Материал: Почвоведение. Курс лекций

ней

 2,2 

млн

. 

голов

. 

Вредное

влияние

перевыпаса

особенно

сильно

проявляется

на

зимних

  (

лишайниковых

) 

оленьих

пастбищах

. 

Летние

  (

травянистые

) 

пастбища

страдают

меньше

. 

Продуктивность

оленьих

пастбищ

уменьшается

из

-

за

совре

-

менной

техники

, 

оставляющей

глубокие

и

многолетние

отметины

в

тундре

. 

Раз

-

рушение

изреженной

, 

но

играющей

теплоизолирующую

роль

растительности

в

тундре

приводит

к

чрезмерному

таянию

почв

, 

их

оседанию

и

развитию

термокар

-

ста

, 

появлению

оврагов

. 

Эрозия

, 

термокарст

и

солифлюкция

делают

восстановле

-

ние

растительности

на

нарушенных

участках

невозможным

. 

Главными

мероприя

-

тиями

по

предотвращению

негативных

последствий

перевыпаса

должны

стать

па

-

стбищеобороты

и

максимальное

сокращение

выпаса

, 

и

выбивание

грунтов

. 

21. 

Плодородие

почв

Плодородие

является

неотъемлемым

свойством

почвы

. 

От

него

зависит

жизнь

растений

и

животных

. 

Под

плодородием

в

современной

научной

литерату

-

ре

принято

понимать

способность

почвы

обеспечивать

рост

и

воспроизводство

растений

всеми

необходимыми

им

условиями

. 

Растения

для

своей

жизни

нуждаются

в

воде

, 

элементах

питания

, 

свете

, 

теп

-

ле

, 

кислороде

, 

углекислом

газе

. 

Все

это

  (

кроме

света

) 

в

той

или

иной

мере

дает

почва

.  

К

. 

Маркс

в

  «

Капитале

» 

различал

три

категории

плодородия

почвы

: 

естест

-

венное

 (

природное

), 

искусственное

 (

эффективное

) 

и

экономическое

. 

Естественное

плодородие

определяется

свойствами

природных

почв

, 

формирующихся

в

про

-

цессе

их

эволюции

под

влиянием

природных

факторов

почвообразования

. 

Естест

-

венным

плодородием

обладают

целинные

почвы

. 

Эффективное

плодородие

свойственно

почвам

сельскохозяйственного

ис

-

пользования

и

проявляется

в

виде

способности

поддерживать

некоторый

уровень

урожая

культурных

растений

. 

Эффективное

плодородие

 – 

та

часть

потенциально

-

го

плодородия

, 

которая

реализовывается

в

виде

урожая

растений

при

данных

по

-

годных

и

агротехнических

условиях

.  

Экономическое

плодородие

связано

с

разной

оценкой

конкретных

земельных

участков

в

зависимости

от

их

расположения

и

удобства

использования

. 

Экономи

-

ческое

плодородие

  – 

экономическая

оценка

почвы

в

связи

с

ее

потенциальным

плодородием

и

экономическими

характеристиками

земельного

участка

. 

Потенциальное

плодородие

 – 

суммарное

плодородие

почвы

, 

определяемое

ее

свойствами

, 

как

естественными

, 

так

и

измененными

человеком

. 

Относительное

плодородие

 – 

плодородие

почвы

по

отношению

к

определен

-

ной

группе

или

виду

растений

. 

Плодородная

для

одних

культур

почва

может

быть

неплодородна

для

других

. 

Воспроизводство

плодородия

 – 

совокупность

природных

почвенных

процес

-

сов

и

целенаправленных

антропогенных

воздействий

для

поддержания

эффектив

-

ного

плодородия

почв

на

уровне

, 

приближающемся

к

потенциальному

плодоро

-

дию

. 

Рост

и

продуктивность

растений

зависят

от

плодородия

почвы

, 

но

и

плодоро

-

дие

зависит

от

количества

поступающего

органического

вещества

и

направленно

-

сти

биологического

круговорота

. 

