Какое вещество определяет плодородие почвы: Какое вещество определяет плодородие почвы: А) Гумус Б) Почвенная вода В) Почвенный воздух

Содержание

Какое вещество определяет плодородие почвы

Плодородие почвы — способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности. Это эмерджентное свойство почвы: оно появляется только при взаимодействии её компонентов. Почва состоит из перегноя, воды, воздуха, глины и песка. На её плодородие существенно влияет содержание азота, фосфора, калийных солей и других веществ.

С давних пор человек оценивает почву главным образом с точки зрения её плодородия. Именно от плодородия зависит урожай.

Почва — сложная система, которая живёт и развивается по своим законам, поэтому под плодородием нужно понимать весь комплекс почвенных свойств и процессов, определяющих нормальное развитие растений. Все процессы, происходящие в почве, связаны между собой. Исключение или ослабление какого-либо составляющего ведёт за собой изменение всего состава почвы и потере ценных её качеств. Деградация почвы — цепная реакция, которую трудно остановить. Ухудшение земель снижает продуктивность растений. Почва в этом случае становится подвержена эрозии и вымыванию полезных веществ, что опять ведёт к снижению численности растений. Мероприятия по возобновлению плодородия почв долговременны, очень дорогостоящи и сложны, поэтому так важно следить за состоянием почвы, не допуская её сильного истощения или загрязнения.

Для определения плодородия почвы необходимо обратить внимание на её состав, кислотность, отношение к воде и кислороду. Обладая наблюдательностью и элементарными знаниями по биологии можно определить состояние почв и предпринять необходимые меры по улучшению или поддержанию почвенных свойств.

Почва – это незаменимый источник минералов и полезных микроэлементов, которые впитываются растениями. Именно этот элемент окружающей среды принято считать основным и наиболее важным фактором благоприятного и продуктивного сельскохозяйственного производства. Основным критерием почвы, который ценится и проверяется в процессе ее использования, является плодородие почвы, то есть наличие в ней достаточного количества полезных веществ и минералов для взращивания культур.

Фермеры и агрономы определяют достаточно четкое и емкое понятие, которое может объяснить показатели плодородия почвы, – это способность грунта полностью или частично удовлетворять потребностям растений и обеспечивать их достаточным количеством минералов и полезных микроэлементов. Простыми словами, агрохимические показатели плодородия почвы – это полезность и качество земли, ее способность быть использованной в сельскохозяйственных целях.

Как определяется плодородие почвы?

Стоит сказать, что такой показатель, как плодородие почвы, не определяется вручную или на глаз. Для того чтобы максимально качественно высчитать естественное плодородие почвы и понять, насколько она является здоровой и полезной для растений, на ней произрастающих, проводятся определенные исследования. Следует выделить несколько основных этапов вычисления плодородия почвы:

  • Химический анализ почвы. Первым этапом проверки плодородия почвы является проведение химической экспертизы и состава грунта. Какое вещество определяет плодородие почвы? Максимально полезными для растений критериями высокого плодородия почвы принято считать такие элементы как гумус, фосфор, калий. Если в грунте была обнаружена критическая нехватка таких элементов, а также наличие солей, легкорастворимых элементов, большое количество кальция и прочих не полезных для зеленых насаждений элементов, то такая почва считается ненасыщенной и не может считаться плодородной.
  • Физическая проверка почвы и проведение экспертизы. Как изменяется плодородие почв? Физическая проверка грунта на плодородие означает качественный осмотр структуры и наполненности грунта, его пористости, фактурности, выяснение наличия подводных вод или других элементов, которые могут способствовать качественной аэрации и движению почвы. Если почва является слишком мелкой, имеет мало пор, не удерживает воду или не насыщается воздухом в достаточном количестве, то ее также могут считать недостаточно плодородной.
  • Термический анализ грунта и проверка его основных критериев. Что снижает плодородие почвы в окружающей среде? Термический анализ грунта – это проверка способности почвы нагреваться и задерживать тепло в процессе вегетационного периода роста растений. Этот критерий, согласно многим агрономическим исследованиям, считается одним из основных, поскольку если грунт не имеет возможности удерживать тепло и качественно контролировать рост растений, произведение сельскохозяйственных манипуляций в такой почве может привести к ухудшению посева и некачественному росту культур. Термическая проверка также помогает установить максимально оптимальный уровень влаги, который может задерживаться в грунте в процессе роста растений, а также после осадков и наводнений.
  • Биологический анализ почвы. Еще один важный критерий, который проверяется в обязательном порядке в процессе исследования почвы и анализа ее характеристик. Стоит отметить, что на плодовитость почвы влияет наличие в ней не только полезных микроэлементов и минералов, но также других живых микроорганизмов, которые способствуют разрыхлению, удерживанию влажности, нагреваемости, проветриваемости и аэрации. Если грунт беден на биологические организмы и бактерии, он не может считаться подходящим для использования его в сельскохозяйственных нуждах.

Какие бывают виды плодородия почвы?

Благодаря многим исследованиям и экспериментам, позволяющим определить основные параметры и характеристики почвы, агрономы пришли к выводу, что плодородие грунта имеет несколько основных видов:

  • естественное – то есть такое, которое сформировалось самой природой и не было создано руками или действиями человека;
  • искусственное – то, которое формировалось и облагораживалось человеком;
  • эффективное плодородие – которое было создано с определенной целью и с уклоном на выращивание определенного вида культур;
  • потенциальное – которое создавалось с расчетом на будущие проекты или деятельность.

Плодородие естественного типа, как уже говорилось выше, создается и полностью контролируется самой природой без постороннего вмешательства или деятельности человека. Какие почвы отличаются рекордным плодородием? Такое плодородие считается максимально универсальным и функциональным, поскольку оно может быть естественной средой обитания любой культуры и растения, без дополнительной при этом стимуляции и удобрения.

Природное плодородие в условиях постоянной урбанизации и вырубки лесов сегодня можно найти в крайне сокрытых и отдаленных уголках планеты, на которые редко ступает нога человека. Все остальные пространства и грунты, как правило, обрабатываются дополнительным путем по причине крайнего истощения почвы и потери ею всех важных элементов и составляющих.

Оставьте свой телефон и наши специалисты проконсультируют вас
по анализу грунта

Искусственное удобрение и создание плодородия почвы – это, как можно догадаться, такой процесс, при котором человек использует известные ему методы и способы удобрения и облагораживания почвы, насыщения ее минералами и важными элементами для максимально качественного дальнейшего использования. Как можно сохранить плодородие почвы? Важно отметить, что сказать точно о том, когда заканчивается естественное плодородие и начинается искусственное ее обогащение, крайне сложно. Процессы человеческой деятельности и удобрения крайне тесно связаны с природными процессами и реакциями в почве, поэтому поставить четкие границы между этими двумя понятиями практически невозможно. Можно только сказать о том, что качественное и продуманное обогащение грунта может помочь почве запустить свои естественные процессы и вернуться в прежнее состояние.

Потенциальное плодородие – это показатель качества грунта и его искусственное или природное обогащение полезными элементами и минералами из расчета на дальнейшее использование в сельскохозяйственных или промышленных нуждах. В зависимости от условий почвы и места ее расположения, потенциальное плодородие может занимать от нескольких месяцев до нескольких лет восстановления и полной стабилизации всех основополагающих характеристик и параметров.

Экономическое плодородие почвы полностью зависит от человека и возложенных на грунт планов. Если потенциальное плодородие включает в себя природный фактор и рассматривает вариант естественного обогащения, то экономическое обогащение грунта полностью направлено на удовлетворение определенных экономических целей. Такое плодородие рассчитывается в результате диагностики растений и культур, которые произрастают на этой территории, а также может ориентироваться на планы и проекты человека, который владеет землей. Экономическое плодородие может включать в себя несколько вышеуказанных параметров, однако несмотря на это, такой вид плодородия остается полностью подконтрольным человеку, зависимым от его действий и планов.

От чего зависит показатель плодородия грунта?

Как это не прозаично, уровень плодородия почв в настоящее время полностью зависим от деятельности человека, его промышленного и технического развития, от прогрессов общества и его планов на будущее. В зависимости от промышленных потребностей человека грунт может как терять определенный процент своего плодородия, так и наоборот, становиться более насыщенным и качественным, если человек нуждается в интенсивном выращивании той или иной культуры. За время существования человечества уровень плодородия грунта мирового масштаба постоянно изменялся и деформировался.

Следует отметить, что человек, используя землю в своих промышленных или экономических целях, независимо от вида плодородия и способов его осуществления, должен помнить о том, что использование грунта влечет за собой большую ответственность и определенные правила. Грунт, который используется в целях человека, не должен подвергаться таким процессам, как деградация, эрозия, обеднение, потому что в противном случае его качества и основные параметры плодородия будут угасать и в скором времени приведут к плохой плодовитости и нездоровым посевам.

