Файл: Учебное пособие по дисциплине Методы и механизмы воспроизводства плодородия почв для направлений подготовки 35. 04. 03 Агрохимия и агропочвоведение.pdf

8 8 кусственно новую его часть – искусственное плодородие. Созданное человеком искусственное плодородие не может существовать отдельно, сочетаясь с есте- ственным (природным) плодородием, оно образует качественно новую катего- рию – природно-экономическое (естественноантропогенное) плодородие.
Природно-экономическое плодородие обрабатываемых (пахотных) почв тем выше, чем выше исходное природное плодородие и чем больше труда и средств вложено человеком в почву (т. е. чем выше искусственное плодородие).
Однако воздействие антропогенного фактора на развитие почвенных процес- сов, состав и свойства почвы, а, следовательно, и на уровень почвенного плодо- родия исключительно интенсивно и носит неоднозначный характер. Результа- том хозяйственной деятельности человека может быть как улучшение целин- ных почв, так и их ухудшение, снижение их потенциального и эффективного плодородия.
Поэтому природно-экономическое плодородие, т. е. плодородие пахотных почв, может быть и выше, и ниже, чем природное (исходное) плодородие ана- логичной целинной почвы.
Таким образом, в почвенном плодородии четко выделяются две категории:
1) природное (естественное) плодородие, свойственное целинным почвам;
2) природно-экономическое (естественно-антропогенное) плодородие, свой- ственное обрабатываемым почвам.
Данным категориям одинаково присущи две формы плодородия: потенци- альное и действительное (эффективное, экономическое для пахотных почв).
Следует отметить, что термин «экономическое плодородие» понимают по- разному. Одни ученые понятие «экономическое плодородие» отождествляют с
«эффективным плодородием», другие – представляют его как сравнительную стоимостную характеристику урожая, произведенного с единицы земельной площади.
По мнению ряда авторов (Муха и др., 1995), экономическое плодородие – это конкретное проявление эффективного плодородия на каждом уровне эко- номического развития сельскохозяйственного производства.
В настоящее время в практике широко используют для сравнительной оценки пахотных земель понятие «нормативное плодородие». Этим термином обозначают эффективное плодородие конкретной почвы в условиях возделыва- ния сельскохозяйственных культур по принятой (эталонной) для данной зоны технологии. Другими словами, это средний многолетний уровень урожайности ведущих сельскохозяйственных культур, выращиваемых по принятой для дан- ной зоны технологии на конкретной почве.
1.3. Уровни и модели почвенного плодородия
Для каждого вида почвенного плодородия определены уровни, или набор показателей, отображающих свойства и режимы почв (Муха и др., 2004).
Уровень потенциального плодородия почвы, определяют показатели:
1.
Содержание гумуса и его качество, влияющие на запасы азота и других

9 9 питательных и ростактивирующих веществ, поглотительную способность и бу- ферность почвы, структурное состояние и агрофизические характеристики.
2.
Содержание питательных веществ (азот, фосфор, калий, сера и другие макро- и микроэлементы, их общее количество и степень подвижности, до- ступности растениям), определяющее питательный режим.
3.
Гранулометрический состав, влияющий на общий химический и минера- логический состав, поглотительную способность и буферность почвы, ее струк- турное состояние, агрофизические характеристики, водно-воздушный и тепло- вой режимы, интенсивность и соотношение процессов трансформации и мине- рализации органического вещества почвы, аккумуляции и вымывания.
4.
Состав обменно-поглощенных катионов, влияющий на состояние поч- венных коллоидов, агрофизические свойства, реакцию почвенного раствора и его физиологическое равновесие, буферность почвы.
5.
Микробиологическая и ферментативная активность, влияющая на про- цессы трансформации органических и минеральных соединений, питательный режим.
6.
Общий химический и минералогический состав, определяющий действи- тельные и потенциальные возможности, резервы плодородия.
7.
Реакция почвенного раствора, солевой состав, фитотоксичные веще-
ства, влияющие на токсикационный режим.
8.
Структурное состояние корнеобитаемого слоя, мощность и строение
почвенного профиля, влияющие на водно-воздушный режим, агрофизические свойства почвы.
9.
Величина максимальной гигроскопичности и диапазон активной влаги, влияющие на водный режим.
10.
Уровень грунтовых вод и их минерализация, влияющие на водный ре- жим, химический состав, физико-химические и агрофизические свойства поч- вы.
Кроме того, на уровень потенциального плодородия почвы существенно влияет хозяйственная деятельность человека - антропогенный фактор.
Перечисленные природные факторы потенциального плодородия характе- ризуют непосредственно почву и могут быть точно определены и учтены в ди- намике.
Потенциальное плодородие – относительно стабильная характеристика, позволяющая сопоставлять почвы различных территорий и угодий, оценивать возможности их использования в перспективе. Уровень эффективного плодо- родия почвы, устанавливаемый по урожайности возделываемых сельскохозяй- ственных культур, зависит не только от почвы, но и от погодно-климатических условий, биологических особенностей растений, воздействия человека.
Таким образом, уровень эффективного плодородия почвы – это уровень плодородия конкретной экологической системы, точнее, агропедоценоза. Фак- торы, определяющие эффективное плодородие почвы, являются факторами урожая. Ведущее значение среди них имеет антропогенный фактор.

