Плодородие почв Беларуси

Поглотительная  способность почв обуславливает ряд жизненно важных для растений свойств почвы – пищевой режим, химические и физические свойства. 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, водопрочность. Поглощенные водород, алюминий, железо разрушительно действуют на структуру почв и поглощающий комплекс в целом, а «кальций» называют стражем плодородия. В почвах Беларуси целенаправленным окультуриванием за последние пол-века существенно улучшен состав поглощающего комплекса, на 90 % сельскохозяйственных земель кальций доминирует в ППК. Основную роль в этом процессе сыграло широкомасштабное известкование кислых почв.

Биологическая активность почвы определяется численностью, составом и активностью почвенной фауны, микроорганизмов, ферментов. Они непосредственно 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 % азота, 3 % фосфора, 2,2 % калия. Биологическая активность определяет фиксацию атмосферного азота и образование углекислоты для процессов фотосинтеза. Многочисленные исследования ученых, в том числе белорусских [27], показали, что грамотное применение органических, минеральных, известковых, бактериальных удобрений существенно улучшает биологический режим почв Беларуси, повышая количество и долю бактерий в составе микрофлоры, активизируя активность инвертазы, каталазы, уреазы и многих других ферментов, усиливая азотфиксацию, нитрификацию и многие другие процессы.

Плодородие почв имеет  экологическую конкретность. Главный парадокс плодородия заключается в том, что все почвы обладают плодородием, и в то же время нет вообще плодородных земель. Различные почвы не могут быть одинаково хороши для всех растений. Экологические особенности растительных организмов крайне разнообразны в отношении требований к почвенным условиям: к реакции среды, физическим свойствам, гранулометрическому составу и даже к богатству органическим веществом и элементами питания. Например, чай и люпин растут только на кислых почвах, а люцерна предпочитает нейтральные и слабощелочные почвы. Для зерновых культур оптимальны тяжелые структурные почвы, а картофель, бахчевые культуры и черешня лучше растут на легких почвах. На практике почвы всегда разделяются на более благоприятные для полевых культур, для садов, для огородов и т. д. Так что одна и та же почва для одних растений может быть плодородной, для других – малоплодородной.

В этой особенности  почвенного плодородия заложена основа рационального, т. е. в наибольшей степени отвечающего почвенным условиям, размещения сельскохозяйственных растений, направленного на оптимальную специализацию сельскохозяйственного производства. Изучение почвенного покрова, почвенное районирование позволяют выделить территории с наиболее благоприятными природно-почвенными условиями для разных направлений сельского хозяйства, для разных культурных растений. С особенностями почвенного плодородия связано развитие зернового хозяйства, льноводства, садоводства, плодоводства.

Учитывая  экологические особенности культурных растений, плодородная почва должна обладать следующими качествами:

• Соответствовать по своим свойствам экологическим особенностям возделываемых культур.

• Обеспечивать растения минеральными веществами.
• Обладать оптимальным и устойчивым запасом влаги.
• Быть достаточно рыхлой и иметь комковато-зернистую или ореховатую структуру,
• Обладать оптимальной теплоемкостью и теплопроводностью,

Культурные  растения сохранили в своем генетическом фонде, пусть даже измененном многовековым воздействием человека, адаптивную реакцию к первоначальной природной среде, первоначальным почвам, с которыми когда-то эти растения составляли оптимальное почвенно-экологическое единство. Данное единство определяло максимальную биологическую продуктивность. Поэтому для эффективного использования почвенного плодородия, получения максимальных урожаев необходимо достигать такого же единства между сельскохозяйственными растениями и культурными почвами.

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 фактором, который находится в минимуме в данный момент. «Бочка» Либиха в настоящее время не считается вещью абсолютно бесспорной, но такая закономерность в почве, несомненно, есть.

Природа дает земледельцу весьма разнообразные по агрономическому плодородию почвы в зависимости от типа естественной растительности. Предшествующие и очень разные пути формирования почв и их плодородия под агроценозами начинают вливаться в единое русло в связи с относительно одинаковым воздействием культурных растений на почву. Биологический круговорот веществ как важнейший фактор развития плодородия почв продолжается и при смене естественной растительности на культурную. Весьма существенным показателем биологического круговорота считается объем годичного опада, что характеризует объем энергетического биоматериала, обеспечивающего многие почвенные процессы.

В агроценозах  к опаду относятся пожнивные  остатки и корни сельскохозяйственных культур, причем корни растений преобладают: у пшеницы – 85 %, гороха и кукурузы – 90, трав – 90–93 %.

По характеру  поступления и по объему годичного  опада высокопродуктивные агроценозы приближаются к биоценозам луговой степи. Кроме растительного опада, важным источником образования гумуса являются корневые выделения. Это не позволяет рассматривать агроценозы только как потребителей почвенного плодородия. Культурные биоценозы участвуют в формировании и в поддержании плодородия почв.

Замена естественных биоценозов агроценозами нарушает существовавшее равновесие между свойствами почвы и биологическими объектами. В результате образуются разной степени несоответствия почвенных свойств и культурных растений. На первых этапах возделывания культурных растений при освоении целинных земель многие свойства почв оказываются неустойчивыми к новым условиям, не соответствующими новому набору растительных сообществ севооборота и в почве возникают процессы, основное направление которых – привести почвенные свойства в равновесие с культурной биологической средой. Значительна здесь также роль вмешательства человека во взаимоотношение почвы и растений. Внесение удобрений, применение различных мелиоративных и агротехнических приемов способствуют изменению почвенных свойств, приводят их в соответствие с экологией культурных растений. Такое изменение почв, их окультуривание есть особая антропогенная стадия развития почв.