Максимально качественными и эффективными на сегодняшний день являются агрономические процессы, направленные на повышение плодородия почвы посредством удобрений и биологических добавок. Такие естественные удобрения и постоянные разрыхления грунта позволяют улучшить его биологические и химические показатели и стать максимально пригодным для использования в сельскохозяйственных нуждах.

Качественная почва, содержащая богатый спектр питательных веществ, имеющая хорошую структуру, помогающую создать благоприятный микроклимат, всегда является залогом получения богатого урожая. От качества грунта зависят показатели роста и урожайности садовых и огородных культур, поэтому очень важно иметь представление о плодородии почвы на собственном участке, знать, от чего оно зависит, и какие меры можно предпринять для его повышения.

Общие сведения

Плодородие почвы определяет способность ее к обеспечению всех потребностей растений. К этим потребностям относится не только снабжение питательными веществами, но и обеспечение благоприятных для произрастания условий, хороший доступ влаги и воздуха.

Почва — достаточно сложная система, в которой протекает множество процессов, многие из которых не всегда очевидны. Однако все эти процессы неразрывно связаны между собой. Нарушение даже одной из составляющих системы может привести к изменению способностей грунта к поддержанию жизнедеятельности растений. Изучение механизмов всех процессов, происходящих в почве, помогает решить главную задачу — сохранение и увеличение плодородия.

Для полноценного существования растения испытывают потребность не только в воде и питательных элементах. Немалое значение имеет достаточное количество света, тепла, кислорода и углекислоты.

Все микроорганизмы, содержащиеся в почве, участвуют в снабжении растений питательными веществами, обеспечивают поступление углекислоты, продукты их жизнедеятельности непосредственно влияют на плодородность почвы.

В зависимости от состава и структуры грунта тепло солнечного света вступает во взаимодействие с почвой и оказывает влияние на процессы накопления и испарения влаги, регулирует скорость и определяет направление многочисленных химических реакций, от которых зависит рост и питание растений.

Деление на категории

Существует несколько критериев, позволяющих классифицировать виды почвенного плодородия. Если рассматривать непосредственные физико-химические показатели грунта, плодородие можно разделить на два вида:

  1. Естественное — имеющееся от природы, не подверженное влиянию деятельности человека. Оно всегда является следствием влияния комплекса природных факторов. Говорить о естественном плодородии можно только в отношении целинной земли, которая не была затронута влиянием человеческого фактора. Эта категория определяется объемом растительной массы, вырастающей за год на той или иной площади.
  2. Искусственное — приобретенное вследствие непосредственного воздействия человека. В расчет принимается не любое влияние человеческого фактора, а целенаправленные приемы, призванные окультурить используемый грунт. С момента начала использования целины для сельскохозяйственных целей естественное и искусственное плодородие можно рассматривать только совместно. В чистом виде искусственное плодородие можно выделить только при выращивании растений в изолированных теплицах на специально подготовленных почвенных смесях.

Почвовед.рф » Плодородие почв

Плодородие почвы – это способность земли обеспечивать сытую и комфортную жизнь растениям.

Иначе говоря, это способность почвы снабжать растения необходимыми питательными веществами, водой и воздухом для их качественного развития и размножения. Почва обеспечивает растения всем необходимым благодаря бесчисленным химическим, физическим и биологическим процессам, которые в ней протекают. Именно в результате этих процессов почва создаёт, накапливает, распределят и в нужный момент отдаёт нужные вещества растениям.

Человек задумывался о причинах плодородие и способах его повышения ещё с древности. Так древние индейцы Майя закапывали в землю рыбу, что позволяло насытить почву фосфором и тем самым повысить урожай кукурузы. В XIX веке изучение земледелия стало приобретать научную основу. Весомый вклад в развитие знаний о земле и плодородии в этот период внесли немецкие учёные А. Тэер, Ю. Либих, французский учёный Ж. Б. Буссенго, русские учёные В. Р. Вильямс, М. Г. Павлов, П. А. Костычев, А. В. Советов, И. А. Стебут, К. А. Тимирязев, Д. Н. Прянишников. К концу XIX в. трудами русских ученых В. В. Докучаева, П. А. Костычева. Н. М. Сибирцева почвоведение окончательно сформировалось как самостоятельная наука.

От чего зависит плодородие почвы.

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим два разных типа почв: чернозем, например, в районе Белгорода, расположенный в степи, и подзол в районе Санкт-Петербурга в сосновом лесу. Чернозем обладает мощным гумусовым горизонтом (более 1 м в глубину). Если взять чернозём в руку, то он распадется на отдельные комочки, т.к. обладает хорошей ярко выраженной структурой. Подзол же обладает маломощным гумусовым горизонтом, все лишь 5-10 см в глубину и мене ярко выраженной структурой. Второй после подзола – элювиальный горизонт, который располагается сразу под гумусовым горизонтом, вообще практически полностью лишен гумуса и представляет собой чистый светлый песок.

Сравнение мощности плодородного слоя подзола и чернозема. Слева: подзол. Справа: чернозем.

Сравнивая урожаи этих двух типов почв, мы легко можем заметить, что чернозем многократно плодороднее подзола. Чернозем настолько богат питательными и биологически активными веществами, что даже получил прозвище Король почв. Таким образом, главным фактором плодородия является количество и качество гумуса в почве.

А вот главную роль в накоплении гумуса играет уже климат и минеральный состав почвы. Гумус – это различные вещества растительного и животного происхождения, которые попали в почву, и были тщательно ей переработаны.

В подзоле, например, гумуса мало, поскольку развивается подзол на песках, в зоне, где мало света и тепла, но много осадков в виде дождей и снега. В результате и без того небольшое количество органики, которое попадает в почву, легко вымывается дождями и стаявшим снегом, не успевая сформировать мощный плодородный слой.

Чернозем, напротив, развивается на суглинках и лессах (размер минеральных частичек намного меньше, чем у песка и приближается по размеру к частичкам пыли) в более благоприятном климате, где тепла и света больше, а осадков меньше, но вполне достаточно, чтобы обеспечить растения влагой. В итоге обилие органических остатков из года в год попадает в почву, накапливается и перерабатывается в ней.

Накоплению питательных веществ в черноземах способствует также его нейтральная кислотность. В кислых почвах, таких как подзол, подвижность многих веществ выше, поэтому и вымываются они быстрее. В нейтральных почвах наоборот, подвижность большинства веществ ниже.

Еще одним фактором плодородия является деятельность человека. Со времен древних людей мы используем почву в сельском хозяйстве. И по сей день 98% всей пищи мы получаем благодаря почве. Человек по-разному влияет на почву: иногда мы заботимся о земле, бережно за ней ухаживаем, сохраняем и преумножаем плодородие, а иногда мы варварски уничтожаем её ядами, химикатами, тяжелой техникой и неграмотным земледелием.

Итак, плодородие почв определяется следующими факторами:

  1. Химический состав почвы: содержание питательных элементов, гумуса.
  2. Минералогический состав почвы — порода, на которых сформировалась почва: песок, глина, суглинки и т.д.
  3. Кислотность почвы. Чем ближе кислотность к нейтральной, тем выше её плодородие.
  4. Климат и рельеф: температура воздуха, температура земли, обилие солнечных дней в году, количество осадков, наличие грунтовых вод. Эти факторы влияют не только на почву, но и напрямую на микроорганизмы и растения.
  5. Режим сельскохозяйственного использования почвы. При постоянном выращивании сельскохозяйственных культур почва истощается. Поэтому почве необходимо регулярно давать возможность отдохнуть, т.е. принимать комплекс мер по восстановлению плодородия.

Виды плодородия почв

Плодородие определяется количеством растительной массы, которое способна произвести земля за определённый период на определённой площади, например, на 1 кв.м.

Различают несколько видов плодородия:

  • естественное,
  • потенциальное,
  • искусственное,
  • эффективное.

Естественное — определяется для почв, которые не подвергались вмешательству человека. Это природная способность почв.

Искусственное — определяется для почв, обогащённых питательными веществами, например, минеральными или органическими удобрениями. Данный вид плодородия напрямую зависит от деятельности человека.

Потенциальное — это максимальное количество растительной массы, которое способна произвести земля, при максимально благоприятных условиях: оптимальное обеспечение влагой, оптимальная температура воздуха, обилие солнечных дней и т.д.

Эффективное — масса растений, которую производит земля в реальных условиях. Поскольку реальные условия могут быть далеки от оптимальных, например, засухи, заморозки, неправильная обработка почвы, эффективное плодородие, как правило, оказывается ниже потенциального.

