Три вида плодородия почвы

Mse-Online.Ru

Плодородие почвы

Важнейшим свойством почвы, обеспечивающим объективную возможность интенсификации земледелия, является ее плодоро­дие, т. е. способность обеспечить растения земными факторами жизни в оптимальных количествах. Оно тем выше, чем выше сте­пень окультуренности пахотного слоя почвы.

Различают три вида плодородия почвы: природное, искусствен­ное и эффективное.

Природное, или естественное (потенциальное), плодородие возникает и развивается под влиянием естественных процессов, без воздействия человека на почву. Оно неодинаково у разных типов почв и проявляется в процессе первичного использования почвы в земледелии при освоении целинных земель. Уровень при­родного плодородия зависит главным образом от механического и химического состава почвы (содержание гумуса).

Искусственное плодородие создается трудом человека в процес­се использования земли как главного средства сельскохозяйствен­ного производства. Поэтому оно и называется искусственным. За­висит оно от уровня развития производительных сил и производст­венных отношений.

Эффективное (экономическое) плодородие представляет собой суммарное выражение естественного и искусственного плодородия почвы и тесно связано с развитием социально-экономических отно­шений общества. При совершенной социальной структуре общества, где развитие науки и техники достигает высокого уровня, создаются все условия для прогрессивного увеличения эффективного плодо­родия почвы. Рациональное использование почвы способствует повышению ее плодородия.

Все факторы роста и развития растений равнозначны, ни один из них не может быть заменен другим (В. Р. Вильяме). Поэтому для получения высоких и устойчивых урожаев и повышения пло­дородия почвы необходимо одновременно воздействовать на все факторы роста растений. Этого можно достигнуть при разработке дифференцированных приемов повышения плодородия почв в раз­личных зонах.

В условиях планового хозяйства созданы все необходимые условия для повышения плодородия почв, ин­тенсификации сельскохозяйственного производства и роста его продуктивности.

Основные приемы повышения эффективного плодородия почв связаны с рациональной системой обработки почв, применением органических, минеральных удобрений и различных видов мелиораций, введением правильных севооборотов, проведением меро­приятий по предупреждению и борьбе с эрозией почв и др.

В разработке приемов повышения плодородия почв важное значение имеют материалы почвенно-агрохимических исследова­ний: почвенные карты, картограммы содержания подвижных форм фосфора и калия, картограммы кислотности, эродированности, заболоченности, засоленности почв.

В каждой почвенно-климатической зоне с учетом конкретных условий и особенностей хозяйств разрабатывается определенный комплекс приемов, направленный на повышение урожайности возделываемых культур и улучшение плодородия почв.

Длительное использование почвы как средства сельскохозяйст­венного производства приводит к изменениям природных процес­сов почвообразования и ее свойств, к формированию новых куль­турных почв.

Процесс изменения природных свойств почвы с целью созда­ния и постоянного поддержания высокого уровня плодородия под воздействием производственной деятельности человека называется окультуриванием почвы. Окультуривание почвы достига­ется применением комплекса мероприятий, конечной целью кото­рых является создание в почвах свойств, обеспечивающих высо­кие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.

Для окультуривания почвы используют биологические, хими­ческие и физические методы.

Биологический метод включает приемы, направленные на обо­гащение почвы гумусом и биологическим азотом. Это — посев многолетних трав (бобовых и травосмесей со злаковыми и бобо­выми), сидератов, правильный подбор и соотношение сельскохо­зяйственных культур в севообороте.

Химический метод направлен на увеличение содержания в поч­ве элементов питания, доступных для растений, путем внесения минеральных удобрений, а также на улучшение химических свойств почвы, связанных с неблагоприятной реакцией (извест­кование, гипсование почв).

Физические методы включают физико-механические приемы — обработку почвы, создание агрономически ценной структуры в пахотном слое, регулирование водного, воздушного и теплового режимов, в том числе и мелиорацию (осушение, орошение).

На разных почвах в зависимости от их свойств и природных условий почвенно-климатической зоны применяют отдельные ме­тоды окультуривания или их системы. Наилучшие результаты по окультуриванию (например, дерново-подзолистых почв) можно получить, применяя одновременно все три метода со следующими приемами: 1) посев многолетних трав, 2) применение органичес­ких и минеральных удобрений, 3) известкование, 4) система пра­вильной обработки почв и создание мощного пахотного слоя, 5) мелиорация избыточно увлажненных почв.

Обычно выделяют три степени окультуренности почв: слабая, средняя и сильная. Степень окультуренности почвы устанавлива­ется по определенным показателям. Наибольшие изменения под влиянием окультуривания произошли с сероземами, используе­мыми под хлопчатник, с дерново-подзолистыми и другими поч­вами.

