Плодородие почв и методы его оценки

Сочинский институт (филиал) ФГАОУ ВО

«Российский университет дружбы народов»

ДЕПАРТАМЕНТ БИОМЕДИЦИНСКИХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И

ВЕТЕРИНАРНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ

Реферат

по дисциплине: «Почвоведение»

На тему: «Плодородие почв и методы его оценки».

Выполнил студент группы ЧЭПбд01-18

Направление: 05.03.06.

«Экология и природопользование»

Башарова Мария Павловна

Проверил: доцент ДБЭиВН, к.б.н.

Добежина С.В.

2020

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..2

1. Понятие о почвенном плодородии……………………………………………....3

2.Категории почвенного плодородия………………………………………………5

3.Относительный характер плодородия почв……………………………………..7

4. Элементы, или факторы, плодородия почв……………………………………..8

5.Факторы, лимитирующие почвенное плодородие……………………………..10

6. Методы оценки плодородия почв………………………………………………11

Заключение………………………………………………………………………….13

Список используемой литературы………………………………………………...14

Введение

          С давних времен человек при использовании земли оценивал ее прежде всего с точки зрения способности производить урожай растений. Поэтому понятие плодородие почвы было известно еще до становления почвоведения как науки и выражало наиболее существенное свойство земли как средства производства.                                                                   
                                   

          Почвоведение – наука о почвах, их образовании (генезисе), строении, составе и свойствах; о закономерностях их географического распространения; о процессах взаимосвязи с внешней средой, определяющих формирование и развитие главнейшего свойства почв – плодородия; о путях рационального использования почв в сельском и народном хозяйстве и об изменении почвенного покрова в агрикультурных условиях.[1]

          Первое научное определение почвы дал В. В. Докучаев: «Почвой следует называть «дневные», или наружные, горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов». Докучаеву принадлежит и первая научная генетическая классификация почв, им разработаны методы изучения происхождения (генезиса) почв, картографирования и т. п.

          Оригинальное определение понятия почвы дает профессор МГУ Б. Г. Розанов (1975): «Почва — это сложная полифункциональная открытая четырехфазная структурная система в поверхностной части коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени и обладающая плодородием».

          Развитие учения о плодородии почв связано с именем В. Р. Вильямса. Он детально исследовал формирование и развитие плодородия почвы в ходе природного почвообразования, рассмотрел условия проявления плодородия в зависимости от ряда свойств почвы, а также сформулировал основные положения об общих принципах повышения плодородия почв при их использовании в сельскохозяйственном производстве.[2]

          Понятия «почва» и «плодородие» неотделимы одно от другого. Плодородие почвы – это важнейшее свойство почвы, без которого почву можно считать не пригоднойдля выращивания растений. Поэтому я считаю целесообразным рассмотреть более подробно эту тему.

          Цель реферата: рассмотреть понятие плодородия почвы и определить значение плодородия для растений и для сельского хозяйства.
          Задачи:
- изучить категории плодородия почв;

-рассмотреть элементы плодородия почв;

-определить факторы, лимитирующие плодородие;

-изучит методы оценки плодородия почв.

1. Понятие о почвенном плодородии

Неотъемлемым специфическим свойством почвы как природ­ного тела является ее плодородие. От него зависит жизнь на Земле растений и животных, а также человека. Неудивительно, что в древние времена плодородие почвы люди обожествляли как солнце, огонь и воду: в Древнем Египте богиней плодородия почвы была Изида, а в Древнем Риме – Прозерпина.  Еще в IV в. до н. э. в Китае выделяли почвы с разными свойствами («белые», «синие», «желтые»), обладающие «высоким», «сред­ним» и «низким» уровнем плодородия. О плодородии почв пи­сали трактаты философы, писатели и поэты античной Греции и Рима (Аристотель, Феофраст, Лукреций, Вергилий, Колумелла, Плиний и др.). Делались попытки определить истоки плодо­родия почвы, обсуждались вопросы «старения» и «истощения» земли, давались советы, какие почвы как лучше использовать.  Различия в уровне плодородия разных почв учитывались при исчислении земельных налогов и податей, при продаже и оценке земли, особенно в эпоху феодализма и капитализма. В XVIII – XX вв. социально-экономическое значение плодородия почвы ста­ло предметом особого внимания ряда ученых экономистов и социологов.

