«Экология почв».

Вступительная лекция по теме: «Экология почв».

Плодородие является самым важным свойством почвы. Это свойство почвы имеет большое значение для человека. Ряд экологических проблем возникло с интенсификацией производства. В результате хозяйственной деятельности, среда в которой мы обитаем, постоянно химически меняется. Накопление продуктов техно генеза в почве ведет к снижению урожаев сельскохозяйственных культур, а также к частичной или полной утрате плодородия почв.

Почва как особое природное тело формируется в результате тесного взаимодействия климата, растительности, почвообразующих пород, рельефа местности. Сочетание факторов почвообразования — это комбинации экологических условий развития почвообразовательного процесса в почве. Наряду с указанными пятью природными факторами почвообразования выделяется шестой — производственная деятельность человека, оказывающая как прямое, так и косвенное влияние на почвообразование, и почвенный покров.(2)

Почва представляет собой сложную малодинамичную систему и поэтому на урожайность различных культур, в значительной степени влияет тип и механический состав почвы, уравновешенность почвенных растворов по наличию минеральных элементов, содержание тяжелых металлов, аллопатические взаимодействия.

Питание растений происходит путем фотосинтеза и путем поглощения минеральных элементов из почвы через корневую систему, поэтому понимание взаимодействия почвы и растения позволит повысить урожайность, реализовать потенциал растений, а также прогнозировать возможные последствия.

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

Естественное плодородие – то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека. Естественное плодородие в одном случае может быть сравнительно высоким, в другом весьма низким, но всегда определяется сочетанием и совместным влиянием природных факторов и процессов почвообразования. Естественным плодородием в чистом виде практически обладают лишь целинные земли. Оно определяется биологической продуктивностью, т.е. количеством растительной массы, создаваемой за год на единицу площади.

Искусственное плодородие – плодородие, которым обладает почва в результате целенаправленного воздействия человека (обработки, удобрения, мелиорации и других приемов по окультуриванию). С момента, когда целинный участок вовлекается в оборот и почва становится средством производства и продуктом труда человека, она наряду с естественным приобретает искусственное плодородие. В чистом виде оно возникает при создании субстратов для выращивания растений в теплицах, парниках и т.п.

Искусственное плодородие свойственно всем в той или иной мере окультуренным почвам. Однако как бы ни была высоко окультурена почва, она наряду с искусственным всегда обладает и естественным плодородием, обусловленным природными свойствами почвы. Чем выше культура земледелия, тем больше изменились первоначальные качества почв и тем сильнее выражено в ней искусственное плодородие. Однако определить, какая часть плодородия окультуренной почвы относится к ее естественному плодородию, а какая к искусственному, невозможно. Эти два вида плодородия неразрывно связаны между собой и формируют эффективное (экономическое) плодородие.

Эффективное (экономическое) плодородие представляет собой ту часть плодородия почвы, которая реализуется в виде урожая растений. Оно является реальным выражением искусственного и природного плодородия, вместе взятых, и представляет собой результат воздействия человека на почву в определенных социально-экономических условиях. Следовательно, к основным факторам, от которых зависит эффективное плодородие, относятся не только уровень природного плодородия, но в большей степени условия использования почв в производстве, уровень развития науки, техники и реализации их достижений. Эффективное плодородие является частью потенциального плодородия почв.

Потенциальное плодородие – это суммарное плодородие почвы, определяемое ее приобретенными в процессе почвообразования или созданными (измененными) человеком свойствами. Характеризуется запасами элементов питания растений, формами их соединений и сложным взаимодействием всех других свойств, определяющих способность почвы в благоприятных условиях обеспечения растений другими факторами – водой, воздухом, теплом (а это возможно при окультуривании) – длительное время мобилизовать в необходимых для растений количествах элементы питания и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия. Огромное потенциальное плодородие имеет, например, луговой торфяник, после осушения и освоения на нем получают очень высокие урожаи культурных растений за счет частичного расхода запасного фонда. Высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким – подзолистые.

Различные растения предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям. Поэтому говорят об относительном плодородии почв, т.е. по отношению к определенным видам растений или растительным формациям. Одна и та же почва может быть плодородной для одних и малопригодной для других растений. Например, болотные почвы высокоплодородны для болотной растительности и не подходят для степной, кислые подзолистые плодородны для лесной растительности, на солончаках хорошо произрастает галофильная растительность.

Различают факторы и условия почвенного плодородия. К первым относятся элементы азотного и зольного питания растений, вода, воздух и тепло – необходимые земные факторы жизни и роста растений. Ко вторым – совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами (физические и физико-химические свойства, наличие токсических веществ и др.).

Главные показатели, определяющие уровень почвенного плодородия, можно объединить в следующие группы:

1) комплекс физических свойств почвы – механический состав, структура, физико-механические свойства, воздушные, водные и тепловые свойства;

2) комплекс химических свойств – гумусовый состав, минералогический и химический состав, количество подвижных форм макро- и микроэлементов, наличие токсических веществ, отсутствие избытка легкорастворимых солей;

3) комплекс физико-химических свойств – реакция, емкость поглощения, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями, окислительно-восстановительный потенциал;

4) комплекс биологический свойств – количество микроорганизмов, преобладание бактерий (нитрифицирующих, целлюлоз разрушающих, наличие азотфиксирующих), ферментативная активность, «дыхание» почвы, фитосанитарное состояние;

5) комплекс режимов почвы – благоприятные водно-воздушный, пищевой и тепловой.

