úrodnost půdy — schopnost půdy uspokojovat potřeby pěstovaných plodin s faktory suchozemského života je výsledným ukazatelem stavu půdních procesů.
V komplexnějším pojetí je úrodnost schopnost půdy poskytovat optimální faktory pro život rostlin, včetně dostatečného množství živin v mobilní formě a přeměňovat je v půdní zásoby a zpět; vykazují fytosanitární vlastnosti, jsou odolné vůči nepříznivým faktorům a jsou vhodné pro použití moderních technologií pěstování plodin.
Úrodnost půdy není jediným faktorem sklizně, kromě ní jsou výnosy plodin ovlivněny biologickými vlastnostmi rostlin, klimatem, zemědělskou technologií atd. Nicméně za stejných okolností bude určovat produktivitu plodin.
Klíčovým úkolem zemědělství je řízení půdní úrodnosti, které spočívá v regulaci půdních procesů za účelem zajištění optimálních faktorů pro život rostlin v dlouhodobém horizontu.
Moderní zemědělské systémy věnují významnou pozornost environmentálnímu aspektu. Úkol zachování a zvýšení úrodnosti musí být řešen s ohledem na odolnost půd vůči degradaci.
Úrodnost půdy (anglicky Español)
Obsah
- Navigace
- Přirozená úrodnost půdy
- Ukazatele úrodnosti půdy
- Agrofyzikální ukazatele úrodnosti půdy
- Agrochemické ukazatele úrodnosti půdy
- půdní organická hmota
- Biologická aktivita
- Fytosanitární stav půdy
- Reprodukce plodnosti
- Kultivace nově vyvinutých půd
- Reprodukce plodnosti
- Metody reprodukce plodnosti
- Optimalizace plodnosti
- Stůl. Ukazatele úrodnosti různých půd a výnosů plodin 1 Agrochemie. Učebnice/V.G. Minejev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov a další; upravil V.G. Mineeva. – M.: Nakladatelství VNIIA pojmenované po. D.N. Pryanishnikova, 2017. – 854 s.
- Stůl. Optimální parametry vlastností orného horizontu lesostepních půd (podle Karmanov N.I., 1993)
Navigace
Úrodnost půdy (anglicky Español)
Přirozená úrodnost půdy
Přirozená úrodnost je úrodnost, která se vyvíjela jako výsledek přirozeného půdotvorného procesu po dlouhou dobu a je určována faktory, jako je granulometrické, chemické složení půdy a klima.
V podmínkách přirozené plodnosti jsou některé živiny ve formě, která je pro rostliny nedostupná. V některých případech dochází k neustálému nedostatku určitých prvků, například dusíku.
Vliv člověka na půdy s přirozenou úrodností prostřednictvím jeho kultivace vedl ke změnám režimů, které ovlivnily zásobování a dostupnost rostlin životními faktory.
Působením přírodních faktorů a lidských činností včetně obdělávání půdy, používání hnojiv, zavlažování, využívání osevních postupů atd. se utvářela efektivní půdní úrodnost.
Ukazatele úrodnosti půdy
Úrodnost byť jednoho typu půdy je dána velkým souborem podmínek, například reliéfem, strmostí a expozicí svahů, chemickým složením půdotvorných hornin, hydrologickým režimem atd. Což vyžaduje diferencovaný přístup k jejich využití. .
Úrodnost půdy se obvykle kvantitativně posuzuje třemi typy ukazatelů:
- agrofyzikální;
- biologické (složení a množství organické hmoty, aktivita bioty, fytosanitární stav); .
Ukazatele plodnosti korelují se sklizní a ve většině případů spolu souvisí. Některé z nich jsou zásadní, určující stav všech půdních procesů, například granulometrické a mineralogické složení, fytosanitární stav, jiné jsou jejich deriváty.
Agrofyzikální ukazatele úrodnosti půdy
Mezi agrofyzikální ukazatele úrodnosti půdy patří:
- klasifikace;
- mineralogické složení;
- struktura půdy;
- tloušťka ornice.
Agrofyzikální ukazatele určují mechanické vlastnosti půdy, ovlivňující přímo nebo nepřímo všechny faktory života rostlin a podmínky kultivace půdy.
