Образование (генезис) любой почвы есть результат сложного взаимодействия факторов почвообразования. Поскольку в распределении факторов на земной поверхности наблюдаются определенные закономерности, естественно, они отражаются на распределении почв. Главные закономерности в географии почв выражаются следующими законами: закон горизонтальной (широтной) почвенной зональности, закон вертикальной почвенной зональности, закон фациальности почв, закон аналогичных топографических рядов.

Закон горизонтальной (широтной) почвенной зональности. Сформулирован В. В. Докучаевым. Сущность его заключается в том, что поскольку важнейшие почвообразователи (климат, растительность и животный мир) закономерно изменяются в широтном направлении с севера на юг, то и главные (зональные) типы почв должны последовательно сменять друг друга, располагаясь на земной поверхности широтными полосами (зонами). Этот закон отражал главное положение докучаевского генетического почвоведения о том, что почва как особое природное образование есть следствие определенного сочетания факторов почвообразования, и явился вместе с тем результатом обобщения обширных географических исследований В. В. Докучаева по изучению почв Русской равнины.

Закон широтной почвенной зональности получил отражение в следующих двух главных проявлениях. Первое - в наличии на территории суши земного шара последовательно сменяющих друг друга почвенно-биоклиматических (термических) поясов, характеризующихся сходством природных условий и почвенного покрова, обусловленных общностью радиационных и термических показателей (см. табл. 5). При движении с севера на юг в пределах Северного полушария выделяют пять поясов: полярный, бореальный, суббореальный, субтропический и тропический. Аналогичные пояса могут быть выделены в Южном полушарии.

Второе проявление закона горизонтальной почвенной зональности выражается в разделении почвенно-биоклиматических поясов по совокупности условий почвообразования и общим чертам почвенного покрова на почвенные зоны - широтные полосы в связи с закономерной схемой не только термических условий, но и увлажнения (см. табл. 6) и, как следствие, растительности.

Наиболее отчетливо широтные почвенные зоны обособляются на обширных равнинных пространствах внутри континентов (Русская равнина, Западная Сибирь и др.). Так, суббореальный пояс в пределах Центральной Евразии разделяется на следующие зоны: лесостепь (серые лесные почвы, оподзоленные, выщелоченные и типичные черноземы) - степь (черноземы обыкновенные и южные) - сухая степь (каштановые почвы) - полупустыня (бурые полупустынные почвы) - пустыня (серо-бурые пустынные, такыры, такыровидные и пустынные песчаные почвы). На территории материков, прилегающих к океаническим и морским бассейнам, такая последовательность в смене широтных почвенных зон нарушается из-за осложняющего влияния влажных воздушных масс, притекающих с обширных водных пространств, на изменение условий почвообразования (климата, растительности и почв).

Закон вертикальной почвенной зональности. Он гласит, что в условиях горного рельефа происходят закономерные последовательные изменения климата, растительности и почв в связи с изменением абсолютной высоты местности. По мере поднятия от подножия гор к их вершинам понижается температура воздуха в среднем на 0,5 °С на каждые 100 м абсолютных высот, что влечет за собой изменение количества выпадающих осадков и, как следствие, смен растительности и почв. Эти изменения проявляются в образовании вертикальных растительно-климатических и почвенных поясов (вертикальных зон). В общем виде последовательная смена зон аналогична их смене на равнинных пространствах при движении с юга на север. Например, если нижняя зона представлена черноземами, то по мере повышения абсолютной высоты могут размещаться серые лесные почвы, затем дерново-подзолистые и т. д.

Такая общая схема последовательной смены вертикальных почвенных зон может осложняться и нарушаться из-за особенностей горного рельефа (резкой смены абсолютных высот, крутизны и экспозиции склонов, типов макрорельефа - плоскогорье, межгорные впадины, разнообразие склонов и т. д.) и частой смены почвообразуюших пород.

Конкретный состав почвенных вертикальных зон определяется положением горной страны в системе широтных зон и абсолютными высотами ее рельефа.

Закон фациальности почв. Заключается в том, что почвенный покров в отдельных меридиональных частях термических поясов и зон может заметно изменяться в связи с изменением климата под влиянием термодинамических атмосферных процессов. Эти изменения обусловлены близостью или удаленностью конкретных частей пояса или зоны от морских и океанических бассейнов, а также влиянием горных систем и т. д. Они проявляются в виде повышения или ослабления атмосферного увлажнения и континентальности климата.

Такие изменения сказываются на растительности и проявлении почвообразовательных процессов. Фациальные особенности почвенного покрова часто выражаются в дифференциации почв по температурному режиму (теплые, умеренные, холодные, непромерзающие, промерзающие, длительно промерзающие почвы и т.д.), в появляющихся различиях в строении профиля (мощности гумусовых горизонтов и др.) и свойствах зонального типа или подтипа почв, а иногда и в появлении новых типов в данной фации.

В качестве примера проявления закона фациальности можно привести территорию бореального пояса на Евроазиатском континенте. Здесь при движении с запада на восток более влажные и теплые условия климата постепенно сменяются нарастанием континентальности и холодности в Восточной Европе и далее на территории Западной и Восточной Сибири. В Дальневосточном Приморье вновь господствуют условия влажного океанического климата. В связи с таким изменением гидротермических условий наблюдается последовательная смена дерново-подзолистых умеренно теплых кратковременно промерзающих почв умеренными промерзающими (центр европейской части пояса) и далее умеренно холодными длительно промерзающими (южная часть таежной Сибири), затем появлением специфических типов мерзлотно-таежных (Восточная Сибирь) и буро-таежных почв (Приморье).

Закономерности в географии почв, проявляющиеся в форме законов широтной и вертикальной зональности и закона фациальности почв, являются следствием закономерности изменения биоклиматических условий на обширных территориях в связи с их широтным и меридиональным положением на материках.

Закон аналогичных топографических рядов. Отражает сходную закономерную смену почв по элементам мезо- и микрорельефа во всех зонах. Сущность этого закона заключается в том, что в любой зоне распределение почв на элементах рельефа имеет аналогичный характер: на возвышенных элементах залегают почвы, генетически самостоятельные (автоморфные), которым свойственны вынос подвижных продуктов почвообразования и аккумуляция малоподвижных; на пониженных элементах рельефа (шлейфы склонов, днища низин и западин, приозерные понижения, пойменные террасы и т. д.) расположены генетически подчиненные почвы (полугидроморфные и гидроморфные) с аккумуляцией подвижных продуктов почвообразования, приносимых с поверхностным и внутри почвенным стоками с водоразделов и склонов; на склоновых элементах рельефа залегают переходные почвы, в которых по мере приближения к отрицательным формам рельефа возрастает аккумуляция подвижных веществ.

СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Для территории любого хозяйства, часто отдельного поля и даже небольшого участка свойственна комбинация нескольких почв.

Вся совокупность почв конкретной территории называется ее почвенным покровом (ПП). Можно говорить о почвенном покрове Земли, отдельных материков, стран, хозяйств, их отдельных земельных участков и т. д.

В своей практической работе агроном всегда имеет дело не с одной какой-то почвой, а со всем их разноообразием, характеризующим почвенный покров конкретной территории. Для рационального использования почвенного покрова той или иной территории важно учитывать не только свойства и уровень плодородия каждой почвы участка, но и знать, сколькими контурами, какого размера и формы представлена каждая почва на этой территории, т. е. какой рисунок ПП образуют все почвы, его составляющие, насколько близки или различны (контрастны) эти почвы по отношению друг к другу с точки зрения их агрономических качеств, определяющих условия и сроки полевых работ, набор возделываемых культур, применение удобрений и т. д.

Представление об этом дает знание структуры почвенного покрова (СПП). В основе учения о структуре почвенного покрова лежит понятие об элементарном почвенном ареале (ЭПА). Элементарный почвенный ареал - участок территории, занятый одной конкретной почвой самого низкого таксономического уровня (разряда), ограниченный со всех сторон другими ЭПА или непочвенными образованиями (карьером, водоемом и т. д.). Характеристика ЭПА определяется названием почвы, размерами и формой контура, а также расчлененностью его границ. По размеру различают мелкоконтурные ЭПА (<1га), среднеконтурные (1-20 га), крупноконтурные (>20 га).

Элементарные почвенные ареалы, сменяя друг друга, образуют почвенные комбинации (ПК), которые и характеризуют СПП конкретной территории.

Важнейшими характеристиками ПК являются их компонентный состав, размер входящих в них ЭПА и степень агрономического различия (контрастность) между ними.

Различают шесть (классов) почвенных комбинаций (табл. 37).

37. Классификация почвенных комбинаций

Чем крупнее в почвенной комбинации площади ЭПА, чем они однороднее по агрономическим свойствам, тем агрономически благоприятнее СПП. И, наоборот, чем больше (контрастнее) в комбинации отличается одна почва от другой, чем меньше площади ЭПА, тем неблагоприятнее СПП в агрономическом отношении. В пятнистостях небольшие размеры ЭПА не играют заметной отрицательной роли, так как составляющие пятнистость почвы близки (неконтрастные) по своим агрономическим свойствам. Различают (Карманов) три группы СПП по их агрономическим качествам: агрономически однородные, агрономически неоднородные совместимые, агрономически неоднородные несовместимые.

Агрономически однородные СПП позволяют на участках (полях севооборотов и т.д.) применять одинаковый комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий, проводить посев и уборку в одни и те же оптимальные сроки и получать близкие урожаи сельскохозяйственных культур. Агрономически однородные СПП всегда можно включать в состав одного поля севооборота. Агрономически однородные СПП представлены пятнистостями, вариациями и ташетами. Например, СПП поля севооборота с комбинацией пятнистостей (мелкоконтурных выделов) черноземов среднемощных и мощных или вариациями дерново-слабо- и среднеподзолистых суглинистых почв.

К агрономически неоднородным совместимым СПП относятся территории, требующие при использовании почв массива небольших различий в системах агротехнических и мелиоративных мероприятий при общей их однотипности. При этом сроки полевых работ на контурах почв данной структуры близки, хотя урожаи могут заметно различаться. Такие СПП можно включать в состав одного поля. При этом необходимо осуществлять приемы выравнивания плодородия почв, составляющих СПП участка. Примером агрономически неоднородных совместимых СПП могут служить комбинации несмытых и слабосмытых почв.

Агрономически несовместимые СПП требуют качественно различных мероприятий, не допускают проведения основных полевых работ в одни и те же сроки. Они, как правило, не включаются в состав одного поля. В ряде случаев они могут быть включены в состав одного поля специализированных севооборотов (кормового, почвозащитного). При этом необходимо учитывать соотношение агрономически несовместимых почв в составе СПП, площади их контуров, характер границ, взаимное расположение и т.д. Как пример агрономической несовместимости СПП можно привести сочетание дерново-подзолистых почв плакоров и пологих склонов с сильнооглеенными почвами ложбин и западин, комбинации незаселенных и сильнозасоленных почв.

Существуют специальные методики количественной оценки сложности (пестроты), контрастности и неоднородности СПП, разработанные для почв разных зон. На качественном уровне такую оценку можно провести на основании сравнительной характеристики почв различных агропроизводственных групп (см. гл. 37). Изучение СПП основывается на картографировании почвенного покрова.

ПОЧВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ И ПРИРОДНО-СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

Для разделения территории на отдельные части по общности их почвенного покрова и природных условий его формирования осуществляют два типа районирования: почвенно-географическое и природно-сельскохозяйственное.

Почвенно-географическое районирование - это метод анализа и выявления главных особенностей почвенного покрова и выделение на этой основе территорий, однородных по его зонально-провинциальным особенностям, структуре и возможностям сельскохозяйственного использования.

Основной единицей почвенно-географического районирования является почвенная зона - ареал одного или нескольких зональных типов почв в совокупности с другими сопутствующими (внутризональными, интразональными) почвами.

Почвенная зона объединяется в более крупные таксономические единицы - почвенную область и далее в почвенно-биокяиматический (термический) пояс. По особенностям почвенного покрова в связи с дифференциацией внутри зоны условий теплообеспеченности, увлажнения и континентальности зону подразделяют на подзоны (не всегда) и почвенные провинции. Последние, в свою очередь, разделяются на почвенные округа, а округ - на почвенные районы.

Почвенный округ - часть почвенной провинции, характеризующаяся определенным типом почвенных комбинаций, обусловленных особенностями рельефа и почвообразующих пород.

Почвенный район - более однородная часть территории почвенного округа, характеризующаяся одним типом мезоструктуры почвенного покрова. Обычно почвенные районы внутри округа различаются по количественному соотношению рядов, видов и разновидностей, свойственных округу.

Для горных территорий используют свою таксономию почвен-но-географического районирования, ниже почвенно-биоклиматической области: горная провинция (совокупность вертикальных зон конкретной горной территории), вертикальная почвенная зона, горный почвенный округ, горный почвенный район.

Природно-сельскохозяйственное районирование предусматривает разделение территории на отдельные части на основе оценки всего комплекса физико-географических условий (климата, рельефа, почв и др.) и их соответствия требованиям сельскохозяйственного производства. Оно базируется на материалах почвенно-географи-ческого районирования, но предусматривает более глубокий и разносторонний их анализ с учетом требований сельскохозяйственного производства. Поэтому оно служит естественнонаучной основой для размещения сельскохозяйственного производства, разработки, начиная с масштабов страны и кончая территориями отдельных хозяйств и землепользователей, рациональных систем его ведения (определение специализации, системы земледелия со всеми звеньями и т. д.).

Существует следующая система таксономических единиц природно-сельскохозяйственного районирования: природно-сельскохозяйственный пояс (самый высокий уровень районирования) и далее для равнинных территорий - природно-сельскохозяй-ственная зона, провинция, для горных - природно-сельскохозяйственные горные области, горные провинции и горные округа.

Для каждой таксономической единицы характерно сочетание определенных природных условий и связанных с ними особенностей сельскохозяйственного производства.

Природно-сельскохозяйственный пояс обособляется по сумме активных температур (>10°С). Выделяют следующие природно-сельскохозяйственные пояса.

