Půdní úrodnost je třeba chápat jako jejich schopnost uspokojovat potřeby rostlin v oblasti živin, vody, tepla, vzduchu a příznivého fyzikálního a chemického prostředí. Tato definice má velký význam, protože úrodnost závisí na procesu tvorby půdy, je spojena s přeměnou a akumulací látek, složením, vlastnostmi a režimy půd, které jsou určovány půdotvornými faktory.
V definici půdní úrodnosti jsou uvedeny faktory života rostlin – teplo, voda, živiny, vzduch a příznivé fyzikální a chemické prostředí včetně solného režimu, osmotického tlaku, reakce půdního roztoku, vody, vzduchu, biochemické, redoxní režimy, nepřítomnost toxické látky a další
Pro vytvoření vysoké úrodnosti musí být všechny parametry složení, vlastností a režimů půd optimální pro růst a vývoj rostlin. Úroveň úrodnosti půdy závisí na ukazatelích půdních režimů: voda-vzduch, teplota, živiny, fyzikálně-chemické, biochemické, sůl a redox. A tyto režimové ukazatele jsou určovány klimatickými podmínkami, agrofyzikálními vlastnostmi půd, jejich chemickým a granulometrickým složením, zásobami rostlinných živin, retence humusu, intenzitou mikrobiologických proseb a dalšími faktory.
V předchozích kapitolách byly zaznamenány optimální ukazatele složení, vlastností a režimů půd. Příznivější vlastnosti a režimy v podmínkách středního Ruska se tvoří na lehkých středně hlinitých půdách. S dobrou strukturou a obsahem humusu budou nejlepší těžké hlinité a jílovité půdy, jako jsou černozemě.
Přidělte nejlepší úrovně obsahu humusu v horizontu D; velmi vysoko – > 10 %; vysoká – 10-6 %, průměr – 6-4 %. Optimální úroveň je 7 %.
Zásobování rostlin minerálními prvky závisí na jejich celkovém obsahu v půdě a počtu dostupných forem, na intenzitě biologické akumulace a intenzitě biologického koloběhu látek. Optimální parametry pro zásobování rostlin dostupnými formami dusíku, fosforu a draslíku jsou: pro nitrátový dusík ve vrstvě 0–20 cm před setím >20 mg/kg (pro půdy západní Sibiře podle G.P. Gamzikova, 1982); pro mobilní formy fosforu (P25) – 15–20 mg/100 g půdy (v černozemích podle F. V. Chirikova); za vyměnitelný draslík (K20) – 18 mg / 100 g půdy (podle metody F.V. Chirikova).
Jsou vytvořeny příznivé podmínky pro výživu rostlin s převahou vápníku Ca 2+ a dalších pro rostliny nezbytných kationtů ve složení výměnných kationtů FPC. Například v typické černozemě v horizontu pluhu jsou kationty Ca 2+ 39 mg • ekv., Mg 2+ – 6 mg • ekv. na 100 g půdy. Složení výměnných kationtů postrádá H+ a A1 3+.
Reakce na půdní roztok je pro většinu plodin optimální, když je pH při pHв = 6,4-7,0.
Zásoba půdního tepla by měla být dobrá nebo velmi dobrá se součtem aktivních teplot v hloubce 0,2 m 3400-4400 °C.
Osmotický tlak půdního roztoku je pro většinu pěstovaných rostlin optimální v rozmezí 2,0 • 10 5 -3,0 x 10 5 Pa (2-3 atm.).
Optimální úroveň vláhy pro rostliny je obsah vlhkosti v půdě asi 60 % MW, 70-80 % HW. Typ vodního režimu by měl být periodicky splachovací nebo nesplachovací.
Příznivý vzdušný režim se vytváří při celkové pórovitosti pro hlinité a jílovité půdy 55–65 %, přičemž kapilární pórovitost by měla být více než poloviční. Hustota půdy je optimální v rozmezí 1,0-1,2 g/cm 3 . Fyzikální a mechanické vlastnosti zemin by měly být rovněž příznivé: lepivost, bobtnání, smršťování, soudržnost atd.
Biochemický režim půd je optimální při vstupu organických látek (hlavně vyšších rostlin), jejich rozkladu mikroorganismy, které určují procesy mineralizace a humifikace a mobilizace živin do forem přístupných rostlinám.
