АГРОИНФормация

Агропортал - все для специалистов агропромышленного комплекса

Плодородие почв и почвенные условия среды обитания растений

Плодородие почв

С давних пор в сельском хозяйстве человек оценивал почву главным образом с точки зрения способности производить урожай растений. Народнохозяйственное значение почвы в настоящее время как основного средства сельскохозяйственного производства определяется ее плодородием. Плодородие почвы — это способность ежегодно (циклически) обеспечивать урожай (годичную продукцию) зеленых растений. Оно обусловлено специфическим комплексом свойств почвы как природного тела и особенностями ее режимов. При этом под плодородием понимается не только обеспечение растений элементами питания и водой, но и весь комплекс почвенных свойств и процессов, оказывающих влияние на жизнь растений, таких, как реакция среды, концентрация и состав почвенного раствора, окислительно-восстановительный потенциал, плотность сложения почвы, ее структурное состояние, воздушный и тепловой режимы, содержание токсинов и т. д.

Для каждой почвы характерно присущее ей природное, или естественное, плодородие. Оно зависит от природных свойств почвы и обусловлено потенциальными запасами элементов питания растений, содержанием гумуса, реакцией почвенного раствора, водным, воздушным и тепловым режимами и т. д. Естественное плодородие одних почв может быть высоким, других — низким, однако и в том и в другом случае оно определяется характером почвообразовательного процесса, факторами почвообразования.

С момента вовлечения почвы в хозяйственную деятельность человека она становится уже средством труда и может существенно менять свое плодородие. Наряду с естественным почва приобретает искусственное плодородие. Естественное и искусственное плодородие почвы неразрывно связаны между собой и их различают, как правило, только по происхождению. Единство естественного и искусственного плодородия обусловливает потенциальное плодородие почвы. Мерой реализации потенциального плодородия почвы служит эффективное плодородие, количественной характеристикой которого является урожай сельскохозяйственных культур. Однако урожай лишь в ограниченной степени и при определенных условиях может стать мерой ее потенциального плодородия, так как он определяется видом, сортом и развитием возделываемой культуры, погодными условиями, состоянием биоты (сорняков, вредителей, болезней растений), организационными мероприятиями (временем обработки почвы и качеством обработки, сроками сева и др.). Поэтому поддержание или повышение потенциального плодородия почвы не всегда ведет к росту эффективного плодородия.

Под воспроизводством плодородия почвы подразумевается поддержание на необходимом уровне потенциального плодородия, путем воспроизводства искусственного плодородия. Расширенное воспроизводство плодородия почвы означает повышение потенциального плодородия целенаправленным регулированием искусственного плодородия (главным образом путем мелиораций). Расширенное воспроизводство плодородия почвы само по себе еще не является гарантией прогрессивного роста урожаев, т. е. роста эффективности производства. Оно является необходимым, но недостаточным условием роста ее эффективного плодородия, поскольку важнейшее значение при этом имеет фактическая реализация потенциального плодородия почвы в каждый конкретный год.

Почвенное плодородие имеет не абсолютное, а лишь относительное значение в приложении к определенному виду и сорту растений. Одна и та же почва может быть очень плодородной в отношении одних видов растений и мало плодородной для других. Поэтому сопоставлять разные почвы по плодородию и оценивать его динамику во времени можно лишь по отношению к одним и тем же растениям или фитоценозам.

В природных условиях в результате почвообразовательного процесса естественное плодородие почв непрерывно возрастает от практического нуля на стадии почвообразующей породы до какого-то оптимума (максимума) на стадии полноразвитой почвы, находящейся в равновесии с окружающей средой. При переходе природных экосистем из одного равновесного состояния в другое может отмечаться дальнейшее нарастание почвенного плодородия или же его снижение, например, при развитии процессов засоления, оглеения почв (при оценке почвенного плодородия по биологической продуктивности — объема биомассы, продуцируемой в единицу времени на единице площади). В природном процессе почвообразования постоянно имеет место воспроизводство почвенного плодородия в годичном цикле развития растительности и под влиянием растительности, и поэтому в геологическом цикле постоянно накапливается потенциальное плодородие, т. е. происходит расширенное воспроизводство почвенного плодородия в рамках прогрессивной эволюции почв.

При вовлечении почв в производство нарушаются сложившиеся природные связи — часть биологической продукции изымается, а с ней и выносится ряд веществ, нарушаются почвенные режимы и т. д. Это требует постоянного восполнения почвенных резервов, поддержания плодородия почв и его воспроизводства. Плодородие почвы при землепользовании возрастает только в том случае, если правильно обращаться с ней.

На основе экономического анализа тяжелого состояния земледелия в XVIII в. французский экономист А. Тюрго сформулировал закон убывающего плодородия почв, суть которого заключается в том, что каждое добавочное вложение труда в землю сопровождается не соответствующей, а уменьшающейся прибавкой добываемого продукта. Этот закон впоследствии был использован английским теологом Мальтусом для аргументации реакционного положения о якобы опережающем росте народонаселения по сравнению с ростом производства продовольствия. Закон Тюрго является экономическим законом, а не законом природы: он подразумевает отношение плодородия почвы к вкладываемому в земледелие труду и капиталу и не касается природных процессов воспроизводства почвенного плодородия. К тому же он может быть применим лишь в ограниченной области и не действует, когда прогрессирует развитие науки, техники, вся система земледелия.