Nejpříznivější podmínky pro růst a vývoj rostlin jsou na půdách středního granulometrického složení.
Za optimální půdní strukturu je považována hrudkovitá nebo zrnitá, skládající se z kameniva 0,25-10 mm, s optimálním poměrem pevné fáze a celkové pórovitosti 50:50 pro sodno-podzolické půdy a 40:60 pro černozemě.
Tloušťka orné vrstvy je hloubka zpracování půdy. Zvětšení hloubky kultivace zvyšuje vláhovou kapacitu a vytváří příznivé podmínky pro růst kořenového systému a životně důležitou činnost půdní mikroflóry. Zvýšení hloubky zpracování však vede k prudkému nárůstu ekonomických nákladů a nákladů na zdroje. Proto se za optimální tloušťku orné vrstvy považuje pro většinu půd 27-30 cm.
Granulometrické a minerální složení se zpravidla v průběhu času nemění a jejich reprodukce je velmi obtížná. Struktura a tloušťka orné vrstvy jsou naopak indikátory, které lze reprodukovat vhodnými zemědělskými postupy.
Agrochemické ukazatele úrodnosti půdy
Agrochemické ukazatele úrodnosti půdy zahrnují:
- obsah a dostupnost dusíku;
- obsah a dostupnost fosforu;
- obsah a dostupnost draslíku;
- obsah a dostupnost mikroelementů;
- reakce půdního prostředí.
Agrochemické ukazatele plodnosti určují dostupnost a poskytování živin nezbytných pro růst a vývoj rostlin.
Obsah živin se může značně lišit v závislosti na typu půdy a použité zemědělské technologii. Pro většinu půd se obsah fixovaného dusíku pohybuje od 130 do 350 kg/ha, fosfor – od 0,01 % pro chudé písčité do 0,20 % pro humózní půdy, draslík – do 2-3 % pro hlinité a hlinité půdy; na chudých písčitých půd jeho obsah prudce klesá.
Dostupnost živin je ovlivněna řadou faktorů, jedním z nich je reakce půdního prostředí.
Zásobování živinami v přirozených podmínkách probíhá poměrně pomalu v důsledku procesů fixace dusíku, vstupu se srážkami, prachem, podzemními a odpadními vodami. V podmínkách obhospodařovaných pozemků jsou agrochemické ukazatele regulovány aplikací hnojiv a meliorantů.
půdní organická hmota
Ve většině případů je integrálním ukazatelem plodnosti obsah organické hmoty a její kvalitativní stav.
Volba tohoto konkrétního ukazatele je vysvětlena funkčním významem organické hmoty v půdotvorných procesech. Vývoj půdy jako přirozeného historického tělesa je výsledkem neustálého procesu syntézy a destrukce organické hmoty, zajišťující kontinuitu projevu koloběhu látek a energie při tvorbě půdy. Proces tvorby půdy a vývoj půdní úrodnosti jsou klíčovými faktory pro stabilní a efektivní produkci.
Organická hmota má významný vliv na nejdůležitější agronomické vlastnosti půdy: agrofyzikální, biologické a agrochemické a také fytosanitární stav.
Zvyšování obsahu organické hmoty v půdě je dlouhodobý úkol, který by měl vycházet z reálných možností reprodukce organické hmoty orných půd. Efektivní realizace tohoto úkolu je možná při dlouhodobém, systematickém a systematickém působení souboru praktických technik.
Optimální obsah organické hmoty je dán typem půdy, vlivem kvantitativního zvýšení výnosu a náklady na reprodukci tohoto ukazatele.
Biologická aktivita
Biologická aktivita charakterizuje intenzitu půdních biologických procesů. Prospěšné půdní mikroorganismy se účastní koloběhu živin, vylučují enzymy, antibiotika, stimulátory růstu a další organické látky, které ovlivňují vývoj rostlin.
Fytosanitární stav půdy
Fytosanitární stav je schopnost snižovat účinek fytotoxických látek, mikroorganismů, fytopatogenů a udržovat rovnováhu mezi prospěšnou a škodlivou entomofaunou, mít minimální zásobu semen a vegetativních orgánů plevelů.