Optimální podmínky pro výživu rostlin se vytvářejí s naprostou převahou oxidačních procesů v půdách.
Na úrodnost má velký vliv fytosanitární stav půd, nepřítomnost škůdců, rostlinných patogenů a toxických látek.
Takovýto komplex optimálních parametrů složení, vlastností a režimů v půdách je v přírodních podmínkách velmi vzácný. Velmi často vznikají v půdách nepříznivé podmínky v důsledku složité interakce a vzájemného působení půdotvorných faktorů. Vyskytují se půdy s ochuzeným chemickým složením, nízkým obsahem humusu, nízkou výměnnou kapacitou, nízkým nasycením zásadami, kyselou reakcí a nízkou pufrační schopností. Například podzolické půdy jehličnatých lesů tajgy s režimem vyluhování. Na slatinných půdách se stojatým vodním režimem vzniká slabý stupeň rozkladu organických látek, tvorba rašeliny, nepříznivé fyzikální vlastnosti (nízká hustota, vysoká vlhkostní kapacita, nízká propustnost vody a tepelná vodivost, kyselá reakce). Pro zasolené půdy je charakteristický nepříznivý solný režim, alkalická reakce, negativní vodně-fyzikální a fyzikálně-mechanické vlastnosti.
8.1. Typy půdní úrodnosti
Existují čtyři typy úrodnosti půdy:
Přirozená nebo přirozená úrodnost je způsobena vývojem přirozeného půdotvorného procesu bez lidského zásahu. Taková úrodnost je charakteristická pro panenské půdy a je určena produktivitou přirozených cenóz.
Umělou plodnost vytváří člověk přinášením! hnojiva, meliorace, zpracování půdy a další metody | mov. Bez přirozeného vlivu je umělá plodnost vytvářena člověkem ve sklenících, umělých klimatických komorách; skleníky.
Efektivní neboli ekonomickou úrodnost vytváří člověk na pozadí přirozené úrodnosti v procesu zemědělského využívání půd. Je určena výnosem pěstovaných plodin a představuje kombinaci přirozené a umělé plodnosti.
Potenciální úrodnost charakterizují ukazatele složení, vlastností a režimů půd, které dokážou rostlinám dlouhodobě poskytovat živiny, vodu, vzduch, teplo a udržovat vysokou úroveň efektivní úrodnosti. Například černozemě mají vysokou potenciální plodnost. Potenciál je založen na přirozené úrodnosti, ale v procesu dlouhodobého perspektivního využití v zemědělství je uskutečňován s lidským zásahem. Například na černozemních půdách s nedostatečným zásobováním vodou se dosahují nízké výnosy. S organizací zavlažování jsou tyto půdy schopny dlouhodobě poskytovat vysoké výnosy zemědělských plodin. Slatinné rašelinné půdy po drenážní rekultivaci jsou schopny dlouhodobě poskytovat vysoké výnosy, tj. mají vysokou potenciální úrodnost.
8.2. Reprodukce úrodnosti půdy
Plodnost se tvoří v procesu dlouhodobé tvorby půdy. Výsledná plodnost zlepšuje podmínky pro vitální činnost mikroorganismů, růst a vývoj vyšších rostlin, zvyšuje se proudění organických látek, zintenzivňuje se proces humifikace. Za příznivých podmínek dochází k neustálé reprodukci půdní úrodnosti, to je objektivní zákon tvorby půdy. Pouze za nepříznivých nebo extrémních podmínek může být vytvořená přirozená úrodnost částečně nebo úplně zničena, např. rozvojem větrné a vodní eroze, vzestupem hladiny podzemních vod nebo silným zasolováním. Ničení půd ze čtvrtohorního zalednění a ledovcových vod je známé také v severních oblastech Eurasie a Severní Ameriky.
Při zemědělském využívání půd, působením přírodních a antropogenních faktorů dochází ke kulturnímu půdotvornému procesu, který se rozvíjí pod řízeným vlivem člověka. příroda se nahrazujeNoe vegetace podle pěstovaných druhů, půda je kultivována, jsou vyrobeny provádí se hnojiva, drenáž nebo zavlažování atd. S kompetentním vědecky podloženým zemědělstvím dochází k systematickému zvyšování úrodnosti půdy. Když dnoCoy kultura zemědělství, extenzivní využívání půd, dochází po určitou dobu k poklesu efektivní úrodnosti, např. pro střídání plodin.