Холодный тундрово-таежный (∑t > 10 °С до 1600 °С). Характеризуется низкой теплообеспеченностью, ограничивающей полевое земледелие (оно строго выборочное). Главные направления использования природных биоресурсов - оленеводство, звероводство, охота и рыболовство.

Умеренный пояс (∑t > 10 °С 1600-4000 °С) - интенсивного земледелия и животноводства (лесная, лесостепная и степная зоны), выборочного земледелия и пастбищного животноводства (полупустынная и пустынная зоны), культур с умеренными требованиями к теплу.

Теплый субтропический пояс (∑t > 10 °С более 4000 °С) - орошаемого и богарного субтропического земледелия, отгонного и прифермского животноводства, теплолюбивых культур с длительным вегетационным периодом.

Основной единицей природно-сельскохозяйственного районирования является природно-сельскохозяйственная зона. Она по комплексу условий (климат, почвы и т.д.) в основном соответствует почвенно-климатической зоне, однако, учитывая особую требовательность сельскохозяйственных культур к условиям влаго- и теплообеспеченности, таежно-лесная почвенная зона разделена на несколько самостоятельных природно-сельскохо-зяйственных зон. Выделяют следующие зоны: полярно-тундровая, лесотундровая, северотаежная, среднетаежная, южнотаежная, лесостепная, степная, сухостепная, полупустынная и пустынная.

Природно-сельскохозяйственная провинция - часть зоны, характеризующаяся фациальными особенностями почвенного покрова, связанными с изменением континентальности климата, суровости и снежности зимы, показателей тепло- и влагообеспеченности вегетационного периода.

Этими особенностями почвенно-климатических условий провинции определяются важные черты сельскохозяйственного производства - основной набор культур, общий характер агротехники, уровень эффективности удобрений и др.

Природно-сельскохозяйственный округ выделяют как часть территории провинции с более однородными геоморфологическими и гидрологическими особенностями, почвенным покровом, макро- и микроклиматом. Его выделение дает основание для более дифференцированного и конкретизированного ведения сельскохозяйственного производства в пределах провинции (устанавливается более ограниченный набор культур и сортов, приспособленных к местным условиям, уточняются приемы агротехники и соотношение угодий в соответствии с почвенно-геоморфологи-ческими особенностями территории округа, конкретизируются севообороты и др.).

Природно-сельскохозяйственное и почвенно-географичес-кое районирование позволяет иметь достаточно полные сведения о количестве и качестве почвенных ресурсов и на основе этой информации осуществлять наиболее рациональное их использование.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ

Успешное изучение и правильное использование чрезвычайно большого разнообразия почв невозможно без их строго научной классификации. Классификация почв - это объединение почв в группы по их признакам, свойствам и особенностям плодородия.

Основой построения современных классификаций является генетический принцип, согласно которому признаки и свойства почв должны рассматриваться как следствие процессов почвообразования, возникающих и развивающихся в условиях конкретного сочетания факторов почвообразования.

Основополагающие идеи генетической классификации были разработаны В. В. Докучаевым и Н. М. Сибирцевым.

В построенных ими первых схемах генетических классификаций почвы объединялись в большие группы (генетические типы), характеризующиеся общностью строения профиля и некоторых свойств (содержание гумуса, наличие солей и пр.), являющихся следствием общности в своих главных чертах факторов почвообразования.

Например, для типа черноземных почв (черноземов) общими является наличие темного (темно-серого, черного) хорошо прокрашенного гумусом слоя, обладающего отчетливой комковато-зернистой структурой, постепенно переходящего в малоизмененную почвообразующую породу, их приуроченность на больших пространствах к территориям с умеренно теплым климатом при некотором недостатке атмосферного увлажнения, с лугово-степ-ной или степной травянистой растительностью.

Общим признаком строения профиля почв подзолистого типа является обособление под слоем опада лесной растительности белесого (подзолистого) горизонта. Они формируются под лесами таежного типа в умеренно холодном влажном климате. В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев подметили, что подобное сочетание климата, растительности и почв свойственно обширным широтным полосам равнинных пространств России.

Такие территории получили название природных зон, а соответствующие им почвенные типы - зональных почв. К ним были отнесены тундровые, подзолистые, черноземы, серые лесные и некоторые Другие почвы. Внутри зон отдельные почвенные типы помимо зональных могли формироваться при условиях, отличающихся по сочетанию факторов от типичных зональных. Например, устойчиво избыточное увлажнение в понижениях рельефа, сильнозасоленные почвообразующие породы, нетипичные для господствующих в зоне, проявление интенсивных геологических процессов (отложение аллювия в поймах рек) и т. д. Почвы, образующиеся в этих условиях, отличались строением профиля и свойствами. Например, избыточному увлажнению способствовало образование болотных почв, засоленным породам - солончаков и солонцов, аллювиальным наносам - аллювиальных почв. Такие почвы в отличие от зональных В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев назвали азональными и интразональными.

В генетических классификациях В.В.Докучаева и Н. М.Сибирцева было проведено разделение некоторых типов почв на более мелкие группы - подтипы, что объяснялось необходимостью более детального разделения типов почв.

Генетический принцип классификации оказался удачным. Он получил широкое признание и последующее развитие. В отечественном почвоведении был разработан ряд классификационных схем, отражавших общий генетический принцип их построения, но различавшихся в зависимости от учета роли того или иного фактора или процесса образования почв. Одни авторы при построении схем отдавали первенство породам (литогенные схемы), вторые - климату (климатогенные схемы), третьи - растительности и климату (биоклиматические), четвертые - процессам почвообразования (собственно генетические и т.д.).

Во всех схемах за основную единицу классификации принимали генетический тип почв.

По мере развития почвоведения развивалась и совершенствовалась классификация почв. При этом уточнялось и углублялось понятие о типе почв, вырабатывалась система соподчиненных таксономических единиц, позволяющая разделить большое разнообразие почв, объединенных в единый генетический тип, на составляющие его более мелкие группы, а также объединить типы на более высоком таксономическом уровне (ряды, группы).

Необходимость разделения типа почв на более мелкие группы очевидна, так как в пределах типа встречаются почвы разного гранулометрического состава, сформированные на разных породах, имеющие различную мощность горизонтов, разное содержание гумуса и неоднородность по другим показателям. Естественно, что эти различия дифференцировали почвы в пределах типа и по особенностям их плодородия.

В настоящее время в отечественной классификации почв принята следующая система таксономических единиц: тип - подтип - род - вид - разновидность - разряд.

Генетический тип - большая группа почв, выделяющаяся по общности строения их профиля, обусловленной однотипностью поступления и превращения органических веществ и комплекса процессов разложения и синтеза минеральных соединений, однотипностью процессов миграции и аккумуляции веществ и однотипной направленностью мероприятий по повышению и поддержанию плодородия почв.

Типы почв подразделяются на подтипы.

Подтипы - группы почв в пределах типа, качественно различающиеся по проявлению основного процесса или приобретающие характерные особенности в строении профиля и свойствах в связи с проявлением налагающегося процесса.

Зональные типы почв разделяются на подтипы с учетом свойств и признаков, обусловленных как подзональными, так и фациальными особенностями природных условий их формирования. Критериями выделения подзональных подтипов являются особенности строения профиля в связи с проявлением основного и налагающихся процессов (мощность горизонтов и характер их выраженности и др.). Фациальные подтипы выделяют по особенностям их температурного режима - по сумме температур на глубине 20 см и продолжительности периода отрицательных температур на той же глубине (длительности промерзания).

Выделение фациальных подтипов имеет важное значение для оценки температурных условий при подборе и выращивании сельскохозяйственных культур.

Роды выделяют в пределах подтипа по качественным особенностям почв (свойствам, строению профиля, режимам), возникающим в почвах подтипа под влиянием местных условий - состава пород, химизма грунтовых вод, признаков, унаследованных от предшествующих стадий почвообразования (реликтовых) и др.

Виды почв выделяют в пределах рода по степени развития почвообразовательных процессов (мощности отдельных горизонтов, степени гумусированности, засоленности и т.д.).

Разновидности почв выделяют по гранулометрическому составу их верхнего горизонта.

Разряды почв обусловливаются генетическими свойствами почвообразующих пород (моренные, аллювиальные, флювиогляциальные, морские и т.д.) с указанием их гранулометрического состава. Разделение почв на любом таксономическом уровне (объединение в типы, подтипы, роды, виды и т. д.) проводят по свойствам и признакам почв, обусловленным как проявлением природного процесса, так и приобретенным в результате хозяйственной деятельности при их использовании.

Проводят объединение типов почв на более высоком таксономическом уровне. Например, объединение типов в ряды по общности режима увлажнения: автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные, а также по общности некоторых показателей их состава и свойств (био-физико-химические ряды - по составу гумуса, реакции, наличию карбонатов, засоленности и другим показателям). Известны и другие группировки почв.

Приведем систематический список основных типов почв по зонам.

Составными разделами классификации почв являются номенклатура и диагностика.

Номенклатура (название) почв для крупных таксономических единиц (тип, подтип) сформировалась исторически, исходя из следующих трех положений: основываясь на традиционных цветовых характеристиках профиля почв и прежде всего их верхних горизонтов, которые часто совпадали и с народными названиями почв (черноземы, подзолы, красноземы и т.д.); название типа почв по окраске не является только простым отражением типичного цвета ее поверхности и верхнего горизонта, а обобщает в этом термине всю совокупность присущих данной почве свойств и уровень ее плодородия, обусловленных определенной направленностью почвообразовательного процесса; для названия типов используют также ландшафтные термины, характеризующие общие черты условий формирования типа почв - тундровые почвы, луговые почвы и т. д.

Название подтипов определяется их географическим положением (например, черноземы южные), особенностями окраски гумусового слоя (светло-серые, серые, темно-серые лесные, темно-каштановые, каштановые, светло-каштановые и т.д.).

Названия родов связаны с характеристикой свойств, обусловленных соответствующим процессом (глееватые, осолоделые, солонцеватые и т. д.), налагающимся на основной, или наличием реликтовых признаков и свойств (почвы со вторым гумусовым горизонтом, остаточно-солончаковатые и др.).

Видовое название отражает количественную выраженность того или иного свойства или признака - малогумусные, маломощные, слабоподзолистые, слабо-, средне-, сильносолонцеватые и т.д.

Название разновидности определяется гранулометрическим составом верхнего горизонта - песчаные, супесчаные, легкосуглинистые и т. д.

Генетическое название породы характеризует разряд почвы (например, почвы на карбонатной суглинистой морене, на аллювиальных песках и т. д.).

Диагностика почв - совокупность морфологических признаков, показателей состава, свойств и режимов, характеризующих почву любого таксономического уровня и позволяющих объективно дать ей конкретное название. Различают диагностику по морфологическим признакам - строению профиля, окраске отдельных горизонтов, их мощности, структуре, новообразованиям и т. д., а также по особенностям микроморфологии.

Основными аналитическими диагностическими показателями являются: показатели состава - содержание и состав гумуса, валовой состав минеральной части, содержание карбонатов, легкорастворимых солей, подвижных форм элементов питания и др.; показатели свойств - реакция, емкость катионного обмена и состав обменных катионов, биологическая активность; физические свойства (плотность, структура) и др.

Показатели режимных наблюдений (температурного, водного, солевого, окислительно-восстановительного и др.) также используют для диагностики почв. Диагностика позволяет не только установить (выявить) главные черты генезиса почвы и принадлежность ее к любому таксономическому уровню, но и дать прикладную оценку почвы по степени пригодности для того или иного вида использования (в сельском и лесном хозяйстве, дорожном строительстве и др.) и определить необходимость проведения конкретных мероприятий по улучшению почвы (мелиоративная оценка, применение удобрений и др.). Например, показатель рН, свидетельствующий о сильнокислой реакции, указывает на необходимость известкования такой почвы; оглеенность свидетельствует о необходимости регулирования водно-воздушного режима. Диагностические показатели почвы для агронома - это исходные данные по управлению ее плодородием.

Наряду с генетической (базовой) классификацией существуют прикладные классификации (группировки) почв. Они представляют собой объединение почв в группы по их пригодности для практического использования: в сельском хозяйстве, в отдельных его видах (полеводство, плодоводство, овощеводство, пастбищное использование почв и т. д.), в лесном хозяйстве, в санитарном деле и т. д. Эту группировку проводят на основе оценки тех генетических показателей, которые определяют пригодность почвы для ее конкретного практического использования.

Из сказанного следует, что при выборе практического использования почв основой являются исходные генетические их показатели. Важнейшее значение генетической классификации заключается в решении практических задач рационального использования почв. В то же время от агронома требуется знание конкретных свойств почвы, показателей ее состава в формировании эффективного плодородия. Только тогда он сможет правильно использовать показатели генетической диагностики почв.

Контрольные вопросы и задания

1. В форме каких законов проявляются главные закономерности в географии почв? Охарактеризуйте их. 2. Что такое структура почвенного покрова? Дайте понятие элементарного почвенного ареала и почвенных комбинаций. Как их учитывать в агрономической практике? 3. Дайте понятие таксономических единиц почвенно-географического и природно-сельскохозяйственного районирования. 4. Назовите почвенную зону и почвенные округа вашего региона. 5. Назовите таксономические единицы классификации почв и дайте им характеристику. 6. Каковы основные морфологические и аналитические показатели диагностики почв?

Классификацией почв называется объединение почв в группы по их важнейшим свойствам, происхождению и особенностям плодородия. Группировкиклассификации почв
эколого-генетическая (Докучаев, Сибирцев, Афанасьев),
факторно-генетическая (Глинка, Высоцкий, Захаров),
морфо-генетическая (Коссович, Глинка, Гедройц),
эволюционно-генетическая (Коссович, Полынов, Ковда),
историко-генетическая (Вильямс, Герасимов),
агрогеологическая (Майер, Кноп, Фаллу),
физическая (Пэйер, Шюблер),
почвенно-минералогическая (Рамани, Зигмонд, Штреме, Кубиека,
Дюшафур и др.),
генетическая и географическая (Марбут, Келлат, Торн и др.).

Принципы современной классификации

Общие законы географии почв

Закон вертикальной почвенной зональности:

Почвенно-климатический пояс представляет собой совокупность широтных почвенных зон и горных (вертикальных) почвенных провинций, объедине

Почвенный тип развивается однотипно сопряженных биологических, климатических и гидрологических условиях и характеризуется ярким проявл

Таксономические единицы

Таксономические единицы

Установленные названия почв в соответствии с их свойствами, классификационным положением называют номенклатурой почв.