Fytosanitární stav půdy je dán aktivitou a složením půdní bioty, v níž převaha užitečných organismů je dána zajištěním optimálních půdních režimů vytvořených vědecky podloženým systémem produkčních činností přizpůsobených místním podmínkám.
Reprodukce plodnosti
Kultivace nově vyvinutých půd
Kultivace půdy je zlepšování přirozených vlastností půdy prostřednictvím agrorekultivačních opatření.
Polní kultivace – zlepšení půdních vlastností určitého území s využitím kulturních a technických vlivů na ornou půdu, zvětšování obrysů polí, urovnávání, odstraňování kamenů atd.
Obdělávání půdy se používá u nově zastavěných pozemků s velmi nízkou přirozenou úrodností, např. na podzolových, zasolených, silně podmáčených půdách, při orbě neúrodných horizontů podloží. V těchto případech nedochází k rozmnožování, ale k tvorbě plodnosti. Tento úkol je relevantní při obnově půdy v horských oblastech nebo při těžbě rašeliny.
Rekultivace je obnova kulturní úrodnosti na dříve využívaných půdách.
Reprodukce plodnosti
V procesu zemědělské činnosti spojené s odcizením rostlinných produktů ze sklizně dochází ke spotřebě minerálních a organických látek půdním, vodním a vzdušným režimem, zhoršují se fytosanitární podmínky a mikrobiologická činnost. V tomto ohledu dochází ke ztrátě plodnosti, kterou je třeba v podmínkách intenzivního hospodaření udržovat na přijatelné úrovni a v ideálním případě by se měla snažit o optimální zajištění životních faktorů rostlin.
Obnova půdní úrodnosti je založena na dosažení optimálních ukazatelů půdní úrodnosti ve vztahu ke konkrétním produkčním podmínkám a technologii reprodukce plodnosti. Vychází ze zákona návratu.
Reprodukci plodnosti lze rozdělit na jednoduchou a rozšířenou.
Prostá reprodukce úrodnosti – opatření směřující k návratu úrodnosti půdy k původním parametrům.
Rozšířená reprodukce úrodnosti – opatření směřující k obnovení úrodnosti půdy nad její původní parametry.
Rozšířená reprodukce je důležitá zejména v podmínkách intenzivního zemědělství, ve kterém je do obratu zahrnuta půda s nízkou přirozenou úrodností. Pro sodno-podzolové půdy je rozšířená reprodukce předpokladem udržitelné zemědělské činnosti.
Management úrodnosti půdy je soubor opatření zaměřených na kontrolu úrodnosti půdy a její jednoduché nebo rozšířené reprodukce v podmínkách konkrétního podniku. Vychází z modelu postaveného s ohledem na skutečné hodnoty ukazatelů plodnosti, které jsou korelovány s produktivitou, půdními, klimatickými a produkčními podmínkami.
Příklad modelu úrodnosti na sodno-podzolických středně hlinitých půdách mimočernozemské zóny Ruska. Produktivita modelu je 4,5-6,0 tun obilí, nebo 6500-7500 krmiv. Jednotky
1. Hustota – 1,1-1,2 g/cm3, pórovitost – 50-55%, kapacita vzduchu – 25-30%.
2. Struktura je jemně hrudkovitá, vodní pevnost makrostruktury je více než 40 %.
3. Mocnost orné vrstvy je 25-30 cm, není zde podzolický horizont.
1. Obsah humusu v orné vrstvě je 2,5-3 %, rezerva je 75-90 t/ha.
2. Aktivita půdní bioty je vysoká.
3. Fytosanitární stav – počet plevelů je na úrovni ekonomického prahu škodlivosti, chybějí patogeny a škůdci.
1. Stav POC a kyselost: pH = 6,0-6,5, 7-12 mEq, V = 80-90 %.
2. Obsah NPK, mg/kg půdy: minerální dusík – 30-50; mobilní formy fosforu – 150-250; mobilní formy draslíku – 200-250.
3. Obsah mikroprvků, mg/kg půdy: měď – 0,8-1,2; molybden – 0,2-0,4; bór – 0,5-0,6; zinek – 5-7.
Metody reprodukce plodnosti
Reprodukce plodnosti v moderním zemědělství se provádí dvěma způsoby: materiálním a technologickým.