По мере накопления сведений о почве и развития естество­знания и агрономии менялось и представление о том, чем обус­ловлено плодородие почвы. В самые древние времена его объ­ясняли наличием в почве особого «жира» или «растительных масел», «солей», порождающих все «растительное и животное» на Земле, затем – наличием в почве воды, перегноя (гумуса) или элементов минерального питания и, наконец, плодородие почвы стали связывать со всей совокупностью свойств почвы в понимании генетического докучаевского почвоведения.  Меня­лось и определение самого понятия «плодородие почвы». В то время, когда была распространена «гумусовая» теория питания растений       (А. Теер, 1830), под плодородием почвы понимали способность ее обеспечивать растения перегноем, а несколько позже сторонники минерального питания растений (Ю. Либих, 1840) – способность почвы обеспечивать растения всеми мине­ральными элементами.

В современной научной литературе широко распространено определение плодородия почвы, данное академиком В. Р. Вильямсом (1936). Согласно В. Р. Вильямсу, под плодородием почвы понимается ее способность непрерывно обеспечивать растения одновременно водой и элементами питания. Тепло и свет, необ­ходимые растениям, рассматриваются им как космические фак­торы. Однако в настоящее время плодородие почвы понимается шире. Рыхлые горные породы тоже способны удерживать влагу и содержат элементы питания растений, но семена растений, попавшие на обнаженную породу, так же как и в воду, если и прорастают, то не образуют нормально развитого растения и его популяций.

Растения кроме воды и элементов корневого питания нуж­даются в свете, тепле и кислороде, а зеленым частям растений необходима еще и углекислота. Почва – биокосное тело приро­ды, в состав которого входят многочисленные живые микроор­ганизмы. Они играют важную роль в мобилизации элементов питания растений и в снабжении их углекислотой, а продукты жизнедеятельности микроорганизмов, кроме того, оказывают не­посредственное угнетающее или стимулирующее действие на рас­тения – влияют на плодородие почвы. Солнечное тепло опре­деляет тепловой режим почвы, т. е. один из важнейших факто­ров роста растений и элемент плодородия почвы, влияет на процессы испарения почвенной влаги, на скорость и направле­ние сложных химических и физико-химических реакций на мо­лекулярном уровне. Солнечный свет определяет возникновение и интенсивность фотохимических реакций в почве, причем наблю­дается высокая фотохимическая активность солнечного излуче­ния по отношению к почвенному гумусу. Установлена тесная зависимость накопления в почве ряда аминокислот от прямой солнечной радиации.

Таким образом, почва как материнский организм использует энергию солнца, вещества и элементы питания окружающей сре­ды, трансформирует их в процессе сложных био-физико-химических процессов и обеспечивает растения всем необходимым. Соответственноподплодородием почвыпонимают способность почвы обеспечивать рост и воспроизводство растений всеми не­обходимыми им условиями (а не только водой и элементами питания).[3]

2.Категории почвенного плодородия

          К. Маркс в «Капитале» различал три категории плодородия почвы: естественное, или природное, искусственное, или эффективное, и экономическое.

          Естественное, или природное, плодородие определяется свойствами природных почв, формирующимися в процессе их развития и эволюции под влиянием природных факторов почвообразования.

          Эффективное, или искусственное, плодородие свойственно пахотным почвам, используемым в сельскохозяйственном производстве, и проявляется в виде их способности поддерживать тот или иной уровень урожая культурных растений. Оно зависит от уровня развития науки и техники, от возможности наиболее полно использовать природное плодородие почвы для получения урожая культур.

          Понятие экономического плодородия связано с разной оценкой участков почв в зависимости от их расположения, удаленности и удобства использования. Почвы с благоприятными для растений природными свойствами и богатые питательными веществами, но расположенные далеко, экономически могут расцениваться ниже бедных почв, но удобно расположенных. Точно так же почвы, особенно благоприятные для возделывания какой-либо одной культуры с особыми биологическими требованиями (цитрусовые, табак, чай, картофель и др.) в районах возделывания этих культур, могут оцениваться выше других почв, даже если последние обладают лучшими свойствами.

