Учение о плодородии пахотных земель и его воспроизводстве — теоретическая основа научного земледелия.
По мере накопления сведений о почве и развития естествознания и агрономии менялось и представление о том, чем обусловлено плодородие почвы. В древние времена люди обожествляли его, как солнце, огонь и воду. Сначала они объясняли его наличием в почве «жира» или «растительных масел», затем — воды, перегноя (гумуса) или элементов минерального питания; наконец, стали связывать его с совокупностью свойств почвы.
В определение понятия «плодородие почвы» внесли свою лепту А. Тэер, Ю. Либих, В. Р. Вильяме, А. А. Роде, В. А. Ковда, И. С. Кауричев, И. В. Тюрин и другие ученые [1, с. 19]. В соответствии с современными представлениями под плодородием следует понимать способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и физико-химической средой, благоприятной для нормального роста и развития.
Плодородная почва содержит достаточное количество питательных веществ и воды, имеет оптимальный воздушный и тепловой режимы; такая почва устойчива к различным факторам разрушения и пригодна для применения новейших технологий; чиста от сорняков, вредителей и болезней и быстро «излечивается» от «почвоутомления».
Плодородие — одно из условий получения высоких урожаев, хотя и не обязательно характеризуется его величиной, так как здесь действует еще целый ряд факторов — климат, растения, время, труд земледельца и др.
Различают три категории плодородия почвы: естественное, или природное, искусственное, или эффективное, экономическое.
Естественное (природное) плодородие — почва обладает им в природном состоянии без вмешательства человека, формируется под влиянием природных факторов почвообразования.
Эффективное (искусственное) плодородие свойственно пахотным почвам, используемым в сельскохозяйственном производстве, и проявляется в виде их способности поддерживать тот или иной уровень урожая сельскохозяйственных культур. Оно зависит от уровня развития науки и техники, от возможности наиболее полно использовать природное плодородие почвы для получения урожая культур.
Экономическое плодородие связано с разной оценкой участков почв в зависимости от их расположения, удаленности и удобства использования.
Выделяют еще и потенциальное плодородие — суммарное плодородие почвы, определяемое ее свойствами, приобретенными в процессе почвообразования и созданными или измененными человеком.
Наряду с понятием «плодородие почвы» в агрономической литературе используется термин «окультуриваиие почвы». Окультуривание есть процесс изменения важных природных свойств почвы в благоприятную сторону путем научно обоснованного применения агромелиоративного комплекса (мелиорация, известкование и гипсование, внесение удобрений, обработка почвы, борьба с засоренностью и зараженностью и т. д.).
В современном земледелии понятие «окультуривание почвы» применимо к вновь осваиваемым почвам с очень низким естественным плодородием или при вовлечении в пахотный слой неплодородного подпахотного.Методы повышения плодородия и окультуривания почвы
Своеобразие земли проявляется не только в ее незаменимости, постоянстве места, но и способности сохраняться и непрерывно улучшаться при правильном ведении сельскохозяйственного производства. Это указывает на необходимость разработки и осуществления на практике определенных приемов, направленных на улучшение почв при обязательном прогнозе возможных последствий.
Детальное исследование почвенного покрова Республики Беларусь позволило качественно оценивать земли с установлением оценочных баллов, отражающих уровень плодородия почв по каждому хозяйству. Это дает возможность рационального использования земельного фонда республики, планомерного повышения плодородия почв, научно обоснованного подхода к вопросам специализации и концентрации сельскохозяйственного производства, организации территории, индустриализации сельского хозяйства.
Специфика почвенного покрова Республики Беларусь, наличие почв различного гранулометрического состава, разной степени увлажнения требует глубокой дифференциации всех мер и приемов, направленных на повышение плодородия почв и урожаев сельскохозяйственных культур. Систему этих мер можно условно разделить на три большие группы, тесно связанные между собой.
1. Мероприятия, направленные на изменение внутренних свойств почв и создание оптимальных почвенных условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности растений. К ним следует отнести: благоприятный водно-воздушный режим, создаваемый главным образом мелиоративным воздействием; оптимальное состояние кислотности почв, достигаемое известкованием; достаточные запасы гумуса в почве, восполнение которого происходит за счет внесения органических удобрений и усиленного развития корневых систем растений; оптимальное содержание подвижных элементов питания для растений, создаваемое путем внесения минеральных и органических удобрении.
2. Мероприятия, направленные на изменение в благоприятную сторону состояния земельных угодий: завалупенности, закустаренности, контурности, эродироианности. Значение этих работ особенно велико, так как и Беларуси отмечается очень большая неоднородность почвенного покрова но степеням состояния.