Экономическое — это эффективное плодородие, которое оценивается экономическими показателями: затраты на производство урожая, стоимость полученного урожая и т.д.

Здоровые почвы — основа для производства здоровых пищевых продуктов 

По имеющимся оценкам, 95% того, что мы едим, прямо или косвенно производится на наших почвах.

Здоровые почвы  —  это фундамент продовольственной системы. Наши почвы являются основой для сельского хозяйства и средой, где произрастают практически все растения, которые используются для производства пищевых продуктов. Здоровые почвы производят и здоровые сельскохозяйственные культуры, которые, в свою очередь, являются пищей для людей и животных. Помимо этого,  с качеством почвы непосредственно связаны качество и количество продовольствия.

Растениям, используемым в производстве пищевых продуктов, почвы обеспечивают необходимые им для роста и развития питательные вещества, воду и кислород, а также возможность укоренения. Кроме того, почвы выполняют роль буфера, защищая чувствительные корни растений от резких колебаний температуры.

Здоровая почва – это живая почва

Здоровая почва — это живая, динамичная экосистема, населенная огромным количеством микроскопических и более крупных организмов, которые выполняют множество жизненно важных функций: например, они преобразуют мертвое  и разлагающееся органическое вещество, а также минералы в питательные вещества для растений (круговорот питательных веществ), борются с болезнями растений, насекомыми-вредителями и сорняками, улучшают структуру почвы, оказывая положительные влияние на почвенные воды и способность почвы  удерживать питательные вещества; все это в конечном итоге способствует улучшению продукции растениеводства. Кроме того, здоровая почва помогает смягчить последствия изменения климата, поддерживая или увеличивая содержание органического углерода в своем составе.

Почему значение органического вещества почвы так велико?

Органическое вещество почвы – продукт биологического разложения попадающих в нее остатков — влияет на химические и физические свойства почвы и на ее здоровье в целом. Его состав и скорость разложения влияют на структуру и пористость почвы, на скорость просачивания воды в почву и на ее способность удерживать влагу, на разнообразие и биологическую активность почвенных организмов и на доступность питательных веществ для растений.

Для плодородия почв необходим обменпитательными веществами между почвой, органическим веществом и водой, и для целей устойчивого производства этот обмен нужно поддерживать. Если почва используется для выращивания сельскохозяйственных культур без возможности восстановления органического вещества и содержания питательных веществ, то нарушается круговорот питательных веществ, снижается плодородие почвы и разрушается баланс в агроэкосистеме.

Почвы – наш важнейший союзник в деле обеспечения продовольственной безопасности и питания

Наличие продовольствия зависит от почв: полноценная и высококачественная пища и корма для животных могут быть произведены только в том случае, если наши почвы живые и здоровые. За последние 50 лет достижения в области агротехники и повышение спроса, обусловленное ростом населения Земли, привели к тому, что наши почвы стали испытывать все возрастающее давление. Во многих странах интенсивное растениеводство привело к истощению почв, что ставит под угрозу их производственный потенциал и способность удовлетворить потребности будущих поколений.

Поддержание здоровья почв подразумевает рациональное использование земельных ресурсов

Согласно прогнозам, к 2050 году численность населения Земли превысит 9 миллиардов человек. Конкуренция за земельные  и водные ресурсы обостряется, а,   если при этом учесть еще и последствия изменения климата, то  станет понятно, что наша нынешняя и будущая продовольственная безопасность напрямую зависит от нашей способности повысить урожайность и качество пищевых продуктов, используя те почвы, которые мы эксплуатируем сейчас.

Для того чтобы защитить наши почвы, сохранив их высокий производственный потенциал, необходимы комплексные системы управления производством, которые способствуют укреплению здоровья агроэкосистемы и являются устойчивыми с социальной, экологической и экономической точек зрения.

В этом смысле одна из центральных ролей принадлежит фермерам. Рациональному использованию почвенных ресурсов с целью повышения их производительности способствует множество самых разных подходов к организации сельскохозяйственного производства: например, агроэкология, ресурсосберегающее сельское хозяйство, органическое земледелие, беспахотное земледелие и агролесоводство.

В перспективе  углубление понимания взаимосвязей между жизнью и экосистемными функциями почвы и антропогенным воздействием позволит эффективнее справляться с негативными последствиями и извлекать выгоды из биологической активности почв в целях обеспечения более устойчивого и продуктивного сельского хозяйства.

Проекты ФАО

В настоящее время в мире осуществляется несколько проектов ФАО в области рационального использования земельных ресурсов и сохранения почв. Среди них можно отметить содействие развитию ресурсосберегающего сельского хозяйства в Лесото, укрепление потенциала  в области организации устойчивого органического земледелия в Палау и выращивание тополей для целей продовольственной безопасности в Китае.

Ссылки по теме

Информационный бюллетень: Здоровые почвы — основа для производства здоровых пищевых продуктов 

Публикация:  Значение органического вещества почвы

Плодородие почвы. Повышение плодородия почвы

Плодородие почвы определяет качество снабжения влагой и наличие в ней питательных веществ, способствующих надлежащему росту культур. Этот показатель варьируется в зависимости от типа грунта:

  • глинистый. Отличается небольшим количеством питательных веществ. Для улучшения его характеристик на 1 м2 вносится 3 кг удобрения, 0,2-0,3 кг золы, 0,35-0,6 извести. Грунт перекапывают на глубину до 25 см. Если планируется посадка картофеля, во время его засыпки можно внести компостированный торф;
  • песчаный. Очень низкое содержание питательных веществ, которые быстро вымываются. Годовая норма удобрений вносится в 2 этапа (на 1 м2 – 4 кг навоза, 0,4 кг извести). Дополнительный эффект гарантирует смесь удобрений с перегноем в соотношении 2:1. Повысить плодородие почвы поможет посадка люпина;
  • кислая. Высокая кислотность оказывает негативное влияние на качество выращивания культур. Скорректировать баланс поможет зола, относящаяся к щелочным веществам. Она станет источником кальция, часто отсутствующего на кислых грунтах. Далее вводится стандартное количество минеральных и органических удобрений;
  • солонцы. Отличаются высоким содержанием солей. Для улучшения их баланса вносятся специальные добавки (например, фосфогипс 0,2-0,5 кг). Их количество определяется уровнем солености почв. Положительный эффект оказывает комбинация с внесением мела в первый год и навоза в следующем за ним. Для удаления солей почву обогащают сернокислым кальцием. Он улучшает впитываемость;
  • переувлажненная почва. Требуется организация дренажа. Необходимо обеспечить защиту грунта от вымывания. Это помогут сделать растения с обильной и неглубокой корневой системой. В сложных случаях со склонов срезается плодородный слой и замещается дерниной.

Способы повышения плодородия почвы


Плодородие почвы повышают другими методами. К числу наиболее простых относится севооборот. Необходимо чередовать разные культуры таким образом, чтобы они выращивались на участке раз в 5 лет. Важно выбрать растения, потребляющие разные виды питательных веществ, и правильно удобрять их. Это поможет избежать обеднения почв. Альтернативный вариант – высаживать культуры на участке 1 раз в 5 лет.

  • Повысить плодородие почвы позволяет посев лечебных растений. Питательные свойства земли хорошо восстанавливает чеснок, крапива, бархатцы, полынь, пастушья сумка.
  • Внесение в грунт переваривающих органику калифорнийских (желательно красных) червей – хороший способ повысить его плодородность. В результате появляется высокоурожайная почва, сохраняющая свои свойства длительное время.
  • На небольших территориях (в теплицах, парниках), можно использовать термическую обработку. Она не повышает плодородность, но уничтожает большинство вредителей и семян сорных растений. Это снижает риск болезни и улучшает питание выращиваемых культур.
  • Смешанная посадка защищает основные растения, улучшая их качества. Для повышения плодородия высаживают сидераты (овес, рожь, подсолнечник, горчицу). После скашивания их оставляют на месте на зиму.

Плодородие почвы: повышение урожайности с помощью ядерных методов

Содействие продовольственной безопасности и экологической устойчивости в сельскохозяйственных системах требует комплексного подхода к управлению плодородием почв, который помогает увеличить объем производства сельскохозяйственных культур, сводя к минимуму извлечение запасов питательных веществ из почвы и ухудшение ее физических и химических свойств, что может привести к деградации земель и в том числе к эрозии почв. Подобная методика управления плодородием почв предусматривает применение удобрений и органических веществ, севооборот с бобовыми и использование улучшенной зародышевой плазмы, а также требует знания того, как адаптировать эти практики к местным условиям.