10 10
Уровень эффективного плодородия определяется следующими показа-
телями:
1. Почва: питательный режим (содержание и динамика доступных форм пита- тельных веществ, их соотношение); водный режим (содержание и динамика доступной влаги, передвижение воды); воздушный режим (содержание и ди- намика в почвенном воздухе О
2
, СО
2
, NH
3
и др.); тепловой режим (темпера- тура почвы, ее динамика); содержание ростактивирующих и других физиоло- гически активных веществ; реакция почвенного раствора; наличие фототок- сичных соединений.
2. Погодно-климатические условия: солнечная радиация (количество и распре- деление во времени ФАР); количество и распределение атмосферных осад- ков; температурный режим (сумма активных температур, длительность веге- тационного периода, годовой ход среднемесячных температур и др.); относи- тельная влажность воздуха и ее динамика; количество СО
2
и наличие воз- душных мигрантов в атмосфере.
3. Растение: сорт, репродукция, качество семян и др.
4. Фитосанитарные условия: сорная растительность (состав, количество); бо- лезни и вредители культурных растений.
5. Антропогенное воздействие, включающее механическую обработку почвы, агротехнику; севообороты (набор и чередование сельскохозяйственных куль- тур, их возделывание); внесение органических и минеральных удобрений, применение сидератов; применение ростактивирующих веществ, регуляторов питания; применение пестицидов; химическую мелиорацию (применение из- вести, гипса, кислование почвы и др.); гидромелиорацию (осушение, ороше- ние); противоэрозионную мелиорацию; организацию территории.
При оценке факторов эффективного плодородия почвы необходимо вы- делять наиболее информативные показатели, а также учитывать интенсивность и направленность развития важнейших почвенных процессов, прежде всего трансформацию органического вещества и минералов. Сопоставление данных о направленности и интенсивности (скорости) изменения показателей потенци- ального и эффективного плодородия позволяет прогнозировать характер разви- тия почвенного плодородия и определять приемы антропогенного воздействия.
Направленное развитие культурного почвообразовательного процесса позволяет обеспечить определенные уровни (модели) почвенного плодородия, под которым следует понимать совокупность агрономически значимых свойств почв и их режимов, отвечающих определенному уровню продуктивности рас- тений (Муха и др., 2004). В трактовке других авторов модель плодородия почв - это оптимальное сочетание свойств, процессов и режимов почв для получения максимального экономически оправданного урожая и наибольшего КПД ис- пользования в агрофитоценозе солнечной и антропогенно затраченной энергии при соблюдении экологической безопасности принятой системы земледелия и технологий (Шишов и др., 1987; Савич и др., 2002). Модель плодородия пред- полагает максимальную устойчивость почв в данных условиях к деградации, надежность и долговечность функционирования при принятых потоках веще-