Номенклатура подтипов почв

Для номенклатуры родов почв используются следующие термины

НАЗВАНИЕ ПОЧВЫ

Диагностика почв- совокупность морфологических признаков, показателей состава, свойств и режимов, характеризующих почву любого таксономи

ВВЕДЕНИЕ

Плодородие – способность почв обеспечивать потребность растения в элементах питания, воде, воздухе, тепле, рыхлости для корней и прочих благоприятных условий произрастания. в то же время оно тесно связано с растениями. Плодородие – это результат почвообразовательного процесса. Почва и плодородие неотделимы одно от другого.

Плодородие постоянно развивается, претерпевая заметные изменения, которые связаны с природными и социально-экономическими факторами. Урожай в значительной степени зависит от климатических условий, уровня агротехники и мелиоративного состояния почв. Абсолютная величина урожая на разных по плодородию почвах заметно сглаживается системой удобрений. Но урожай различных культур определяется многими факторами, условиями и элементами плодородия. К элементам плодородия относятся конкретные свойства почвы, определяющие высоту урожаев, такие, как водно-воздушные,. физические и химические свойства, содержание и состав солей и органического вещества в почве, характер почвенного поглощающего комплекса, емкость и насыщенность почвы основаниями, буферная способность и др., а также состав, строение и структурное состояние почвы, мощность Ап, сложение и плотность его и т.д. Плодородие зависит от содержания и соотношения элементов зольного питания и азота в почве, от содержания и состава микроэлементов и веществ, изменяющих свойства почв (известкование, гипсование), а также от управления водным, воздушным, тепловым, питательным и биологическим режимами почвы.

Всякая почва всегда обладает также потенциальным (скрытым) плодородием, которое выражает максимальные возможности в повышении продуктивности на основе конкретного состава, строения и всех свойств ее, могущих проявиться в наиболее благоприятных условиях. Потенциальное плодородие почвы зависит от запаса в данное время и доступности питательных веществ в ней, а также от ее водно-физических, химических, биологических и прочих условий произрастания растений. Наибольшая степень использования этого плодородия предусматривает мобилизацию всех ресурсов и скрытых источников плодородия почвы путем улучшения состава, строения и всех ее свойств. Потенциальное плодородие развивается вместе с почвой и отражает состояние ее на данной стадии развития. Но развитие потенциального плодородия идет не всегда соответственно и параллельно природному и эффективному плодородию. Уровень потенциального плодородия можно установить системой физико-химических, биологических и других анализов, а также данными о мелиоративном состоянии почвы (в настоящий момент и в перспективе), прогнозируя ход почвообразования путем программирования известных и возможных параметров в их динамике. Скрытые возможности повышения плодородия почв проявляются при освоении и окультуривании их и конкретно выражаются в возрастающем эффективном плодородии. Эффективное плодородие возрастает по мере развития мелиорации, агротехники и агрохимии. Оно стремится приблизиться и выровняться с потенциальным плодородием. По мере окультуривания почв интервал между ними как показатель степени окультуривания уменьшается. Большой разрыв между эффективным и потенциальным плодородием указывает на неудовлетворительное мелиоративное состояние почв, находящихся в сельскохозяйственном производстве.

1. ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

1.1. ПОНЯТИЕ О ПОЧВЕННОМ ПЛОДОРОДИИ

Неотъемлемым специфическим свойством почвы как природного тела является ее плодородие. От него зависит жизнь на Земле растений и животных, а также человека. Неудивительно, что в древние времена плодородие почвы люди обожествляли как солнце, огонь и воду: в Древнем Египте богиней плодородия почвы была Изида, а в Древнем Риме - Прозерпина Еще в IV в. до н. э. в Китае выделяли почвы с разными свойствами («белые», «синие», «желтые»), обладающие «высоким», «средним » и «низким» уровнем плодородия. О плодородии почв писали трактаты философы, писатели и поэты античной Греции и Рима (Аристотель, Феофраст, Лукреций, Вергилий, Колумелла, Плиний и др.) Делались попытки определить истоки плодородия почвы, обсуждались вопросы «старения» и «истощения» земли, давались советы, какие почвы как лучше использовать. Различия в уровне плодородия разных почв учитывались при исчислении земельных налогов и податей, при продаже и оценке земли, особенно в эпоху феодализма и капитализма. В XVIII-XX вв. социально-экономическое значение плодородия почвы стало предметом особого внимания ряда ученых экономистов и социологов.

По мере накопления сведений о почве и развития естествознания и агрономии менялось и представление о том, чем обусловлено плодородие почвы В самые древние времена его объясняли наличием в почве особого «жира» или «растительных масел», «солей», порождающих все «растительное и животное» на Земле, затем - наличием в почве воды, перегноя (гумуса) или элементов минерального питания и, наконец, плодородие почвы стали связывать со всей совокупностью свойств почвы в понимании генетического докучаевского почвоведения Менялось и определение самого понятия «плодородие почвы». В то время, когда была распространена «гумусовая» теория питания растений (А. Теер, 1830), под плодородием почвы понимали способность ее обеспечивать растения перегноем, а несколько позже сторонники минерального питания растений (Ю. Либих, 1840) - способность почвы обеспечивать растения всеми минеральными элементами.

В современной научной литературе широко распространено определение плодородия почвы, данное академиком В. Р. Вильямсом (1936). Согласно В. Р. Вильямсу, 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. Рыхлые горные породы тоже способны удерживать влагу и содержат элементы питания растений, но семена растений, попавшие на обнаженную породу, так же как и в воду, если и прорастают, то не образуют нормально развитого растения и его популяций.

Растения кроме воды и элементов корневого питания нуждаются в свете, тепле и кислороде, а зеленым частям растений необходима еще и углекислота. Почва - биокосное тело природы, в состав которого входят многочисленные живые микроорганизмы. Они играют важную роль в мобилизации элементов питания растений и в снабжении их углекислотой, а продукты жизнедеятельности микроорганизмов, кроме того, оказывают непосредственное угнетающее или стимулирующее действие на растения - влияют на плодородие почвы. Солнечное тепло определяет тепловой режим почвы, т. е. один из важнейших факторов роста растений и элемент плодородия почвы, влияет на процессы испарения почвенной влаги, на скорость и направление сложных химических и физико-химических реакций на молекулярном уровне. Солнечный свет определяет возникновение и интенсивность фотохимических реакций в почве, причем наблюдается высокая фотохимическая активность солнечного излучения по отношению к почвенному гумусу. Установлена тесная зависимость накопления в почве ряда аминокислот от прямой солнечной радиации.

Таким образом, почва как материнский организм использует энергию солнца, вещества и элементы питания окружающей среды, трансформирует их в процессе сложных био-физико-химических процессов и обеспечивает растения всем необходимым. Соответственно под плодородием почвы понимают способность почвы обеспечивать рост и воспроизводство растений всеми необходимыми им условиями (а не только водой и элементами питания).

К. Маркс в «Капитале» различал три категории плодородия почвы: естественное, или природное, искусственное, или эффективное, и экономическое.

Естественное, или природное, плодородие определяется свойствами природных почв, формирующимися в процессе их развития и эволюции под влиянием природных факторов почвообразования.

Эффективное, или искусственное, плодородие свойственно пахотным почвам, используемым в сельскохозяйственном производстве, и проявляется в виде их способности поддерживать тот или иной уровень урожая культурных растений. Оно зависит от уровня развития науки и техники, от возможности наиболее полно использовать природное плодородие почвы для получения урожая культур.

Понятие экономического плодородия связано с разной оценкой участков почв в зависимости от их расположения, удаленности и удобства использования. Почвы с благоприятными для растений природными свойствами и богатые питательными веществами, но расположенные далеко, экономически могут расцениваться ниже бедных почв, но удобно расположенных. Точно так же почвы, особенно благоприятные для возделывания какой-либо одной культуры с особыми биологическими требованиями (цитрусовые, табак, чай, картофель и др.) в районах возделывания этих культур, могут оцениваться выше других почв, даже если последние обладают лучшими свойствами.

В литературе часто используются различные синонимы категорий плодородия почв. Естественное или природное плодородие рассматривается как «потенциальное» в смысле возможного использования его для получения урожаев культурных растений, а искусственное - как «действительное» или «относительное». Очевидно, «потенциальным» может быть не только естественное, но и искусственное плодородие почвы. Оно тоже характеризует возможность получения урожаев определенного уровня, которая не всегда полностью реализуется. Точно так же и эффективное плодородие может складываться из естественного и искусственного, реализуясь в конкретном урожае данного года.

Целесообразно пользоваться следующими понятиями, относящимися к почвенному плодородию.

Естественное (природное) плодородие - то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека.

Искусственное плодородие - плодородие, которым обладает почва в результате воздействия на нее целенаправленной человеческой деятельности (распашка, периодическая механическая обработка, мелиорации, применение удобрений и т.д.).

Потенциальное плодородие - суммарное плодородие почвы, определяемое ее свойствами, как приобретенными в процессе почвообразования, так и созданными или измененными человеком.

Эффективное плодородие - та часть потенциального плодородия, которая реализуется в виде урожая растений при данных климатических (погодных) и технико-экономических (агротехнологических) условиях.

Относительное плодородие - плодородие почвы в отношении к какой-то определенной группе или виду растений (плодородная для одних растений почва может быть бесплодной для других).

Экономическое плодородие - экономическая оценка почвы в связи с ее потенциальным плодородием и экономическими характеристиками земельного участка.

Воспроизводство плодородия - совокупность природных почвенных процессов или система целенаправленных мелиоративных и агротехнических воздействий для поддержания эффективного почвенного плодородия на уровне, приближающемся к потенциальному плодородию.

1.3. ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

В природных биогеоценозах почва и растения тесно связаны и взаимно обусловливают друг друга. Рост и продуктивность растений зависят от плодородия почвы и влияющих на него почвенных свойств, а растения, определяя во многом объем и характер биологического круговорота веществ, в свою очередь оказывают большое воздействие на свойства почвы. Поэтому пространственная смена почвенных условий всегда сопровождается сменой естественного растительного покрова, а смене растительности сопутствует смена почв.

В результате длительного естественного отбора в природных биогеоценозах устанавливается динамическое равновесие, при котором свойства почвы экологически соответствуют биологическим свойствам ее растительного покрова, даже если почва имеет очень кислую или щелочную реакцию, заболочена, засолена, опустынена, имеет мерзлотный режим. И такие почвы, обладающие, казалось бы, весьма неблагоприятными свойствами, используются растительностью, но специфической, билогические свойства которой соответствуют свойствам почвы; например, болотной растительностью на болотных почвах, лесной - на кислых подзолистых почвах, солеустойчивой и солянками на солонцах и солончаках и т. д. Из этого следует, что все почвы, каковы бы ни были их свойства, обладают разным уровнем естественного плодородия, но плодородия не вообще, а относительного - по отношению к определенным видам растений и растительным ассоциациям. Одна и та же почва может быть плодородной для одних растений и мало плодородной или совсем бесплодной для других. Болотные почвы, например, высокоплодородны по отношению к болотным растениям, но на них не могут расти степные или другие виды растений; кислые, малогумусные подзолы плодородны в отношении лесной растительности, которая сама по себе без особых мелиорации не произрастает даже на богатых гумусом черноземах, высокоплодородных в отношении лугово-степной растительности и т. д. При этом необходимо иметь в виду, что разные почвы обладают разным уровнем потенциального и эффективного плодородия в отношении различных видов растений и развитых растительных ассоциаций.

1.4. ЭЛЕМЕНТЫ, ИЛИ ФАКТОРЫ, ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

Как специфическое свойство почвы, ее плодородие формируется в процессе образования самой почвы и определяется не каким-либо одним или двумя свойствами, например содержанием элементов питания, гумуса или физическими свойствами, а всей совокупностью свойств почвы. При этом важно иметь в виду и то положение, что плодородие почвы определяется не только корнеобитаемым верхним слоем, а зависит существенно от строения ее профиля и характера подстилающей толщи или подпочвы, что особенно сказывается на многолетних растениях с глубокой корневой системой. Ошибкой земледелия прошлого было отождествление почвы только с ее верхним гумусированным или пахотным слоем, в то время как на потребление растениями воды и питательных элементов большое влияние оказывают и более глубокие почвенные горизонты и находящиеся на глубине грунтовые воды. Плодородие почвы определяется характером и особенностями всего ее профиля.

Имея в виду обеспечение растений всеми факторами жизни, к элементам плодородия почвы следует отнести весь комплекс физических, биологических и химических свойств почвы и их годовую динамику. Из них важнейшие, определяющие ряд соподчиненных свойств, следующие.

Гранулометрический состав почвы. От него зависит тепловой и водный режим, водно-воздушные свойства и пищевой режим почвы. Легкие супесчаные и песчаные почвы прогреваются раньше тяжелых, и их относят к «теплым» почвам. Они имеют высокую воздухо- и водопроницаемость. В результате высокой аэрации органическое вещество растительных остатков и удобрений в таких почвах быстро минерализуется, а процессы гумификации, наоборот, ослаблены. Малая влагоемкость препятствует накоплению в них влаги и приводит к вымыванию элементов питания почвы и удобрений. При небольшом содержании тонких глинистых частиц легкие почвы имеют небольшие запасы элементов питания, низкую поглотительную способность и низкую буферность.

Тяжелосуглинистые и глинистые почвы, наоборот, дольше прогреваются, они «холодные», поскольку тонкие поры их заполнены не воздухом, а очень теплоемкой водой. Они слабо водо- и воздухопроницаемы, плохо впитывают атмосферные осадки. Значительная часть почвенной влаги и запасов элементов питания тяжелых почв не доступны растениям. В периоды сезонного переувлажнения в них недостает воздуха и развиваются глеевые процессы. Лучшими для роста большинства культурных растений являются почвы суглинистые.