При окультуривании свойства почв меняются до определенного уровня равновесия в соответствующей системе земледелия или севооборота. Изменение состава культур в севообороте приводит и к изменению почвенного плодородия. Практики-земледельцы всегда констатируют разное плодородие почв в пропашных и травопольных севооборотах, под огородами.

Дерново-подзолистые  и другие почвы Беларуси существенно  меняются в процессе окультуривания. Плодородие почв с культурными биоценозами развивается вместе с развитием производительных сил. Каждому уровню развития производительных сил соответствует своя продуктивность агроценозов. Обусловлено это тем, что объем биологического круговорота определяется интенсивностью сельскохозяйственного использования. Это важнейшая черта культурного почвообразовательного процесса, выделяемого некоторыми авторами. Суть культурного почвообразовательного процесса составляют такие нехарактерные для целинной почвы элементарные почвенные процессы как отчуждение питательных веществ с урожаем, ежегодное перемешивание пахотного слоя, ускоренная минерализация растительных остатков, внесение веществ с удобрениями и мелиорантами.

При целенаправленном окультуривании изменяются практически все свойства почв. С увеличением степени окультуренности (табл. ) увеличивается мощность пахотного горизонта, темнеет его окраска, улучшается оструктуренность. При высокой степени окультуренности ниже пахотного слоя появляется гумусовый горизонт, а общая мощность гумусовых горизонтов в культурной почве (агрикультиземе) может достигать 60 см. Растет количество гумуса, которое может достигать 5-6 %, а его тип, как показывают наши микроморфологические наблюдения, из модера постепенно становится мюллеподобным, все в большей степени сосредоточенном в плазме и связанным с глинистым веществом.

Окультуривание сказывается  на отражательной способности почв: падает общая интенсивность и  неравномерность отражения света  по спектру, относительная чистота  света.

Окультуривание практически  не меняет  гранулометрический состав почв, но за счет увеличения доли органических коллоидов свойства существенно  улучшаются. Так, общее количество сухих  и водопрочных агрегатов увеличивается с 53 и 30 % в слабоокультуренной почве до 79 и 60 % в лесной. Существенно возрастает коэффициент структурности, снижается объемная, а в культурной почве – даже удельная масса почв. Улучшение физических характеристик значительно увеличивает запасы влаги в почве – до двух раз в сильноокультуренных и культурных почвах по сравнению с лесной.

Увеличение степени  окультуренности, как правило, сопровождается снижением всех видов кислотности, повышением степени насыщенности почв основаниями – в культурной почве  этот показатель достигает 90 % и более, тогда как обменного алюминия практически нет.

Таблица

Изменение физических параметров дерново-подзолистой 

супесчаной почвы в  процессе окультуривания

Улучшение агрохимических свойств почв при окультуривании широко описано в литературе. Естественно, планомерное окультуривание значительно улучшает питательный режим почв, за последние 40 лет содержание подвижных соединений фосфора и калия в пахотных почвах Беларуси выросло в среднем в 4,5 раз. Ситуация с общим азотом и его формами не так ясна. В пахотных почвах по сравнению с лесными содержание общего азота обычно падает, но запасы, например, в полуметровом слое существенно возрастают. С увеличения окультуривающего влияния на почву постепенно увеличивается доля нитратного азота в составе минерального (при отсутствии существенных изменений содержания минерального азота), заметно возрастает содержание общего и гидролизуемого (по Корнфилду) азота, нитрификационная способность почв возрастает в разы, с 0,8 в лесной до 44 в культурной почве.

Почва-земля  является основным средством производства в сельском хозяйстве, выполняя одновременно две функции: орудия труда и предмета труда. При их помощи человек возделывает необходимые ему растения, получает разнообразную сельскохозяйственную продукцию. А поскольку почва участвует в процессе производства она сама изменяется под влиянием многосторонней деятельности человека, становится продуктом труда, результатом производственной деятельности. И вот здесь возникает проблема охраны почв: как результат труда почва не должна стать хуже, потерять свое естественное плодородие.

Рис. Влияние степени окультуренности  дерново-подзолистой супесчаной почвы  на содержание нитратного, гидролизуемого (мг/кг) и общего (мг/10 кг )

Существенная  особенность почвы как основного  средства сельскохозяйственного производства заключается в том, что почва при правильной агротехнике, применении удобрений и других приемов не снижает, а увеличивает свое плодородие. Истощают почву не высокие урожаи, а низкая продуктивность производства и низкая производительность земли. Наши белорусские почвы, как всякие нечерноземные почвы, нуждаются в заботливой охране. Охрана почвы и ее правильное рациональное использование, повышение плодородия – понятия неразрывные. Охранять земли – значит рационально их использовать, добиваться высоких устойчивых урожаев и высокой продуктивности сенокосов и пастбищ. Этого можно достигнуть только с помощью всемерной интенсификации производства, эффективного осушения, борьбы с эрозией почвы, проведения лесозащитного лесоразведения, введения научно обоснованных севооборотов, совершенствования структуры посевных площадей.

Несомненно, несмотря на однотипность воздействия  агроценозов на почвы, последние не теряют черты предшествующих естественных стадий развития. Каждый почвенный тип в равновесном окультуренном состоянии будет иметь свои неповторимые черты.