культур, или продуктивностью сельскохозяйственных ценозов, а также климатических условий. Такая оценка получила название бонитировки почв.

Экономическая оценка земли может быть выражена в ценах на единицу площади (1 га), исходя из данных ее бонитета, учета ее местоположения, конкретных почвенных ресурсов, возможных для возделывания культур, и других условий. Подробно вопросы бонитировки почв и экономической оценки земли будут рассмотрены в главе 39.

Количественная оценка плодородия может быть дана и на основе показателей среднегодовой биологической продуктивности растений на данной почве, характеризующей способность почвы обеспечивать продуктивность фотосинтеза.

Возможность количественной оценки плодородия почвы на основе количественных показателей ее свойств и режимов чрезвычайно важна, так как позволяет решать вопросы повышения плодородия при земледельческом использовании почв на научной нормативной основе.

Требования сельскохозяйственных культур к почвенным условиям (плодородию)

Различные сельскохозяйственные растения предъявляют неодинаковые требования к почвенному плодородию — уровню питания, наличию влаги, почвенной реакции и т. д.

В связи с этим различные культуры в разной мере снижают свою продуктивность в зависимости от отклонения того или иного показателя почв от его оптимального уровня.

Поэтому при земледельческом использовании почв для обеспечения наивысшей продуктивности растений и наиболее рационального использования почв необходимо знать требования конкретных культур (или их групп) к почвенным условиям.

Озимая пшеница

Является одной из основных зерновых культур и среди хлебных злаков наиболее требовательна к почвенным условиям. Для нее характерна высокая потребность в элементах питания.

В лесостепных и степных районах предпочтительны хорошо и глубокогумусированные оструктуренные черноземные, серые лесные и каштановые почвы с близкой к нейтральной реакцией.

В таежно-лесной зоне лучшими являются дерново-карбонатные выщелоченные и оподзоленные и дерново-подзолистые окультуренные легко- и среднесуглинистые почвы. Озимая пшеница чувствительна к переувлажнению почв, кислой реакции, наличию повышенных количеств подвижного алюминия (>8-10мг/100г почвы) и марганца.

Песчаные и супесчаные почвы на глубоких песках неблагоприятны: эта культура относительно устойчива к засолению и солонцеватости. Осушенные торфяно-болотные почвы пригодны под озимую пшеницу.

Ячмень

Менее требователен к почвенным условиям, чем пшеница, но более требователен, чем овес и рожь. Наилучшие почвы по гранулометрическому составу — тяжело- и среднесуглинистые, неблагоприятны песчаные.

Относительно засухоустойчив, чувствителен к переувлажнению, повышенной кислотности и переуплотнению почв, солеустойчив.

В таежно-лесной зоне наиболее благоприятны дерново-карбонатные, а также мелиорированные торфяно-болотные и дерново-глеевые почвы, малопригодны песчаные и супесчаные на песках.

По сравнению с пшеницей и ячменем менее требовательна к почвенным условиям. Хорошо развивается в широком диапазоне рН (от 5,0 до 8,6), слабо чувствительна к переувлажнению. Лучшие почвы в степной зоне — глубокогумусированные оструктуренные черноземы всех подтипов.

В таежно-лесной зоне наиболее благоприятны дерново-подзолистые легко-, среднесуглинистые и супесчаные почвы, а также мелиорированные дерно-во-глеевые и торфяно-болотные.

Среди зерновых культур он менее требователен к почвенным условиям. Слабо реагирует на почвенную кислотность, средне солонце- и солеустойчив. Нуждается в хорошем увлажнении, не боится переувлажнения почв во второй период вегетации.

Выращивают преимущественно в таежно-лесной зоне, где для него наиболее благоприятны дерново-карбонатные (выщелоченные и оподзоленные), дерново-подзолистые суглинистые и супесчаные, а также осушенные торфяно-болотные и дерново-глеевые почвы, малопригодны песчаные.

Кукуруза

Она предъявляет повышенные требования к влажности почвы и обеспечению элементами питания, неустойчива к переувлажнению, засолению и солонцеватости, чувствительна к сильнокислой реакции.

Предпочтительны суглинистые и ост-руктуренные глинистые почвы, неблагоприятны песчаные и супесчаные. Лучше растет на хорошо и глубокогумусированных черноземах, луговых, лугово-черноземных и каштановых почвах.

В таежно-лесной зоне наиболее пригодны хорошо окультуренные легко- и среднесуглинистые почвы.