Объединенный отдел ФАО/МАГАТЭ содействует государствам-членам в разработке и внедрении технологий, основанных на ядерных, с тем чтобы оптимизировать практику улучшения плодородия почв, тем самым способствуя интенсификации производства сельскохозяйственных культур и сохранению природных ресурсов.

Другие подходы к эффективному повышению плодородия почв

Комплексное управление плодородием почв преследует цель увеличения эффективности использования питательных веществ в сельском хозяйстве и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Этого можно добиться за счет использования зернобобовых культур, которые улучшают плодородие почв за счет биологической фиксации азота, и применения химических удобрений.

Будь то выращивание бобовых на зерно, в качестве сидерата, для пастбищ или в качестве посадок для агролесомелиоративных систем, главная ценность бобовых культур заключается в их способности фиксировать атмосферный азот, что позволяет уменьшить объем использования коммерческих азотных удобрений и нарастить плодородие почв. Бобовые, способные к связыванию азота, являются основой для устойчивых систем ведения сельского хозяйства, в которых используется комплексное управление питательными веществами. Применение азота-15 позволяет оценить динамику и взаимодействие между различными источниками в сельскохозяйственных системах, включая фиксацию азота бобовыми и утилизацию азота почвы и азота удобрений сельскохозяйственными растениями, как при возделывании монокультур, так и в случае смешанных систем земледелия.

Плодородность почв можно дополнительно улучшить за счет включения покровных культур, которые добавляют органические вещества в почву, что приводит к улучшению ее структуры и способствует созданию здоровой плодородной почвы; используя сидерат или выращивание бобовых с целью фиксации азота из воздуха в процессе биологической фиксации; путем применения микродоз удобрений, с целью восполнения потерь, вызванных поглощением растениями и другими процессами; а также за счет сокращения потерь путем выщелачивания под корневой зоной с использованием воды и питательных веществ улучшенного качества.

Чем помогают ядерные и изотопные методы

Изотопы азота-15 и фосфора-32 используются для отслеживания оборота меченых азотных и фосфорных удобрений в почвах, культурах и воде, позволяя получать количественные данные об эффективности использования, круговороте, остаточных эффектах и трансформации этих удобрений. Подобные сведения имеют ценность при разработке усовершенствованных стратегий применения удобрений. Изотопная методика с применением азота-15 также используется для количественного определения объема азота, связанного из атмосферы путем биологической фиксации бобовыми.

Изотопная сигнатура углерода-13 помогает количественному изучению использования пожнивных остатков с целью стабилизации почвы и повышения ее плодородности. Методика также позволяет оценить эффекты консервационных мер, например, влияние использования пожнивных остатков на влажность и качество почв. Эти сведения позволяют идентифицировать происхождение и относительный вклад различных типов сельскохозяйственных растений в почвенное органическое вещество.

Крымские ученые разработали и протестировали препараты для увеличения плодородия почв региона / Интерфакс

Гумат, выделенный из биогумуса — продукта переработки компоста навозными червями, представляет собой «концентрированное плодородие», отмечают в университете.

«Плодородие почвы определяют по количеству гуминовых веществ. В самой плодородной почве, например, в Черноземье, содержится до 6% гуминовых веществ, а в биогумусе — 40-60%. Все эти гуминовые вещества мы разложили и выяснили, что по отдельности они могут по-разному влиять на растения как естественные стимуляторы», — пояснил доцент кафедры экологии и зоологии КФУ Владимир Подопригора. Его слова приводятся в пресс-релизе.

Ученые вуза вместе с крымскими аграриями протестировали гуминовые гранулы, гумат и модифицированный гумат с макроэлементами (калием, фосфором) на таких культурах, как: кукуруза, ранний картофель и томаты.

При посеве кукурузы и посадке картофеля использовались гуминовые гранулы, томаты несколько раз обрабатывали жидким гуматом и препаратами, включающими калий и фосфор.

«По урожаю кукурузы видно прибавку на 3-4%, картофеля — 7-8%. Урожайность томатов составила 78 тонн с гектара, в прошлом году было 55 тонн, в позапрошлом — 52 тонны. Эффект виден не только по урожаю: листовой аппарат растений стал шире, увеличилось количество завязей, а цвет стал темно-зеленым. Стоит отметить, что этот год был не очень благоприятным для томатов, так как почти три месяца не было дождей. В следующем году мы также планируем работать с продуктом университета», — отметил главный агроном СПК «Правда» Павел Талалов.

Аграрии использовали по 50 килограммов гранул при посадке картофеля и посеве кукурузы на площади по два гектара для каждой культуры, а также 40 литров гумата для обработки 2,5 гектаров томатов.

«Мы планируем продолжить работу над гуматами. В этом году мы работали с садоводами и овощеводами, а в следующем хотим охватить еще виноград и зерновые. До весны планируем получить продукты для испытания в полевых условиях и провести лабораторные исследования на биологическую активность этих веществ», — сказал Подопригора.

По словам ученого, отдельным направлением станет работа с гуминовыми гранулами, которые, например, могут стать носителями азотфиксирующих бактерий (теоретически это позволит в разы уменьшить применение азотных удобрений).

Читайте «Интерфакс-Образование» в «Facebook», «ВКонтакте», «Яндекс.Дзен» и «Twitter»

Анализ плодородия почвы | SGS Россия

Определяемые параметры

Анализ плодородия почвы определяет следующие способности и свойства плодородного слоя:

  1. Физические – определение структуры, пористости для эффективной аэрации и способности впитывать и удерживать влагу.
  2. Физико-химические свойства и химический состав элементов – содержание гумуса, азота, фосфора, калия, микроэлементов и других факторов питания растений.

Зачем делать анализ плодородия почвы

Анализ почвенного плодородия, прежде всего, позволяет выявить продуктивность земельного участка, что определяет достаточность сформированного естественным путем почвенного комплекса для нужд сельскохозяйственного производства или же устанавливает необходимость внесения удобрения, применения мелиорации и прочих мероприятий по окультуриванию почвы. Внесение удобрений в избыточных количествах может нанести вред почвенному слою, поэтому регулируют их достаточность, предварительно проведя агрохимическое обследование почв территории.

Разновидности анализа почвенного плодородия

Существует три типа оценки плодородия почвы:

  1. Базовый — определяет содержание шести основных факторов влияющих на урожайность – наличие аммонийного азота, калия, нитратного азота, фосфора, процентное содержание органических веществ (гумуса) и кислотность почвы.
  2. Классический – дополнительно к базовой составляющей определяют хлориды, магний, кальций, натрий, общую засоленность.
  3. Расширенный анализ — включает, помимо вышеперечисленных показателей, определение наличия тяжелых металлов: кобальта, цинка, меди и марганца.

Анализ почвы для присвоения баллов бонитета

Исследование необходимо при выполнении так называемой бонитировки почв, определении ее качества. Выполняется сравнительная оценка качества почв, производительность, проводится генетико-производственная классификация почвы.

На основании результатов обследования почвы изучаются следующие свойства и признаки:

  • строение почвы;
  • мощность почвенного слоя, протяженность его вглубь;
  • общий характер почвы и подпочвы;
  • содержание гумуса и азота;
  • физические свойства;
  • солевая вытяжка, pH;
  • сумма поглощенных оснований
  • содержание подвижного фосфора;
  • поглотительная способность.

После проведения детального обследования почве присваивается балл бонитета, наглядно демонстрирующий, насколько один участок земли лучше или хуже относительно другого.

О компании SGS 

Группа SGS является мировым лидером в области независимой экспертизы, контроля, испытаний и сертификации. Основанная в 1878 году, сегодня SGS признана эталоном качества и деловой этики. В состав SGS входят свыше 2 400 офисов и лабораторий по всему миру, в которых работает 95 000 сотрудников.

Плодородие | Почвы 4 Учителя

Растения нуждаются в питательных веществах, как и люди. Плодородная почва будет содержать все основные питательные вещества для основного питания растений (например, азот, фосфор и калий), а также другие питательные вещества, необходимые в меньших количествах (например, кальций, магний, серу, железо, цинк, медь, бор, молибден, никель). Обычно плодородная почва также содержит некоторое количество органических веществ, которые улучшают структуру почвы, удержание влаги в почве, а также удержание питательных веществ и pH от 6 до 7.К сожалению, многие почвы не имеют достаточных уровней всех необходимых питательных веществ для растений или условия в почве неблагоприятны для поглощения растениями определенных питательных веществ.

