15.5. Виды плодородия
Различаются категории природного и природно-экономического плодородия. Первое обусловлено природными факторами почвообразования и почвенными процессами, второе является следствием естественно-антропогенного процесса почвообразования – окультуривания или деградации. Той и другой категории присущи потенциальная и эффективная форма плодородия.
Потенциальное плодородие характеризуется богатством почв и определенным набором их агрономических свойств, от которых зависит формирование почвенных режимов: содержание и запасы гумуса, количество лабильного органического вещества; содержание питательных веществ; гранулометрический и минералогический состав; состав ППК; реакция почвенного раствора; засоленность; солонцеватость; сложение почвы и структурное состояние; заболоченность; биологическая активность.
Эффективное плодородие характеризуется почвенными режимами и свойствами почв, непосредственно влияющими на рост, развитие растений, формирование урожая и его качество: режим элементов питания; водный режим (содержание и динамика доступной влаги); воздушный режим (содержание О2; СО2 в почвенном воздухе); тепловой режим (температура почвы, ее динамика); реакция почвенного раствора; содержание фитотоксических соединений; содержание стимуляторов роста и других физиологически активных веществ.
Состояние почв по всем этим параметрам в значительной мере определяется характером их использования, в особенности системами земледелия и агротехнологиями.
Уровень эффективного плодородия почвы зависит от уровня интенсификации агротехнологий. С повышением его от экстенсивных агротехнологий к нормальным, интенсивным и точным с соответствующим повышением урожайности и качества продукции повышаются требования к плодородию почв по тем или иным параметрам. Если по каким-то параметрам состояние почв не отвечает требованиям сорта, то оно корректируется средствами земледелия: применением удобрений, мелиорантов и других химических средств, соответствующими приемами почвообработки, травосеянием, парованием, сидерацией, мелиоративными мероприятиями. Эти средства являются элементами системы земледелия. Они находятся в тесном взаимодействии между собой, условиями эффективного плодородия почвы, климатическими и другими условиями. Например, плотность почвы влияет на все перечисленные выше почвенные режимы и определенные технологические решения. Если оптимальная для данной сельскохозяйственной культуры плотность почвы соответствует равновесной, то механическая обработка почвы может быть сокращена или отменена, если позволяет фитосанитарная ситуация. В свою очередь минимизация почвообоработки сопряжена с необходимостью компенсации усиливающегося дефицита минерального азота удобрениями и применением гербицидов в связи с усилением засоренности, а нередко и фунгицидов вследствие развития болезней. Эта задача связана также с оптимизацией доли чистого пара в севооборотах. Ухудшение режима органического вещества почвы при паровании в какой-то мере компенсируется уменьшением его потерь при минимизации почвообработки и т.д.
Оптимизация параметров эффективного плодородия почвы в связи с агротехнологиями различного уровня интенсификации осуществляется на основе изучения системного взаимодействия элементов плодородия и элементов систем земледелия в многофакторных полевых экспериментах. На их основе разрабатываются математические модели земледелия интенсивных и высоких агротехнологий и соответственно субмодели эффективного плодородия почв.
Различные элементы плодородия по разному оцениваются в зависимости от уровня интенсификации земледелия. Например, при экстенсивном земледелии содержание гумуса в почве рассматривается как главный источник питания растений, а в интенсивных агротехнологиях как важное экологическое условие, определяющее возможность той или иной агрохимической нагрузки.
Оценка эффективного плодородия почвы должна сопровождаться характеристиками ее устойчивости к деградации и экологическими нормативами текущей антропогенной нагрузки. Оценку потенциального плодородия необходимо дополнять характеристиками экологической емкости. Например, эксплуатация высокого эффективного плодородия осушенной торфяной болотной почвы безотносительно к этим категориям может привести к ее деградации и в конечном итоге утрате потенциального плодородия вместе с почвой, если не учитывать темпы сработки торфа в различных условиях, ориентируясь лишь на достижение высокой производительности почвы. Экологический аспект оценки эффективного плодородия включает также способность почвы к самоочищению.
Оценка эффективного плодородия имеет также энергетический и экономический аспекты с точки зрения затрат энергии и производственных ресурсов в зависимости от почвенных условий. В частности, энергетические и экономические затраты на механическую обработку почв зависят от их структурного состояния, определяемого в свою очередь содержанием органического вещества, особенно лабильного.