Materiální způsob reprodukce plodnosti je založen na používání hnojiv, meliorantů, pesticidů atd. Má nejúplnější a nejrozmanitější účinek na úrodnost půdy doplňováním zásob živin.
Technologický způsob reprodukce je založen na využití střídání plodin, různých metod zpracování půdy a osevních metod, meziplodin apod. Půdní zdroje mobilizuje, ale nedoplňuje, proto použití tohoto způsobu samo o sobě není schopno zajistit dlouhodobý efekt reprodukce plodnosti.
Optimalizace plodnosti
Díky vývoji výzkumných institucí a datům z dlouhodobých stacionárních experimentů v Geografické síti bylo možné optimalizovat úrodnost půdy podle agrochemických a agrofyzikálních ukazatelů. Ukazatele úrodnosti jsou optimální, pokud zajišťují vysoké výnosy a kvalitní produkty pro všechny plodiny v osevním postupu, pomáhají zvyšovat ekonomickou efektivitu a zlepšovat stav životního prostředí.
Stůl. Ukazatele úrodnosti různých půd a výnosů plodin 1 Agrochemie. Učebnice/V.G. Minejev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov a další; upravil V.G. Mineeva. – M.: Nakladatelství VNIIA pojmenované po. D.N. Pryanishnikova, 2017. – 854 s.
Ukazatel úrodnosti půdy a výnos | Typy hlinitých půd | |||
---|---|---|---|---|
obyčejná černozemě | lesní šeď | sod-podzolic | typická sierozem | |
Agrofyzikální vlastnosti půd | ||||
Vrstva ornice, cm | 35 | 30 | 27 | 35 |
Hustota, g/cm3 | 1,10 | 1,20 | 1,25 | 1,30 |
Celková pórovitost, % | 59 | 55 | 50 | 46 |
Vlhkost, % hmotnosti | 30 | 29 | 27 | 25 |
Voděodolné kamenivo 0,25 mm, % | 60 | 50 | 40 | 25 |
Agrochemické a fyzikálně chemické vlastnosti půd | ||||
Humus, % / t/ha | 7,0/270 | 3,0/90 | 2,5/75 | 1,3/60 |
Dusík, % / t/ha | 0,30/12,0 | 0,20/7,2 | 0,15/5,0 | 0,14/6,3 |
Mobilní fosfor, mg/kg půdy | 200 | 200 | 200 | 40 |
Výměnný draslík, mg/kg půdy | 350 | 200 | 150 | 4000 |
Výnos plodiny, t/ha | ||||
Zimní pšenice | 6,0 | 5,0 | 4,5 | 5,0 |
Ječmen | – | 4,5 | 3,2 | 4,0 |
Trvalky byliny | 12,0 | 7,5 | 5,5 | 12,0 |
Brambory | – | 25,0 | 25,0 | 12,0 |
Rostlina bavlna | – | – | – | 4,5 |
Půdní úrodnost se hodnotí pomocí souboru ukazatelů v souladu se specializací střídání plodin.
Optimálních ukazatelů plodnosti je dosahováno využitím komplexu agrotechnických technik a agrochemikálií. Soil Institute pojmenovaný po V.V. Dokuchaev navrhl parametry pro ukazatele úrodnosti půdy, které zajišťují vysoké výnosy plodin.
Stůl. Optimální parametry vlastností orného horizontu lesostepních půd (podle Karmanov N.I., 1993)
Název parametru | Lesní šedá | Podzolizované a vyluhované černozemě |
---|---|---|
1. Morfologická | ||
Výkon, cm | 29-35 | 30-35 |
2. Agrofyzikální | ||
Hustota, g/cm3 | 1,15-1,25 | 1,05-1,10 |
Celková pórovitost, % | 52-56 | |
Počet voděodolných kameniv (frakce o velikosti částic 0,25 mm) | 55-65 | |
3. Biochemické a fyzikálně chemické | ||
Obsah humusu,% | 5,0-6,0 | |
Zásoby humusu, t/ha | 160-230 | 160-230 |
Humus typu Cgk : Cfc | 1,2-1,6 | |
Množství labilních huminových kyselin, mg C/kg | nejsou k dispozici žádná data | nejsou k dispozici žádná data |
pH fyziologický roztok | 6,0-6,2 | 6,0-6,5 |
Hydrolytická acidita mmol/100 g půdy | 1,5-2,5 | 2,5-3,5 |
Součet absorbovaných zásad, mmol/100 g půdy | 15-25 | 25-35 |
Stupeň nasycení báze, % | 88-92 | 90-95 |
4. Agrochemikálie | ||
Mobilní formy fosforu, mg/kg půdy | 200-250 | 180-230 |
Mobilní formy draslíku, mg/kg půdy | 200-250 | 150-200 |
Pro sodno-podzolové půdy je důležitým ukazatelem úroveň kyselosti, která se stanovuje s přihlédnutím ke specializaci střídání plodin, biologickým vlastnostem plodin, granulometrickému složení půdy, množství a složení absorbovaných kationtů.