Картофель

Требователен к условиям аэрации и влажности. Поэтому для него предпочтительны легкосуглинистые и связносупесчаные почвы или оструктуренные тяжелосуглинистые, обладающие наиболее рыхлым сложением. Устойчив к подкислению почв, оптимальный рН 5-7.

Чувствителен к подщелочению реакции, засолению и солонцеватости. Неустойчив к затоплению и переувлажнению.

Наибольшие урожаи в таежно-лесной зоне получают на мелиорированных низинных торфяных почвах, а также окультуренных легко-, среднесуглинистых и супесчаных дерново-подзолистых. Неблагоприятны песчаные, тяжелосуглинистые и глинистые почвы.

Сахарная свекла

Предъявляет повышенные требования к почвенному плодородию. Наилучшие урожаи дает на хорошо и глубокогумусированных рыхлых почвах. Предпочтительны среднесуглинистые, неблагоприятны песчаные, супесчаные и слитые почвы.

Оптимальный рН 6-8, кислые почвы (рН

Требователен к условиям водного и питательного режимов, а также к условиям реакции. Плохо переносит избыточное увлажнение и близкие грунтовые воды. Оптимум рН 5,9-6,5. При щелочной реакции качество волокна снижается. Наиболее благоприятны легко- и среднесуглинистые почвы.

Лен-долгунец выращивают преимущественно в таежно-лесной зоне, где лучшими почвами для него являются дерново-подзолистые суглинистые, особенно на лёссовидных суглинках.

Гречиха

Относится к культурам, не очень требовательным к потенциальному плодородию почв, способна усваивать элементы питания из труднорастворимых соединений почвы.

Весьма чувствительна к заболачиванию, засолению, карбонатности, слитости, солонцеватости и переизвесткованию. Предпочитает легко- и среднесуглинистые почвы, малоблагоприятны тяжелые почвы.

Кормовые корнеплоды

Весьма требовательны к почвенному плодородию, отличаются высоким выносом с урожаем азота, калия и кальция.

Благоприятны почвы, содержащие большое количество элементов питания: хорошо гумусированные черноземные, окультуренные дерново-подзолистые, легко- и среднесуглинистые слабокислые, а также аллювиальные луговые и дерново-глеевые почвы.

Овощные культуры

Высокотребовательны к условиям почвенного питания и обеспечения влагой. Предпочтительны почвы с хорошим гумусовым слоем, близкой к нейтральной реакцией, содержащие большое количество доступных форм элементов питания, имеющих благоприятное увлажнение.

Наиболее пригодны окультуренные луговые, лугово-черноземные, легко- и среднесуглинистые окультуренные дерново-подзолистые, дерново-карбонатные выщелоченные и оподзоленные почвы, серые лесные, мелиорированные торфяно-болотные и дерново-глеевые, а также почвы пойм.

Плодовые культуры

Произрастают на одном месте десятки лет, имеют глубокую корневую систему. Поэтому для них важна оценка не только верхнего слоя почвы, но и всего профиля до глубины 1,5-2 м.

Почва под сад должна быть достаточно мощной, плодородной, хорошо водопроницаемой, обеспечивающей необходимый запас влаги в глубоких горизонтах и одновременно благоприятную аэрацию. Предпочтительны супесчаные и легкосуглинистые почвы.

Почвы не должны иметь плотных горизонтов (d_v > 1,5-1,55) в верхней полутораметровой толще. Не рекомендуются почвы, содержащие вредные водорастворимые соли более 2 мг-экв до глубины 3 м.

Непригодны почвы с наличием оглеенных горизонтов до глубины 2м и с залеганием грунтовых вод выше 1,5-2 м. Более требовательны к почвенным условиям из плодово-ягодных культур семечковые, менее – кустарниковые и ягодные культуры.

Виды плодородия

Различают следующие виды плодородия:

• естественное, или природное;
• искусственное;
• эффективное;
• экономическое.

Выделяют также понятие потенциального плодородия.

Естественное плодородие

Естественное плодородие определяется сложным взаимодействием свойств и режимов почв, обусловленных развитием природного почвообразовательного процесса, не нарушенного воздействием человека.

В чистом виде оно присуще целинным почвам и характеризуется продуктивностью произрастающих на почве ценозов.

Земледельческое освоение почв вносит существенные изменения в естественное развитие почвенных процессов и режимов, в свойства почв. Эти изменения обусловлены обработкой, внесением удобрений, различными мелиорациями и т. д.

Качественные и количественные изменения в свойствах и режимах почв, вызванные воздействием человека, характеризуют их искусственное плодородие. В чистом виде оно возникает при создании субстратов для выращивания растений в теплицах, парниках и т. д.