Структурность и водно-физические свойства почвы. Плотность почвы, ее физические свойства и связанные с ними водный, воздушный, тепловой и пищевой режим зависят от ее структурности, а тем самым от нее зависит и урожай растений (рис. 48). Бесструктурная почва не может обеспечивать растения одновременно водой и воздухом. В чередующиеся влажные и сухие периоды ее тонкие поры заняты либо водой, либо воздухом. В структурных почвах в капиллярных порах удерживается вода, а наличие крупных пор между структурными агрегатами обеспечивает газообмен почвы с атмосферой - удаление из нее избытка углекислоты и снабжение корней растений и микроорганизмов кислородом. Структурность почв обеспечивает одновременное существование в них аэробных и анаэробных микрозон, что способствует существованию в почвах различных экологических групп микроорганизмов. При этом на поверхности структурных агрегатов усиливаются аэробные процессы мобилизации элементов питания микроорганизмами. Газообмен почвы с приземным слоем воздуха и эмиссия в него почвенной углекислоты имеет исключительно важное значение для процесса фотосинтеза и роста растений. Недостаток углекислоты лимитирует урожаи, так как при содержании СО2 в атмосферном воздухе около 0,03% интенсивность фотосинтеза очень низкая. Она резко возрастает при увеличении концентрации СО2 до 0,3% и больше (рис. 49). Например, в периоды интенсивного роста сахарной свеклы ее растения могут потреблять на 1 га до 1000 кг СО2 в сутки, т.е. в два раза больше единовременного содержания ее в 100-метровой толще атмосферы. Для плодородия почвы важное значение имеет размер структурных агрегатов и их качество - их водопрочность и порозность. В табл. 47 показана зависимость общей порозности почвы, содержания в ней воздуха и кислорода и образования в этих условиях аэрации легкодоступных растениям нитратов от размера структурных агрегатов.

Тепловые свойства почвы. Способность почвы поглощать и отражать лучистую энергию солнца, проводить и удерживать тепло во многом непосредственно определяет рост и развитие растений, а также биологические процессы, с которыми связано плодородие почвы.

Ее тепловой режим как совокупность поступления, отдачи и передачи тепла зависит от цвета и водно-воздушных свойств почвы, от того, насколько ее поры заняты малотеплоемким и малотеплопроводным воздухом или высокотеплоемкой и теплопроводной водой.

Содержание в почве органического вещества. В органическом веществе почвы содержится основная часть запасов азота, около 80% серы и около 60% фосфора. Элементы питания, связанные с органическим веществом, не вымываются из почвы и в то же время могут постепенно использоваться растениями. Органическое вещество почвы является источником энергии для микроорганизмов, мобилизующих элементы питания для растений из растительных остатков и минеральной части почвы. Установлено, что некоторые органические вещества почвы могут непосредственно усваиваться растениями и содержат стимуляторы роста последних. С количеством и качественным составом органического вещества связано образование водопрочной структуры и формирование благоприятных для растений водно-физических и технологических свойств почвы.

Биологическая активность почвы. Она определяется численностью, составом и активностью почвенных микроорганизмов и почвенной фауны, активностью ферментов, которые непосредственно участвуют в трансформации недоступных растениям элементов питания почвы и растительных остатков в доступные им соединения. С биологической активностью почвы связано образование в ней микробных продуктов, стимулирующих рост растений, или, наоборот, оказывающих на них токсические действия. Микробные метаболиты и отмирающие популяции микробов, масса которых может достигать 6 т/га, играют важную роль в процессах образования гумуса почвы. В биомассе отмирающих микроорганизмов содержится около 12% азота, 3% фосфора и 2,2% калия. При ее разложении около одной трети азота используется микроорганизмами, а две трети - растениями. Биологическая активность почвы определяет фиксацию атмосферного азота и образование углекислоты, участвующей в процессе фотосинтеза растений.

Поглотительная способность почвы. Она тоже обусловливает ряд жизненно важных для растений свойств почвы - ее пищевой режим, химические и физические свойства. Благодаря ей элементы питания удерживаются почвой и меньше вымываются осадками, оставаясь в то же время легкодоступными для растений. Важную роль при этом играет емкость поглощения почвы. От состава поглощенных катионов зависят реакция почвы, ее дисперсность, способность к агрегированию и устойчивость поглощающего комплекса к разрушающему действию водой в процессе почвообразования. Поглощенный водород, алюминий и особенно поглощенный натрий способствуют разрушению ее поглощающего комплекса, снижают способность почвы удерживать и закреплять гумусовые вещества. Насыщенность поглощающего комплекса кальцием, наоборот, обеспечивает растениям благоприятную, близкую к нейтральной реакцию почвы, предохраняет ее поглощающий комплекс от разрушения, способствует агрегированию почвы и закреплению в ней гумуса. Поэтому кальций называют «стражем плодородия почвы».

1.5. ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ПОЧВЕННОЕ ПЛОДОРОДИЕ

Как показано выше, элементами (факторами) почвенного плодородия служат практически все физические, химические и биологические свойства почв. Важно иметь в виду, что то или иное свойство почвы может оказывать как положительное, так и отрицательное (лимитирующее) влияние на уровень ее потенциального или эффективного плодородия в зависимости от его качественного и количественного проявления.

В агрономии и агрохимии давно известен «закон минимума», согласно которому урожай растений определяется тем фактором, который находится в минимуме в данный момент: при достаточном количестве азота и фосфора, например, в почве может не хватать калия или, скажем, кальция или железа, а при полной обеспеченности всеми элементами питания может не хватать воды или при оптимуме пищи и воды может недоставать тепла и т. п. При этом уровень эффективного плодородия иллюстрируется известным рисунком бочки из планок разной высоты, уровень воды в которой лимитируется минимальной планкой. Отсюда и второй не менее известный рисунок, обошедший все учебники, иллюстрирующий прогрессивно растущие урожаи по мере постепенного увеличения один за одним всех факторов плодородия: сначала, допустим, дается увеличение азота, а когда при оптимуме азота в минимуме оказывается фосфор, то дают увеличение фосфора, затем последовательно так же поступают и с другими факторами плодородия, пока, наконец, не достигается желаемый результат при оптимуме всех факторов. Однако этот красивый и теоретически вроде бы хорошо обоснованный процесс на практике работает отнюдь не всегда, хотя бы в силу того, что не всегда известны все нужные растению факторы и их оптимальные соотношения, а перебирать все возможные варианты можно тысячелетия, что, кстати, человек и делает на протяжении своей истории. Сейчас к этому подключены ЭВМ и математические уравнения «программирования урожаев».

В почвоведении принят иной подход. Наряду с задачей обеспечения оптимального состояния почвенных факторов жизни растений или элементов почвенного плодородия ставится и практически решается задача ликвидации или минимализации лимитирующих почвенное плодородие факторов с помощью коренных почвенных мелиорации и агротехнологических приемов. В табл. 48 перечислены основные лимитирующие факторы почв и соответствующие приемы их мелиорации. Ряд почв обладает не одним каким-то лимитирующим фактором, а целым комплексом их. Например, солонцы-солончаки имеют высокую щелочность, высокое солесодержание и крайне неблагоприятные физические свойства. Отсюда необходимость комплексных мелиорации.

1.6. ОСОБЕННОСТИ ТРЕБОВАНИЙ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ К ПОЧВАМ

В отношении требований к почве растения природных фитоценозов и агроценозов существенно различаются. В природных фитоценозах растительный покров представлен растениями разных видов. Они различаются по биологической стойкости, по потреблению воды и элементов питания как в количественном отношении, так и по времени максимального потребления на протяжении годового периода вегетации. Ярусное расположение их надземной и подземной массы позволяет наиболее полно использовать солнечный свет, тепло и плодородие почвы. При установившемся динамическом равновесии природный фитоценоз представляет собой устойчивое растительное сообщество, приспособленное к условиям местности и почве.

Агроценоз, за исключением немногих смешанных и совместных посевов, представлен популяцией растений одного вида и сорта. Все они за короткий период вегетации потребляют очень много воды и элементов питания, а периоды максимального потребления по фазам роста у всех растений совпадают во времени. На протяжении длительной истории окультуривания природных растений человек создавал для них наиболее благоприятные условия роста, подбирал и менял их сорта, «изнежил» их, и они утратили стойкость по отношению к неблагоприятным условиям среды. По сравнению с дикими растениями и сорняками у них ниже способность усваивать элементы питания из труднодоступных соединений, их продуктивность в большей степени подвержена колебаниям экологических условий и особенно погоды. Они без помощи человека не выдерживают конкурентной борьбы с сорной растительностью. По сравнению с природными фитоценозами агроценозы являются менее устойчивой экосистемой и очень требовательны к свойствам почвы.

Культурные растения выращивают в разных природных зонах, используя для этого почвы, обладающие разными свойствами. Можно сказать, что свойства большинства природных почв в резкой степени не соответствуют высоким требованиям современных культурных растений. Хотя у разных культур требования к почве неодинаковые, среди них можно выделить ряд общих для всех культурных растений.

Для укоренения проростков и хорошего развития корневой системы культурным растениям нужна почва, обладающая такой умеренной плотностью и порозностью, которая обеспечивает достаточную аэрацию и газообмен с атмосферой без пересушивания почвы и чрезмерной минерализации ее органического вещества. Культурные растения очень чутко реагируют на увеличение плотности почвы и на ухудшение ее аэрации. Для разных культур оптимальная плотность различна, но у многих из них урожай резко снижается, если плотность почвы достигает 1,45-1,60 г/см3. Культурные растения в одновидовых посевах при хорошем росте потребляют очень большое количество элементов питания в легкодоступных формах, особенно в ответственные начальные периоды роста. При рекордно высоких урожаях зерна пшеницы (100 ц/га) и корней сахарной свеклы (1000 ц/га) потребление азота может достигать соответственно 350-510 кг, фосфора 85-100 кг и калия 105-340 кг на площади 1 га.

В табл. 49 представлены данные о среднем за 5 лет годовом потреблении элементов питания всеми агроценозами в ряде природных зон, рассчитанном с учетом структуры посевных площадей в зоне и урожаев культур на уровне госсортучастков. Как видно из таблицы, в агроценозах за более короткий период вегетации культурные растения потребляют от 415 до 1000 кг/га химических элементов, в том числе от 85 до 210 кг/га азота, в то время как в природных фитоценозах этих зон растения за более продолжительный срок роста в год потребляют элементов от 85 до 785 кг/га (из них азота от 20 до 175 кг/га). Чтобы обеспечить большую потребность культурных растений в элементах питания, нужно, чтобы пахотная почва обладала высокой биологической активностью - высокой численностью и активностью микроорганизмов, трансформирующих элементы питания почвы в легкодоступные растениям формы. Большое значение биологической активности почвы для ее плодородия показано в табл. 50.

При использовании в вегетационном опыте целинного мощного чернозема без предварительного рыхления урожай овса был в 2,5-2,8 раза меньше, чем на окультуренной старопахотной почве с более низким содержанием гумуса и валового азота, но с большей численностью микрофлоры, снабжающей растения доступными элементами питания. Следует отметить, что в целинных почвах численность микробов и бактерий, содержание нитратов и подвижных соединений фосфора и калия часто меньше, чем в почвах пахотных.

Культурные растения предъявляют высокие требования к содержанию в почве органического вещества и его качеству. С ним тесно связаны деятельность микроорганизмов и пищевой режим почвы, ее биологическая активность и водно-физические свойства. У почв малогумусных, например дерново-подзолистых, с увеличением содержания гумуса урожай культур может увеличиться в 1,5-2,5 раза (табл. 51).

Так как в процессе земледельческого использования почвы ее гумус постоянно минерализуется, то для сохранения, поддержания и повышения плодородия почвы необходимо постоянное возмещение его потерь. Следует, однако, отметить, что у почв, богатых гумусом, тесной коррелятивной связи между содержанием гумуса и урожаями культур не наблюдается. Большая часть гумуса таких почв оказывает на эффективное плодородие почвы косвенное положительное влияние - через улучшение структурного состояния почвы и ее водно-физических свойств. В этих процессах весьма важную роль играет качественный состав гумуса, в частности содержание в нем гуматов кальция. Как показывают исследования, рост и урожай культурных растений тесно связаны с поступлением в почву свежего органического вещества растительных остатков и органических удобрений и образованием подвижных, постоянно обновляющихся фракций гумуса, которые являются ближайшим источником азота для растений. Минерализация свежего органического вещества и гумуса непрерывно пополняет содержание углекислоты, необходимой для фотосинтеза.

Культурные растения очень требовательны и к водному режиму почвы. По сравнению с природными растениями они в процессе роста потребляют много воды, но они мало приспособлены к необходимости регулирования испарения и транспирации воды при ее дефиците. Чтобы обеспечить большую потребность культурных растений в воде, почва должна легко впитывать и удерживать атмосферные осадки, сохраняя при этом условия хорошей аэрации, т е. должна иметь мощный хорошо оструктуренный пахотный корнеобитаемый слой. Особые условия водного режима требует рис, который растет при затоплении водой.

Культурные растения выращивают на почвах с разной поглотительной способностью и с разным составом обменных катионов и, как следствие, имеющих разную реакцию и буферность. За небольшим исключением, культурные растения в отличие от ряда природных совсем не растут или дают очень низкие урожаи на почвах кислых или щелочных. Многие из них требуют слабокислой или нейтральной реакции, а также почв с высокой буферностью, поскольку при внесении больших доз минеральных удобрений реакция почвенных растворов малобуферных почв может смещаться в кислую или щелочную сторону, угнетая растения. Среди почв, используемых под сельскохозяйственные культуры, много кислых, не насыщенных основаниями, а потому малоплодородных. Их низкое плодородие связано с непосредственным неблагоприятным влиянием кислой реакции на физиологические процессы в растениях, а также с сильной токсичностью обменного алюминия и отдельных токсичных микроорганизмов в случае рН меньше 4,5. Из табл. 52 видно, что при снижении насыщенности основаниями почвы и увеличении ее кислотности урожай ячменя резко снижается и что между сравниваемыми величинами существует тесная коррелятивная связь.

Для культурных растений, потребляющих много элементов питания в легкодоступной форме, и для предохранения веществ от вымывания нужны почвы с высокой емкостью поглощения.