Jedním z důvodů citlivosti rostlin na kyselou reakci půdy je přítomnost a pohyblivost hliníku a plodiny reagují na obsah aktivních forem a na poměr výměnného vápníku a hliníku nebo na sumu vápníku, hořčíku a hliník. Čím vyšší je tento poměr, tím méně výrazný je účinek hliníku.
Problém optimalizace reakce půdního roztoku je způsoben používáním fyziologicky kyselých minerálních hnojiv, což vede k ochuzování orné vrstvy o vápník. Udržení optimální reakce v kyselých půdách je spojeno s vědecky podloženou technologií vápnění.
Úrodnost půdy je primárně určena obsahem organické hmoty. Optimální parametry obsahu humusu v sodno-podzolových půdách byly stanoveny v závislosti na granulometrickém složení: v písčitých půdách – 1,8-2,0, hlinitopísčitých – 2,0-2,5, hlinitých – 2,6-3,0. Pro udržení bezdeficitní humusové bilance je nutné ročně aplikovat 16-18 t/ha, 13-15 t/ha a 10-12 t/ha hnoje.
Pro udržení optimálního obsahu humusu v kyselých sodno-podzolových a šedých lesních půdách kombinují vápnění, aplikaci organických a dusíkatých hnojiv v dávkách, které pokryjí více než 90 % odstranění dusíku plodinami, a zařazování travních směsí luskovin a obilnin do struktura osevních ploch. Dávky organických hnojiv jsou stanoveny v závislosti na obsahu humusu a distribuci velikosti částic. Dusíkatý režim půd se posuzuje na základě obsahu minerálního dusíku.
Jednou z charakteristik obdělávání půdy je obsah mobilního fosforu. V tomto případě je třeba se zaměřit na plodiny střídání plodin, které jsou pro specifické půdní a klimatické podmínky nejnáročnější na výživu fosforem.
Spodní mez obsahu mobilních forem fosforu je stanovena s přihlédnutím k posouzení obsahu fosforu při maximálním výnosu plodiny a nedostatku efektu z dodatečné aplikace fosforečných hnojiv. Podle zobecněných údajů z dlouhodobých experimentů spodní hranice obsahu P2O5 je 100-150 mg/kg pro sodno-podzolové hlinité půdy, 50-100 mg/kg pro písčité a hlinitopísčité půdy, 100-150 mg/kg pro šedé lesní půdy. Další zvýšení obsahu dostupného fosforu neposkytuje významné zvýšení výtěžku.
Úrodnost je schopnost půdy uspokojovat potřeby konkrétních rostlin na živiny, vodu a zásobovat jejich kořenový systém vzduchem a teplem. Výživa, voda, vzduch, teplo jsou nejdůležitější složky úrodnosti půdy.
Je vhodné používat následující pojmy: Přirozená úrodnost je úrodnost, kterou má půda v přirozeném stavu bez zásahu člověka.
umělá plodnost – jedná se o úrodnost, kterou má půda v důsledku působení cílevědomé lidské činnosti na ni (orba, kultivace, rekultivace, aplikace hnojiv apod.). Příkladem umělé úrodnosti ve své čistotě je objemná půda-rašelina-ligninosoly skleníků, chat atd., ve kterých lidé udržují optimální podmínky pro vývoj rostlin.