В связи с этим для поддержания и воспроизводства плодородия почвы в первую очередь необходимо выполнять на практике установленные законы земледелия, путем прогрессивного наращивания искусственного плодородия обеспечивать расширенное воспроизводство потенциального плодородия почвы и путем прогрессивного совершенствования сельскохозяйственной технологии обеспечить рост эффективного плодородия, т. е. максимально возможную на данном уровне исторического развития реализацию потенциального плодородия почв. Решение этих задач определяет эффективность - земледелия и экологическую стабильность окружающей среды.

При проведении различных мелиораций почв повышается ее потенциальное плодородие и тем самым обеспечивается расширенное воспроизводство почвенного плодородия и создается основа для роста эффективного плодородия, которое может проявиться лишь при прогрессирующей технологии производства сельскохозяйственных растений. Предпосылкой такой реализации должны служить потенциальные возможности возделываемых культур. В настоящее время они таковы, что при удовлетворении всех их потребностей и создании для них самых благоприятных, оптимальных условий произрастания урожайность сельскохозяйственных культур может быть увеличена в 3—5 раз по сравнению со средней урожайностью в мире. Положение Тюрго опровергается самим развитием общества. С тех пор как было высказано утверждение о «законе убывающего плодородия почвы», рост населения в мире составлял 2% в год, а производство сельскохозяйственной продукции возрастало в среднем на 2,5%.

Урожай не может служить полной мерой потенциального плодородия, поскольку рост потенциального плодородия не всегда означает рост эффективного (последний зависит от сорта, вида культуры, сроков сева и других причин). Потенциальное плодородие снижается очень часто, хотя оно маскируется ростом эффективного плодородия (например, в первые годы орошения земель минерализованными водами). Приемами повышения искусственного плодородия, а следовательно, и потенциального являются химические мелиорации (известкование, гипсование, кислотование), орошение, осушение, лесомелиорация, культуртехническая мелиорация, глубокая вспашка, последействие которых сказывается в течение ряда последующих лет на урожайность возделываемых культур. Приемами повышения эффективного плодородия служат подбор высокоурожайных сортов растений, чередование культур на полях, подбор оптимальных сроков сева, поверхностная обработка почвы, борьба с сорными растениями, организация труда (арендный, бригадный подряд и др.).

Непосредственная связь между уровнем плодородия почв, характеризующимся определенными агрофизическими, агрохимическими, физико-химическими показателями, и эффективным плодородием, выражаемым в урожайности возделываемых культур для некоторых типов почв, хорошо иллюстрируется данными табл. 10.

Количественно оценить плодородие почв весьма трудно. Однако такие попытки учеными предпринимаются. Б. А. Никитин (1985) все виды плодородия предлагает измерять условными единицами. При этом одна единица плодородия соответствует количеству элементов питания, которое необходимо для создания всей биомассы озимой ржи при урожае 1 ц/га сухого вещества зерна. На это расходуется в среднем 5 кг азота, 4,1 кг калия и 0,9 кг фосфора (в элементах). Эти цифры предлагается использовать в качестве эталонных при пересчете продуктивности различных культур в единицы плодородия. Очевидно, что такой подход отражает, да и то не в полной мере, лишь эффективное плодородие почв.

Более полную оценку плодородия почв предлагает И. И. Карманов (1985). Им разработана следующая основная формула расчета почвенно-экологических индексов, предназначенная для целей: оценки плодородия почв в количественных единицах (ПЭи):

Где у — плотность сложения почвы в среднем для слоя 0—100 см; п — «полезный» (безбалластный, т. е. за вычетом объема почвы, занятой крупнозернистым 1 мм материалом) объем почвы в слое 0— 100 см в долях единицы от общего объема почвы; 2/°>10° — среднегодовая сумма активных температур выше 10 °С; КУ — коэффициент увлажнения (по Иванову); КК — коэффициент континентальности определяемый по несколько видоизмененной формуле Иванова где t°max и t°min —среднемесячные температуры самого теплого и самого холодного месяцев года, р — широта местности. Величина 12,5 введена в формулу, чтобы привести определенную совокупность показателей к экологическому индексу, равному 100.

При расчете по этой формуле за 100 был принят почвенноэкологический индекс для черноземов центральной части Краснодарского края (у=1,20; /г= 1,00, 2/°> 10°С = 3500°С; КУ = 0,80; КК=162). Почвенно-экологические индексы, рассчитанные по этой формуле, соответствуют почвам со средним содержанием подвижных форм фосфора и калия. Для почв с повышенным или пониженным содержанием этих элементов И. И. Карманов предлагает вводить соответствующую поправку на основании анализа данных по связям между содержанием подвижных форм питательных элементов и урожайностью сельскохозяйственных культур.

Оценка уровня плодородия по значениям ряда показателей свойств почв в производственных условиях затруднена тем, что различные агрохимические, физические и другие свойства в каждом отдельном случае находятся на разном уровне: одни — на оптимальном, другие — на критическом, третьи — на уровне средних показателей и могут меняться во времени.

You are here