Наиболее благоприятными для них являются почвы, насыщенные кальцием (черноземы, дерново-карбонатные, луговые). Большие требования культурные растения предъявляют к тепловому режиму почв. Они произрастают в интервале температур гораздо более узких, чем многие природные растения, отдельные представители которых могут переносить очень низкие или, наоборот, очень высокие температуры. С температурой почвы связаны оптимальные сроки посева и тем самым урожаи культур.

Учитывая перечисленные общие требования к почве под культурными растениями, можно сказать, что плодородная в отношении культурных полевых растений культурная почва должна обладать мощным, богатым гумусом, структурным и биологически активным пахотным корнеобитаемым слоем с большим запасом питательных элементов, емким, насыщенным кальцием поглощающим комплексом и благоприятными водно-воздушным, тепловым и пищевым режимами. Преобразование природных почв в культурные, свойства и режимы которых отвечают требованиям к ним культурных растений, называют процессом окультуривания почвы, а совокупность почвенных процессов, формирующих эти свойства и режимы под влиянием антропогенных воздействий на почву, - культурным процессом почвообразования. Соответственно под окультуренностью почвы понимают степень адекватности свойств и режимов почвы требованиям к ним культурных растений. В зависимости от того, насколько полно свойства и режимы пахотной почвы отвечают требованиям культурных растений, различают почвы слабо-, средне-, и хорошо, или сильно окультуренные.

1.7. ОЦЕНКА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

В природных биогеоценозах при максимально возможной густоте стояния растений, их ярусности и продолжительности роста в течение всего теплого периода года нередко при смене одних видов другими с разными сроками и периодами вегетации плодородие почвы используется растениями максимально полно и о нем судят по биомассе или ее приросту для растений всего фитоценоза, которые, однако, определяются всем комплексом факторов жизни растений в биогеоценозе, что необходимо учитывать во всех оценках.

Эффективное плодородие пахотных почв оценивается с разных сторон. При проведении земельного кадастра дают оценку земель по их продуктивности в отношении сельскохозяйственных растений, о которой судят по данным урожайности. Так как урожаи культур зависят не только от плодородия почвы, но и от многих других причин - качества семян, технологии их возделывания, погодных условий и т. д., то они, вообще говоря, не могут служить единственной мерой плодородия почвы.

Как уже отмечалось, плодородие почвы растет вместе с прогрессом науки и техники и носит относительный характер. Поэтому оно не может быть выражено какой-либо одной стабильной величиной. Рассматривая окультуренность почвы как степень соответствия свойств и режимов почвы требованиям к ним культурных растений, можно принять, что параметры свойств почв разной степени окультуренности одновременно являются мерой уровня плодородия почвы на данной ступени развития науки и техники. В этой связи стоит задача определения конкретных параметров свойств почв разной степени окультуренности на двух уровнях: по отношению к общим для всех культурных растений требованиям к почве, рассмотренным выше, а затем по отношению к требованиям тех их видов, которые предъявляют к почве свои особые требования (зерновые культуры, рис, технические культуры, виноград и т. д.).

Параметры свойств почв разной степени окультуренности и их диагностические признаки определяются отдельно для каждого типа почв и их разновидностей по гранулометрическому составу (легких и тяжелых), поскольку они значительно различаются по свойствам. Если, например, реакция почвы для почв подзолистого типа является одной из очень важных характеристик степени ее окультуренности и плодородия, то для почв, насыщенных основаниями, она не имеет такого большого значения.

Хотя плодородие почв определяется всей совокупностью их свойств, в качестве диагностических показателей степени окультуренности используют основные, интегральные свойства почвы, с которыми соподчиненно связаны все остальные. О гумусовом состоянии почв, например, судят по содержанию и запасу гумуса и отношению СГК:СФК, о структурности и порозности - по плотности почвы и т. д. Для установления параметров диагностических признаков почв разной степени окультуренности требуется большой фактический материал, накоплением которого заняты многие научные учреждения. Установлены параметры диагностических показателей для слабоокультуренных (освоенных), окультуренных и сильноокультуренных дерново-подзолистых почв и для слабоокультуренных (освоенных) и окультуренных светло-серых и серых лесных почв (табл. 53).

Для разделения почв по уровню плодородия (окультуренности) предлагаются, кроме того, показатели отдельных почвенных свойств или обращенные показатели свойств, которые коррелируют с урожаями культур. Например, черноземы низкого, среднего и высокого уровня плодородия выделяют по нитрификационной способности почвы, которая коррелирует с урожаями ячменя. Низкий, средний, выше среднего и высокий уровень плодородия супесчаной подзолистой почвы выделяют по комплексному агрохимическому баллу, в котором учитываются показатели кислотности почвы, содержания в ней гумуса и подвижных соединений азота, фосфора и калия (Т. Н. Кулаковская и др., 1980).

Параметры свойств почв разной степени окультуренности - разного уровня плодородия - используются для построения моделей почвенного плодородия и при программировании урожаев, поэтому определение их имеет большое практическое значение.

1.8. ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

После освоения природной почвы под культуру сельскохозяйственных растений ее плодородие изменяется в зависимости от интенсивности мероприятий по окультуриванию почвы. На первой, начальной стадии окультуривания целинной почвы культурный процесс почвообразования выражен слабо и может затрагивать не все почвенные процессы и свойства, совокупность которых определяет плодородие почвы. В этот период в почве преобладает еще не культурный, а природный процесс почвообразования, который в основном определяет свойства и плодородие вновь освоенной почвы. Такие почвы относятся к типу почв природного почвообразования, но выделяются как слабоокультуренные (освоенные). Дальнейшее развитие почвы зависит от того, как ее используют, и ее эволюция может идти в противоположных направлениях: в сторону развития культурного процесса почвообразования и повышения плодородия почвы или, наоборот, в сторону деградации почвы и снижения ее плодородия.

На почву при возделывании культурных растений, не считая коренных мелиорации, всегда воздействуют три основных и непременных фактора - механическая обработка почвы, удобрения и сами культурные растения. Они создают возможно более благоприятный водно-воздушный и пищевой режимы на период роста растений. Вместе с этим каждый из этих факторов оказывает на почву и негативное влияние. Механическая обработка способствует разрушению структуры и минерализации гумуса, с урожаями из почвы выносятся элементы питания, внесение кислых минеральных удобрений может усилить токсикоз почвы и т. п.

В условиях культурного земледелия, когда учитываются и предупреждаются все негативные стороны воздействия на почву указанных факторов - возмещаются вынос элементов питания и потери гумуса, принимаются меры по оструктуриванию почв, проводится известкование кислых почв и другие мероприятия по окультуриванию почвы, - стадия слабой окультуренности вновь освоенных почв может быть очень кратковременной, а эффективное плодородие почвы прогрессивно повышается.

В условиях экстенсивного земледелия имеют место случаи, когда почва используется для получения урожаев без соблюдения всех мер по предупреждению и устранению воздействия отрицательных сторон технологии возделывания культур на свойства почвы; стадия слабой окультуренности и низкого уровня плодородия почвы может надолго затянуться во времени и привести к деградации почвы и ее плодородия. У таких деградированных («выпаханных») почв все благоприятные для культурных растений свойства почвы, сформированные природными факторами почвообразования, становятся хуже, чем они были до освоения целинной почвы.

После освоения целинной почвы ее структура, созданная в течение очень длительного времени формирования природной почвы при большом участии почвенной фауны, постепенно разрушается и вместе с тем в пахотном слое происходит образование новой, комковатой структуры, свойственной хорошо окультуренным почвам.

В разрушении и образовании структурных агрегатов большую роль играют механическая обработка почвы и процессы минерализации органического вещества, скрепляющего агрегаты. Сильно разрушает структуру обработка сухой почвы - во время летнего лущения стерни сразу после уборки урожая, при подготовке почвы под посев озимых, при летней обработке черных паров и др. Однако если обрабатывают «спелую» почву после дождей или весной при влажности, соответствующей «оптимальной влажности структурообразования» (около 60% НВ), то механическая обработка почвы не разрушает, а, наоборот, образует структурные агрегаты путем крошения глыб и агрегирования пылеватых частиц. Их прочность невелика, но она нарастает при подсыхании почвы и развитии корней растений. У распыленных и природно малоструктурных почв структура, образованная в результате механической обработки оптимально влажной почвы, является основным фактором создания благоприятного для культурных растений сложения пахотного слоя на весь период их вегетации.

В условиях осенне-зимнего переувлажнения почвы ее структура разрушается механически при расширении объема замерзающей воды в порах почвы. Очень сильное разрушение структуры и уплотнение почвы происходит под влиянием давления на почву сельскохозяйственных машин, орудий и тракторов, в результате чего снижается и урожай растений (табл. 54).

Разрушение структуры приводит к усилению водной эрозии, тем более, что на пахотных угодьях при возделывании однолетних (особенно пропашных) культур почвы длительное время находятся без растительного покрова. В результате смыва почвы ее плодородие, как и при сильном уплотнении, значительно снижается (табл. 55).

В образовании структурных агрегатов и придании им прочности и пористости большое значение имеют гумусовые вещества, особенно гуматы кальция, мицелий микроскопических грибов и бактериальные слизи. Исключительно важную роль в образовании структуры играют растения, особенно многолетние травы. Их корни расчленяют уплотняющуюся почву на агрегаты и скрепляют их сетью мелких корешков, продуктами гумификации прижизненного корнепада и органических корневых выделений. На фоне удобрений при хорошем росте растений и увеличении численности микроорганизмов их оструктуривающая роль увеличивается (табл. 56).

Чем большее время почва находится под покровом возделываемых растений, особенно трав, тем лучше ее структура и выше ее противоэрозионная стойкость.

В условиях достаточного увлажнения и на поливных землях структура пахотных почв может быть улучшена органическими удобрениями и химическими препаратами - структорами.

В первые годы освоения целины усиленно минерализуется органический детрит, накопленный за длительный период формирования природной почвы, а затем, в процессе земледельческого ее использования, минерализуется и часть специфических гумусовых веществ. Скорость их минерализации зависит от климатических условий и системы обработки почвы, которая в значительной мере определяет водно-воздушный и тепловой режимы ее пахотного слоя. Ежегодно в зависимости от условий минерализуется от 1-2 до 3 т/га гумуса, что приводит к ухудшению свойств почвы и снижению ее плодородия. Для поддержания положительного гумусового баланса и улучшения гумусового состояния почвы его потери должны постоянно возмещаться внесением органических удобрений и за счет увеличения поступления в почву растительных остатков, путем посева сидеральных и промежуточных культур.

Еще при жизни растений в процессе их роста в почву поступает много органического вещества прижизненного корнепада и корневых выделений, а также микробной массы постоянно отмирающих популяций ризосферных микроорганизмов. Поэтому под покровом живых растений наблюдается образование подвижных гумусовых веществ. Многолетние травы, сидеральные и промежуточные культуры не только дают много растительных остатков, поступающих в почву после их уборки, но и обогащают почву органическим веществом в процессе роста.

С урожаями культурных растений из почвы выносится много элементов питания и тем больше, чем выше урожай. Кроме того, большое количество элементов питания теряется в результате вымывания осадками, выделения летучих форм азота в атмосферу, за счет эрозии почвы. Истощение запаса элементов минерального питания растений, особенно в формах соединений, которые могут служить в качестве ближних резервов элементов питания, приводит к снижению плодородия почвы. Для поддержания уровня плодородия почвы и его повышения отчуждение элементов питания с урожаями необходимо возмещать удобрениями. Следует при этом подчеркнуть, что увеличение потребления элементов питания растущими урожаями, при условии возмещения их выноса удобрениями, нужно рассматривать как фактор постоянного повышения плодородия почвы. С ростом урожаев в биологический круговорот вовлекается все больше зольных элементов из нижних горизонтов почвы, углерода и азота атмосферы в процессе несимбиотической, а под бобовыми растениями и симбиотической азотфиксации. В этом отношении посев промежуточных культур и получение в год двух урожаев на одном поле является одним из приемов расширенного воспроизводства плодородия почвы.

Кроме истощения запасов элементов питания растений, деградация пахотных почв и их плодородия бывают связаны с неправильным, часто односторонним использованием минеральных удобрений. Длительное систематическое применение неусредненных кислых минеральных удобрений даже на почвах, насыщенных основаниями, таких, как чернозем, подкисляет почву, приводит к замене обменного кальция на водородный ион, уменьшает емкость поглощения и отрицательно сказывается на биологических свойствах почвы и ее структуре. На слабоокультуренных подзолистых почвах сильное ухудшение их свойств наблюдается уже в первые годы после внесения средних доз кислых минеральных удобрений. В результате этого прибавки урожаев от удобрений с каждым годом уменьшаются и со временем урожаи культур по фону удобрений становятся ниже, чем на контроле без удобрений. Известны случаи на легких малобуферных почвах, где применение кислых форм минеральных удобрений в течение 10 лет привело к полному выпадению посевов и образованию «мертвых» пятен. Обязательное внесение извести является средством предупреждения этой антропогенной кислотности. На известкованной и хорошо окультуренной почве отрицательное действие минеральных удобрений не проявляется и они повышают урожай культур. Их эффективность повышается при совместном внесении с органическими удобрениями.

Деградация и снижение плодородия слабоокультуренных почв часто связаны с развитием биогенной токсичности почвы, т. е. при монокультуре накоплением в ней веществ, токсичных для культурных растений. Накапливаются в почвах также минеральные токсичные подвижные соединения марганца и оксида железа (II) (в кислых почвах), сероводород и метан в переувлажненных, богатых органическим веществом почвах, токсичные соли при неправильном режиме орошения.

В почвах слабоокультуренных и кислых, особенно при внесении кислых минеральных удобрений, увеличивается численность и активность токсичных бактерий и грибов, которые резко отрицательно влияют на всхожесть семян, рост и урожай культурных растений. Усиливается при этом и токсическое влияние соединений ртути, цинка, хрома индустриального происхождения.

Каждая культура оставляет после себя почву с измененными ею свойствами. Эти изменения могут быть незначительными, но культуры последующих посевов на них очень чутко реагируют и даже при благоприятных условиях возделывания могут снижать урожай. Потерю или сильное снижение плодородия почвы при повторном или с небольшим перерывом выращивании некоторых культур называют почвоутомлением. К таким почвоутомляющим культурам относятся лен, клевер, люцерна, сахарная свекла. Есть культуры самосовместимые, например рожь, кукуруза, фасоль, которые можно выращивать на одном поле в течение нескольких лет без снижения урожаев.

