Важнейшие показатели плодородия 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
Основные показатели плодородия почвы
Показателем плодородия почвы служит окраска ее верхнего 15-20-сантиметрового слоя. У плодородного грунта с высоким процентным содержанием гумуса цвет этого слоя варьирует от пастельно-коричневого до насыщенно-бурого. Более бледная окраска указывает на то, что почва обделена гумусом, и, следовательно малоплодородная. Чернозем без труда можно отличить от обычной почвы по черному цвету и зачастую тяжелой структуре.
Косвенным показателем плодородия почвы выступает также наличие в ее пахотном слое дождевых червей. Чем больше этих подземных жителей в огородном грунте, тем выше его структурность. Дело в том, что основу рациона червей составляют минеральные и органические частички, которые, проходя через их кишечник, преобразуются в стойкие органоминеральные комплексы, насыщенные питательными элементами в доступной для растений форме. Эти соединения покидают организм червяка в виде небольших плотных комочков, которые не размываются дождевыми осадками и не распадаются при механическом воздействии. Благодаря их неоднородному строению, в почве они не прилегают друг к другу вплотную: между ними формируются пустоты, которые заполняются влагой и воздухом. В зависимости от размера комочков и их количества в почве создаются самые благодатные условия для процветания самых разнообразных живых существ.
Таким образом, размер популяции дождевых червей в почве способен достаточно точно показать ее плодородие. К примеру, в 1 га плодородного грунта обитает порядка 1 250 000 этих червячков, а за год они прогоняют через свой желудочно-кишечный тракт от 45 до 75 тонн почвы, тем самым превращая ее в тонкий, нейтральный гумус. Кстати, а вы знали, что земля, переработанная дождевым червем, содержит в 5 раз больше азота, в 7 раз больше фосфора, в 2,5 раза больше магния и в 2 раза больше кальция, чем обычная? Путешествуя по пахотному слою почвы, червяк оставляет за собой разветвленную сеть канальцев, покрытых слизкой субстанцией. Она богата кальцием в углекислой форме, который также способствует нормализации кислотно-щелочного баланса почвы, благодаря чему pH огородного грунта поддерживается на оптимальном уровне. Кроме того, дождевые черви естественным образом рыхлят и перемешивают почву, делая ее более воздухо- и водопроницаемой.
Показателем плодородия почвы является и ее структура. Чтобы определить, насколько структурная, рыхлая почва на вашем участке, возьмите пригоршню слегка влажной земли и сожмите ее в руке. В случае, если при разжатии пальцев она застывает в виде цельного комка — почва глинистая. А если рассыпается на отдельные частицы разной величины, то на Вашем участке почва грунт комковатый и рыхлый.
Плодородие почвы определяется также таким показателем, как ее влагоемкость. Он помогает понять, насколько произрастающие в данном месте растения будут страдать от дефицита влаги в засушливые периоды. Чтобы протестировать почву на вашем участке на ее водоудерживающую способность, обильно полейте квадратный метр ее площади. Через 2 суток в центральной части места полива выкопайте ямку глубиной около 15 сантиметров и посмотрите, высохла ли почва на данной глубине. Если высохла, значит земля плохо держит влагу. В этом случае необходимо с особым тщанием подойти к организации системы полива на даче.
Важно также определить водопроницаемость почвы, то есть станет ли переувлажнение серьезной угрозой для растений. Для этого выкопайте на участке ямку глубиной 25-30 сантиметров и диаметром около 15 сантиметров и залейте ее водой. Как только она впитается, снова заполните ямку водой и замерьте время, за которое она окончательно уйдет из углубления. Если вода остается в ямке и спустя 8 часов, то почва недостаточно дренирована и после обильных осадков пахотный слой будет долго находится в переувлажненном состоянии, а когда вода испариться, сформируется плотная корка.
Одним из показателей плодородия почвы являются растения, произрастающие на ней в естественных условиях. О том, что могут рассказать некоторые сорняки о свойствах почвы на вашем участке, читайте в этой статье.
Если на ваших шести сотках любят селится хвощ, лапчатка, щавель, маргаритки, лютик, горец почечуйный, осока или василек луговой, то вы имеет дело с кислой и переувлажненной почвой.
Если вы уже устали бороться с мать-и-мачехой, люцерной, репейником, клевером, нивяником, горцем птичьем на своем участке, то земля у вас качественно дренированная и слабокислая.
На истощенной, уплотненной почве будут чувствовать себя как дома такие растения, как донник, гусиная лапка, молочай, горчица полевая, чертополох, ромашка. О высоком плодородии почвы свидетельствуют такие сорняки, как осот, лебеда, крапива, сныть и мокрица.
Показывает плодородие почвы и ее кислотность: желательно, чтобы ее значение колебалось около 6 pH, так как оно является благоприятным для большинства огородных растений. Как определить кислотность огородного грунта, можно узнать из этой статьи, а с методами нейтрализации повышенной кислотности почвы можно познакомиться здесь.
Таким образом, показатели плодородия почвы вбирают в себя такие ее характеристики, как процентное содержание гумуса, количество живущих в ней дождевых червей, ее структура, влагоемкость и водопроницаемость, а также кислотность.
Источник
Новости
Основные показатели почвенного плодородия. Органическое вещество почвы.
Плодородие почвы – способность почвы обеспечивать рост и воспроизводство растений всеми необходимыми им условиями.