3. Мероприятия, позволяющие наиболее оптимально реализовать, использовать присущее данной почве плодородие и способствовать его увеличению. Сюда относятся система севооборотов, обработка почвы, подбор соответствующих почвенным условиям высокоинтенсивных культур и другие агротехнические приемы. Выделяют методы биологического, химического и физического воздействия на почву для повышения се плодородия или окультуривания.Биологический метод заключается в регулировании процессов синтеза и разложения органического вещества в почве, правильном подборе возделываемых растений и сортов, наилучшем соотношении между ними и правильном чередовании их в севообороте.
Регулировать баланс органического вещества в почве можно, используя посевы многолетних бобовых трав и травосмесей с бобовыми и злаковыми компонентами. Это наиболее дешевы и и доступный способ обогащения почвы азотом путем фиксации его клубеньковыми бактериями. Принято считать, что многолетние бобовые и бобово-злаковые травы оставляют на 1 т сена в виде корневых и пожнивных остатков 10-15 кг азота. Хорошо воздействуют посевы бобовых культур на зеленое удобрение, оказывающее многостороннее положительное действие па свойства почвы и урожай. В зеленой массе сидератов находится примерно такое же колнчество(и даже больше), как в навозе, азота, несколько меньше фосфора и калия. Используются также различные приемы регулирования численности и состава микрофлоры. Разложение органического вещества в почве усиливается при более глубокой и своевременной обработке почвы, введении в севообороты пропашных культур и паров.
Химический метод предусматривает применение минеральных удобрений, известкование и гипсование почвы, обогащение при этом почвы питательными веществами, изменение реакции почвенного раствора, интенсивность и характер микробиологических процессов и другие свойства, определяющие плодородие почвы.
Физический метод направлен на изменение основных агрофизических свойств почвы: строение пахотного слоя, его плотность, пористость и структурное состояние. Основными способами воздействия на почву с целью их изменения являются: обработка почвы, приемы регулирования водного, воздушного и теплового режимов, включая также и мелиоративные мероприятия.
Обработка способствует разрыхлению слоя почвы, изменению соотношения между твердой ее фазой и норами, т. е. изменяется тепловой, водно-воздушный и пищевой режимы. За счет мелиоративных мероприятий в основном регулируются водный, воздушный и тепловой режимы почвы, в результате создаются более благоприятные условия для роста и развития растений.
Каждый из этих трех методов в той или иной степени воздействует практически на все свойства почвы и протекающие в ней процессы. Но наиболее эффективные результаты можно получить лишь тогда, когда умело сочетаются все три метода.Факторы, тормозящие окультуривание почв и способы их устранения
Факторами почвенного плодородия служат все физические, химические и биологические свойства почв, способные оказывать положительное и отрицательное (лимитирующее) влияние на окультуривание почвы в зависимости от его количественного и качественного проявления. Почва может обладать не одним каким-то лимитирующим фактором, а целым рядом. Отсюда возникает необходимость разработки комплексных мелиорации их.
Факторы и показатели плодородия почв
Плодородие можно определить как качественное свойство биосферы, так и почвы, основываясь на взглядах В. И. Вернадского [4].
Плодородие почвы заключается в возможности обеспечивать растения факторами жизни. Различают факторы и показатели (условия) почвенного плодородия. Если к факторам плодородия относятся элементы азотного и зольного питания растений, вода, воздух и частично тепло — необходимые факторы жизни и роста растений, то условия плодородия — это совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами, т. е. конкретные показатели почвенных режимов: температурного, водно-воздушного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого, окислительно-восстановительного.
Выделяют три группы факторов плодородия: биологические, химические и агрофизические. К биологическим относятся: содержание и состав органического вещества почвы, почвенная биота и чистота почвы от сорняков, вредителей и возбудителей болезней. Агрохимическую группу составляют содержание и режим питательных веществ, а также щелочно-кислотные и поглотительные свойства почвы. К группе агрофизических факторов следует отнести гранулометрический состав почвы, структуру, строение и мощность пахотного слоя.
По характеру воздействия на организмы факторы плодородия могут быть разделены на: 1) необходимые для жизни; 2) косвенные; 3) токсические; 4)случайные.
К необходимым относятся световая энергия, питательные вещества, тепло и другие факторы жизни. Косвенные факторы плодородия влияют на интенсивность, характер и действия необходимых факторов жизни. Их набор и особенности определяются средой обитания.
Токсические факторы нарушают физиологические функции растений. С нарастанием их содержания в среде снижается продуктивность и растения гибнут (химические соединения, фитонциды).
Случайные факторы в почвах возникают, как правило, под влиянием резких изменений погодных условий. Это снижение температуры весной или летом, затопление, засыпка пылью и т. д. Показатели плодородия также делятся на биологические, химические и агрофизические.