Плодородие почвы

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 процессе 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.

Почвоведение как научная дисциплина оформилась в нашей стране в конце 19 столетия благодаря трудам выдающихся русских ученых В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Сибирцева.

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, живых и мертвых». Он установил, что все почвы на земной поверхности образуются путем «чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительности и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и, наконец, возраста страны». Эти идеи В.В. Докучаева получили дальнейшее развитие в представлениях о почве как о биоминеральной («биокосной») динамической системе, находящейся в постоянном материальном и энергетическом взаимодействии с внешней средой и частично замкнутой через биологический круговорот.

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.

Основным свойством почвы является плодородие - способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая. Именно это важнейшее качество почвы, отличающее ее от горной породы, подчеркивал В.Р. Вильямс, определяя почву как «поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений». Понятие почва и ее плодородие неразрывны. Плодородие почвы - результат развития природного почвообразовательного процесса, а при сельскохозяйственном использовании - также процесса окультуривания.

Развитие почв и почвенного покрова, как и формирование их плодородия, тесно связано с конкретным сочетанием природных факторов почвообразования многообразным влиянием человеческого общества, с развитием его производственных сил, экономических и социальных условий.

Особая роль в почвообразовании принадлежит живым организмам, прежде всего зеленым растениям и микроорганизмам. Благодаря их воздействию осуществляется важнейшие процессы превращения горной породы в почву и формирование ее плодородия: концентрация элементов зольного и азотного питания растений, синтез и разрушение органического вещества, взаимодействие продуктов жизнедеятельности растений и микроорганизмов с минеральными соединениями породы и т.п. в познании биологической сущности почвообразования особый вклад внесли В.Р. Вильямс и В.И. Вернадский.

Благодаря своим особым качествам почва играет огромную роль в жизни органического мира. Являясь продуктом и элементом ландшафта - особым природным телом, она выступает как важная среда в развитии природы земного шара.

Находясь в состоянии непрерывного обмена веществом и энергией с атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, почвенный покров выступает как незаменимое условие поддержания между всеми ее сферами сложившегося на Земле равновесия, столь необходимого для развития и существования жизни на нашей планете во всех ее многообразных формах.

Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойство почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение меняют режим увлажнения и т.п. не менее резкие воздействия на почву вызывают приемы ее обработки, применение удобрений и средств химической мелиорации (известкование, гипсование).

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.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ БАШКОРТОСТАНА

Башкортостан - географически сложная территория, расположенная на Южном Урале и в Приуралье, что объясняет большое разнообразие физико-географических, геоморфологических и климатических условий, почвообразующих пород, типов растительности. В конечном итоге все это обусловило формирование широкого ряда типов почв и почвенного покрова сложной структуры. Разнообразие почв и их свойств делает необходимым дифференцированный подход к землепользованию и регулированию плодородия почв на основе глубокого знания зональных генетических различий и динамики свойств, что особенно важно в условиях нарастания антропогенной нагрузки на почвы.

В аспектах генезиса, географии, агропроизводственных свойств, химического состава, физико-химических, агрофизических, биологических свойств, регулирующих плодородие, почвенные ресурсы республики изучены достаточно хорошо. В целом почвы характеризуются высоким потенциальным плодородием, значительной экологической буферностью, особенно в естественных экосистемах. Однако уровень продуктивности земледелия в настоящее время не соответствует потенциалу плодородия почв. Анализ современного состояния земельных ресурсов, динамики свойств почв [Хазиев, 1990] показывает, что в сельскохозяйственных экосистемах наметилась устойчивая тенденция деградации почв: усиление эрозионных процессов, дегумификация, дисбаланс гумуса и питательных элементов, переутомление почвенного профиля, сокращение мощности гумусового горизонта, подкисление и т.д.

История изучения почв республики связана с именами классиков русского почвоведения - В.В. Докучаева, П.А. Костычева, С.И. Коржинского, Н.М. Сибирцева, В.В. Геммерлинга, К.Д. Глинки и других. В.В. Докучаев в своей книги «Русский чернозем» [1883] приводит некоторые характеристики черноземов Приуралья. В книге «Почвы черноземной области России» [1886] П.А. Костычевым были расширены географические сведения о почвах на территории Башкирии и подчеркнуто богатство черноземов органическим веществом. Н.М. Сибирцев [1891] дал более детальную характеристику основных типов лесостепных почв Приуралья и внес существенный вклад в изучение почв региона. Значительные дополнения к сведениям о географии почв в Башкирии были сделаны С.И. Коржинским [1891], давшим подробное описание наряду с черноземами и серых лесных почв.

С целью детального изучения почвенного покрова республики, выявления новых земель, пригодных для сельскохозяйственного освоения, в 1932 г было создано Башкирское почвенно-ботаническое бюро, которое позже реорганизовалось в Башкирскую научно-исследовательскую полеводческую станцию. Сотрудниками этих учреждений до 1939 г были проведены исследования почв на площади более 4 млн га с составлением почвенных карт хозяйств и районов.

В послевоенный период наметился заметный перелом в сторону агрономической направленности почвенных исследований. Наряду с территориальными исследованиями проводились изучение агропроизводственных свойств и качественная оценка почв с целью разработки практических рекомендаций по повышению их плодородия. Для выявления потребности известковании почв Д.В. Богомоловым были выполнены маршрутные пересечения в междуречье Белой и Уфы. Кроме того, в районах степного Предуралья изучались процессы эрозии и дефляции почв (Д.В. Богомолов, С.С. Соболев, М.М. Туровцев и др.).

