Под плодородием почвы понимают способность ее обеспечивать растения в максимально потребных количествах водой, воздухом и питательными элементами и тем самым формировать урожай. Различают два вида плодородия почвы - естественное и эффективное.
Естественное плодородие почвы сложилось в результате естественного почвообразовательного процесса и определяется гранулометрическим, химическим составом почвы и климатическими условиями.
Эффективное плодородие сформировалось в результате влияния природных факторов и производственной деятельности человека путем обработки почвы, внесения органических и минеральных удобрений, орошения, введения севооборотов и других агротехнических приемов.
При естественном плодородии некоторые питательные вещества почвы находятся в недоступной для растений форме и не могут использоваться ими. Под воздействием обработки, при изменении водного и воздушного режимов недоступные питательные вещества почвы переходят в легкоусвояемую форму и используются растениями.
Воздействие человека на почву может резко изменить ее природные свойства. Внесение удобрений изменяет химический состав и свойства почвы, посев тех или иных видов растений и соответствующая обработка приводят к изменению физических свойств почвы, ее водо- и воздухопроницаемости, оструктуренности и т. д.
Одна из основных задач земледелия - правильно организовать и направить в лучшую сторону происходящие в почве процессы для полного обеспечения растений водой, воздухом и питательными веществами.
Многочисленные приемы повышения плодородия почвы можно свести к четырем видам:
1) Физические - обработка почвы, борьба с эрозией и т. д.;
2) Агрохимические и биохимические - улучшение круговорота питательных веществ в земледелии;
3) Мелиоративные и агролесомелиоративные - коренное улучшение природных свойств почвы, полезащитное лесоразведение и др.;
4) Биологические - севообороты, луговодство, селекция и семеноводство и т. д.
Важный показатель плодородия почвы - это количество органического вещества в ней, образующегося и накапливающегося в результате жизнедеятельности растений и микроорганизмов.
К одной из главных составных частей органического вещества почвы относится гумус, который служит источником пищи и энергии для почвенных микроорганизмов. В то же время микроорганизмы, используя гумус, освобождают питательные элементы для растений. Увеличение количества гумуса в почве улучшает ее физико-химические свойства.
Зная пути образования и разложения органического вещества, человек может регулировать эти процессы и таким образом создавать наилучшие условия для накопления питательных элементов в почве и улучшения ее свойств.
Однако только органическое вещество еще не делает почву окультуренной и высокоплодородной. Она должна, обладать и другими особенностями и свойствами. Так, важное свойство - мощность, или глубина, пахотного слоя, которая тесно связана с окультуриванием почвы. В мощном пахотном слое значительно усиливается рост корней сельскохозяйственных растений, основная масса которых (до 70-90%) размещается в нем. Разложение массы корневых остатков в этом слое способствует развитию микроорганизмов и образованию ими большого количества питательных веществ для растений.
Кроме глубокого пахотного слоя, окультуренная почва должна иметь оптимальное строение, под которым понимается определенное процентное соотношение воды, воздуха и собственно почвы. Это соотношение можно изменять и тем самым регулировать деятельность аэробных и анаэробных микроорганизмов, ослабляющих или усиливающих минерализацию органического вещества. С изменением строения почвы меняется ее плотность.
Показателем окультуренности почвы служит также ее структура, под которой понимают способность почвы распадаться при обработке на различные по диаметру и форме комочки (агрегаты). Агрономически ценными считаются комочки диаметром 0,25-10 мм, противостоящие размывающему действию воды (макроструктура). Более крупные комочки характеризуют глыбистую структуру, а комочки менее 0,25 мм - микроструктуру почвы.
В оструктуренной почве благодаря ее лучшему сложению и строению растения и микроорганизмы лучше снабжаются водой и воздухом, энергичнее происходит минерализация органического вещества и обеспечение растений питательными элементами.
Кроме того, с поверхности оструктуренных почв испарение воды значительно сокращается, что имеет важное значение в засушливых районах.
Агрегатирование частиц почвы снижает ее связность и липкость, что резко уменьшает сопротивление при обработке. Внесение органических и минеральных удобрений, правильное чередование культур в севообороте способствуют образованию водопрочной структуры, улучшают водный, воздушный и питательный режимы почвы и благоприятно влияют на развитие сельскохозяйственных культур и повышение их урожаев.
Воспроизводство плодородия почвы а интенсивном земледелии.
Интенсификация использования земли, переход на интенсивные технологии возделывания многих культур, специализация (насыщение определенными растениями) севооборотов, увеличение числа обработок почвы мощными машинами, внедрение новых высокоурожайных сортов приводят к значительному снижению почвенного плодородия, и в первую очередь уменьшению количества органического вещества - гумуса - на всех типах почв.
Исследованиями установлено, что наибольшее снижение гумусности почв наблюдается при возделывании пропашных культур и введении чистых паров из-за многократной обработки их и высокой аэрации почвы, что приводит к усиленной минерализации органического вещества. В результате уменьшения его содержания ухудшаются физико-механические свойства почвы, водно-воздушный и тепловой режимы, биологическая активность почвы.
В природных условиях баланс гумуса в почве регулируется естественным обменом между растительными сообществами и почвой и находится в определенном равновесии, свойственном конкретной зоне.
В сельскохозяйственном производстве это равновесие нарушается, количество гумуса уменьшается, что ведет к снижению потенциального плодородия. В то же время минерализация гумуса обусловливает рост запасов элементов минерального питания растений, что увеличивает эффективное плодородие почвы. Однако этот рост продолжается недолгое время. В задачу интенсивного земледелия входит такая организация ведения хозяйства, чтобы в почве усиливались оба процесса - как накопления органического вещества, так и его минерализации с желательным преобладанием первого.
Основной источник пополнения гумуса в почве - органические удобрения (навоз, корневые и пожнивные остатки, торф, сидеральные удобрения). Для создания положительного или хотя бы бездефицитного баланса гумуса в Нечерноземной зоне необходимо вносить не менее 12-15 т органического вещества на 1 га, а в Черноземной зоне - 6-8 т.
Важно иметь в виду, что для повышения и воспроизводства плодородия почвы только применения органического вещества недостаточно, так как понятие «плодородие почвы» включает много показателей. Внесение органического вещества должно обязательно сопровождаться комплексом агротехнических мероприятий, в который входят известкование кислых и гипсование солонцовых почв, рациональное использование минеральных удобрений, введение и освоение научно обоснованных севооборотов с корректировкой структуры посевных площадей по зонам. Увеличение в севооборотах в зоне достаточного увлажнения доли многолетних бобовых и злаковых трав, зерновых бобовых культур позволит создать положительный баланс органического вещества в почве, увеличить выход кормов и белка.
Широкое применение промежуточных культур, оставляющих в почве много органического вещества, совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных растений, сокращение числа и глубины обработок почвы и их минимализация, использование комбинированных агрегатов, замена тяжелых машин и орудий, разрушающих почву, на легкие, постоянная борьба с эрозионными процессами, применение зональных систем всех этих мероприятий, то есть разработанных для конкретных зональных условий, - это основной путь создания бездефицитного баланса гумуса и повышения плодородия почвы. Все указанные вопросы должны решаться в комплексе.