В

этой

связи

на

Земле

растительные

и

почвен

-

ные

зоны

находятся

в

естественной

связи

. 

В

природных

биогеоценозах

устанав

-

ливается

динамическое

равновесие

между

почвой

и

растительностью

, 

почве

лю

-

бого

плодородия

находится

свой

вид

растительности

, 

по

отношению

к

которому

она

наиболее

плодородна

. 

Болотные

или

лесные

растения

не

могут

расти

на

чер

-

ноземе

, 

например

. 

Плодородие

почвы

формируется

в

процессе

образования

самой

почвы

и

оп

-

ределяется

всей

совокупностью

свойств

почвы

. 

При

этом

не

следует

забывать

, 

что

плодородие

формируется

в

процессе

образования

самой

почвы

и

формируется

всей

совокупностью

свойств

почвы

, 

а

не

только

верхним

ее

слоем

, 

где

находится

большая

часть

гумуса

, 

корней

, 

питательных

веществ

. 

Важнейшими

свойствами

почв

, 

определяющими

ряд

соподчиненных

свойств

и

, 

в

конечном

счете

, 

плодородие

, 

являются

гранулометрический

состав

, 

структур

-

ность

, 

водно

-

физические

свойства

, 

тепловые

свойства

, 

содержание

органического

вещества

, 

поглотительная

способность

почв

, 

биологическая

активность

почв

. 

Гранулометрический

состав

почвы

определяет

тепловой

, 

воздушный

, 

вод

-

ный

и

пищевой

режимы

. 

Легкие

почвы

прогреваются

раньше

тяжелых

, 

и

их

назы

-

вают

  «

теплыми

почвами

». 

Они

имеют

хорошую

водо

- 

и

воздухопроницаемость

. 

Благодаря

высокой

аэрации

органическое

вещество

в

таких

почвах

быстро

мине

-

рализуется

, 

а

гумификация

ослаблена

. 

Из

-

за

  

малой

влагоемкости

влага

не

накап

-

ливается

, 

а

элементы

питания

активно

вымываются

. 

Их

поглотительная

способ

-

ность

и

буферность

низка

. 

Тяжелые

почвы

более

  «

холодные

», 

слабопроницаемы

, 

значительная

часть

их

влаги

недоступна

растениям

. 

При

сезонном

переувлажнении

возможен

дефи

-

цит

воздуха

и

развивается

оглеение

. 

Структурность

определяет

плотность

почвы

, 

ее

физические

свойства

и

свя

-

занные

с

ними

тепловой

, 

водный

, 

воздушный

и

пищевой

режим

, 

что

в

конечном

счете

сказывается

на

величине

урожая

. 

В

бесструктурной

почве

обычно

наблюда

-

ется

дефицит

либо

воды

, 

либо

воздуха

. 

В

структурных

почв

вода

удерживается

в

капиллярах

, 

а

воздух

 – 

в

межагрегатных

пустотах

, 

обеспечивая

постоянный

газо

-

обмен

с

атмосферой

, 

удаляя

углекислый

газ

. 

Структурность

почв

обеспечивает

одновременное

наличие

в

почве

и

аэробных

, 

и

анаэробных

микроорганизмов

. 

Для

плодородия

почвы

очень

важны

размеры

структурных

агрегатов

, 

при

величине

агрегатов

менее

 0,5 

мм

резко

падает

порозность

аэрации

, 

имеется

явный

недоста

-

ток

кислорода

. 

Уже

при

величине

агрегатов

 1-2 

мм

порозность

аэрации

увеличи

-

вается

до

оптимальных

 30 %, 

а

содержание

нитратов

, 

например

, 

увеличивается

в

 4 

раза

.  

Тепловые

свойства

почв

, 

то

есть

их

способность

поглощать

и

отражать

лу

-

чистую

энергию

солнца

, 

проводить

и

удерживать

тепло

, 

также

во

многом

опреде

-

ляют

рост

и

развитие

растений

.  