При сельскохозяйственном использовании почв искусственное плодородие в совокупности с естественным проявляется как эффективное плодородие. Оно реализуется в урожае сельскохозяйственных культур.

Эффективное плодородие

Эффективное плодородие зависит не только от уровня природного плодородия, но в большой степени от условий использования почв в производстве, развития науки и техники и реализации их достижений.

Эффективное плодородие всегда связано с определенными затратами труда и средств для получения продукции возделываемых растений, с хозяйственной деятельностью человека. Оно может быть оценено в экономических показателях. Такому плодородию дали название экономическое.

Почва обладает определенными запасами элементов питания (запасной фонд), которые реализуются при создании урожая растений при частичном его расходе (обменный фонд). Из этого представления вытекает понятие о потенциальном плодородии.

Потенциальное плодородие

Потенциальное плодородие характеризуется общими запасами элементов питания растений, формами их соединений и сложным взаимодействием всех других свойств, определяющих способность почвы в благоприятных условиях обеспечивать растения также другими земными факторами (водой, воздухом, теплом).

Длительное время мобилизовывать в необходимых для растений количествах элементы питания и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия. Высоким потенциальным плодородием обладают, например, черноземные почвы, низким — подзолистые почвы.

Примером почв с высоким уровнем потенциального плодородия могут служить также болотные низинные торфяные почвы, которые характеризуются значительными запасами элементов питания и способны после осушительных мелиорации обеспечивать высокое эффективное плодородие за счет частичного расхода запасного фонда.

Поскольку проявление плодородия дифференцируется в зависимости от требований различных сельскохозяйственных (и естественных) растений, то плодородие почвы по отношению к какой-либо определенной группе или виду растений называют относительным плодородием.

Воспроизводство почвенного плодородия

Плодородие почвы — следствие почвообразовательного процесса, в то же время оно выступает как необходимое условие его развития, поскольку от него зависит проявление главного фактора почвообразования — развитие почвенной биоты, и прежде всего высшей растительности и микроорганизмов.

Так же как и почвообразование, плодородие тесно связано с процессами превращения, аккумуляции и передачи веществ и энергии, что является причиной количественных и качественных изменений факторов и условий плодородия.

Эти изменения могут протекать как в благоприятном направлении для развития плодородия и приводить к его повышению (накопление элементов питания, переход их в более доступные для растений формы, улучшение структуры и т. д.), так и в неблагоприятном.

Что приводит к снижению плодородия (вынос элементов питания, закрепление их в труднодоступных формах, разрушение структуры и т.д.). Изменения свойств почвы в течение какого-либо периода могут привести также и к относительно исходному уровню плодородия.

Следовательно, за определенный период времени (вегетационный период, годичный или севооборотный цикл и т. д.) изменение плодородия может проявляться в виде неполного, простого и расширенного его воспроизводства.

Формирование плодородия почвы ниже первоначального уровня означает неполное воспроизводство почвенного плодородия, возвращение почвенного плодородия к исходному уровню — простое воспроизводство плодородия.

Создание почвенного плодородия выше исходного уровня представляет собой расширенное воспроизводство плодородия.

Воспроизводство почвенного плодородия есть объективный закон почвообразования, присущий всем формам его проявления.

При развитии природного процесса почвообразования воспроизводство плодородия по неполному, простому или расширенному типу определяется развитием конкретных почвообразовательных процессов или их сочетанием.

В условиях земледельческого использования почв воспроизводство их плодородия протекает под влиянием естественных факторов и различных приемов воздействия человека на почву.

Под совместным воздействием естественных и антропогенных факторов развивается культурный (антропогенный) почвообразовательный процесс. Специфичность антропогенного процесса почвообразования заключается в том, что он развивается под воздействием человека.

При этом происходит замена естественной растительности культурными агроценозами, на почвообразование воздействуют новые факторы, не свойственные природному процессу, — обработка почвы, применение удобрений и других средств химизации.

Различные приемы водной мелиорации (осушение, орошение и др.). При развитии антропогенного почвообразовательного процесса изменяются емкость, интенсивность и характер биологического круговорота веществ и в целом обмен веществ и энергии.

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. Нарушение этого принципа может привести к утрате почвенного плодородия (развитие эрозии, процессов засоления, потери гумуса, разрушение структуры и др.).

В годичных и севооборотных циклах развития антропогенного почвообразовательного процесса происходят изменения показателей состава и свойств почвы, обеспечивающих удовлетворение потребностей растений в воде, элементах питания и других почвенных факторах жизни.