Pokud je úrodnost půdy v procesu využívání nižší než původní, znamená to neúplnou reprodukci úrodnosti půdy. Pokud zůstane na úrovni originálu, pak to znamená jeho prostou reprodukci. Zvýšení úrodnosti půdy znamená rozšířenou reprodukci úrodnosti. Je nutné udržovat bezdeficitní bilanci organické hmoty v půdách.
V podmínkách intenzivního hospodaření je nutné racionálně využívat půdy, zajistit rozšířenou reprodukci půdní úrodnosti, zvýšit efektivní a potenciální úrodnost pro získání vysokých výnosů pěstovaných plodin v dobré kvalitě.
Pro zvýšení úrodnosti je nutné zlepšit ukazatele složení, vlastností a režimů půd na optimální hodnoty. V první řadě je potřeba ovlivnit ty vlastnosti a režimy, které jsou na minimu a omezují účinnost ostatních ukazatelů. V aridních zónách je zásobování rostlin vodou minimální, proto je zde především nutné provést opatření pro akumulaci a racionální využití půdní vláhy. Na půdách chudých na živiny je třeba aplikovat hnojiva. Při nadměrné vlhkosti půdy je nejprve nutné regulovat vodní a vzdušný režim.
Po zlepšení faktoru, který je na minimu, a jeho uvedení na optimální výkon, je nutné ovlivnit všechny ostatní faktory a zlepšit je na optimální hodnoty v konkrétních podmínkách.
Hlavními metodami pro zvýšení účinnosti půdní úrodnosti jsou používání organických a minerálních hnojiv, zavlažování nebo drenáž, vápnění kyselých a sádrových půd zasolených a volba optimálních systémů pro1| botki, rozvoj střídání plodin, vytvoření pole-ochranného lesa! pásy, pěstování vytrvalých luštěnin, činnosti | boj proti větrné a vodní erozi, zavádění vysoce výnosných odrůd a hybridů kulturních rostlin.
Systém těchto technik pro zlepšení úrodnosti půdy závisí na typech půd a požadavcích plodin pěstovaných ve specifických podmínkách. Systémy metod zvyšování úrodnosti půdy ve vztahu ke konkrétním podmínkám jsou podrobně probírány v kurzech speciálních oborů – agrochemie, zemědělství, rostlinná výroba, zemědělské rekultivace atd.
Úrodnost – schopnost půd zajistit růst a vývoj rostlin. Je to hlavní funkční vlastnost půdy, kterou určuje složení, vlastnosti a režimy půd. Měří se produktivitou fytocenóz a výnosem zemědělských plodin. Produktivita a produktivita závisí nejen na úrodnosti půdy, ale i na dalších faktorech života rostlin, dělí se na: kosmické (světlo, teplo), atmosférické (množství a způsob atmosférických srážek, redistribuce tepla, vlhkost vzduchu, složení půdy ovzduší), litosférické (reliéf, podzemní vody, půdotvorné horniny), biosférické (fytocenóza) a antropogenní. Všechny ovlivňují rostliny přímo (intenzita fotosyntézy, účast na výživě, zajišťování vláhy) a prostřednictvím vlastností půd a jejich úrodnosti, která se vlivem těchto faktorů tvoří. Produktivita fytocenóz a výnosy plodin jsou nízké a vysoké, úrodnost je také nízká a vysoká, ale není mezi nimi přímá úměra v důsledku působení jiných faktorů na rostlinu. Při analýze výnosů a produktivity je vyžadován integrovaný přístup, který bere v úvahu všechny faktory života rostlin. typy plodnosti. Existují následující typy plodnosti: přírodní (přirozený), umělý, potenciální, efektivní a ekonomický. Přirozená (přirozená) plodnost je úrodnost půdy v jejím přirozeném stavu. Vyznačuje se produktivitou přirozených fytocenóz. umělá plodnost (přírodně-antropogenní, dle V.D. Mukha) – úrodnost, kterou půda (agrokrajina) má v důsledku lidské ekonomické činnosti. V mnoha ohledech dědí přirozené. Ve své čisté formě je typický pro skleníkové půdy, rekultivované (hromadné) půdy. Potenciální plodnost – schopnost půd (krajiny a zemědělské krajiny) poskytovat určitý výnos nebo produktivitu přirozených cenóz. Tato schopnost není vždy realizována, což může být způsobeno povětrnostními podmínkami, ekonomickou aktivitou. Potenciální úrodnost je charakterizována složením, vlastnostmi a režimy půd. Například černozemní půdy mají vysokou potenciální úrodnost, zatímco podzolové půdy mají nízký potenciál, ale v suchých letech mohou být výnosy plodin na černozemích nižší než na podzolových půdách. Efektivní úrodnost je součástí potenciálu realizovaného ve výnosu plodiny za určitých klimatických podmínek. Efektivní úrodnost se měří výnosem a závisí jak na vlastnostech půd, krajiny, tak na lidské ekonomické činnosti, typu a odrůdě pěstovaných plodin. Ekonomická plodnost – je to efektivní plodnost, měřená z ekonomického hlediska, s přihlédnutím k nákladům na úrodu a nákladům na její získání. Faktory omezující úrodnost půdy patří sem ukazatele složení, vlastností a režimů půd, které snižují výnos kulturních rostlin a bioproduktivitu přirozených fytocenóz. Míra odchylky charakterizuje úroveň limitujícího faktoru a míru snížení výnosu. Teoretickým základem pro studium faktorů omezujících úrodnost půdy jsou zákony omezujícího faktoru a kumulativního působení a optimální kombinace faktorů života rostlin. Existují planetární limitující faktory pro půdy všech zón (nedostatečný přísun živin, zvýšená hustota, nevyhovující struktura), intrazonální pro určité zóny a regiony (zvýšená kyselost, zásaditost, nedostatek a přebytek vláhy, eroze, skalnatost), lokální pro malé plochy (lokální kontaminace půdy radionuklidy a těžkými me, ropnými produkty) Pro řadu půdních vlastností a režimů se stanovují kritické úrovně ukazatelů, při kterých se prudce zhoršují další agronomicky důležité půdní vlastnosti a režimy a prudce klesá výnos a kvalita rostlin. Na půdách s nízkou přirozenou úrodností se rozlišují kultivované, kultivované a kulturní odrůdy. Vyvinuté půdy vznikají v podmínkách nízké zemědělské techniky, s nepravidelnou aplikací nízkých dávek org a min hnojiv. Pěstované a kulturní jsou tvořeny špičkovou zemědělskou technologií, pravidelnou aplikací organických a minerálních hnojiv a melioračními opatřeními. V důsledku toho je plodnost výrazně vyšší ve srovnání s vyvinutými protějšky. Opačným procesem je orba – pokles úrovně orných půd, úrodnosti, agronomických vlastností v důsledku jejich využívání při nízké úrovni humusových zdrojů po řadu let. Únava půdy je multifaktoriální jev, který se projevuje v agrocenózách, zejména v podmínkách monokultur. Únava půdy je považována za důsledek narušení ekologické rovnováhy v systému půda-rostlina v důsledku jednostranného působení pěstovaných rostlin na půdu.