Органическое вещество почвы – это совокупность всех органических остатков живых организмов, продуктов их метаболизма, а также специфические органические соединения – почвенный гумус. По современным представлениям все органические вещества, находящиеся в почвенной массе генетических горизонтов, делятся на 2 группы:
— неспецифические, то есть вещества не почвенного происхождения, имеющие фито-, зоо-, микробиоценотическую природу и поступающие в процесс почвообразования как отмирающая биомасса (органические остатки) и как продукты жизнедеятельности живых организмов;
— почвенный гумус, или специфические органические вещества почвенно-генетической природы, присущие только почвам.
Содержание гумуса в почве – важный показатель ее потенциального плодородия (суммарное плодородие почвы, определяемое её свойствами, как приобретёнными в процессе почвообразования, так и созданными человеком), активности в ней всех биологических процессов. Это часть органического вещества почвы, представляет собой сложный динамический комплекс специфических азотсодержащих веществ, образующихся в результате жизнедеятельности почвенных организмов и процесса разложения и гумификации органических остатков.
Количество гумуса в почве бывает различным и зависит от многих факторов, особенно от типа почвы, природно-климатических условий, специализации севооборота, характера и интенсивности земледелия. Больше всего гумуса в верхних слоях почвы, вниз по профилю содержание органических веществ, в том числе и гумуса, снижается.
При оптимальных биологических процессах количество гумуса в почве со временем увеличивается. Если систематически вносятся органические удобрения и соблюдаются научные принципы ведения земледелия, скорость накопления гумуса возрастает еще больше.
На долю гумуса приходится 85-90% от общего количества органического вещества почвы, он состоит из основных групп: гуминовые кислоты; фульвокислоты; гумины.
Соотношения между этими группами определяют качественную характеристику гумуса разных типов почв.
Гуминовые кислоты – группа темноокрашенных гумусовых кислот, растворимых в щелочах и нерастворимых в кислотах, это высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты циклического строения. В зависимости от концентрации и типа почвы растворы гуматов имеют вишнево-коричневую или черную окраску. Гуминовые кислоты состоят из углерода (52-62%), водорода (2,8-5,8%), кислорода (31-39%) и азота (1,7-5%). Больше всего углерода в гуминовых кислотах черноземов. Имеют функциональные группы, способные к обменному поглощению катионов.
Фульвокислоты – группа гумусовых кислот, легко растворимых в воде, щелочах и кислотах. В отличие от гуминовых кислот содержат меньше углерода и больше кислорода. Фульвокислоты окрашены в желтый или бурый цвет. Они более подвижны и легко передвигаются по профилю почвы. Фульвокислоты, обладая кислой реакцией и хорошей растворимостью в воде, довольно хорошо разрушают минеральную часть почвы, этот процесс зависит от количества гуминовых кислот – чем меньше в почве гуминовых кислот, тем сильнее действие фульвокислот. Имеют функциональные группы, способные к обменному поглощению катионов, образуют растворимые соли кальция, магния и др. (фульваты). Фульвокислоты более подвижны, азотные соединения связаны в них менее прочно, поэтому легко подвергаются кислотному гидролизу, чем азотные соединения гуминовых кислот. В гуминовых кислотах содержится 15-30%, а в фульвокислотах – 20-40% азота почвы.
Гумины – комплекс гуминовых и фульвокислот, отличающийся от них тем, что более прочно связан с минеральной частью почвы, более устойчив к разложению микроорганизмами, нерастворим в кислотах, щелочах и органических растворителях. Азот гуминов составляет 20-30% общего азота почвы.
Образование гумуса – очень сложный процесс биологических и биохимических превращений остатков растительного и животного происхождения в почве, главным образом в третьем, заключительном слое листового и травяного опада – гумусовом горизонте.
Любая почва населена различными микроорганизмами: грибами, бактериями, актиномицетами, а также водорослями и простейшими. Их численность в разных почвах неодинакова. Микробная масса на 1 га составляет 5-7 т. Микроорганизмы – наиболее энергичная и подвижная часть почвы. Их важная роль в почвенных процессах и питании растений определяется не только тем, что эти живые существа обладают колоссальным ферментативным действием на окружающий мертвый субстрат, но и огромной активной поверхностью, на которой с большой скоростью осуществляются сложнейшие превращения различных соединений почвы и вносимых удобрений.
Таким образом, гумус – это термин, объединяющий огромный комплекс или группу химических веществ, в состав которых входит как органическая часть (гуминовые и фульвокислоты), так и неорганическая составляющая – химические элементы неорганического происхождения, или проще сказать, минералы (входящие в состав гуматов и фульватов).
Гумусовое состояние почв – важнейший показатель количественной оценки плодородия. Это связано с тем, что гумус выступает как интегральный показатель плодородия, объединяющий в себе ряд свойств почв. С гумусовыми веществами связаны многие условия жизни растений, которые отражаются в свойствах почвенного профиля: мощность и богатство гумусового профиля, пригодность к сельскохозяйственному использованию, реакция среды, физическое состояние почвенной массы, ее биохимическую активность и т.д. Поэтому, оценивая гумус почв, оцениваются сразу многие почвенные характеристики. Разный качественно-количественный состав органического вещества характеризует гумусовое состояние почвы.
Накопление органического вещества является основным почвообразовательным процессом, превращающим материнскую породу в почву. Гумус является источником большей части доступного растениям азота даже при применении минеральных удобрений. При его минерализации происходит также высвобождение фосфора.
Кроме того, что органика является источником питательных элементов для растений, она непосредственно влияет на формирование физических свойств почвы (например, способность почвы удерживать воду) и в большой мере определяет такие физико-химические свойства, как объем вещественного обмена и свойства и возможности накопления. Эти свойства играют большую роль не только в питании растений, но и в подавлении вредного эффекта кислотности почвы.
Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений и агрохимии ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора».
Источник