Potenciální plodnost – celková úrodnost půdy, určená jejími vlastnostmi – jak přirozená (získaná v procesu tvorby půdy), tak vytvořená či upravená člověkem.
Úroveň potenciální úrodnosti půdy je určena:
obsah humusu a jeho kvalitu ovlivňující zásoby dusíku a dalších živin a růst aktivujících látek, absorpční schopnost půdy, strukturní stav a agrofyzikální vlastnosti;
obsah živin (dusík, fosfor, draslík, síra a další makro- a mikroprvky, jejich celkové množství a stupeň mobility a dostupnosti pro rostliny), který určuje režim výživy;
granulometrické složení, ovlivňující obecné chemické a mineralogické složení, absorpční kapacitu a pufrační schopnost půdy, strukturní stav, agrofyzikální charakteristiky, režim voda-vzduch a tepelné režimy, intenzita a korelace procesů přeměny a mineralizace půdní organické hmoty, akumulace a vyplavování ;
složení výměnně absorbovaných kationtů, ovlivňujících stav půdních koloidů, agrofyzikální vlastnosti, reakci půdního roztoku a jeho fyziologickou rovnováhu;
mikrobiologická a enzymatická aktivita, ovlivňující procesy přeměny organických a minerálních látek, nutriční režim; tloušťka vrstvy humusu.
Ovlivňují i další vlastnosti, jejichž kvalita závisí na právě uvedených, zejména obecné chemické a mineralogické složení, reakce půdního roztoku, složení solí, fytotoxické látky, strukturní stav, hodnoty MG a DAV, hladina podzemní vody a jejich mineralizace.
Úroveň potenciální úrodnosti půdy je navíc významně ovlivněna ekonomickou činností člověka – antropogenním faktorem.
Uvedené přírodní faktory potenciální úrodnosti přímo charakterizují půdu a lze je přesně určit a zohlednit v dynamice.
Potenciální úrodnost je relativně stabilní charakteristika, která umožňuje kvantifikovat jednotlivé půdy, porovnávat půdy různých území a pozemků a posuzovat možnosti jejich využití v budoucnu.
Efektivní plodnost – je to ta část potenciální úrodnosti, která se realizuje ve formě výnosu rostlin za daných klimatických (povětrnostních) a technicko-ekonomických (agrotechnických) podmínek.
Úroveň efektivní úrodnosti půdy, stanovená výnosem pěstovaných plodin, závisí nejen na půdě, ale také na povětrnostních a klimatických podmínkách, biologických vlastnostech rostlin a vlivu člověka.
Úroveň efektivní úrodnosti půdy je tedy úrovní úrodnosti konkrétního ekologického systému, přesněji agropedocenózy. Faktory, které určují efektivní úrodnost půdy, jsou prakticky výnosové faktory; Vedoucí roli mezi nimi patří antropogenní vliv.
Relativní plodnost – jedná se o půdní úrodnost ve vztahu ke konkrétní skupině plodin, rostlinné asociace apod. Přitom půda, která je pro některé rostliny úrodná, může být pro jiné neúrodná. To bylo známo již ve starověku. Již v XNUMX. století římský vědec a filozof Plinius Starší poznamenal: „Půda zdobená vysokými a štíhlými stromy není zdaleka nejlepší, s výjimkou její vhodnosti pro samotné rostliny.“
Příklady relativní úrodnosti: písčité a hlinitopísčité půdy (borovice), sodno-podzolické půdy (lesní a zemědělské plodiny), bažinaté půdy (bažinná vegetace a možnosti pěstování plodin, kvalitativní změny při rekultivacích) a mnohé další, kterým se budeme věnovat vrátit se dnes.
Ekonomická plodnost je ekonomické hodnocení půdy v souvislosti s její potenciální úrodností a energetickými charakteristikami půdy, jako je vzdálenost od trhů, mělký obrys, strmý svah. Kromě toho je zohledňována celá řada ekonomických ukazatelů, jako jsou náklady na pěstované produkty včetně energetických ukazatelů, zisk, diferenciální renta atd. Konečným výsledkem je cena půdy. Ekonomická úrodnost v podstatě není jen úrodnost půdy, ale úrodnost pozemku, na kterém ta či ona půda vznikla.