15. Základní zákony geografie půdy. Struktura půdního pokryvu: typy, příčiny vzniku a agronomické hodnocení.
Zákon horizontálního zónování –půdní typy jsou na zemském povrchu rozmístěny v pásech (zónách), které mají široký záběr a postupně se nahrazují od jihu k jihu v souladu s klimatickými změnami, vegetací a dalšími podmínkami tvorby půdy. Půdní faciální právo – provinční klimatické vlastnosti v důsledku termodynamických atmosférických procesů souvisejících s vlivem oceánů a horských systémů způsobují komplikaci zeměpisné šířky až po vznik zvláštních typů půd Zákon vertikální zonality půdy – v horských systémech jsou hlavní typy půd rozmístěny ve formě výškových pásů, které se postupně nahrazují od úpatí hor k vrcholům v souladu s klimatickými a vegetačními změnami. Počet vertikálních půdních pásů závisí na poloze horského systému a výšce terénu. Zákon analogických topografických řad v různých půdních zónách je složení půdního pokryvu různé, ale rozložení podle prvků reliéfu má podobný charakter. Na vyvýšených prvcích reliéfu vznikají automorfní půdy, v nižších částech svahů semihydromorfní a hydromorfní půdy v závislosti na zásobě látek povrchovým a podložím odtokem. Zákon 1 hlavních principů používaných ve velké kartografii. Stalo se základem nauky o struktuře půdního pokryvu, určeného mezo- a mikroreliéfem. Struktura půdního krytu – formy prostorových změn v elementárních půdních oblastech, které spolu v různé míře geneticky souvisí a vytvářejí určitý prostorový vzorec. Elementární půdní oblast (ESA) – půdní pokryv, v němž neexistují půdně-geografické hranice. ESA je nejnižší taxonomická úroveň struktury půdního pokryvu. Oblasti EPA se pohybují ve velmi širokém rozmezí – od m 2 až po několik tisíc hektarů. EPA se liší formou, obsahem, podmínkami vzdělávání. Systém pravidelně se střídajících, geneticky příbuzných ESA v různé míře tvoří půdní kombinaci (SC). Půdní kombinace lze považovat za nejmenší integrální části struktury půdního pokryvu a jsou taxonomickými jednotkami, které jsou složitější než ESA. Počítače mohou být kontrastní a nekontrastní. Jsou spojeny do 6 skupin: kombinace, komplexy, tečkování, variace, mozaiky a tachety. Kombinace, komplexy a mozaiky se označují jako kontrastní PK, zatímco variace, tečkování a tachety se označují jako nekontrastní PK. Kombinace jsou půdní mezokombinace, ve kterých se pravidelně střídají poměrně velké plochy kontrastně odlišných půd, což může mít zvláštní ekonomický význam. Vznik kombinací je spojen se změnou mezoreliéfu. Genetický vztah mezi kombinacemi EPA je jednostranný – jedna EPA pod převažujícím vlivem ostatních. Komplexy jsou půdní mikrokombinace s pravidelným střídáním drobných skvrn kontrastních půd, jejichž vývoj je vzájemně determinován. Vznik je spojen s mikroreliéfem. Skvrnitost má podobnou strukturu jako komplexy, zatímco variace jsou podobné kombinacím. Rozdíly jsou ve slabém kontrastu složek, které tvoří skvrny a variace. U mozaik a tachet neexistuje žádné genetické spojení mezi pojmy komponent. Jejich vznik souvisí s prostorovou změnou půdotvorných hornin, u tashetů pak se změnou biologických faktorů. Mozaiky jsou kontrastní kombinace, tashety jsou málo kontrastní. Kontrast a složitost půdních kombinací jsou důležité charakteristiky, které mají praktický význam pro agronomické a rekultivační charakteristiky území. Kontrast půdního pokryvu je charakterizován mírou rozdílu mezi složkami z hlediska jejich vlastností, stupněm vlhkosti, oglejení a podzolizace. Složitostí půdního pokryvu se rozumí jeho rozmanitost, která závisí na velikosti půdních vrstevnic a na stupni jejich disekce. Rozměry ESA závisí na podmínkách jejich výskytu a na reliéfu. Kontrast a složitost půdního pokryvu určují míru heterogenity jeho struktury. Pro charakterizaci se používá index heterogenity – součin hodnot složitosti a kontrastu. Index heterogenity v zonálním aspektu se mění podobně jako index kontrastu. Pro lesostepní půdy je typická minimální heterogenita. Maximum – jižní tajga na severu a suché stepi na jihu. Agronomicky homogenní SPP lze zahrnout do jednoho pole. Jsou reprezentovány nekontrastními kombinacemi, skvrnitostí, variacemi. Agronomicky heterogenní kompatibilní SPP lze zařadit do stejného oboru, ale výnosy ve stejnou dobu v jednotlivých oblastech se mohou lišit. Je nutné provést opatření k vyrovnání úrodnosti jednotlivých ESA zařazených do půdních kombinací. Agronomicky nekompatibilní NGN by neměly být zahrnuty do jednoho pole. Načasování terénních prací a povaha činností pro různé EPA těchto SPP se liší. Například: sodno-podzolové půdy povodí a svahů a sodno-podzolové půdy glejové spodních částí svahů.