Плодородие проявляется как результат сложного взаимодействия и взаимовлияния свойств и режимов почвы. Свойства почвы могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на уровень ее плодородия.

После освоения целинной почвы ее плодородие изменяется в зависимости от мероприятий по окультуриванию почвы. В ней происходят количественные и качественные изменения, которые могут протекать в благоприятном направлении (накопление элементов питания, улучшение водно-воздушного режима и др.) или в нежелательном (разрушение структуры, эрозия и др.). С урожаями культурных растений выносится много питательных элементов из почвы, и тем больше, чем выше урожай. Кроме того, большое количество теряется в результате вымывания осадками, эрозии и др., что приводит к снижению плодородия почв. Однако могут сложиться условия и для стабильного уровня плодородия. Поэтому выделяют три вида воспроизводства почвенного плодородия: неполное, простое и расширенное.

При неполном воспроизводстве формируется плодородие ниже первоначального, возвращение к исходному уровню означает простое воспроизводство, при создании плодородия выше, чем начальное, – расширенное воспроизводство.

К основным приемам повышения эффективного плодородия относятся рациональное применение органических и минеральных удобрений, известкование и гипсование почв, система обработки, орошение и осушение, введение системы севооборотов, мероприятия по борьбе с эрозией и возделывание наиболее урожайных сортов растений. При этом необходимо выполнение рсновного принципа землепользования: любая система земледелия должна быть обоснована экологически, т.е. соответствовать почвенно-климатическому природному комплексу.

Бонитировка (от лат. bonitоs – доброкачественность) почв – это специализированная научно-производственная классификация почв по их продуктивности. Строится на сопоставлении объективных природных свойств и режимов почв, наиболее важных для роста сельскохозяйственных растений со средней многолетней урожайностью основных сельскохозяйственных культур, возделываемых в региональной зоне.

Впервые на примере почв Нижегородской губернии В.В. Докучаев разработал научный метод бонитировки почв, на основании которого было показано, что каждая почва имеет большое число свойств, формирующих в совокупности плодородие почв. Однако не все признаки могут быть критериями бонитировки, а только те, которые мало подвержены изменениям во времени, надежно характеризуют уровень плодородия и коррелируют с урожайностью. Кроме того, учитывать необходимо и особенности природной зоны, ее агроклиматические показатели – термические условия и водный режим (сумма температур выше 10^о С, коэффициент увлажнения, степень континентальности климата), так как природные свойства, определяющие плодородие почв, различаются по почвенно-климатическим зонам.

На продуктивность почв, а соответственно, и урожайность культур оказывают влияние и другие факторы, которые сложно определить количественно (степень смытости или дефлированности, оглеености и др.).

Почва, подверженная эрозии, в результате которой полностью или частично уничтожена (смыта) часть почвенных горизонтов.

Под дефляцией принято понимать почвенное разрушение по причине воздушных двигающихся потоков, а также снос верхнего слоя грунта ветром.

Оглееность – почвообразовательный процесс, протекающий в анаэробных восстановительных условиях  при участии микроорганизмов, наличии органического вещества и постоянном или продолжительном обводнении отдельных горизонтов или всего профиля почвы.

Такие факторы учитываются отдельно с помощью поправочных коэффициентов, которые вычисляются по сопоставлению урожайности на таких почвах.

Вышеперечисленный перечень признаков почв уточняется в соответствии с местными особенностями и традиционными подходами в оценочных работах.

Оценка плодородия – заключается в выявлении возможностей почвы земельного участка для выращивания следующих сельскохозяйственных культур и групп культур: 1) озимая рожь, 2) озимая пшеница, 3) овес, 4) ячмень и яровая пшеница, 5) кормовой люпин, 6) горох, вика, пелюшка, 7) картофель, 8) корнеплоды, 9) лен, 10) кукуруза, 11) люцерна, клевер, 12) злаковые травы. Степень соответствия почв для выращивания этих культур определяется по 100-балльной шкале, в которой оценку 100 баллов получает самая лучшая почва для той или иной культуры. В случае, если почвы не соответствуют оптимальным параметрам по каким-либо показателям по оценочной шкале, вводят поправочные коэффициенты. В зависимости от величины баллов бонитета с учетом коэффициентов земельные участки разделяются на группы по их пригодности для выращивания разных культур: ● наиболее пригодные – 70 баллов; ● пригодные – 40 – 70 баллов; ● малопригодные – 20 – 40 баллов; ● непригодные –

Оценка технологических свойств земельных участков заключается в определении степени благоприятности проведения полевых работ по выращиванию сельскохозяйственных культур по сравнению с оптимальными условиями.

1. Ващенко И.М., Габибов М.А. Основы почвоведения. Учебное пособие. Рязань 2007.

2. Ганжара Н.Ф. Почвоведение.- М.: "Агроконсалт", 2001.

3. Гридчин В. Биотехнологии в земледелии. Белгород: «Крестьянское дело», 2001.

4. https://fb.ru/article/456765/deflyatsiya-pochv-opredelenie-ponyatiya-prichinyi-faktoryi-metodyi-borbyi