Эти изменения могут быть как положительными для плодородия, так и отрицательными. Примером положительных изменений является устранение избыточной кислотности в результате известкования.

Накопление азота за счет деятельности клубеньковых бактерий при посевах бобовых, удаление вредных солей в орошаемых почвах после их промывок, улучшение водно-воздушного режима за счет рыхления подпахотного слоя и т. д.

Отрицательные изменения связаны с отчуждением элементов питания с продукцией урожая, ухудшением физических свойств пахотного слоя при уплотнении его техникой, появление токсичных количеств солей в корнеобитаемом слое орошаемой почвы, повышение потерь гумуса под пропашными культурами и в паровом поле и т. д.

Современное интенсивное земледелие основывается на широком применении химизации, мелиорации и механизации, а также на использовании высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений.

Наибольшая эффективность этих факторов обеспечивается при высоком уровне почвенного плодородия, что подчеркивает все возрастающее значение плодородия почвы по мере повышения интенсивности земледелия.

Поэтому в условиях интенсивного земледелия важнейшей задачей рационального использования почв является обеспечение устойчивого высокого уровня почвенного плодородия, а при низком уровне — расширенное его воспроизводство, т. е. одновременный рост эффективного и потенциального плодородия.

Объективная возможность осуществления расширенного воспроизводства почвенного плодородия обеспечивается тем, что человек, зная закономерности развития почвы и’ ее плодородия, может:

1. во-первых, повысить продуктивность почвы за счет увеличения содержания элементов питания, влаги и направленного восполнения их расхода (например, освоение пустынь и других территорий с малопродуктивными почвами);
2. во-вторых, может вернуть почве больше, чем изъято у нее с урожаем; в-третьих, может регулировать свойства и режимы почвы в целях создания более высокого уровня плодородия.

Эти задачи решаются в земледелии на основе практического осуществления установленных наукой и передовой практикой приемов улучшения свойств и режимов почв. Вместе с тем они требуют от науки поиска новых путей регулирования 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.

Основные конкретные пути воспроизводства почвенного плодородия показаны на рисунке 11 (в нижней части схемы). Их сочетание характеризует содержание зональных систем земледелия и антропогенные условия развития культурного почвообразовательного процесса.

Модели почвенного плодородия

Направленное развитие культурного почвообразовательного процесса позволяет обеспечить определенные уровни (модели) почвенного плодородия, под которыми следует понимать совокупность агрономически значимых свойств почв и их режимов, отвечающих определенному уровню продуктивности растений.

Для условий интенсивного земледелия необходимо создание моделей почвенного плодородия, характеризующихся оптимальными параметрами свойств почв.

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 (Кулаковская).

Одновременно почва с оптимальными параметрами свойств, режимов и площади производственного участка обеспечивает наибольшую эффективность основных факторов интенсификации — химизации, механизации и мелиорации.

Поскольку различные растения предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, модель почвенного плодородия должна разрабатываться с учетом требований растений к свойствам почв.

Вместе с тем при разработке модели следует учитывать свойства и режимы конкретных почв и структуру почвенного покрова, так как для каждого типа почв (в ряде случаев даже подтипа, рода и разновидности) с учетом фациальных особенностей почвенного плодородия урожайность культурных растений будет различна.

На фоне генетических особенностей почв (строение профиля, наличие гумусовых горизонтов, фациальные условия водно-температурного режима и др.) модели почвенного плодородия разрабатывают с учетом гранулометрического состава (песчаные и супесчаные, легко- и среднесуглинистые, тяжелосуглинистые и глинистые).

Как фундаментального показателя, имеющего интегральное значение в формировании агрономических свойств почв и дифференцирования агротехнических приемов возделывания сельскохозяйственных растений.

Модели почвенного плодородия разрабатывают совместно почвоведы, мелиораторы, растениеводы и другие специалисты агрономической науки. Их создают на основе изучения основных параметров почв в системе полевых опытов с ведущими культурами.

Изучения и обобщения данных по характеристике почв и урожайности растений передовых хозяйств и сортоучастков, конструирования моделей почв с заданными параметрами в специальных мелкоделяночных и вегетационных опытах.

Модели оптимального почвенного плодородия и установленные наукой и практикой пути их достижения позволяют хозяйствам наиболее успешно решать конкретную задачу повышения плодородия почв.