Степень окультуренности может быть различной и зависит от плодородия почвы.

В разработанных классификациях при определении степени окультуренности почвы учитывают показатели морфологических и агрохимических свойств почвы. Например, для дерново-подзолистых почв основными показателями являются следующие: мощ­ность, окраска и структура пахотного слоя, содержание гумуса и его качественный состав, состав обменных катионов, степень на­сыщенности основаниями, рН солевой вытяжки, содержание по­движных форм фосфора и калия, мощность и степень выражен­ности подзолистого горизонта.

Кроме установленных показателей, для каждого типа почвы учитываются засоренность посевов, выраженность эрозионных процессов и другие.

Источник

Три вида плодородия почвы

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

Виды почвенного плодородия

Лекция 5

Реакция почвы. Плодородие почв. Почвенно-географическое и природно-сельскохозяйственное районирование. Классификация почв. Зональность почвенного покрова

РЕАКЦИЯ ПОЧВЕННОЙ СРЕДЫ

Состав поглощенных катионов определяет многие свойства почв; с ними связаны кислотность и щелочность. Реакция среды имеет существенное значение для направленности почвенных процессов и уровня почвенного плодородия. Кислотно-щелочные условия зависят от типов почв, их подтиповых, родовых различий и могут колебаться в широких пределах.

Кислотность почв

Различают актуальную и потенциальную кислотность.

Актуальная кислотность почв – это концентрация ионов Н + в почвенном растворе в граммах-эквивалентах (моль) на 1 литр, выражаемая величинами pH, где pH = -lg [Н + ].

Нейтральную реакцию характеризует рН=7, кислую – рН 7.

Актуальная кислотность определяется в водной вытяжке или суспензии, в связи с чем к индексу рН добавляется буквенный индекс «в» или «Н₂О» (рН_в или pH_Н2О).

Величина pH является наиболее устойчивым генетическим показателем конкретной почвы. Варьирование pH в границах типичных значений составляет 5-10%. Всякое изменение реакции среды приводит к резкой смене характера почвообразования. Ряд почвенных процессов имеет строгую приуроченность к определенным пределам водородного показателя. Это солонцовый процесс, оподзоливание, пептизация и коагуляция коллоидов, ферраллитизация, микробиологические явления и т.д. Антропогенетические изменения pH происходят при окультуривании или деградации почв. Для всех почв величина их pH считается существенным диагностическим критерием.

В почвах рН_в может находиться в пределах от 4 до 8 и более. Крайне низкие значения рН характерны для некоторых торфяно-болотных и болотно-подзолистых почв. Для подзолистых, дерново-подзолистых почв и красноземов рН_в равен 4,5-5,6, для серых лесных оподзоленных – 5,5-6,5, черноземов, каштановых, сероземов – 6,5-7,5, в карбонатных почвах, солонцах, солончаках рН_в более 8,5.

Потенциальная кислотность – это количество обменных ионов Н + и А1 3+ в составе почвенного поглощающего комплекса, выражаемое в миллиграмм-эквивалентах на 100 граммов почвы (мг-экв/100г). Это кислотность твердой фазы почвы. Потенциальная кислотность подразделяется на обменную и гидролитическую, характеризующиеся как последовательные этапы выделения в раствор дополнительных количеств протонов из твердой фазы почвы.

Обменная кислотностьопределяется количеством поглощенных Н + и А1 3+ , вытесняемых из почвы катионами нейтральных солей. Обычно для ее определения используют 1 н раствор КС1 (рН около 6,0).

По степени кислотности, определяемой в солевой вытяжке 0,1 н. КСl почвы делятся на:

очень сильно кислые рН менее 4,0

сильно кислые 4,1-4,5

средне кислые 4,6-5,0

слабо кислые 5,1 -5,5

близкие к нейтральным 5,6-6,0

нейтральные рН 6-7

Природа обменной кислотности зависит от состава и свойств почвенных коллоидов. Кислотность органических почвенных коллоидов (гумусовые кислоты) обусловлена главным образом обменным водородом, причем непосредственным источником обменного водорода служат органические кислоты, включая гумусовые, и угольная кислота. Кислотность минеральных коллоидовсвязана с наличием в почвенном поглощающем комплексе обменных ионов водорода, алюминия или железа. Источником обменных алюминия и железа служат ионы кристаллической решетки глинистых минералов и гидроксидов, мобилизуемые органическими кислотами или присутствующие в почвенном растворе и также внедряющиеся в диффузный слой почвенных коллоидов.