Тепловой

режим

почвы

зависит

от

цвета

почвы

, 

водно

-

воздушных

свойств

, 

теплоемкости

заполняющей

ее

воды

или

воздуха

. 

Органическое

вещество

почв

содержит

основную

массу

азота

,  80  % 

серы

, 

60  % 

фосфора

, 

много

других

элементов

питания

. 

Эти

элементы

не

вымываются

, 

но

постепенно

могут

использоваться

растениями

. 

Органическое

вещество

  – 

ис

-

точник

энергии

для

микроорганизмов

, 

мобилизующих

элементы

питания

для

рас

-

тений

из

растительных

остатков

и

минеральной

части

почвы

. 

С

количеством

и

ка

-

чественным

составом

гумуса

связано

образование

водопрочной

структуры

и

фор

-

мирование

благоприятных

водно

-

физических

и

технологических

свойств

почв

. 

Органические

коллоиды

вносят

существенный

вклад

в

создание

поглотительной

способности

почв

. 

Поглотительная

способность

почв

обуславливает

   

ряд

жизненно

важных

для

растений

свойств

почвы

 – 

пищевой

режим

, 

химические

и

физические

свойст

-

ва

. 

Благодаря

ей

элементы

питания

удерживаются

почвой

и

меньше

вымываются

осадками

, 

оставаясь

доступными

для

растений

. 

От

емкости

и

состава

обменных

катионов

зависит

реакция

почв

, 

дисперсность

, 

способность

к

агрегированию

, 

во

-

допрочность

. 

Поглощенные

водород

, 

алюминий

, 

железо

разрушительно

действу

-

ют

на

структуру

почв

и

поглощающий

комплекс

в

целом

, 

а

  «

кальций

» 

называют

стражем

плодородия

.  

Биологическая

активность

почвы

определяется

численностью

, 

составом

и

активностью

почвенной

фауны

, 

микроорганизмов

, 

ферментов

. 

Они

непосредст

-

венно

участвуют

в

трансформации

недоступных

растениям

элементов

питания

, 

участвуют

в

образовании

гумуса

, 

биологически

удерживают

элементы

питания

. 

В

биомассе

отмирающих

микроорганизмов

, 

а

их

количество

может

достигать

 6 

т

/

га

, 

содержится

около

  12  5 

азота

,  3  % 

фосфора

,  2,2  % 

калия

. 

Биологическая

актив

-

ность

определяет

фиксацию

атмосферного

азота

и

образование

углекислоты

для

процессов

фотосинтеза

. 

Те

или

иные

свойства

почв

могут

иметь

положительную

или

отрицательную

роль

в

формировании

почвенного

плодородия

. 

В

агрономии

и

агрохимии

известен

закон

минимума

, 

согласно

которому

урожай

растений

определяется

тем

факто

-

ром

, 

который

находится

в

минимуме

в

данный

момент

.  «

Бочка

» 

Либиха

в

на

-

стоящее

время

не

считается

вещью

абсолютно

бесспорной

, 

но

такая

закономер

-

ность

в

почве

, 

несомненно

, 

есть

. 

В

почвоведении

основная

практическая

задача

  – 

ликвидация

или

минимиза

-

ция

лимитирующих

почвенное

плодородие

факторов

с

помощью

коренных

поч

-

венных

мелиораций

и

агротехнологических

приемов

. 

Основными

приемами

яв

-

ляются

: 

Известкование

Гипсование

, 

кислотование

Промывка

и

дренаж

вод

 (

избыток

солей

) 

Пескование

, 

оструктуривание

и

глубокое

рыхление

 (

глинистость

)  

Оструктуривание

, 

рыхление

, 

травосеяние

 (

высокая

плотность

) 

Тепловые

мелиорации

Орошение

, 

агротехнические

приемы

накопления

воды

Минеральные

и

органические

удобрения

Осушительный

дренаж

Дренаж

, 

щелевание

, 

оструктуривание

 (

недостаток

аэрации

) 

Планировка

поверхности

 (

микрорельеф

) 

Террасирование

, 

полосно

-

контурная

обработка

 (

уклон

) 

В

отношении

требований

к

плодородию

почвы

естественных

фитоценозов

и

агроценозов

существенно

отличаются

. 