Ученые-почвоведы, которые занимаются плодородием почвы, заинтересованы в использовании питательных веществ для повышения урожайности. Они сосредоточены на использовании коммерческих удобрений, навоза, отходов и компостов для добавления в почву питательных веществ и органических веществ. Иногда они также добавляют химические вещества, которые изменяют pH до более оптимального уровня, обеспечивающего доступность питательных веществ для растений.Эксперты по плодородию почвы также должны быть осторожны, чтобы гарантировать, что практика является экологически устойчивой. Неправильное управление питательными веществами может привести к загрязнению озер, рек, ручьев и грунтовых вод. Кроме того, внесение поправок в почву обходится дорого и снижает рентабельность сельскохозяйственных операций, не говоря уже о том, что уровень токсичности питательных веществ может быть таким же или даже хуже, чем недостаток питательных веществ для растений.

Недостаток питательных веществ

Существует 17 основных питательных веществ для растений, три из них поступают из воздуха и воды (углерод, кислород и водород), а 14 — из почвы.В таблице ниже описаны основные и полезные элементы, полученные из почвы. Макроэлементы необходимы в большом количестве, микроэлементы — в небольших количествах, а полезные элементы необходимы или полезны для некоторых растений, но не для всех.

Поглощенная форма

Функция

Дефицит

Основные элементы

Макроэлементы

Азот

N

НЕТ 3 , NH 4 +

Белковый и ферментный компонент

Общее пожелтение листьев, задержка роста, часто в первую очередь поражаются старые листья.

фосфор

HPO 4 , HPO 4 2-

Мембраны, энергия, ДНК

Трудно визуализировать, пока не серьезно. Карликовые или низкорослые растения. Старые листья становятся темно-зелеными или красновато-пурпурными.

Калий

К

К +

Осмотические весы

Старые листья могут увядать или выглядеть обгоревшими.Пожелтение между жилками начинается у основания листа и идет внутрь от краев листа.

Кальций

Ca

Ca 2+

Структура ячеек

Плод / цветок и новые листья искажены или неправильной формы. В тяжелом состоянии листья будут некротизированы у основания. Листья могут быть чашевидными вниз.

Чаще встречается при низком pH.

Магний

мг

мг 2+

Хлорофилл, активация ферментов

Старые листья становятся желто-коричневыми по краю листа, оставляя зеленую середину. Может выглядеть сморщенным.

Чаще встречается при низком pH.

Сера

S

СО 4 2-

Белковый и ферментный компонент

Пожелтение листьев начинается с более молодых листьев.

Микроэлементы

Утюг

Fe

Fe 2+ , Fe 3+

Ферментная функция, необходимая для производства хлорофилла

Пожелтение между жилками, начинающимися с молодых листьев.Чаще встречается при высоком pH.

Марганец

млн

млн 2+

Ферментный компонент

Пожелтение между жилками, начинающимися с молодых листьев. Рисунок не такой четкий, как при дефиците железа, может проявляться пятнами или веснушками. Чаще встречается при высоком pH.

цинк

Zn

Zn 2+

Ферментный компонент

Пожелтение между жилками молодых листьев.Верхние листья могут быть розетчатыми. Чаще встречается при высоком pH.

Бор

В

H 2 BO 3

Стенка клетки

Терминальные почки погибают. Легкое общее пожелтение. Требования B очень специфичны для растений.

Медь

Cu

Cu 2+

Ферментная функция

Темно-зеленые низкорослые листья.Скрученные листья часто наклоняются вниз. Иногда вянут с легким общим пожелтением листьев. Чаще встречается при высоком pH.

Молибден

Пн

МоО 4 2-

Ферментная функция

Пожелтение старых листьев и светло-зеленой остальной части растения. Обычно это проявляется в виде дефицита азота из-за роли в ассимиляции нитратов и в бобовых культурах в N-фиксирующих бактериях.Чаще встречается при низком pH.

Хлор

Класс

Класс

Осмотический баланс, растительные соединения

Практически никогда не бывает дефицита. Листья неправильной формы; Пожелтение и увядание молодых листьев.

Никель

Ni

Ni 2+

Ферментный компонент

Практически никогда не бывает дефицита.

Полезные элементы

Льгота

Кремний

Si

Повышенная устойчивость к вредителям и патогенам, засухоустойчивость, толерантность к тяжелым металлам, более высокое качество и урожайность урожая

Кобальт

Co

Co 2+

Требуется для N-фиксации бактериями, связанными с бобовыми

Натрий

Na

Na +

Требуется для фотосинтеза у видов C4 и CAM, адаптированных к теплому климату

Интерпретации испытаний почвы

Целью управления питательными веществами почвы является устойчивое производство прибыльных культур.Это означает, что такие факторы, как стоимость (поправки, топливо и оборудование), должны быть оценены на предмет их вклада в повышение урожайности. Например, добавление вдвое большего количества удобрений не может удвоить урожайность. Таким образом, фермер должен определить, окупятся ли затраты на внесение удобрений прогнозируемым дополнительным урожаем. Более того, фермер всегда должен думать о том, как неадекватные или чрезмерные методы управления со временем повлияют на почву. Одна из основных причин эрозии или потери почвы связана с разрушением структуры почвы, что может быть связано с такими методами, как интенсивная обработка почвы (перемешивание почвы), чрезмерное движение автотранспорта, чрезмерное удаление растительного материала (залежные поля) и истощение питательные вещества почвы, особенно азот.

При выращивании урожая или огороде необходимо учитывать множество факторов. Сколько удобрений вносить и когда их применять — вот некоторые из решений, которые необходимо принять. Эти решения зависят от выращиваемой культуры, типа почвы и условий окружающей среды, в которых она выращивается. Лаборатории тестирования почвы, связанные с университетами, провели годы полевых и тепличных исследований с различными культурами и почвами, чтобы определить, как конкретная культура реагирует на уровни питательных веществ для растений в почве.Большинство лабораторий используют шкалу оценок, которая включает «Низкий», «Средний», «Высокий» и «Очень высокий», чтобы описать тестовый уровень конкретного питательного вещества для конкретной культуры в конкретном типе почвы. Когда уровень питательных веществ низкий или очень низкий, обычно рекомендуется удобрение, содержащее это питательное вещество. Как только оценка почвы достигает «Высокого» или «Очень высокого», производитель может сэкономить деньги, не применяя больше этого питательного вещества. Отказ от применения при высоких уровнях испытаний почвы и создание оценочных шкал, специфичных для общих типов почв, могут защитить окружающую среду от чрезмерного количества питательных веществ.

Управление питательными веществами

Целью управления питательными веществами почвы является устойчивое производство прибыльных культур. Это означает, что такие факторы, как стоимость (поправки, топливо и оборудование), должны быть оценены на предмет их вклада в повышение урожайности. Например, добавление вдвое большего количества удобрений не может удвоить урожайность. Таким образом, фермер должен определить, окупятся ли затраты на внесение удобрений прогнозируемым дополнительным урожаем. Более того, фермер всегда должен думать о том, как неадекватные или чрезмерные методы управления со временем повлияют на почву.Одна из основных причин эрозии или потери почвы связана с разрушением структуры почвы, что может быть связано с такими методами, как интенсивная обработка почвы (перемешивание почвы), чрезмерное движение автотранспорта, чрезмерное удаление растительного материала (залежные поля) и истощение питательные вещества почвы, особенно азот.

Химическое плодородие почв: питательные вещества почвы и питание растений

Скачать PDF

Кристофер Джонс
Менеджер по исследованиям
Программа исследований Северной Австралии

Ключевые точки

  • Существует ряд питательных элементов, которые необходимы для роста растений.
  • Углерод, водород и кислород, три основных питательных вещества для растений, поступают из атмосферы и из воды. Другие важные питательные вещества поступают из почвы.
  • Основными питательными веществами или макроэлементами, поступающими из почвы, являются азот, фосфор, калий, сера, магний и кальций.
  • Незначительные питательные вещества, также называемые микроэлементами или микроэлементами, поставляемые почвой, включают молибден, медь, цинк, марганец, железо, никель, бор и хлор.
  • Дефицит любого из этих важных питательных веществ замедлит рост, поскольку урожай растений зависит от количества наиболее ограниченного питательного вещества, каким бы оно ни было.
  • Плодородие почвы состоит из сложного взаимодействия трех компонентов плодородия: химического, структурного и биологического. На них сильно влияет присутствие углерода и воды.
  • Наше понимание того, как взаимодействуют компоненты плодородия почвы, является неполным и требует дальнейших исследований, чтобы дать соответствующие рекомендации сельхозпроизводителям.