Причины почвоутомления могут быть разные - односторонний вынос и недостаток элементов питания, в том числе отдельных микроэлементов, сопутствующая сорная растительность и др. Но главные из них - это развитие фотопатогенной микрофлоры, микроорганизмов, выделяющих токсические вещества, а также токсины (колины), выделяемые самими растениями. Они действуют на растения непосредственно (непосредственная аллелопатия) или косвенно (косвенная аллелопатия), стимулируя развитие токсичных микроорганизмов. Корни льна, например, выделяют в почву токсичные ароматические вещества, корни люцерны - алкалоиды, которые являются, в частности, причиной снижения урожаев хлопчатника первого года по пласту 4- летней люцерны.

Основными мерами борьбы с токсикозом почвы и с почвоутомлением являются обязательный плодосменный севооборот, известкование кислых почв и внесение органических удобрений, в том числе зеленых, которые оказывают большое влияние на стимулирование полезных и подавление токсичных микроорганизмов в почве.

Таким образом, приемы возделывания культурных растений наряду с созданием благоприятных условий для роста растений и урожая могут усиливать процессы, которые приводят к ухудшению свойств почвы, снижению ее плодородия и застою урожаев (при монокультуре).

В условиях интенсивного земледелия, где учитываются и предупреждаются негативные стороны влияния технологии возделывания культур на почву и осуществляется весь комплекс мероприятий по окультуриванию почвы, в ней развивается культурный процесс почвообразования, а свойства почвы улучшаются и повышается ее плодородие.

Свойства почв разных природных зон различны и, соответственно, различны системы мер по их окультуриванию. Кроме общих для всех почв мероприятий по созданию мощного структурного пахотного слоя и возмещению потерь гумуса и элементов питания, в системе мер по окультуриванию подзолистых и серых лесных почв важное значение имеют известкование, постепенное уничтожение подзолистого горизонта, борьба с сезонным переувлажнением почвы; для черноземов - мероприятия по сохранению запасов гумуса и накоплению влаги; для солонцеватых почв сухих степей, кроме того, - замена обменного натрия на кальций.

В процессе интенсивного окультуривания почв изменяется отчасти и значение природных факторов почвообразования. Например, снегозадержание, регулирование стока воды приемами вспашки, террасирования, осушение и орошение меняют значение климата и рельефа в формировании водного и теплового режима почв; известкование, гипсование, внесение песка или глины влияют на роль в формировании свойств почвы такого, казалось бы, незыблемого фактора, как материнская порода. Однако, несмотря на эти изменения роли факторов почвообразования, они не утрачивают своего значения и придают культурным почвам особые, зональные черты При ослаблении или прекращении мероприятий по окультуриванию почвы они могут усилить развитие в почве тех опасных процессов, которые формируют неблагоприятные для культурных растений свойства почвы. Поэтому мероприятия по окультуриванию и охране почвы должны начинаться с момента освоения целины и продолжаться непрерывно из ротации в ротацию.

2. СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

Почва - это основное и незаменимое средство сельскохозяйственного производства, обеспечивающее существование сменяющихся поколений человечества. Поэтому вопросы плодородия почв имеют важное социально-экономическое значение и им всегда уделялось большое внимание.

В связи с проблемой земельной ренты К. Маркс детально изучал вопросы мелиорации, агрохимии и земледелия, статистические материалы, касающиеся этих разделов науки. Он показал, что плодородие почвы зависит не только от ее естественных свойств, но и от технических средств и труда, вложенных в земледелие для получения высоких урожаев. К. Маркс в «Капитале» показал, что плодородие почв нельзя рассматривать вне определенных социально-экономических отношений. Всякий прогресс капиталистического земледелия означает, по К. Марксу, не только прогресс в искусстве грабить рабочего, но и в искусстве грабить природные ресурсы, что в капиталистическом обществе имеет место хищническая эксплуатация и расхищение плодородия почвы. Вместе с этим К. Маркс показал, что земля, если с нею правильно обращаться, постоянно улучшается и что при последовательных затратах капитала на ее улучшение она дает прибыль без всякой потери предыдущих затрат. В этом отношении почва, как средство сельскохозяйственного производства, принципиально отличается от средств производства промышленности - машин, которые со временем изнашиваются, а затраты на них, в случае замены их на новые, полностью не возмещаются.

Еще в XVIII в. французский экономист А. Тюрго в книге «Размышления о создании и распределении богатств» (1766) сформулировал так называемый «закон убывающего плодородия почвы», согласно которому каждое добавочное вложение труда и средств на одном и том же участке земли дает все меньший и меньший прирост урожая. Этот закон был использован английским социологом Мальтусом и его буржуазными последователями неомальтузианцами, а затем и фашизмом для «теории перенаселения», утверждавшей, что население Земли растет быстрее средств к существованию, «теории», которая призывает к насильственному уничтожению людей, сокращению рождаемости, войнам и внушает трудящимся, что их бедственное положение в буржуазном обществе объясняется не его классово-антагонистической сущностью, а неуклонным снижением плодородия почв.

В. И Ленин в труде «Аграрный вопрос и «критики» Маркса» подверг резкой критике использование закона убывающего плодородия почвы в социологии, показал буржуазную реакционную сущность мальтузианства. В. И. Ленин показал, что закон убывающего плодородия почвы имеет весьма относительное и условное применение к тем случаям, когда техника остается неизменной, когда не учитывается и не используется самое главное - уровень развития техники и состояние производительных сил. Развитие туковой промышленности в первой половине двадцатого века позволило резко поднять плодородие почв и, соответственно, урожаи, но уже сейчас не редки случаи, когда при высокой обеспеченности растений элементами питания путем внесения удобрений прибавки от дополнительного внесения удобрений снижаются. В этих случаях лимитирует урожай уже не пищевой режим почвы, а другой, или другие новые факторы, часто водно-физические и биологические свойства почвы. Если растения обеспечивать одновременно и во все возрастающем количестве всеми факторами жизни растений - светом, водой, теплом, необходимыми элементами питания, то вместо убывания плодородия почвы будет иметь место его увеличение.

Непрерывный рост науки и техники открывает все новые и новые возможности положительного воздействия человека на свойства почвы и способствует непрерывному росту плодородия почвы. Фактические данные показывают, что в XIX и XX вв. рост продукции сельского хозяйства опережал рост населения. Совершенствование приемов мелиорации почв, индустриальной технологии возделывания культур, производство пестицидов и стимуляторов роста, создание высокопродуктивных сортов и увеличение интенсивности фотосинтеза уже сейчас способствуют получению высоких урожаев и, как свидетельствуют статистические данные ФАО, темпы роста сборов зерна, например, опережают среднемировой прирост населения Земли. Недостаточная обеспеченность всех слоев населения Земли продуктами питания связана не с убывающим плодородием почв, а с неправильным использованием почв и с социально-экономическими причинами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Почва и ее плодородие составляют материальную базу и основное богатство страны. Поэтому улучшение почв и повышение плодородия – одна из важнейших народохозяйственных задач. В решении ее весьма большое значение приобретают почвенные мелиорации, характер которых определяется основными почвенно-климатическими показателями природных зон. Мелиоративные мероприятия, направленные на коренное улучшения почв, позволяют реализовать внутренние ресурсы и новые производственные возможности, скрытые в потенциальном плодородии. К. Маркс писал, что все человеческое общество и нации, пользующиеся землею, «…должны оставить ее улучшенной последующим поколениям» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч. изд. 2-е, т. 25, ч. II, стр. 337). В сложном взаимодействии космических и земных факторов возникла и сформировалась почва. Развитие почвенного покрова Земли продолжается и в современный период. В этом процессе неразрывно выступают становление и разрушение почвы. Повсюду, где есть зеленые растения, происходит ее накопление. Одновременно под влиянием кинетической энергии воды и ветра она разрушается. Когда интенсивность накопления превышает интенсивность разрушения, происходит увеличение почвенного слоя, если же разрушение более интенсивно, то мощность его уменьшается. Под влиянием диалектического единства этих противоположных процессов формируется почва. Многие аспекты сезонной динамики почв и их взаимодействия с живыми организмами, и гидросферой еще изучаются. Поэтому крайне необходимы локальный, региональный и комплексный мониторинг, изучение и оценка тенденций изменения свойств почв и экосистем. Почвенный покров и экологические системы Земли неодинаковы в различных континентах, природных зонах и регионах. однако территории со сходными природно-климатическими условиями, топографией, геологическим строением и историей обнаруживают сходство и даже аналогию почвенного покрова. Это становится очевидным при составлении почвенных карт, что облегчает задачу применения в сходных условиях достижений науки и практики в сельском хозяйстве, лесоводстве и животноводстве.

Эффективное сельскохозяйственное производство диктует необходимость глубоких знаний почвенных ресурсов, создания соответствующих административных и научных учреждений, подготовки специалистов и проведения последовательной государственной политики в области сельского хозяйства и земельных ресурсов. В прошлом это положение во многих странах недопонималось, было неизвестно или попросту игнорировалось в погоне за прибылью. Часто это приводило к губительным срывам в осуществлении крупных проектов, несло гибель и разрушение древним цивилизациям (Индийский субконтинент, Север Африки, долина Тигра и Евфрата). Имеющиеся трудности в достижении необходимого баланса продовольствия в глобальном и локальном масштабах связаны в основном с существованием устаревших и изживших себя феодально-капиталистических форм собственности на землю, с пренебрежительным отношением к почвам, их истощению и деградации. Мировое производство продуктов питания можно было бы удвоить и даже утроить. И это исторически необходимо. Однако для этого требуются аграрные реформы, бережное использование национальных почвенных богатств, глубокое знание самих почв, методов их улучшения, рациональных приемов обработки и удобрения, возделывания наиболее выгодных сельскохозяйственных культур и систем полевого и пастбищного оборота. Чем более высокую производительность мы стремимся получить от земли, тем более глубоким и точным должно быть наше знание почв, методов мелиорации и агротехники и тем более рациональной и четкой должна быть организация сельскохозяйственного производства и общая культура в области землепользования и сохранения земельных угодий. Усилия в национальном и международном плане должны быть направлены на изучение, оценку, эффективное практическое использование и сохранения почвенного покрова планеты.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Агрохимия. 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред. Смирнов П.М., Муравин Э.А. - М.: Колос, 1984. - 304с.

2. Гедройц К. К., Учение о поглотительной способности почв, 4 изд., М., 1933.; Ю. А. Поляков. Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978.

3. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./ Под ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование/ Г. Д. Белицина, В. Д. Васильевская, Л. А. Гришина и др. - М.: Высш. шк., 1988. - 400 с: ил.

4. Уваров Г.И., Голеусов П.В. Практикум по почвоведению с основами бонитировки почв. – Белгород: Изд-во Белгор. гос. ун-та, 2004. – 140 с.

INTERNET

5. http:// www.window.edu.ru

6. http:// www.bsu.ru/content/hecadem/kovda/kovda1.pdf

7. http:// www.dic.academic.ru

Почвенное плодородие обеспечивает развитие почвенной биоты

(высшие растения, микроорганизмы). На плодородие влияют процессы превращения и передачи веществ и энергии. Эти изменения могут быть различными для развития плодородия. Например, накопление элементов питания, улучшение структуры повышает плодородие. Вынос элементов, ухудшение структуры снижает плодородие. Создание почвенного плодородия исходного уровня называют воспроизводством.

Воспроизводство почвенного плодородия объективный закон почвообразования. В природных условиях протекает по неполному, простому или расширенному типу.

В условиях земледелия воспроизводство плодородия протекает под влиянием естественных факторов и различных приемов воздействия человека на почву. При этом происходит замена естественной растительности культурными агроценозами. На почвообразовательные процессы влияет обработка почвы, применение удобрений и других средств химизации, различные приемы мелиорации. Развитие антропогенного почвообразовательного процесса в условиях разумной деятельности способствует улучшению почв и повышению плодородия. Нарушение принципа может привести к утрате почвенного плодородия (развитие эрозии, засоление, потеря гумуса, разрушение структуры).

Контрольные вопросы и задания

Тема 6. Плодородие

Дайте понятие плодородия и его видов

Назовите группы свойств почв, определяющие плодородие

Охарактеризуйте условия почвенного плодородия.

Каковы особенности воспроизводства плодородия?

5. Приведите примеры, характеризующие плодородие как результат взаимодействия состава, свойств и режимов почв.

Тема 7 Основные типы почв России

Цели урока:

Дать понятие классификации и закономерности распространения почв на территории России.

Ознакомиться с понятиями: почвенные зоны, типы почв и основные особенности их формирования.

Иметь представление о почвах разных природных зон территории России.

7.1 Главные закономерности распространения почв

Любая почва формируется в результате взаимодействия факторов почвообразования. Распределение факторов на земной поверхности закономерно, поэтому почвы распределяются также закономерно, что можно выразить законами.

Закон горизонтальной (широтной) почвенной зональности . Сформулирован В.В. Докучаевым. Суть данного закона заключается в том, почвообразователи (климат, растительный и животный мир) закономерно изменяются в широтном направлении с севера на юг, поэтому главные типы почв должны последовательно сменять друг друга, располагаться широтными полосами.

На территории суши земного шара почвенно-климатические пояса имеют черты сходства при продвижении с севера на юг в пределах Северного полушария. Выделяют пять поясов: полярный, бореальный, суббореальной, субтропический, тропический. Аналогичные пояса можно выделить и в Южном полушарии. Горизонтальная почвенная зональность проявляется и в соответствии с условиями увлажнения. Наиболее четко широтные почвенные зоны обособлены на равнинах внутри континентов.

Закон вертикальной почвенной зональности. В условиях горного рельефа происходит закономерное последовательное изменение климата, растительности, почв в связи с изменением абсолютной высоты местности. По мере поднятия от подножия гор к их вершинам температура воздуха понижается в среднем на 0,5 о С на каждые 100 м высоты. Количество осадков, растительность также изменяются. Образуются вертикальные растительно-климатические и почвенные пояса. В общем виде последовательность смены зон аналогична их смене на равнинах при движении с юга на север.