В

естественной

среде

растительный

покров

представлен

растениями

разных

видов

, 

которые

отличаются

по

биологической

стойкости

и

требовательности

к

потреблению

элементов

питания

и

воды

как

в

ко

-

личественном

аспекте

, 

так

и

в

плане

периодичности

потребления

в

течение

веге

-

тации

. 

Ярусность

растительности

позволяет

полнее

использовать

свет

и

тепло

. 

В

целом

природный

фитоценоз

 – 

устойчивое

растительное

сообщество

, 

приспособ

-

ленное

к

климатическим

и

иным

условиям

местности

и

к

почве

. 

Агроценоз

обычно

представлен

популяцией

одного

вида

. 

Этот

вид

растений

потребляет

много

воды

и

пищи

, 

причем

периоды

максимального

потребления

резко

совпадают

. 

Человек

постоянно

стремился

создавать

оптимальные

условия

для

наиболее

нужных

ему

популяций

растений

, 

подбирал

и

видоизменял

сорта

в

расчете

на

максимальную

продуктивность

, 

в

значительной

мере

за

счет

утраты

устойчивости

к

неблагоприятным

условиям

среды

. 

Культурные

растения

хуже

ес

-

тественных

способны

извлекать

питательные

элементы

из

труднодоступных

со

-

единений

, 

их

продуктивность

подвержена

капризам

погоды

, 

они

без

помощи

че

-

ловека

не

способны

справиться

с

сорняками

. 

Свойства

большинства

почв

не

соответствуют

тем

высоким

требованиям

, 

ко

-

торые

предъявляют

современные

культурные

растения

. 

Почти

все

культурные

растения

нуждаются

в

почве

с

умеренной

плотностью

и

такой

аэрацией

, 

чтобы

был

хороший

газообмен

и

не

было

чрезмерной

минерализации

органического

ве

-

щества

. 

При

плотности

сложения

почвы

выше

  1,45-1,60 

г

/

см

3

продуктивность

многих

растений

резко

снижается

. 

При

высоком

уровне

урожая

отдельные

виды

культурных

растений

могут

потреблять

до

 500 

кг

/

га

азота

и

кальция

, 350 

кг

/

га

ка

-

лия

,  120 

кг

/

га

фосфора

. 

Суммарное

отчуждение

элементов

питания

составляет

в

среднем

для

разных

почв

 300-600 

кг

/

га

. 

Огромную

роль

играет

и

наличие

микро

-

организмов

, 

высокая

активность

которых

крайне

важна

для

высокой

продуктив

-

ности

. 

В

пахотных

почвах

обычно

численность

и

активность

бактерий

и

других

  

микроорганизмов

значительно

выше

, 

чем

в

целинной

. 

Культурные

растения

предъявляют

высокие

требования

к

содержанию

и

составу

гумуса

почвы

. 

Гумус

в

пахотных

почвах

активно

минерализуется

, 

и

для

поддержания

баланса

гумуса

да

-

же

на

среднем

для

Беларуси

уровне

 2,0-2,5 % 

необходимо

по

разным

данным

вно

-

сить

от

 8 

до

 12 

т

/

га

навоза

ежегодно

. 

Культурные

растения

предъявляют

повышенные

требования

и

к

наличию

во

-

ды

, 

в

них

не

отработана

система

экономного

водопотребления

и

влагоудержания

, 

высокая

транспирация

. 

Плодородная

почва

должна

обладать

высокой

влагоемко

-

стью

, 

то

есть

быть

структурной

и

иметь

доастаточное

количество

коллоидных

частиц

. 

Большинство

культурных

растений

хорошо

растет

лишь

в

определенном

диа

-

пазоне

кислотности

среды

, 

они

крайне

негативно

относятся

к

сильнокислой

или

щелочной

реакции

среды

. 