11 11 ства и энергии.
Для создания моделей плодородия почв необходимо оптимальное сочета- ние их свойств, процессов и режимов. Для условий интенсивного земледелия необходимо создание моделей почвенного плодородия, характеризующихся оп- тимальными параметрами свойств почв. Оптимальные параметры свойств
почв - это сочетание количественных показателей свойств и режимов почв, при котором могут быть максимально использованы все жизненно важные для рас- тений факторы, наиболее полно реализованы потенциальные возможности вы- ращиваемых культур и обеспечен наивысший урожай при его хорошем каче- стве. Одновременно почва с оптимальными параметрами свойств, режимов и площади производственного участка обеспечивает наибольшую эффективность основных факторов интенсификации – химизации, механизации, мелиорации.
Модель почвенного плодородия должна разрабатываться с учетом требо- ваний растений к свойствам почв. Но при этом следует учитывать свойства и режимы почв, и структуру почвенного покрова. На фоне генетической особен- ности почв (строение профиля, наличие гумусовых горизонтов, фациальные условия водно-теплового режимов и др.) модели почвенного плодородия разра- батываются с учетом гранулометрического состава как фундаментального по- казателя, имеющего интегральное значение в формировании агрономических свойств почв и дифференциации агротехнических приемов возделывания сель- скохозяйственных культур.
Модели почвенного плодородия разрабатывают совместно специалисты разных профилей: почвоведы, мелиораторы, растениеводы и др. Модели со- здают на основе изучения основных параметров свойств почв в системе поле- вых опытов с культурами, изучения данных о свойствах почв и урожайности, конструирования почв с заданными параметрами в специальных опытах. Ре- зультаты их важны для практических целей.
В настоящее время разработаны общие показатели свойств почв для
модели плодородной почвы. К ним относят целый ряд показателей, характери- зующих уровни плодородия почвы (Муха, 1994). Приводится следующая их ха- рактеристика.

Показатели гумусного состояния почв. К ним относят общее со- держание гумуса, его состав, запасы в слое 0-20 см и метровом слое.

Параметры питательного режима. Питательный режим определя- ет содержание доступных для растений элементов питания.

Показатели оптимальных физических свойств. Сюда входят такие показатели, как плотность, агрегатный состав, наименьшая влагоемкость, водо- проницаемость, аэрация.

Показатели, характеризующие строение почвенного профиля. Это мощность пахотного и гумусового горизонтов.

Показатели физико-химических свойств. Их представляют данные реакции почвенного раствора, емкости поглощения, состава обменных катио- нов, степени насыщенности основаниями.
Кроме перечисленных показателей добавляют дополнительные сведения,

12 12 характеризующие зональные особенности. Это наличие токсичных веществ, в особенности подвижных соединений алюминия и марганца. Для территорий с выраженным засолением почв и пород учитывают наличие токсичных солей
(содержание, состав, глубина залегания и др.).
Необходим также учет факторов жизни растений. Важными считаются та- кие из них, как тепло, свет, влага, воздух, наличие элементов питания. Следует учитывать не просто наличие данных факторов, а равнозначность их. Кроме то- го, согласно законам земледелия, важно определить лимитирующие факторы, то есть те, от которых в первую очередь зависит продуктивность почв. К при- меру, ограничивающими могут быть температура, влажность, наличие элемен- тов питания и др.
В то же время одностороннее воздействие на один фактор жизни растений без изменения другого приводит к снижению урожая. Так, избыток азотного питания или увлажнения отрицательно отразится на продуктивности растений.
В связи с этим важно наличие достаточно полной информации о факторах жиз- ни растений и лимитирующих показателях. Особое значение приобретают ма- териалы почвенно-агрохимических исследований. К ним относят почвенные карты, картограммы содержания подвижных форм фосфора и калия, кислотно- сти, засоления, эродированности, заболоченности и др.
Модели плодородия почв отличаются для разных типов почв, групп почв по гранулометрическому составу, гумусированности, эродированности, оглеен- ности и т. д., для отдельных групп растений, сортов, для различных регионов и определенного уровня ведения сельскохозяйственного производства. Создавая почву для получения планируемого урожая, необходимо предусматривать, во- первых, получение урожая приемлемого качества, во-вторых, экономическую целесообразность получения планируемого урожая и, в-третьих, соблюдение условия повышения плодородия почв и сохранения экологического равновесия.
Очевидно, неприемлемо внесение таких доз удобрений и средств защиты рас- тений, которые приведут к получению загрязненной продукции.
Модели плодородия зависят от характера сельскохозяйственного исполь- зования почв. Для дачного и, частично, фермерского хозяйства возможно раз- личное использование склонов разной крутизны и экспозиции, повышенных и пониженных элементов рельефа, отдельных компонентов структуры почвенно- го покрова. Для больших хозяйств это маловероятно.
1.4. Принципы регулирования плодородия почв
При сельскохозяйственном использовании почвы трансформируются в направлениях деградации, окультуривания и стабилизации. Понятие окульту- ривания относится к повышению плодородия дерново-подзолистых, светло- серых лесных и других бедных почв. Часть почв подвергается различным ме- лиоративным мероприятиям. При этом не всегда обеспечивается их эффектив- ное использование.
В отечественной сельскохозяйственной литературе часто декларируется