Закон фациальности почв. Почвенный покров изменяется в меридиональных частях термических поясов и зон. Почвенные зоны по-разному могут располагаться от морских бассейнов или горных систем. Поэтому влияние увлажненного или континентального климата, температурного режима приводит к появлению различий в строении почвенного профиля. Например, на одной широте территории России существуют в центре европейской части почвы дерново-подзолистые умеренно теплые кратковременно промерзающие, а в Приморье буротаёжные почвы.

Закон аналогичных топографических рядов. Сущность закона в том, что в любой зоне распределение почв на элементах рельефа аналогично. На возвышенных элементах залегают генетически самостоятельные почвы, их которых выносятся подвижные продукты. На пониженных элементах рельефа генетически подчиненные почвы. В них аккумулируются приносимые стоками подвижные продукты почвообразования. На склонах залегают переходные почвы.

Размещено на /

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Чувашский Государственный университет имени И.Н. Ульянова»

Историко-географический факультет

Кафедра природопользования и геоэкологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Плодородие почвы

Выполнила: Лисова Н.

Проверил: к.г.н. Васюков С.В.

Чебоксары 2010

Введение

1.Гумусность

2. Плодородие почвы

2.1 Виды плодородия почвы

2.2 Факторы, лимитирующие плодородие почвы

2.3 Воспроизводство плодородия почв

2.4 Методики исследования плодородия почв

3. Оценка динамических свойств почв с помощью космических методов

4. Динамика плодородия почв в Чувашии

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

В своей работе я бы хотела рассказать о плодородии почв. Плодородие почвы – это важнейшее свойство почвы, без которого почву можно считать не пригодной и бесполезной. Поэтому я считаю целесообразным рассмотреть более подробно эту тему.

Цель моей работы: определить значение плодородия почвы для растений и для сельского хозяйства.

Изучение видов плодородия почв;

Определение факторов, лимитирующих плодородие;

Роль гумуса для плодородия почв;

Изучение плодородия почв с помощью космических методов;

Изучение динамики свойств Чувашской республики.

С давних времен человек при использовании земли оценивал ее прежде всего с точки зрения способности производить урожай растений. Поэтому понятие плодородие почвы было известно еще до становления почвоведения как науки и выражало наиболее существенное свойство земли как средства производства.

Почвоведение – наука о почвах, их образовании (генезисе), строении, составе и свойствах; о закономерностях их географического распространения; о процессе взаимосвязи с внешней средой, определяющих формирование и развитие главнейшего свойства почв – плодородия; о путях рационального использования почв в сельском и народном хозяйстве и об изменении почвенного покрова в агрикультурных условиях.

Почвоведение как научная дисциплина оформилась в нашей стране в конце 19 столетия благодаря трудам выдающихся русских ученых В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Сибирцева.

Первое научное определение почвы дал В.В. Докучаев: «Почвой следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых». Он установил, что все почвы на земной поверхности образуются путем «чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительности и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и, наконец, возраста страны». Эти идеи В.В. Докучаева получили дальнейшее развитие в представлениях о почве как о биоминеральной («биокосной») динамической системе, находящейся в постоянном материальном и энергетическом взаимодействии с внешней средой и частично замкнутой через биологический круговорот.

Развитие учения о плодородии почв связано с именем В.Р. Вильямса. Он детально исследовал формирование и развитие плодородия почвы в ходе природного почвообразования, рассмотрел условия проявления плодородия в зависимости от ряда свойств почвы, а также сформулировал основные положения об общих принципах повышения плодородия почв при их использовании в сельскохозяйственном производстве.

1. Гумусность

Важнейшая характеристика почв – содержание в ней гумуса. Гумус- это совокупность органических соединений, находящихся в почве, но не входящих в состав живых организмов или их остатков, сохраняющих анатомическое строение. Гумус составляет 85-90 % органического вещества почвы и является важным критерием при оценке её плодородности. Гумус придает определенные химические и физические свойства почве. В почвенном гумусе аккумулируется энергия, ассимилированная в растениях при фотосинтезе. Гумусовые кислоты, воздействуя на первичные и вторичные минералы почв, вызывают их распад и способствуют образованию органо-минеральных веществ. Благодаря гумусовым соединениям отдельные части почвы склеиваются в структурные агрегаты.

Количество и характер надземных и подземных остатков, направленность гумусообразования и свойства гумусовых веществ в значительной мере зависят от типа растительности и гидротермических условий ее произрастания. Так, наибольшая биомасса характерна для лесной растительности (до 4000-5000 ц/га). В саваннах, степях и кустарничковых тундрах величина находится в пределах 250-260 ц/га. Минимальная общая биомасса отмечается в полярных и тропических пустынях – мене 50 ц/га.

От всего вышесказанного можно сделать небольшой вывод: наибольшая плодородность характерна для лесной зоны, а наименьшая – в полярных и тропических пустынях. плодородие почва гумус

2. Плодородие почвы

Плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормальной деятельности. Именно это важнейшее качество почвы, отличающее ее от горной породы, подчеркивал В.Р. Вильямс, определяя почву как «поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений». Понятие почва и ее плодородие неразрывны. Плодородие почвы – результат развития природного почвообразовательного процесса, а при сельскохозяйственном использовании – также процесса окультуривания.

Развитие почв и почвенного покрова, как и формирование их плодородия, тесно связано с конкретным сочетанием природных факторов почвообразования многообразным влиянием человеческого общества, с развитием его производственных сил, экономических и социальных условий.

Особая роль в почвообразовании принадлежит живым организмам, прежде всего зеленым растениям и микроорганизмам. Благодаря их воздействию осуществляется важнейшие процессы превращения горной породы в почву и формирование ее плодородия: концентрация элементов зольного и азотного питания растений, синтез и разрушение органического вещества, взаимодействие продуктов жизнедеятельности растений и микроорганизмов с минеральными соединениями породы и т.п. в познании биологической сущности почвообразования особый вклад внесли В.Р. Вильямс и В.И. Вернадский.

Находясь в состоянии непрерывного обмена веществом и энергией с атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, почвенный покров выступает как незаменимое условие поддержания между всеми ее сферами сложившегося на Земле равновесия, столь необходимого для развития и существования жизни на нашей планете во всех ее многообразных формах.

Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойство почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение меняют режим увлажнения и т.п. не менее резкие воздействия на почву вызывают приемы ее обработки, применение удобрений и средств химической мелиорации (известкование, гипсование).

Важное условие плодородия почв – отсутствие в почве избыточного количества легкорастворимых солей, главным образом, хлоридов и сульфатов натрия и отчасти магния, кальция и других катионов.

Для устранения избытка солей применяют промывание почвы и для предупреждения накопления солей – правильный поливной режим, дренаж и др. Плодородие почвы сильно снижается при накоплении в ней вредных химических соединений (закислых соединений железа, подвижных соединений алюминия), накапливающихся обычно в условиях застойного переувлажнения. Регулирование запасов влаги в почве достигается с помощью сыротехнических и гидротехнических мероприятий (зяблевая вспашка, снегозадержания, ранневесеннее борование, междурядная обработка посевов, орошение, осушение и др…).

Наиболее высоким и эффективным плодородием почвы характеризуется почвы, которые наряду с достаточным количеством влаги имеют хорошую аэрацию. А так же при правильном использовании почв их плодородие не только не снижается, но и постоянно увеличивается.

2.1 Виды плодородия почв

Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, потенциальное, эффективное и экономическое.

Естественное (природное) плодородие – это плодородие, которым обладает почва (ландшафт) в естественном состоянии. Оно характеризуется продуктивностью естественных фитоценозов.

Искусственное плодородие (естественно-антропогенное, по В.Д. Мухе) – плодородие, которым обладает почва (агроландшафт) в результате хозяйственной деятельности человека. По многим показателям оно наследует естественное. В чистом виде – характерно для тепличных грунтов, рекультивированных (насыпных) почв.

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

Потенциальное плодородие – способность почв (ландшафтов и агроландшафтов) обеспечивать определенный урожай или продуктивность естественных ценозов. Эта способность не всегда реализуется, что может быть связано с погодными условиями, хозяйственной деятельностью. Характеризуется потенциальное плодородие составом, свойствами и режимами почв. Например, высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким – подзолистые, однако в засушливые годы урожайность культур на черноземах может быть ниже, чем на подзолистых почвах.

Эффективное плодородие – часть потенциального, реализуемая в урожае сельскохозяйственных культур при определенных климатических (погодных) и агротехнических условиях. Эффективное плодородие измеряется урожаем и зависит как от свойств почв, ландшафта, так и от хозяйственной деятельности человека, вида и сорта выращиваемых культур.

Экономическое плодородие – это эффективное плодородие, измеряемое в экономических показателях, учитывающих стоимость урожая и затраты на его получение.

2.2 Факторы, лимитирующие плодородие почвы

К факторам, лимитирующим плодородие почв, относятся показатели состава, свойств и режимов почв, снижающие урожай культурных растений и биопродуктивность естественных фитоценозов. В первом приближении их можно обозначить как отклонения от оптимальных показателей. Степень отклонения характеризует уровень лимитирующего фактора и степень снижения урожая. Теоретической основой исследований факторов, лимитирующих почвенное плодородие, являются законы лимитирующего фактора и совокупного действия и оптимального сочетания факторов жизни растений.

Следует различать общепланетарные лимитирующие факторы, характерные для почв всех природных зон, внутризональные (региональные), характерные для определенных зон и регионов, и местные, характерные для небольших территорий.

К общепланетарным можно отнести: недостаточную обеспеченность элементами питания, повышенную плотность, неудовлетворительную структуру, пониженное содержание легкоразлагаемого органического вещества.

К внутризональным (региональным) – повышенную кислотность, повышенную щелочность, недостаток и избыток влаги, эродированность и дефлированность почв, каменистость, засоленность, солонцеватость и др.

К местным факторам, лимитирующим почвенное плодородие, можно отнести локальное загрязнение почв радионуклидами и тяжелыми металлами, нефтепродуктами, нарушение почвенного покрова горными выработками и др.

Для ряда свойств почв и режимов определены критические уровни показателей, при которых резко ухудшаются другие агрономически важные свойства и режимы почв и резко снижается урожай растений или его качество.

В почвах с низким естественным плодородием выделяют освоенные, окультуренные и культурные разности. Освоенные почвы формируются в условиях низкой агротехники, при нерегулярном внесении невысоких доз органических и минеральных удобрений. Окультуренные и культурные – формируются при высокой агротехнике, регулярном внесении органических и минеральных удобрений и проведении необходимых мелиоративных мероприятий (осушение, орошение, известкование, внесение высоких доз торфа, пескование глинистых почв, глинование – песчаных и др.). в результате мероприятий, направленных на устранение лимитирующих факторов, плодородие окультуренных почв существенно выше по сравнению с освоенными аналогами.

Процесс противоположный окультуриванию предложено называть выпахиванием. Выпахивание – снижение уровня плодородия пахотных почв, ухудшение агрономических свойств (снижение содержания гумуса, обесструктуривание, переуплотнение, почвоутомление) в результате использования их при низком уровне поступления источников гумуса (органических удобрений и послеуборочных остатков) в течение ряда лет. В настоящее время ведутся научные исследования по количественной оценке степени выпаханности. Выпаханными могут быть как освоенные, так и в разной степени окультуренные почвы. В выпаханных почвах наиболее часто проявляется почвоутомление и фитотоксичность почв, резко снижающие урожай растений.

Почвоутомление – многофакторное явление, проявляющееся в агроценозах, особенно в условиях монокультуры. А.М. Гродзинский (1965), В.Т. Лобков (1964) выделяют следующие, наиболее существенные причины почвоутомления:

односторонний вынос питательных элементов, нарушение сбалансированного питания растений;

изменение физико-химических свойств почв, сдвиг pH;

ухудшение структуры и водно-физических свойств почв;

нарушение биологического режима, развитие патогенной микрофлоры (грибков Fusarium, Penicilliumn и др., бактерий Pseudomonas, некоторых актиномицетов);

накопление фитотоксичных веществ (колинов) – производных фенолов, хинонов и нафтизина, обусловливающих токсичность почв;

размножение вредителей и злостных сорняков.

Почвоутомление рассматривается как результат нарушения экологического равновесия в системе почва-растение вследствие одностороннего воздействия на почву культурных растений.

2.3 Воспроизводство плодородия почв

Наряду с понятием «плодородие почвы» в агрономии широко используют термин «окультуривание почвы». Под окультуриванием понимают улучшение природных свойств почвы посредством применения агромелиоративных мероприятий. Наряду с этим выделяют понятие «окультуривание поля», связанное с культуртехническим воздействием на пахотные земли, увеличением размера контуров поля, выравниванием, удалением камней и т.д. с целью создания благоприятных условий для работы сельскохозяйственной техники.

В современном земледелии понятие «окультуривание почвы» применимо к вновь осваиваемым почвам с очень низким естественным плодородием (подзолистые, солонцы и др.), сильносмытым почвам при вовлечении в пахотный слой неплодородного подпахотного горизонта. В этих случаях, по существу, приходится не воспроизводить, а создавать плодородие. Такая же задача возникает при восстановлении почвы в местах горных или торфяных разработок. Поскольку на этих ландшафтах прежде были культурные плодородные почвы, их восстановление называется рекультивацией. По мере приобретения присущих обрабатываемым почвам свойств в последующем осуществляют воспроизводство плодородия окультуренных и рекультивированных почв.

При земледельческом использовании почвы ее плодородие снижается, поскольку для производства растениеводческой продукции расходуются органическое вещество и элементы минерального питания, ухудшаются условия водно-воздушного режима, фитосанитарное состояние, микробиологическая деятельность и т.д. поэтому возникает необходимость управления плодородием почвы в интенсивном земледелии. Оно основано на нормативно-технологической основе. Это означает определение оптимальных параметров показателей плодородия почвы в конкретных условиях производства и технологий воспроизводства оптимальных уровней плодородия.