          В литературе часто используются различные синонимы категорий плодородия почв. Естественное или природное плодородие рассматривается как «потенциальное» в смысле возможного использования его для получения урожаев культурных растений, а искусственное — как «действительное» или «относительное». Очевидно, «потенциальным» может быть не только естественное, но и искусственное плодородие почвы. Оно тоже характеризует возможность получения урожаев определенного уровня, которая не всегда полностью реализуется. Точно так же и эффективное плодородие может складываться из естественного и искусственного, реализуясь в конкретном урожае данного года.

          Целесообразно пользоваться следующими понятиями, относящимися к почвенному плодородию.

          Естественное (природное) плодородие — то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека.

Искусственное плодородие — плодородие, которым обладает почва в результате воздействия на нее целенаправленной человеческой деятельности (распашка, периодическая механическая обработка, мелиорации, применение удобрений и т.д.).

          Потенциальное плодородие — суммарное плодородие почвы, определяемое ее свойствами, как приобретенными в процессе почвообразования, так и созданными или измененными человеком.

          Эффективное плодородие — та часть потенциального плодородия, которая реализуется в виде урожая растений при данных климатических (погодных) и технико-экономических (агротехнологических) условиях.

         Относительное плодородие — плодородие почвы в отношении к какой-то определенной группе или виду растений (плодородная для одних растений почва может быть бесплодной для других).

          Экономическое плодородие — экономическая оценка почвы в связи с ее потенциальным плодородием и экономическими характеристиками земельного участка.

          Воспроизводство плодородия — совокупность природных почвенных процессов или система целенаправленных мелиоративных и агротехнических воздействий для поддержания эффективного почвенного плодородия на уровне, приближающемся к потенциальному плодородию.[4]

3.Относительный характер плодородия почв

          В результате длительного естественного отбора в природных биогеоценозах устанавливается динамическое равновесие, при котором свойства почвы экологически соответствуют биологиче­ским свойствам ее растительного покрова, даже если почва имеет очень кислую или щелочную реакцию, заболочена, засолена, опустынена, имеет мерзлотный режим. И такие почвы, об­ладающие, казалось бы, весьма неблагоприятными свойствами, используются растительностью, но специфической, билогические свойства которой соответствуют свойствам почвы. Например, болотной растительностью на болотных почвах, лесной – на кислых подзолистых почвах, солеустойчивой и солянками на со­лонцах и солончаках и т. д.   Из этого следует, что все почвы, каковы бы ни были их свойства, обладают разным уровнем есте­ственного плодородия, но плодородия не вообще, а относительно­го – по отношению к определенным видам растений и расти­тельным ассоциациям. При этом необходимо иметь в виду, что разные почвы обладают разным уровнем потенциального и эффективного плодородия в отношении различ­ных видов растений и развитых растительных ассоциаций.[3]

4. Элементы, или факторы, плодородия почв

         Плодородие почвы определяется характером и особен­ностями всего ее профиля.

         Имея в виду обеспечение растений всеми факторами жизни, к элементам плодородия почвы следует отнести весь комплекс физических, биологических и химических свойств почвы и их го­довую динамику. Из них важнейшие, определяющие ряд соподчи­ненных свойств, следующие:

          -Гранулометрический состав почвы. От него зависит тепловой и водный режим, водно-воздушные свойства и пищевой режим почвы. Лучшими для роста большинства культурных растений явля­ются почвы суглинистые.

          -Структурность и водно-физические свойства почвы. Плотность почвы, ее физические свойства и связанные с ними водный, воз­душный, тепловой и пищевой режим зависят от ее структурности, а тем самым от нее зависит и урожай растений. Бес­структурная почва не может обеспечивать растения одновремен­но водой и воздухом. В чередующиеся влажные и сухие периоды ее тонкие поры заняты либо водой, либо воздухом. В струк­турных почвах в капиллярных порах удерживается вода, а на­личие крупных пор между структурными агрегатами обеспечи­вает газообмен почвы с атмосферой – удаление из нее избытка углекислоты и снабжение корней растений и микроорганизмов кислородом. Структурность почв обес­печивает одновременное существова­ние в них аэробных и анаэробных микрозон, что способствует существова­нию в почвах различных экологиче­ских групп микроорганизмов. При этом на поверхности структурных агрегатов усиливаются аэробные процессы мо­билизации элементов питания микро­организмами.