Сводка

Рост, сила роста и урожайность растений зависят от наличия ряда основных питательных веществ. Подробные списки этих элементов немного различаются, но большинство источников идентифицируют три основных неминеральных элемента: углерод, кислород и водород; шесть основных или макроэлементов: азот, фосфор, калий, сера, кальций и магний; и ряд микроэлементов, которые включают молибден, медь, бор, марганец, железо, никель, хлор и цинк.В дополнение к этим элементам есть также питательные вещества, которые либо необходимы некоторым, но не всем растениям, либо полезны, но не важны. Поглощение растениями всех питательных веществ ограничено единственным дефицитным элементом, а не наличием отдельного элемента.

Многие типы почв, встречающиеся в Австралии, испытывают дефицит некоторых основных питательных веществ, и решение не так просто, как простое добавление удобрений. На способность растения поглощать питательные вещества, даже если они имеются в изобилии, сильно влияет доступность воды, присутствие органических веществ в почве, структура почвы и микробиология.

Анализ

Введение

Более 150 лет назад наука определила, что некоторые химические элементы абсолютно необходимы для жизни растений. Сегодня, в зависимости от источника исследования, наука признает 16 или 17 элементов необходимыми для всех растений. Также были идентифицированы дополнительные элементы, которые либо необходимы для некоторых растений, либо полезны, но не важны для роста растений. Несмотря на незначительные различия во мнениях источников, это твердо установленный принцип, согласно которому почвы должны обеспечивать растения значительным количеством питательных веществ, содержащих химические элементы, чтобы растения могли завершить свой жизненный цикл.

В естественных, здоровых экосистемах уровни питательных веществ в почве поддерживаются круговоротом питательных веществ и являются относительно стабильными. Однако сельскохозяйственные почвы могут испытывать дефицит питательных веществ, поскольку сельскохозяйственные экосистемы не закрыты, а питательные вещества навсегда покидают систему в виде продуктов растительного или животного происхождения. Даже при наилучших возможных методах ведения сельского хозяйства такая открытая система не может существовать бесконечно. Доступ к питательным веществам для растений, их усвоение, замена и добавление не так просты, как определение и добавление химикатов.Механизмы поглощения разнообразны и могут быть сложными. Научные исследования продолжают улучшать наше понимание того, как наилучшим образом поддерживать химическое плодородие почвы.

Определение питательных веществ

Определение питательного вещества для растений обманчиво простое; это химический элемент, который необходим или полезен для роста растений или некоторых других процессов жизненного цикла, таких как размножение. Для того чтобы питательное вещество было классифицировано как Essential , оно должно быть либо необходимо для завершения жизненного цикла растения, либо должно быть частью жизненно важного компонента растения, такого как клеточные структуры или метаболический процесс, химические процессы, происходящие внутри живые организмы, например фотосинтез.Другими словами, для роста и размножения растения необходим существенный элемент (постулат Коха).

Основные питательные элементы

Из 17 основных питательных веществ углерода , кислорода и водорода классифицируются как неминеральные элементы. Доступ к ним осуществляется из воздуха и воды, поэтому они не считаются питательными веществами почвы. Углерод составляет основу многих биологических молекул растений, включая белки, крахмалы и целлюлозу.Он фиксируется фотосинтезом (процессом, при котором зеленые растения используют солнечный свет и хлорофилл для создания продуктов питания из углекислого газа и воды) из углекислого газа и является частью сахаров и крахмалов, которые хранят энергию в растении. Почти полностью водород получают из воды. Это критически важный элемент фотосинтеза и дыхания, процесса выработки энергии за счет потребления продуктов, полученных путем фотосинтеза. Кислород получают из воздуха в виде газообразного кислорода или в молекулах воды или углекислого газа.Это также необходимо для дыхания растений (процесса, посредством которого растение получает энергию от сахаров и крахмалов в присутствии кислорода). Остальные 14 элементов относятся к категории питательных веществ для почвы. Они делятся на две категории: макроэлементы и микроэлементы.

Макронутриенты, как следует из названия, необходимы в относительно больших количествах. Они необходимы для основных повседневных биологических функций растений, таких как рост, фотосинтез и дыхание.Макроэлементы:

  • Азот необходим для всех процессов роста растений.
  • Фосфор является важным компонентом многих жизненно важных производственных процессов.
  • Калий также необходим для широкого круга важных процессов на предприятии.
  • Сера требуется для образования нескольких аминокислот, белков и витаминов, а также для производства хлорофилла.
  • Кальций участвует в правильном функционировании точек роста, особенно кончиков корней.
  • Магний является важным компонентом хлорофилла и, следовательно, жизненно важен для фотосинтеза.

Микроэлементы, не менее важные, чем макронутриенты, необходимы только в небольших количествах. Дефицит питательных микроэлементов чаще встречается в сильно выщелоченных песках, органических почвах и в сильно щелочных почвах.Недостатки могут также развиться на интенсивно возделываемой почве. Микроэлементы могут быть вредными или вредными для роста растений, если они присутствуют в больших количествах. Публикация CSIRO, австралийских почв и ландшафтов; Иллюстрированный компендиум отмечает, что сельскохозяйственное развитие больших территорий Австралии было возможно только тогда, когда дефицит питательных микроэлементов был обнаружен и устранен. В настоящее время признанными основными микроэлементами являются:

  • Молибден , который принимает непосредственное участие в метаболизме азота.
  • Медь , необходимая для образования ферментов для производства хлорофилла.
  • Бор необходим для движения сахаров по растению и метаболизма азота.
  • Марганец, железо и цинк необходимы для процесса роста растений.
  • Никель — это наиболее недавно идентифицированное незаменимое питательное вещество для растений. Это ключевой компонент процессов, участвующих в метаболизме азота и биологической фиксации азота.
  • Хлор необходим для углеводного обмена и производства хлорофилла. Следует отметить, что хлор можно определить как макроэлемент. Из-за его обычного обилия в окружающей среде он очень редко бывает дефицитным и поэтому часто сгруппирован с питательными микроэлементами.

Помимо основных питательных веществ, есть ряд элементов, которые не полностью соответствуют строгому определению основных, но, тем не менее, важны.Эти элементы либо необходимы для некоторых, но не для всех видов растений, либо они очень полезны для роста растений. Важно отметить, что по мере роста наших научных знаний о питании растений растет и этот список элементов. Некоторые из питательных веществ в этой категории:

  • Натрий , который в надлежащих количествах играет важную полезную роль в метаболизме растений. Это важно для небольшой группы растений, которые растут в среде с высоким содержанием соли, известных как галофиты. Он также полезен как частичный заменитель калия у некоторых видов.
  • Кобальт оказался незаменимым для эффективной фиксации атмосферного азота в корневых клубеньках бобовых (фасоль, чечевица и другие бобовые).
  • Кремний откладывается в виде кремнезема в стенках растительных клеток, улучшая структурную жесткость и прочность клеточных стенок.
  • Селен может повысить устойчивость растений к стрессу, вызванному ультрафиолетовым светом, замедлить биологическое старение и стимулировать рост.

Закон минимума Либиха

Хотя доступные количества каждого из основных питательных элементов важны, потребление питательных веществ растениями не является независимым по отдельности. Дефицит одного компонента может повлиять на общее усвоение питательных веществ растениями. В публикациях, выпущенных в 1840 и 1855 годах, немецкий химик-биолог Юстус фон Либих популяризировал открытие, получившее название «Закон минимума», который часто сокращается до закона Либиха. Этот Закон гласит, что рост растений контролируется не общим количеством доступных питательных веществ или ресурсов, а наличием самого дефицитного ресурса.Развитие растения ограничивается одним важным минералом, который находится в относительно кратчайшем запасе. Этот принцип используется для определения применения удобрений в современном сельском хозяйстве. Ключевым моментом является определение и внесение правильного питательного вещества, поскольку внесение неправильного удобрения не принесет почти никакой отдачи от урожая.

Поглощение питательных веществ растениями

Существует несколько способов передачи питательных веществ из почвы и других источников в растения.Некоторые растения, например те, которые питаются другими растениями или те, которые ловят насекомых, имеют специальные механизмы доступа к питательным веществам. Однако у большинства растений питательные вещества поглощаются растением через корни и, в частности, через корневые волоски. Растение принимает растворенные питательные элементы через клеточную стенку.

Помимо прямого поглощения питательных веществ корнями, многие растения вступают во взаимовыгодные отношения с микроорганизмами. Некоторые растения, например бобовые, используют бактерии, такие как ризобии, для осуществления биологической фиксации азота, в результате чего атмосферный азот, который напрямую не доступен для растений, превращается в нитрат аммония, форму азота, которая доступна.Второй пример — взаимосвязь, которую образуют многие растения с грибами микоризы. Эта ассоциация обеспечивает гриб относительно постоянный и прямой доступ к источникам энергии, таким как сахар и крахмал, от растений. В свою очередь, длинные нитевидные структуры грибов действуют как продолжение корневой системы растения и увеличивают доступ растения к некоторым важным питательным веществам. Эта взаимосвязь дает растению гораздо больший доступ к питательным веществам, чем было бы в противном случае. В некоторых ситуациях основные макроэлементы, такие как фосфор, доступны растению только в количествах, необходимых для поддержания здорового роста благодаря этой связи.