Важную

роль

играет

и

буферность

, 

так

как

угнетение

растений

может

быть

и

после

кратковременного

подкисления

в

результате

приме

-

нения

физиологически

кислых

удобрений

, 

например

. 

Плодородные

почвы

обычно

имеют

высокую

емкость

поглощения

, 

насыщенную

преимущественно

кальцием

.  

Культурные

растения

произрастают

лишь

в

определенном

тепловом

режиме

, 

в

гораздо

более

узком

интервале

, 

чем

естественная

растительность

, 

отдельные

представители

которых

могут

переносить

и

очень

высокие

, 

и

очень

низкие

темпе

-

ратуры

. 

С

тепловым

режимом

связаны

сроки

сева

и

тем

самым

урожаи

культур

. 

В

целом

плодородная

почва

должна

обладать

мощным

, 

оструктуренным

, 

биологически

активным

,   

богатым

гумусом

слоем

с

большими

запасами

элемен

-

тов

питания

, 

благоприятным

вводно

-

воздушным

, 

тепловым

и

пищевым

режимом

. 

Преобразование

почв

в

соответствии

с

требованиями

культурных

растений

назы

-

вается

окультуриванием

, 

а

степень

соответствия

почв

требованиям

культурных

растений

  – 

окультуренностью

.   

По

мнению

ряда

авторов

, 

в

плодородных

почвах

идет

своеобразный

, 

отличный

от

природного

культурный

почвообразовательный

процесс

. 

Плодородие

почвы

растет

вместе

с

уровнем

развития

науки

и

носит

относи

-

тельный

характер

, 

оно

не

может

быть

выражено

какой

-

то

отдельной

величиной

. 

Параметры

свойств

почв

разной

степени

окультуренности

одновременно

являют

-

ся

мерой

уровня

плодородия

почвы

на

данной

ступени

развития

науки

и

техники

. 

После

вовлечения

целинной

почвы

в

сельскохозяйственную

культуру

ее

пло

-

дородие

меняется

в

зависимости

от

степени

окультуривания

почвы

, 

оно

может

иметь

направление

улучшения

и

деградации

. 

Основными

факторами

воздействия

на

почву

являются

: 

обработка

почвы

, 

удобрения

и

сами

культурные

растения

. 

Все

они

действуют

на

почву

двояко

, 

зачастую

негативно

. 

Механическая

обработка

разрушает

структуру

, 

способствует

минерализации

гумуса

, 

с

урожаями

выносятся

элементы

питания

. 

Длительное

применение

кислых

минеральных

удобрений

мо

-

жет

существенно

подкислить

почву

и

она

начнет

деградировать

. 

Почва

при

дли

-

тельной

монокультуре

, 

особенно

люцерны

, 

льна

, 

сахарной

свеклы

, 

начинает

стра

-

дать

от

почвоутомления

, 

поэтому

непременным

приемом

использования

плодо

-

родных

почв

должно

быть

чередование

культур

. 

При

культурном

земледелии

все

негативные

последствия

предусмотрены

: 

возмещается

вынос

элементов

, 

оструктуривается

почва

, 

проводится

известкова

-

ние

и

т

.

п

. 

Особенно

важное

значение

имеют

гуматы

кальция

, 

то

есть

оптимизация

состава

обменных

катионов

и

внесение

навоза

  – 

важнейшие

факторы

окультури

-

вания

.  

Почва

  – 

основное

и

незаменимое

средство

производства

, 

обеспечивающее

существование

человечества

. 

Вопросы

плодородия

почв

всегда

имели

социально

-

экономическое

значение

, 

его

нельзя

рассматривать

без

контекста

социально

-

экономических

отношений

. 

При

правильном

использовании

почва

постоянно

улучшается

, 

хотя

в

мире

популярна

точка

зрения

, 

высказанная

еще

в

  1766 

году

французом

А

. 

Тюрго

, 

о

наличии

закона

убывающего

плодородия

почвы

.