          Газообмен почвы с приземным слоем воздуха и эмиссия в него почвен­ной углекислоты имеет исключительно важное значение для процесса фото­синтеза и роста растений. Недостаток углекислоты лимитирует урожаи, так как при содержании СО2 в атмосфер­ном воздухе около 0,03% интенсив­ность фотосинтеза очень низкая. Она резко возрастает при увеличении кон­центрации СО2 до 0,3% и больше.

          Для плодородия почвы важное значение имеет размер структурных агрегатов и их качество – их водопрочность и порозность.

          -Тепловые свойства почвы. Спо­собность почвы поглощать и отра­жать лучистую энергию солнца, проводить и удерживать тепло во многом непосредственно опреде­ляет рост и развитие растений, а также биологические процессы, с которыми связано плодородие почвы. Ее тепловой режим как совокупность поступления, отдачи и передачи тепла зависит от цвета и водно-воздушных свойств почвы, от того, насколько ее поры заняты малотеплоемким и малотеплопроводным воздухом или высокотеплоемкой и теплопроводной водой.

          -Содержание в почве органического вещества. В органическом веществе почвы содержится основная часть запасов азота, около 80% серы и около 60% фосфора. Элементы питания, связанные с органическим веществом, не вымываются из почвы и в то же время могут постепенно использоваться растениями. Органиче­ское вещество почвы является источником энергии для микро­организмов, мобилизующих элементы питания для растений из растительных остатков и минеральной части почвы. С количеством и качественным составом органиче­ского вещества связано образование водопрочной структуры и формирование благоприятных для растений водно-физических и технологических свойств почвы.

          -Биологическая активность почвы. Она определяется числен­ностью, составом и активностью почвенных микроорганизмов и почвенной фауны, активностью ферментов, которые непосред­ственно участвуют в трансформации недоступных растениям эле­ментов питания почвы и растительных остатков в доступные им соединения. С биологической активностью почвы связано образование в ней микробных продуктов, стимулирующих рост расте­ний, или, наоборот, оказывающих на них токсические действия. Биологическая активность почвы определяет фиксацию атмосферного азота и образование углекислоты, участвующей в про­цессе фотосинтеза растений.

          -Поглотительная способность почвы. Она тоже обусловливает ряд жизненно важных для растений свойств почвы – ее пищевой режим, химические и физические свойства. Благодаря ей элемен­ты питания удерживаются почвой и меньше вымываются осад­ками, оставаясь в то же время легкодоступными для растений. Важную роль при этом играет емкость поглощения почвы. От состава поглощенных катионов зависят реакция почвы, ее дисперсность, способность к агрегированию и устойчивость по­глощающего комплекса к разрушающему действию водой в про­цессе почвообразования. Поглощенный водород, алюминий и особенно поглощенный натрий способствуют разрушению ее по­глощающего комплекса, снижают способность почвы удерживать и закреплять гумусовые вещества. Насыщенность поглощающего комплекса кальцием, наоборот, обеспечивает растениям благо­приятную, близкую к нейтральной реакцию почвы, предохраняет ее поглощающий комплекс от разрушения, способствует агреги­рованию почвы и закреплению в ней гумуса. Поэтому кальций называют «стражем плодородия почвы».[3]

5.Факторы, лимитирующие почвенное плодородие

          Как показано выше, элементами (факторами) почвенного плодородия служат практически все физические, химические и биологические свойства почв. Важно иметь в виду, что то или иное свойство почвы может оказывать как положительное, так и отрицательное (лимитирующее) влияние на уровень ее потенциального или эффективного плодородия в зависимости от его качественного и количественного проявления.[4]

          В табл. 1. перечислены основные лимитирующие факторы почв и соответствующие приемы их мелиорации. Ряд почв обладает не одним каким-то лимитирующим фактором, а целым комплексом их. Отсюда необходимость комплексных мелиораций.[3]

Таблица 5. Лимитирующие факторы и основные мелиоративные приемы их ликвидации или минимализации.[3]

          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.[5]
6. Методы оценки плодородия почв

          Для количественной оценки плодородия почв используют показатели, которые находятся в корреляционной связи с урожаем. Эти показатели объединены в три группы: агрофизические, биологические и агрохимические.

          Агрофизические показатели плодородия почв представлены гранулометрическим и минералогическим составом, структурой, плотностью, порозностью, воздухоемкостью и мощностью пахотного слоя. К биологическим показателям относятся содержание, запасы и состав органического вещества почвы, активность почвенной биоты, фитосанитарное состояние почвы. Группу агрохимических показателей плодородия составляют содержание питательных веществ, реакция почвенной среды и поглотительные свойства почвы.

