Специфика плодородия почвы, методы его оценки и восстановления

Плодородие почвы представляет собой ее способность создавать для растений оптимальные условия, выражающиеся в доступе воздуха, обилии питательных элементов, воды и тепла – все они необходимы для полноценного развития и роста возделываемых культур. Плодородие является основным свойством почвы, определяющим ее роль в качестве главного фактора сельскохозяйственного производства.

Значение понятия

Плодородие – это характерное свойство земли, служащее ключевым качественным ее отличием от горной породы. Данное свойство в естественном виде становится результатом почвообразования, при сельскохозяйственном освоении – итогом мер по окультуриванию. Развитие науки в этом направлении связано с деятельностью почвоведа В.Р.Вильямса, он изучал свойства и виды почв, пути увеличения их плодородности.

Виды плодородия почвы

Исследователи предлагают классификацию на 4 основные позиции – естественное, искусственное, экономическое и потенциальное.

Искусственное

Подобным свойством наделяют землю в ходе целенаправленного воздействия – аграрии улучшают плодородие почвы посредством таких приемов окультуривания, как введение удобрений, обработка, мелиорация. Искусственные свойства приобретаются наряду с естественными с тех пор, как целинный участок становится элементом севооборота, вовлекается в средства производства и выдает продукты труда. В чистом виде это явление характерно для создания субстратов, предназначенных для выращивания культур в парниках, теплицах.

Плодородие почвы
Искусственное плодородие почвы

Естественное

Это та совокупность свойств, которыми обладает почва в естественном виде без человеческого вмешательства. В одних случаях природное плодородие бывает довольно низким, в других – высоким, при обоих сценариях оно напрямую зависит от сочетания и влияния естественных факторов и протекающих почвообразующих процессов. В чистом виде подобные характеристики присущи лишь целинным землям, они определяются объемом растительной массы, биологически продуцируемой в течение года на каждой единице площади.

Потенциальное

Это суммарные характеристики земли, определяемые ее измененными человеком и приобретенными в ходе почвообразования свойствами. Они выражаются как совокупность запасов питательных элементов растений, вариации их взаимодействия и соединений, способность грунта обеспечить культуры такими благоприятными условиями, как воздух, влага, тепло. Повышенное потенциальное плодородие позволяет долгое время мобилизовать эффективные характеристики грунта, поставлять растениям в заданном количестве требуемые элементы питания.

В частности, большой потенциал – природный и искусственный – имеют луговые торфяники, так как после освоения и осушения на них можно длительное время получать высокие урожаи, как и на черноземных участках. Подзолистые, напротив, нуждаются в повышении плодородия почвы.

Экономическое

Этот тот сегмент совокупности характеристик земли, который можно измерить в виде урожая. Так называют реальное воплощение естественного и искусственного плодородия, результат агротехнического воздействия на грунт в заданных социально-экономических условиях. Поэтому в число факторов, определяющих эффективность почвы, входят не только начальные природные характеристики, но и условия сельскохозяйственного применения грунта, задействованные в окультуривании научные и технические приемы.

Категории и показатели почвенного плодородия

Факторы объединены в 3 группы – биологические, агрофизические и агрохимические. В первую категорию входят следующие показатели:

  • уровень присутствия гумуса – основного источника энергии и пищи для выращиваемых культур. Чем больше гумуса, тем выше физико-химические характеристики земли;
  • активность почвенных микроорганизмов, отвечающих за образование оптимальной структуры пахотного земляного слоя – комковатой и прочной. В таком случае образуются благоприятные водно-воздушные условия для растений;
  • присутствие органических компонентов – они отвечают за стабильное полноценное азотное питание культур, обеспечивают равномерное распределение полезных макроэлементов и влаги. Органические вещества образуются из подземных и надземных растительных остатков, по мере убывания эффективности в этом смысле приводятся многолетние травы, зернобобовые и зерновые однолетние, пропашные многолетние культуры;
  • степень очистки почвы от болезнетворных организмов, семян, вредителей, частей растений, отвечающих за вегетативное размножение.

Агрохимические факторы, контроль которых позволяет улучшить характеристики земли:

  • кислотно-щелочная стабильность почвенного раствора. Данная характеристика обуславливается не только состоянием грунта, но и биологической спецификой произрастающих культур, водно-воздушным режимом. Если держится диапазон рН 5,6-6,5, можно ожидать высокого урожая;
  • емкость поглощения – способность субстрата к впитыванию;
  • содержание питательных веществ – азота, фосфора, калия.
Плодородие почвы
Контроль за кислотно-щелочной стабильностью почвенного раствора позволяет улучшить характеристики земли

Агрофизические свойства:

  • общие – объемная масса, плотность в твердом виде, пористость;
  • гранулометрический состав – уровень присутствия механических фракций глины, песка. Первая влияет на урожайность сельскохозяйственных культур, в идеале она должна присутствовать в составе на уровне 30-35%. Супесчаными и песчаными называют легкие типы почв, тяжелые – это глинистые и суглинистые. Обеспечивают благоприятный для растений режим, богаче гумусом, влагой и питанием легко- и среднесуглинистые участки;
  • физико-механические свойства – липкость, усадка, твердость, пластичность, набухание, связность, удельное сопротивление;
  • водные свойства. Влагоемкость – максимальный объем воды, который может быть впитан землей; водоудерживающая способность – объем воды, который может быть сохранен благодаря капиллярным и сорбционным силам; водоподъемность – возможность вызова капиллярного подъема влаги;
  • структура – сумма фракций разной формы, величины, качественного состава. Наиболее удачным с агротехнической точки зрения является мелкокомковатый грунт;
  • мощность пахотного слоя.

