Плодородие почвы-способность почвы обеспечивать растения усвояемыми питательными веществами, влагой и др. и давать урожай.
Факторы
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 критическиеуровни показателей, при которых резко ухудшаются другие агрономически важные свойства и режимы почв и резко снижается урожай растений или его качество
Критические уровни показателей состава, свойств и режимов почв
Состав, свойства и режимы почв-критические параметры
Минералогический состав-преобладание кварца, более 98%
Гранулометрический состав-песчаные почвы в аридных областях, глинистые – в гумидных. Высокая степень каменистости
Химический состав-преобладание оксидов кремния (более 98%). Содержание гумуса менее 1% в почвах с фульватным составом гумуса и менее 2% — с гуматным. Содержание ЛОВ менее 0,1%. Содержание водорастворимых солей более 0,6-2% в зависимости от вида солей. Повышенные концентрации тяжелых металлов и токсикантов, превышающие ПДК, и радионуклидов
Физико-химические свойства-ЕКО менее 5 мг·экв/100 г почвы. Степень насыщенности основаниями менее 50%, рНKCl ниже 4,5-5. Содержание обменного натрия более 10-15% от ЕКО, сильнощелочная реакция среды рНH2O более 8,5
Агрохимические свойства-содержание элементов питания очень низкое и низкое в соответствии с зональными группировками обеспеченности
Общие физические свойства-Плотность более 1,4-1,5 г/см3, общая порозность менее 40%
Структура-содержание агрономически ценных агрегатов менее 40%
Водные свойства и запасы влаги-Влажность, соответствующая ВЗ, водопроницаемость – ниже
30 мм/час
Воздушные свойства и состав почвенного воздуха-порозность аэрации менее 15%. Содержание СО2 более 3%; O2 — менее 10-15%
Окислительно-восстановительные условия-ОВП (Еh) ниже 250 мВ
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 проявляются 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 рН;
– ухудшение структуры и водно-физических свойств почв;
– нарушение биологического режима, развитие патогенной микрофлоры (грибов Fusarium, Рenicilliumnи 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.