          Показатели плодородия в большинстве случаев взаимосвязаны. Одни из них могут быть отнесены к основополагающим, которые определяют состояние всех почвенных процессов. К ним относятся гранулометрический и минералогический составы, органическое вещество и фитосанитарное состояние почвы. Другие показатели плодородия, такие, как активность почвенной биоты, агрофизические и агрохимические, в значительной мере являются производными от вышеназванных.[6]

           Качество почв может быть оценено более точно, если их производительность будет охарактеризована числом, показывающим, во сколько раз данная почва по своим свойствам и урожаю хуже или лучше другой.

          Оценка качества почв по плодородию, выраженная в относительных единицах (баллах) свойств почв, находящихся во взаимосвязи с урожайностью главнейших культур, называется бонитировкой почв (лат. Boпitos - доброкачественность). Оценка почв строится на объективных признаках и свойствах, наиболее важных для роста сельскохозяйственных культур и лесных древесных пород. свойства почв, отобранные для оценки, могут относиться как к прямым, так и к косвенным условиям роста растений, поэтому при бонитировке почв отражается их важнейшее свойство- плодородие. Результаты бонитировки, или качественной оценки почв приводятся в виде бонитировочных таблиц, составленных для отдельных культур или их групп. Правильность составления таких таблиц проверяется сопоставлением баллов, полученных по свойствам почв, с баллами по урожайности. Характер изменения баллов должен быть одинаковым.

         В нашей стране применяют 100-балльную разомкнутую и замкнутую шкалы. в разомкнутой шкале за 100 баллов принимают свойства почв со средней урожайностью, в замкнутой - имеющих наибольший урожай. Результаты качественной оценки почв используют при регистрации земель, определении производительности участка или территории, установлении наиболее урожайных культур, разработке методов повышения плодородия почв и в других целях.   

          Повышение почвенного плодородия осуществляется комплексом мер биологического и хозяйственного воздействия, направленных на обеспечение оптимального соотношения между влагой, аэрацией и необходимыми для растений элементами питания.[1]

Заключение

         Таким образом, как уже было сказано, плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормальной деятельности. Отсюда следует, что плодородие почвы – важнейшее свойство почвы, без которого невозможно было бы нормальное развитие растений, без плодородия почвы невозможна была бы сельскохозяйственная деятельность, она прямиком действует на развитие сельского хозяйства.

          Следовательно, почва является не только предметом приложения человеческого труда, но в известной степени и продуктом этого труда. Таким образом, почвоведение изучает почву как особое природное тело, как средство производства, как предмет приложения и аккумуляции человеческого труда, а также в известной степени как продукт этого труда.

          Как основное средство производства в сельском хозяйстве почва характеризуется следующим важными особенностями: незаменимостью, ограниченностью, неперемещаемостью и плодородием. Эти особенности подчеркивают необходимость исключительно бережного отношения к почвенным ресурсам и постоянной заботой о повышении плодородия почв.

Список используемой литературы

1.Почвоведение. Учебник по специальности 250202 «Лесное и лесопарковое хозяйство» для среднего и профессионального образования. Под общей редакцией Рожкова 8.д., профессор, доктор с.-х. наук, член-корр. РАСХН М[Электронный ресурс].- Издательский дом «Лесная промышленность»- 2006. 272 стр.

2. Основы почвоведения, земледелия и агрохимии: Учебное пособие / И. М. Ващенко, К. А. Миронычев, В. С. Коничев. – М [Электронный ресурс].: МПГУ, 2013. – 174 с.
3. Добежина С.В. Почвоведение Курс лекций. Учебно-методическое пособие [Электронный ресурс]. – Сочи: Сочинский институт (филиал) РУДН, 2013.– с.139.  ISBN: 978-5-91789-139-2

4. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./Под П65 ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование/Г. Д. Белицина, В. Д. Васильевская, Л. А. Гришина и др. — М [Электронный ресурс].: Высш. шк., 1988. — 400 с : ил.

5. Н.Ф.Ганжара, доктор биологических наук, профессор Почвоведение [Электронный ресурс]. - М.: Агроконсалт, 2001. - 392 с.: ил.­ (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

6. https://studentbank.ru/view.php?id=29610&p=1