Чтобы в земле поддерживался оптимальный для растений воздухообмен, при восстановлении плодородия почвы нужно уделять внимание поддержанию ее пористости.

По степени важности для растений факторы плодородия подразделяются на необходимые, косвенные, случайные и токсические. Необходимые показатели – это питательные вещества, солнечный свет и тепло. Косвенные условия оказывают влияние лишь на характер и интенсивность воздействия первой группы факторов, они полностью определяются средой обитания культуры.

Токсические показатели оказывают негативное влияние на физиологические процессы и ритмы растений. Чем больше их в почвенной среде, тем ниже продуктивность, урожайность культуры, быстрее наступает ее гибель – это в основном фитонциды и химикаты. Появлению случайных факторов, как правило, способствуют резкие колебания погодных условий, например, заморозки поздней весной, высокое содержание пыли в воздухе, подтопление участка из-за обилия дождей, засушливость и ветреность, вызывающая разрушение верхнего плодородного слоя.

Элементы и факторы, лимитирующие плодородие

Решая, как повысить эффективность грунта, аграрии отталкиваются от того, что элементами плодородия служат все химические, физические и биологические характеристики в сумме и равновесии. Количественное или качественное превышение одного или нескольких показателей способно оказать не только благотворное, но и лимитирующее воздействие на почву.

Преобладающие лимитирующие факторы:

  • избыточная кислотность;
  • обилие солей;
  • высокая плотность;
  • нехватка влаги;
  • заболоченность ввиду избытка воды;
  • неоднородность микрорельефа;
  • слишком слабый, тонкий корнеобитаемый слой;
  • химический и биологический токсикоз;
  • избыточная щелочность;
  • высокая глинистость;
  • нехватка тепла;
  • дефицит минеральных веществ;
  • недостаточная аэрация;
  • большой уклон, препятствующий задерживанию влаги и питания.
Плодородие почвы
Избыточная кислотность лимитирует плодородие

Для ликвидации неблагоприятных условий могут быть взяты на вооружение следующие агротехнические мероприятия:

  • использование дополнительных физиологически кислых смесей в качестве удобрений, кислотование и гипсование;
  • оструктуривание, рыхление, затрагивающее глубокие слои, пескование, засевание травы;
  • мелиорация с целью восполнения недостатка тепла – снегонакопление, пленочное укрытие, поверхностное мульчирование, обустройство лесополос;
  • внесение органических и минеральных подкормок;
  • щелевание и осушительный дренаж;
  • полосно-контурное переустройство, террасирование, перемежение растений;
  • планомерное углубление корнеобитаемой прослойки, борьба с дифференциацией;
  • контроль севооборота, контроль парования;
  • известкование;
  • промывка в тандеме с дренажом почвенно-грунтовых и сбросных вод;
  • орошение, использование методов защиты от испарений и накопления воды;
  • планировка поверхности.

Некоторые участки страдают от комплекса лимитирующих факторов, чтобы восстановить их плодородие, одновременно используются 3-5 мелиоративных приемов.

Методики исследования и оценки плодородия почв

Если речь идет о природных биогеоценозах, о плодородии почвы на участке судят по густоте стояния растений, продолжительности их развития, биомассе, ярусности, общему приросту. Пахотные грунты оцениваются с разных сторон, самым важным показателем является их продуктивность с точки зрения урожая сельскохозяйственных растений. Но здесь важно понимать, что результативность цикла развития культур определяется не только и не столько плодородием почвы, имеют значение погодные условия, качества семян, используемые технологии возделывания.

Оценка плодородия земли сводится к выявлению ее эффективности для выращивания озимых пшеницы и ржи, ячменя, гороха, корнеплодов, овса, кукурузы, злаковых трав, люпина и других культур. Исследование технологических свойств позволяет выявить степень благоприятности условий для проведения полевых работ.

Дерново-подзолистые участки оцениваются с точки зрения кислотности, она зависит от специализации севооборота, гранулометрической структуры, биологической сущности культур. При применении физиологически кислых удобрений наблюдается дефицит кальция в пахотном слое. Здесь важно обоснованно использовать известкование. Чтобы поддержать оптимальный уровень гумуса, практикуют известкование, внесение азотных и органических подкормок.

Нюансы восстановления и улучшения плодородия почвы

В отношении вновь осваиваемых участков, характеризующихся низкой естественной эффективностью, используется метод окультуривания – искусственного изменения свойств. Такой способ улучшения плодородия почвы неизбежен для солончаковых, подзолистых и сильносмытых земель, во время перепахивания неплодородного горизонта, на торфяных разработках и в горных районах.

Используются два метода воспроизводства:

  • вещественный. Активно применяются мелиоранты, пестициды и аналогичные смеси, земля подвергается многообразному воздействию, в результате которого восполняется уровень питательных веществ;
  • технологический. Аграрии комбинируют разные возможности обработки почвы и высева, севооборот, используют промежуточные культуры. Таким образом происходит мобилизация почвенных ресурсов, но здесь нельзя ожидать долгосрочного эффекта и восполнения питательных веществ.

Воспроизводство плодородия актуально для участков с интенсивным земледелием, ослабленным водно-воздушным режимом, неблагоприятным фитосанитарным состоянием. Оно может быть простым и расширенным, в первом случае предпринимаются меры, позволяющие вернуть состояние грунта к исходным параметрам. Расширенное воспроизводство подразумевает преодоление этой отметки.

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here