В 1974 г была организована экспедиция с целью изучения почв Башкирского государственного заповедника в центре Южного Урала. В составе экспедиции работали С.Н. Тайчинов, А.Ш. Латыпов, П.Я. Бульчук. В эти же годы проводились работы по комплексному агропочвенному районированию территории Башкирии Д.В. Богомоловым [1954], впоследствии С.Н. Тайчиновым [1960].

В 1952-1954 гг. под руководством С.Н. Тайчинова и М.Н. Бурангуловой были продолжены работы по комплексному исследованию агропроизводственных свойств почв Общего Сырта и Белебеевской возвышенности, районов Башкирского Зауралья и междуречья Белой и Уфы. Полученные научные материалы позволили уточнить границы агропочвенных районов и значительно дополнили сведения о химических, физико-химических и биологических свойствах почв республики.

В 1956-1961 гг. проведены фундаментальные исследования почв лесостепной зоны Башкирии. В 1957 и 1958 гг. были осуществлены первые комплексные исследования серых лесных почв, развивающиеся под лиственными, хвойно-лиственными и хвойными лесами в ряде районов республики. Эти работы позволили в значительной степени уточнить генезис, химические, агрохимические, водно-физические и биологические свойства почв. Результаты были обобщены в монографическом сборнике «Серые лесные почвы Башкирии» [1963], а также в монографии Г.А. Склярова «Лесостепные почвы Башкирской АССР, их генезис и производственная характеристика» [1964]. На основании изучения агрохимических свойств серых лесных почв и специальных опытов выявлена их потребность в органических, минеральных удобрениях, а также в известковании.

В последующие годы (1962-1965) внимание почвоведов было сосредоточено на черноземных почвах Башкирии. Исследованы вопросы генезиса и эволюции этих почв в регионе, химические, агрохимические, биохимические и водно-физические свойства, изучены формы питательных веществ и трансформация их под влиянием различных факторов, взаимодействие почв и удобрений. Были проведены специальные исследования карбонатных черноземов [Курчеев, 1969] и изучались лесорастительные свойства черноземов Зауралья в связи с развитием агролесомелиорации [Галимов, 1968].

Результаты исследований черноземов обобщены в монографии «Черноземы Башкирии» [Бурангулова и др., 1969]. В книге впервые приведены картограммы содержания гумуса, азота, фосфора, калия и некоторых микроэлементов в почвах черноземной зоны республики.

Многолетние всесторонние исследования фосфорного режима почв Башкирии и эффективность фосфорных удобрений проведены под руководством М.Н. Бурангуловой (1955-1967). Впервые выполнено детальное изучение фосфорных соединений почв, идентифицированы неорганические и органические соединения фосфора, выявлена их трансформация в различных экологических условиях, составлены картограммы содержания валового и подвижного фосфора в почвах республики. Установлены районы, в первую очередь нуждающиеся в применении фосфорных удобрений. Большой вклад в изучение проблемы фосфорных удобрений в почвах региона внесли исследования Ю.А. Усманова, Б.П. Шиленко, С.А. Абдрашитова.

С 1970 г были расширены исследования азотного фонда почв Башкирии. Получены данные о содержании и запасах азота в почвах, о формах азотистых соединений, их подвижности и роли биохимических процессов в превращении соединений азота в почвах, выявлены возможности и пути воздействия на эти процессы, установлены биохимические механизмы повышения подвижности почвенного азота под влиянием азотных удобрений (Н.С. Наумов, Ф.Х. Хазиев, М.Х. Хамидуллин, И.К. Хабиров). Результаты изучения азотного фонда почв Башкирии обобщены в книгах «Почвенный азот и Эффективность азотных удобрений» [Хазиев, Наумов, 1979] и «Экология и биохимия азота в почвах Южного Приуралья» [Хабиров, 1993].

На всех этапах изучения почв в регионе обращали внимание на особенности гумусовых показателей. Еще в работах В.В. Докучаева [1883], Н.М. Сибирцева [1901]отмечалась высокая гумусность почв региона. Далее Д.В. Богомолов [1954], подтвердив эту особенность, установил еще и укороченность гумусовых профилей почв Приуралья, особенно черноземов, и выявил причины формирования в регионе почв с высоким содержанием гумуса при укороченной мощности гумусового профиля, в отличие от аналогичных почв европейской части страны. В последующие годы проведены целенаправленные исследования гумуса: содержание, запасы, групповой и фракционный состав, состав функциональных групп гумусовых кислот, особенности локализации гумуса по гранулометрическим и коллоидным фракциям, динамика его под влиянием агротехники и эрозии почв, состояние баланса гумуса, биохимические механизмы трансформации гумуса в почвах, составлены карты содержания и запасов гумуса в почвах (П.А. Курчеев, А.Х. Мукатанов, Г.А. Кольцова, Ф.Х. Хазиев, Ф.Я. Багаутдинов). Наряду с изучением специфических гумусовых веществ большие успехи достигнуты в исследованиях неспецифических органических компонентов гумуса в почвах региона - фосфорорганических соединений (М.Н. Бурангулова, Г.А. Кольцова, И.М. Габбасова), азоторганических соединений (Н.С. Наумов, Ф.Х. Хазиев, И.К. Хабиров), углеводов (Ф.Х. Хазиев, Ф.Я. Багаутдинов). Результаты многолетних исследований органических компонентов почв обобщены в монографии «Органическое вещество почв Башкирии» [Хазиев и др., 1991].

Страницы: 1, 2, 3