Повышение плодородия почвы

До сих пор наше обсуждение было сосредоточено на питательных веществах почвы или химическом плодородии почвы, но это только один компонент плодородия. Под физическим плодородием понимаются физические свойства почвы, ее структура, текстура и водоудерживающие свойства, то, как вода течет к корням растений и как эти корни проникают в почву. Биологическое плодородие относится к организмам, живущим в почве, и их способности выполнять важные функции.Эти три компонента тесно взаимосвязаны, и даже оптимальные уровни питательных веществ могут иметь мало значения, если структура почвы и биология не способствуют здоровью растений.

Состав почвы, ее кислотность или щелочность, а также температура окружающей среды — это лишь некоторые из множества факторов, которые будут определять степень доступности питательных веществ для растений. Относительная важность этих факторов зависит от питательных веществ, растений и почвы. Наиболее важно то, что состав почвы влияет на то, насколько хорошо в ней удерживаются питательные вещества и вода.Глины и почвы, содержащие органические вещества, гораздо лучше удерживают питательные вещества и воду, чем песчаные почвы. Поскольку вода стекает с песчаных почв, она часто несет с собой питательные вещества. Это состояние называется выщелачиванием. Когда питательные вещества вымываются из верхнего слоя почвы, они становятся недоступными для использования растениями. Структура почвы также сильно влияет на микробиологию почвы. Растения, которые полагаются на популяции бактерий или грибов для поглощения питательных веществ, не будут расти, если почва не позволяет этим популяциям процветать.

Некоторые австралийские почвы, особенно в Западной Австралии, старые и выветрившиеся, а некоторые считаются старейшими почвами в мире. В течение долгого времени питательные вещества почвы вымывались, что приводило к низкому химическому плодородию почв. Например, в этих старых австралийских почвах уровень фосфора на 40% ниже, чем в почвах Соединенного Королевства, и на 50% ниже, чем в некоторых почвах Северной Америки. Однако важно отметить, что это сравнение неприменимо к более богатым сельскохозяйственным почвам восточной Австралии.До недавнего времени самым распространенным средством от дефицита питательных веществ было внесение удобрений. Однако сложность применения удобрений состоит в том, чтобы определить, какие питательные вещества действительно нуждаются в добавках и в каком количестве. Время также важно, поскольку потребности растений в питательных веществах меняются в течение жизненного цикла растений. Влияние закона Либиха может замаскировать идентичность действительно дефицитных питательных веществ, поскольку симптомы дефицита не могут напрямую идентифицировать правильное дефицитное питательное вещество. Механизмы поглощения растениями, хотя они просто описаны выше, также могут быть сложными.Когда отсутствуют необходимые структурные и биологические условия, дополнительные удобрения не помогут или не помогут. Повышение жизнеспособности растений будет зависеть от улучшения структурного и биологического плодородия почвы. Неправильное внесение удобрений — это в лучшем случае трата времени и денег, но также может иметь тяжелые экологические последствия.

Объем научных знаний, доступных австралийскому сельскохозяйственному производителю для точного анализа и интерпретации плодородия почвы, очень разнообразен.Возможность тестировать и анализировать уровни питательных веществ в почве хорошо известна, и ее использование является финансово устойчивым и широко приемлемым для производителей. Много усилий было потрачено на картографирование, описание и классификацию австралийских почв на протяжении многих лет, особенно в сельскохозяйственных районах. Отдельным фермерам доступно тестирование почвы для анализа почвы с целью определения дефицита питательных веществ и их токсичности. Исследования почвы могут быть дополнены анализом растений, который намного надежнее, чем диагностика визуальных симптомов, описанная выше.Однако возможность проводить такой же глубокий анализ структурного и биологического плодородия почвы появилась недавно и пока не имеет такого же уровня полезности во многих регионах. Анализ может быть дорогостоящим и в настоящее время менее широко используется сельскохозяйственным сообществом. Конечная цель всестороннего понимания всех трех компонентов плодородия почвы в сочетании с одинаково всесторонним пониманием того, как эти компоненты взаимосвязаны друг с другом, а также с водой и углеродом в сельскохозяйственных экосистемах, вероятно, останется достойной целью в обозримом будущем.

Заключение

Обманчивая простота представления о том, что растениям нужны питательные вещества для роста и процветания, возможно, привела к недооценке глубинной сложности метаболического процесса, вовлеченного в перенос основных химических элементов из почвы в ткани растений. Все мы до некоторой степени осознаем необходимость того, чтобы формы жизни, включая нас самих, получали питание из окружающей среды, чтобы жить, расти и воспроизводиться.Несмотря на эту простоту, важные минеральные вещества, которые растения получают из почвы, являются лишь одним взаимосвязанным компонентом в устрашающе сложной системе взаимосвязей и циклов. Задача улучшить наше понимание этих отношений и извлечь из них практические и устойчивые методы ведения сельского хозяйства вполне может укрепить нашу способность поддерживать сельскохозяйственное производство в будущем.

*****

Любые мнения или взгляды, выраженные в этом документе, принадлежат отдельному автору, если не указано, что они принадлежат Future Directions International.

Опубликовано Future Directions International Pty Ltd.

80 Birdwood Parade, Далкейт, Вашингтон, 6009, Австралия.

Тел .: +61 8 9389 9831 Факс: +61 8 9389 8803

Электронная почта: [адрес электронной почты защищен] Веб-сайт: www.futuredirections.org.au

Понимание плодородия почвы

Фотография предоставлена: Роман Синкевич на Unsplash

Органические вещества — ценная часть почвы. Это последняя стадия разложения растений и животных и самый эффективный материал для улучшения почвы.Когда компост попадает в почву, он приобретает губчатую консистенцию, которая увеличивает влагоудерживающую способность почвы, обеспечивает необходимое поровое пространство, которое пропускает воздух, необходимый для хорошего роста растений. Органическое вещество не дает крошечным частицам глины склеиваться в твердую массу. Это позволяет корням растений легко перемещаться по почве. Он увеличивает емкость катионного обмена или C.E.C., которая является мерой способности почвы удерживать питательные вещества. Хотя органические вещества помогают почве удерживать и выделять больше питательных веществ, они также способствуют росту микроорганизмов, которые помогают кондиционировать почву.Итог: это хороший материал.

Органические вещества могут быть добавлены в почвы в виде навоза, компоста, торфяного мха, перегноя и грибного компоста. Грубые формы, такие как опилки или измельченная кора деревьев, перед использованием необходимо компостировать в течение одного или двух лет. Хотя органическое вещество обеспечивает множество питательных веществ для растений, оно редко является сбалансированным источником питательных веществ для растений. Кроме того, гниющая солома, листья и опилки могут конкурировать с вашими растениями за доступный азот.

Хорошего может быть слишком много.Некоторые органические вещества, особенно навоз, содержат относительно много азота, фосфора и калия. Это может нарушить баланс питательных веществ в почве, что может вызвать проблемы с вашими растениями. Кроме того, излишки питательных веществ, будь то почвенные добавки или удобрения, могут смываться. Те же самые питательные вещества, которые приносят пользу нашим растениям, могут вызвать чрезмерный рост водорослей, а затем истощение запасов кислорода в наших водных путях. Это загрязнение приводит к разрушительным последствиям для рыб и других водных животных. Итог: больше не значит лучше.

Регулярное внесение органических веществ и комплексных удобрений имеет важное значение для садовых почв, используемых каждый год. Для декоративных растений и газонов внесение достаточного количества органических веществ еще более важно, поскольку есть только одна возможность внести их в почву перед посадкой или посевом. После того, как многолетние культуры укоренились, трудно смешать органические вещества, не повредив корни растений. В этой ситуации можно обработать только небольшое количество органических веществ.

Все культуры требуют хорошо сбалансированного поступления основных питательных веществ для растений: азота (N), фосфора (P), калия (K), магния (Mg) и кальция (Ca).«Полное» удобрение содержит различные количества первых трех элементов, азота, фосфора и калия.

Доступность питательных веществ для растений напрямую зависит от pH почвы. Кальций, магний, марганец, медь, цинк, железо и бор доступны растениям при рН почвы от 6,0 до 6,7. Низкий уровень pH также связывает некоторое количество кальция и фосфора, уменьшая их доступность. Кроме того, дефицит магния и кальция может возникать в почвах с чрезмерным содержанием калия. Избыток калия в почве снижает потребление кальция и магния растениями.(Дополнительную информацию о pH почвы см. В разделе «Понятие pH почвы».)