К числу общих показателей свойств почв (и их режимов), оптимальные параметры которых необходимо установить для модели плодородной почвы, относятся:

1. показатели гумусного состояния почвы — содержание и состав гумуса, его запасы, мощность гумусового слоя;
2. параметры, характеризующие питательный режим почв — содержание доступных форм элементов питания растений;
3. показатели оптимальных физических свойств — плотность, аг-регатированность, наименьшая влагоемкость, водопроницаемость, аэрация;
4. показатели, характеризующие строение почвенного профиля — мощность пахотного слоя и в целом гумусового профиля;
5. показатели физико-химических свойств — реакция, емкость поглощения, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями.

Кроме названных свойств, общих для всех типов почв, устанавливают оптимальные зональные показатели, определяющие условия (и уровень) почвенного плодородия отдельных типов почв (наличие токсичных веществ.

Подвижных форм алюминия и марганца в почвах таежно-лесной зоны, показатели солевого режима — содержание, состав и глубина залегания токсичных солей в почвах аридных и семиаридных зон и др.).

Оптимальные показатели многих свойств в значительной степени зависят от того, насколько оптимальны параметры фундаментальных свойств почвы — гранулометрического состава и гу-мусного состояния, оказывающие практически основное влияние на все агрономически важные свойства почв и их режимы.

Все факторы жизни равнозначны для растений. Ни один из них не может быть заменен другим. В связи с этим.чрезвычайно важно в целях повышения плодородия и получения высоких устойчивых урожаев воздействовать одновременно на все факторы жизни растений.

При этом необходимо выявить основной фактор (или группу факторов), воздействие на который стимулирует максимальную эффективность остальных. Например, в засушливых районах главный лимитирующий фактор развития растений и их урожайности — вода.

Поэтому в этих зонах важнейшее значение приобретают мероприятия по накоплению и продуктивному расходованию влаги.

В таежно-лесной зоне особое значение приобретает улучшение питательного режима и реакции почвы путем внесения удобрений и известкования. В почвах избыточного увлажнения в первую очередь необходимо регулировать водно-воздушный режим.

В этом случае максимальный эффект дают применение удобрений и другие приемы повышения плодородия почв.

В зоне орошаемого земледелия важнейшее значение имеет правильное орошение, исключающее возможность заболачивания и вторичного засоления почв.

Таким образом, воздействия на факторы, определяющие урожай растений, требуют дифференцированных приемов повышения плодородия почв в различных зонах с учетом свойств и режимов почв и климатических условий, лимитирующих эффективное плодородие.

В этой связи важное значение приобретают материалы почвен-но-агрономических исследований: почвенные карты, картограммы содержания доступных растениям элементов питания (Р, К, N), картограммы кислотности, засоленности, эродированности, заболоченности почв и др.

Одностороннее воздействие на какой-либо фактор жизни растений без изменения других приводит к постепенному снижению эффективности такого воздействия, а при определенных условиях может снизить урожай.

Например, избыточное увлажнение приводит к ухудшению воздушного режима, развитию вредных восстановительных процессов и, как следствие, снижению продуктивности растений; одностороннее избыточное азотное питание затягивает развитие растений, способствует полеганию и снижению урожая.

Наукой и практикой выработан широкий комплекс приемов воздействия на свойства почвы, обеспечивающих регулирование питательного, водно-воздушного, теплового и солевого режимов почв.

Основные приемы повышения эффективного плодородия почвы и максимального использования ее естественного плодородия связаны:

1. с рациональным применением органических и минеральных удобрений,
2. известкованием и гипсованием почв,
3. системой их обработки,
4. орошением и осушением,
5. травосеянием,
6. созданием полезащитных лесных полос,
7. введением севооборотов,
8. с мероприятиями по борьбе с эрозией и возделыванием наиболее урожайных сортов растений.

Конкретные приемы в системе этих мероприятий определяются особенностями почв хозяйства, местного климата и требованиями возделываемых культур.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте понятие плодородия и его видов.
2. Назовите группы свойств почв, определяющие плодородие.
3. Покажите на примерах проявление плодородия как результата сложного взаимовлияния состава, свойств и режимов почв.
4. Охарактеризуйте требования к почвенному плодородию (почвенным условиям) наиболее распространенных сельскохозяйственных культур.
5. Каковы особенности воспроизводства плодородия в интенсивном земледелии?
6. Что такое «культурный» (антропогенный) процесс почвообразования? Каковы положительные и негативные стороны влияния на плодородие почв?
7. Расскажите об оптимальных параметрах почв. Какими приемами они создаются? Назовите модели плодородия.

Источник