Воспроизводство плодородия почвы бывает простое и расширенное. Возвращение почвенного плодородия к исходному первоначальному состоянию означает простое воспроизводство. Создание почвенного плодородия выше исходного уровня – это расширенное воспроизводство плодородия. Простое воспроизводство применимо для почв с оптимальным уровнем плодородия. Расширенное воспроизводство реализуется для почв с низким естественным уровнем плодородия, не способным обеспечить достаточную эффективность факторов интенсификации земледелия. Расширенное воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв – обязательное условие расширенного воспроизводства продукции земледелия вообще.

Управление плодородием почвы в современном земледелии должно осуществляться на основе соответствующих моделей. Модель плодородия почвы представляет собой сочетание экспериментально установленных показателей плодородия, находящихся в тесной корреляции с величиной урожая. Модель плодородия разрабатывается для конкретных почвенно-климатических и производственных условий выращивания сельскохозяйственных культур.

Воспроизводство плодородия почвы в современном земледелии осуществляют двумя способами: вещественным и технологическим. Первый предполагает применение удобрений, мелиорантов, пестицидов и т.д., второй – севооборота, промежуточных культур, различных приемов обработки почвы и способов посева и др. эти пути направлены на достижение единой цели, хотя механизм действия их различен.

Вещественные факторы воспроизводства оказывают наиболее сильное и многообразное воздействие на плодородие почвы. Технологическое воздействие не в состоянии компенсировать материальные потери почвенного плодородия; его эффект основан на мобилизации вещественных ресурсов почвы и краткосрочен. В итоге это приводит к снижению постоянных источников почвенного плодородия, хотя и обеспечивает кратковременный успех в повышении урожаев сельскохозяйственных культур.

Естественная основа теории воспроизводства плодородия почвы закон возврата – частное проявление всеобщего закона сохранения вещества и энергии. Воспроизводство плодородия почвы начинают с определения оптимальных параметров модели плодородия. Модели плодородия строго дифференцированы в зависимости от природных условий хозяйства, специализации земледелия, экономического уровня производства.

Экспериментальное обоснование параметров плодородия конкретных земледельческих регионов позволяет дать объективную агрономическую оценку почвы. Это означает, что каждая модель плодородия почвы должна обеспечивать эффективное использование удобрений, специализированных севооборотов, современных ресурсосберегающих технологий обработки почвы, мелиораций, средств защиты растений.

2.4 Методики исследования плодородия почв

Для количественной оценки плодородия почв используют показатели, которые находятся в корреляционной связи с урожаем. Эти показатели объединены в три группы: агрофизические, биологические и агрохимические.

Агрофизические показатели плодородия почв представлены гранулометрическим и минералогическим составом, структурой, плотностью, порозностью, воздухоемкостью и мощностью пахотного слоя. К биологическим показателям относятся содержание, запасы и состав органического вещества почвы, активность почвенной биоты, фитосанитарное состояние почвы. Группу агрохимических показателей плодородия составляют содержание питательных веществ, реакция почвенной среды и поглотительные свойства почвы.

Показатели плодородия в большинстве случаев взаимосвязаны. Одни из них могут быть отнесены к основополагающим, которые определяют состояние всех почвенных процессов. К ним относятся гранулометрический и минералогический составы, органическое вещество и фитосанитарное состояние почвы. Другие показатели плодородия, такие, как активность почвенной биоты, агрофизические и агрохимические, в значительной мере являются производными от вышеназванных.

3. Оценка динамических свойств почв с помощью космических методов

Оценка меняющихся со временем свойств дистанционным методом, представляющая одну из важных задач мониторинга состояния почв, особенно в связи с хозяйственным воздействием, носит пока поисковый, экспериментальный характер. В то же время к настоящему времени выполнен с помощью дистанционных методов не только на качественном, но и на количественном уровне достаточно большой объем исследований таких свойств почв, как содержание гумуса, засоленность, влагосодержание, эродированность, а так же их загрязненность. Эти параметры почв и почвенного покрова отличаются значительным изменением в пространстве и времени и наиболее важны в хозяйственном освоении.

Важнейшая характеристика почв – содержание в ней гумуса. Гумусность определяет плодородие почвы. Неразумное использование пахотных земель, длительная распашка без соблюдения почвоохранных севооборотов, развитие процессов водной и ветровой эрозии приводят к потере гумуса. Поэтому требуется контроль за его содержанием в почве.

Такой контроль наиболее достоверен при использовании непосредственно наблюдений, лабораторных анализов, образцов почв, что возможно лишь для отдельных точек или небольших участков местности. Для мониторинга обширных территорий привлекаются дистанционные методы, используются аэрокосмические снимки. Их применение базируется на изучении спектральной отображательной способности и учете спектральных свойств почв.

Из экспериментальных работ известно, что гумусность почвы связана с ее спектральной яркостью. С увеличением гумуса в почве уменьшается коэффициент спектральной яркости (приложение 1).

4. Динамика плодородия почв в Чувашии

В Чувашской республике впервые крупномасштабное изучение и картографирование почв всех хозяйств республики выполнялось в 1961-1967 гг. почвенной партией Чувашской СХИ под руководством профессора С.И.Андреева. К концу 60-х годов был обобщен материал по оценке состояния плодородия и эродированности почв.

В почвенных обследованиях исключительное внимание уделялось масштабам эрозии почв, как одному из основных ограничивающих факторов в развитии земледелия республики. Оказалось, что наименьшую эродированность имели Красночетайский, Порецкий, Шумерлинский и Алатырский районы. А наибольшие масштабы смыва почв были выявлены в Марпосадском, Чебоксарском, Козловском и Аликовском районах.

А к 1985 году почвенные обследования показывали, что площадь эродированных земель увеличилась. К концу 60-х годов состояние плодородия почв характеризовалось следующими показателями: гумус составлял низкую и очень низкую обеспеченность подвижным фосфором. Наиболее бедны были почвы обменным калием. Около 25% пашни нуждались в известковании. Большие площади кислых почв были распространены на территориях Алатырского, Порецкого, Шумерлинского, Чебоксарского, Марпосадского и Ибресинского районов.

Крупномасштабные обследование почв 1961-1967 гг. показало высокую эродированность земель Чувашии, средний уровень потенциального и низкий уровень эффективного плодородия пашни. Материалы такого изучения состояния почв в последствии оказали большую помощь в совершенствовании и улучшении, как отдельных элементов, так и системы земледелия Чувашской Республики в целом.

Завершение этой большой работы совпало с началом интенсификации земледелия путем химизации, мелиорации и механизации, которая продолжала нарастать до конца 80-х годов. Широкое применение минеральных удобрений, известкования, фософоритования и увеличение использования органических удобрений, оказало существенное влияние на уровень плодородия почвы на всей территории республики. В 80-х годах республика вышла на уровень положительного баланса элементов питания в земледелии. По мере повышения эффективного плодородия почвы за счет факторов интенсификации постепенно увеличивались и урожаи сельскохозяйственных культур.

С 1994 года по известным причинам в стране резко сократилось применение минеральных удобрений, объемов химической мелиорации пашни = известкования, фософоритования и др. мероприятий. Поэтому с этого года сложился устойчивый отрицательный баланс макроэлементов а с 1996 года – органического вещества в почве.

В целом, состояние плодородия почв Чувашии по агрохимическим показателям к концу 20-го столетия можно считать вполне удовлетворительным. Однако в земледелии республики следует учитывать нарастающий отрицательный баланс органического вещества и элементов минерального питания в почве.

Исследования, проведенные в последние 10 лет кафедрами общего земледелия, почвоведения и агрохимии показывают, что среди ограничивающих причин, на первое место выходят агрофизические и биологические показатели плодородия почв: структурность, плотность, водопроницаемость, биологическая активность почвы, мезофауна и др. Поэтому, основным направлением расширенного воспроизводства плодородия почв, наряду с поддержанием агрохимических показателей, следует считать значительное улучшение водно-физических свойств и биологизацию интенсификационных процессов в почве и агроценозах.

Заключение

Итак, мы попытались разобраться в значении плодородия почв в целом, значении для хозяйства, растений и т.д. и т.п.

Как было сказано в главе плодородие почвы, плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормальной деятельности. Отсюда следует, что плодородие почвы – важнейшее свойство почвы, без которого невозможно было бы нормальное развитие растений, без плодородия почвы невозможна была бы сельскохозяйственная деятельность, она прямиком действует на развитие сельского хозяйства.

Следовательно, почва является не только предметом приложения человеческого труда, но в известной степени и продуктом этого труда. Таким образом, почвоведение изучает почву как особое природное тело, как средство производства, как предмет приложения и аккумуляции человеческого труда, а также в известной степени как продукт этого труда.

Как основное средство производства в сельском хозяйстве почва характеризуется следующим важными особенностями: незаменимостью, ограниченностью, неперемещаемостью и плодородием. Эти особенности подчеркивают необходимость исключительно бережного отношения к почвенным ресурсам и постоянной заботой о повышении плодородия почв.

Список используемой литературы

Геннадиев, А.Н. География почв с основами почвоведения/А.Н. Геннадиев, М.А. Глазовская – М.: высшая школа, 2008. – 462 с.

Белобров, В.П. География почв с основами почвоведения/В.П. Белобров, И.В. Замотаев, С.В. Овечкин – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 352 с.

Мотузова, Г.В. Соединение микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг/Г.В. Мотузова – М.: Эдиториал УПСС, 1999. – 166 с.

БСЭ, том 20 – гл.редактор А.М. Прохоров – М.: из-во «Советская энциклопедия», 1975. – 608 с.

Плодородие почвы – основа высокоэффективного земледелия (мат-лы межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 100 лет со дня рождения профессора С.И. Андреева, 22-23 июня 2000 г.) – Чебоксары: из-во ЧГСХА, 2000. – 181 с.

Проблемы эволюции почв (материалы IV всероссийской конференции РАН институт хим.-биологич. почвоведения. Докучаевское общество почвоведов. – Пущино, 2003.- 261 с.

Ганжара, Н.Ф. Почвоведение/Н.Ф. Ганжара – М.: Агроконсалт, 2001. – 392 с.

Кауричев, И.С. Почвоведение/И.С. Кауричев, Н.П. Панов, Н.Н. Розов и др. – М.: Агропромиздат, 1989. – 719 с.

Баздырев, Г.И. Земледелие/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др – М.: КолосС, 2004. – 552 с.

Кравцова, В.И. Космические методы исследования почв/В.И. Кравцова – М.: Аспект Пресс, 2005. – 190с.

Приложение 1

Таблица 1. Соотношение между коэффициентом отражения и содержанием гумусов в песчаных почвах Белоруссии (по Зборищуку, 1994 г.)

Размещено наОсновные законы земледелия

Роль гумуса в почвенном плодородии. Существующие методы борьбы с сорняками - агротехнические, механические, биологические. Почвозащитная обработка почвы. Основные законы земледелия. Значение совместного применения органических и минеральных удобрений.

Взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью почвы. Аэробные анаэробные процессы в почве. Их роль в плодородии и жизни растений. Агрономические особенности подзолистых почв и их окультуривание. Использование болот и торфа в сельском хозяйстве.

Характеристика ЗАО Племзавод "Семеновский". Производство и использование органических удобрений. Известкование кислых почв. Натуральная и энергетическая эффективность системы применения удобрений. Применение удобрений при их ограниченном количестве.

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации Донской Государственный Аграрный Университет Кафедра агрохимии, почвохимии и защиты растений.

Чернозем – тип почв, формирующихся под степной и лесостепной растительностью субореального пояса, гипотезы его происхождения. Градация чернозема по типу, мощности и содержанию гумусового слоя. Его свойства, области распространения и применение.

Особенности плодородия почв Башкортостана. Оптимальные параметры состава, свойств земли. Факторы, лимитирующие плодородие грунта. Факторы продуктивности фитоценозов и урожайности сельскохозяйственных культур. Методики исследования плодородия почв.

Сущность мелиорации почв. Задачи мелиоративных работ. Фитомелиорация как комплекс мероприятий по улучшению условий природной среды с помощью культивирования или поддержания естественных растительных сообществ. Фитомелиоративные приемы восстановления почв.

Влияние механического, минералогического и химического состава почвообразующих пород на агрохимические свойства формирующейся почвы. Черноземы лесостепной и степной зоны, их характеристика, использование. Мероприятия по повышению и сохранения плодородия.

Земли сельскохозяйственного назначения. Земля как активное средство производства. Задача землепользователя. Выявление факторов, влияющих на эффективность использования земли и пути ее повышения. Система показателей экономической эффективности.

Земля с ее почвенным покровом, водами и растительностью и ее роль в сельском хозяйстве. Земля как сфера приложения труда и пространственный базис. Управление плодородием - ключ к повышению производительности земли. Искусственное и естественное плодородие.

Описание агропроизводственных свойств Приманычской впадины. Результаты мониторинга реакции почвенной среды района: потери гумуса от эрозионных процессов, ухудшение пищевого режима пашни. Пути повышения производительности земли Ставропольского края.

Важнейшей предпосылкой и естественной основой создания материальных благ являются земельные ресурсы. Роль земли поистине огромна и многообразна. Значение рационального использования земельных ресурсов в экономике сельского хозяйства и страны в целом.

Зональные типы земель - для земледелия, животноводства, лесного хозяйства. Категории пригодности земель. Экономическое плодородие. Капитальные вложения в сельское хозяйство. Себестоимость сельхозпродукции. Понятие, виды структуры по элементам затрат.

Почвообразующие породы. Черноземы лесостепной и степной зон, их характеристика, использование. Меры по повышению и сохранению плодородия. Значение многолетних трав в севооборотах. Характеристика минеральных удобрений. Системы удобрений в севообороте.

Выполнил: Студент 2 курса гр.1493 Ларионов Александр Великий Новгород 2003 год. Министерство Образования Российской Федерации Новгородский Государственный Университет

Академия сельского хозяйства и природных ресурсов Кафедра почвоведения и земледелия КУРСОВАЯ РАБОТА "Почвенный покров части территории совхоза "Ярцево" Любытинского района Новгородской области

Понятие почвы как среды обитания различных микроорганизмов, ее сущность, классификация и свойства. Основные виды, характеристика жизнедеятельности и методы определения состава микроорганизмов почвы, а также их роль в формировании почв и их плодородия.