Гидролитическая кислотностьопределяется количеством поглощенных Н + и А1 3+ , вытесняемых гидролитически щелочной солью (CH₃COONa). Количество образующейся уксусной кислоты, эквивалентное количеству поглощенных водорода и алюминия в почве, определяет величину гидролитической кислотности и ее обозначают как Н_г. Так как нейтральная соль вытесняет лишь часть поглощенного водорода, а гидролитически щелочная соль – почти весь, то гидролитическая кислотность обычно больше обменной.

Гидролитическую кислотность рассматривают как суммарную кислотность почвы, состоящую из актуальной и потенциальной кислотности. Ее величина обусловливает ненасыщенность почв основаниями.

Щелочность почв

Различают актуальную и потенциальную щелочность почв.

Актуальная щелочностьобусловлена наличием в почве гидролитически щелочных солей (Na₂CО₃, NaHCО₃, Ca(HCО₃)₂ и др.), которые при диссоциации определяют повышенную концентрацию гидроксил-ионов.

При характеристике актуальной щелочности природных вод и почвенных растворов различают общую щелочность, щелочность от нормальных карбонатов и щелочность от гидрокарбонатов. Эти виды щелочности различаются по граничным значениям рН.

Потенциальная щелочностьобусловлена содержанием обменно-поглощенного Na, который может переходить в раствор и подщелачивать его. Характерна для солонцеватых почв. Следовательно, потенциальная щелочность – не что иное как солонцеватость почв.

Сильная щелочность почвы, как и кислотность, оказывает неблагоприятное действие на развитие растений и микроорганизмов, усиливает пептизацию почвенных коллоидов, ухудшает структурное состояние почвы и ее физические свойства.

Буферность почв

В широком смысле буферная способность или буферность характеризует способность почвы противостоять изменению концентрации почвенного раствора, его щелочно-кислотного, окислительно-восстановительного состояний и др. Чаще под буферностью понимают способность почвы лишь противостоять изменению ее актуальной реакции под воздействием различных факторов.

Буферность проявляется либо против подкисления, либо против подщелачивания. Кислота или щелочь, появляющаяся в почвенном растворе, вступает во взаимодействие с ППК, что уменьшает изменение реакции. Почвы, в ППК которых находятся Са 2+ и другие катионы оснований, проявляют буферность против подкисления, а в ППК которых находится Н + – против подщелачивания.

Буферность почвы измеряется количеством миллилитров кислоты или щелочи, которое необходимо внести в почву, чтобы изменить реакцию (рН) в почвенном растворе.

На величину буферности оказывают влияние минералогический и гранулометрический составы почвы, содержание гумуса, емкость поглощения, состав обменных катионов.

Чем больше в почве вторичных минералов, чем тяжелее гранулометрический состав и чем больше в почве коллоидов, гумуса и выше емкость поглощения, тем выше буферность почвы.

Буферность почв – один из важнейших элементов почвенного плодородия. Она позволяет сохранять благоприятные для растений свойства почв или оказать сопротивление приемам по регулированию реакции почвенного раствора и твердой фазы почвы.

ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

Неотъемлемым специфическим свойством почвы как природного тела является ее плодородие. По мере накопления сведений о почве и развития естествознания и агрономии менялись представления о том, чем обусловлено плодородие почвы и определение самого понятия. В то время, когда была распространена «гумусовая» теория питания растений, под плодородием почвы понимали способность ее обеспечивать растения перегноем, а несколько позже сторонники минерального питания растений – способность почвы обеспечивать растения всеми минеральными элементами. Также широко распространено определение плодородия почвы, данное академиком В.Р. Вильямсом. Согласно ему, под плодородием почвы понимается ее способность непрерывно обеспечивать растения одновременно водой и элементами питания. Тепло и свет, необходимые растениям, рассматриваются им как космические факторы. Однако в настоящее время плодородие почвы понимается шире.

Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребность конкретных растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы воздухом и теплом. Питание, вода, воздух, тепло – главнейшие слагаемые плодородия почв. Почва считается плодородной, если растения на ней не страдают от холода и перегрева, а корневые системы получают в нужном количестве элементы питания, воду, не испытывают недостатка в кислороде воздуха. Недостаток или избыток одного из слагаемыхкомпонентов плодородия ограничивает возможности получения урожая и часто приводит к гибели растений.

Виды почвенного плодородия

Возникновение плодородия связано с естественным почвообразованием, поэтому каждой почве присуще природное, или естественное плодородие. Оно 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 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. Это экономическое плодородие.

Потенциальное плодородиехарактеризуется 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 мобилизовать 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 мелиораций 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.

Источник