Незначительные элементы необходимы растениям в очень малых количествах и редко отсутствуют в почве. Большинство из них уже присутствует или входит в состав коммерческих удобрений. Если вы подозреваете дефицит второстепенных элементов, проконсультируйтесь с вашим окружным преподавателем, прежде чем проводить какие-либо корректирующие процедуры. Некоторые второстепенные элементы, особенно бор, цинк и марганец, могут быть токсичными для растений, если их применять слишком много. Итог (снова): больше не значит лучше.

Удобрения бывают двух основных форм: органические, часто называемые натуральными, и неорганические, часто называемые химическими или синтетическими. Органические материалы происходят из живых организмов. Они разлагаются в почве бактериями на неорганические водорастворимые формы. Неорганические материалы — это минеральные соли, растворимые в воде. Им не нужны бактерии, чтобы сделать их доступными для растений. После того, как питательное вещество преобразовано в доступный неорганический материал, оно одинаково полезно для растений, независимо от того, получено ли оно из органических веществ, неорганических удобрений или выветривания почвы.

Органические удобрения в естественной, влажной форме включают весь навоз и компост из навоза и других побочных продуктов растений или животных. Коммерческие органические удобрения включают сушеный навоз, костную и кровяную муку, а также хлопковые и соевые шроты. Питательные вещества доступны медленнее в течение более длительного периода и с меньшей вероятностью вымываются из почвы. Органические удобрения обычно стоят дороже, чем неорганические, и недоступны для растений, пока почвенные микробы не расщепят их.

Неорганические удобрения включают материалы, полученные из минеральных солей, которые содержат питательные вещества для растений в сочетании с другими элементами. Полноценное удобрение, содержащее все три основных элемента, полезно для многих почв и сельскохозяйственных культур. Что на самом деле означают эти цифры на мешочке с удобрениями? По закону этикетка на упаковке удобрений должна указывать количество азота, фосфора и калия в продукте в указанном порядке. Каждое число соответствует проценту элемента в сумке.Пакет из 5-10-5 содержит 5% азота, 10% фосфора и 5% калия. Остальная часть мешка — наполнитель. Прежде чем вы подумаете, что такие низкие проценты расточительны, помните, что концентрированные питательные вещества повредят или уничтожат растения, которые мы хотим питать.

Составы удобрений, подходящие для общего использования на лужайках и в саду: 5-10-5 и 5-10-10. По большей части удобрения с соотношением питательных веществ 1-2-2 или 1-3-1 для азота, фосфора и калия будут соответствовать вашим потребностям. Для посадки овощных и цветочных растений вы можете использовать одно из водорастворимых удобрений с высоким содержанием воды, таких как 10-55-10 (1: 5: 1).

Если в почве дефицит только одного элемента, удобрений без смешивания будет достаточно. Самыми важными из этих несмешанных материалов являются азот и фосфор. Азот доступен в виде нитрата аммония, сульфата аммония или мочевины. Фосфор доступен в виде суперфосфатов или костной муки. Калий доступен в виде хлорида калия или сульфата калия.

Неорганические удобрения имеют свои преимущества. Они относительно недороги и в небольших количествах обеспечивают необходимые питательные вещества.Эти растворимые питательные вещества быстро становятся доступными для растений. Из-за этого может произойти чрезмерное внесение удобрений и травмировать растущие растения. Тест почвы показывает, когда удобрения нужны, а когда нет. Чрезмерное удобрение более серьезно, чем недостаточное удобрение. Как только питательные вещества попадают в почву, удалить их невозможно.

Чтобы использовать почву наилучшим образом, вы должны активно участвовать в работе с почвой — проверять ее каждые три-пять лет и вносить известь и удобрения только в соответствии с отчетом об испытаниях почвы.Сохраняйте естественность — используйте достаточное количество органических веществ для улучшения качества почвы. Поместите нужное растение в нужное место — выберите растения, подходящие для вашей почвы, используя устойчивые к болезням сорта семян и растений. Предотвратите конкуренцию — избегайте перенаселенности растений и управляйте сорняками.

Почва: фундамент сельского хозяйства

Александратос, Северный Мир продовольствие и сельское хозяйство: среднесрочные и долгосрочные перспективы. Труды Национальная академия наук США Америки 96 , 5908-5914 (1999).

Бернхард А. Азот Цикл: процессы, игроки и влияние человека. Знания о естественном образовании 2 , 12 (2010).

Бонгаартс, Дж. Хуман рост населения и демографический переход. Философские труды Королевского общества биологических наук 364 , 2985-2990, (2009) doi: 10.1098 / rstb.2009.0137.

Brady, N.C. & Weil, R. R. Природа и свойства почвы, 13-е изд. Прентис Холл, 2002.

Brady, N.C. & Weil, R. R. Природа и свойства почвы, 14-е изд. Прентис Холл, 2008.

Brodt, S., et al. Устойчивое сельское хозяйство. Природа Образовательные знания 3 (2011).

Diamond, J. Guns, Микробы и сталь: судьба человеческих обществ . Нортон, 1999.

Эпштейн, Э. Аномалия кремния в биологии растений. Труды Национального Академия наук Соединенных Штатов Америки 91 , 11-17 (1994).

Harlan, J. R. сельскохозяйственных культур и человек. Am. Soc. Агрон. и почвоведение. Soc. Am., 1992.

Havlin, J. L. et al. Плодородие почв и удобрения . 7 изд., 2005.

Гилель, Д. Из Земля: цивилизация и жизнь почвы . Калифорнийский университет Press, 1992.

Дженни, Х. Факторы Почвообразование . Макгроу-Хилл, 1941.

Йохансон, округ Колумбия, и Б. Эдгар. 2006. От Люси к языку: переработанное, обновленное и расширенное.Саймон и Шустер, Нью-Йорк.

Лал, Р. Эрозия почвы от тропические пашни и меры борьбы с ними. Успехи в агрономии 37 , 183-248 (1984).

Лутц, В., Сандерсон, В. & Щербов, С. Конец роста мирового населения. Природа 412 , 543-545 (2001).

Монтгомери, Д. Р. Грязь: Эрозия цивилизаций 90 874. Университет Калифорнии, 2007.

Монтгомери, Д. Р. Эрозия почвы и устойчивость сельского хозяйства. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 104 , 13268-13272 (2007) doi: 10.1073 / pnas.0611508104.

Мосс, Б. Загрязнение воды по сельскому хозяйству. Философские труды Королевского общества Биологические биологические Наук 363 , 659-666, DOI: 10.1098 / rstb.2007.2176 (2008).

Pimentel, D. et al. Экологические и экономические издержки эрозии почвы и выгоды от сохранения. Наука 267 , 1117-1123 (1995).

Pimentel, D. et al. Мировое сельское хозяйство и эрозия почв. Биология 37 , 277-283 (1987).

Прайс, T. D. & Гебауэр, А. Б. Последние охотники, первые фермеры: новые перспективы Доисторический переход к сельскому хозяйству . Школа американской исследовательской прессы (1995).

Pyne, S. Пожар: Краткое описание История . Университет Вашингтон Пресс, 2001.

Schulze, D. G. в Minerals в почвенных средах , ред.Б. Диксон и С. Сорняк. Общество почвоведения Америки, 1989.

Шварц, Г. М. и Николс, Дж. Дж. После краха: возрождение сложных обществ . Университет of Arizona Press, 2006.

Шарпли, А. Н., Хейгарт, П. М. и Джарвис, С. К. Введение: сельское хозяйство как потенциал источник загрязнения воды. Сельское хозяйство, гидрология и качество воды , 4-5 (2002).

Певица, M. J. & Маннс, Д. Н. Почвы: Введение , 6-е изд.Pearson Education Inc., 2006.

Смит, Б. Д. Возникновение сельского хозяйства . Научная американская библиотека, 1995.

Sparks, D. L. Экологический Химия почв . Academic Press, Inc., 1995.

.

Sposito, G. Химия почв , 2-е изд. Oxford University Press, 2008.

.

Суббарао, Г. В., Ито, О., Берри, В. Л. И Уиллер, Р. М. Натрий — функциональное питательное вещество для растений. Критические обзоры в области наук о растениях 22 , 391-416, DOI: 10.1080/073526803495 (2003).

Тилман, Д. Глобал воздействие расширения сельского хозяйства на окружающую среду: необходимость в устойчивых и эффективные практики. Труды Национальной Академии наук США 96 , 5995-6000 (1999).

Тилман Д., Кассман К. Г., Матсон, П. А., Нейлор, Р., Поласки, С. Устойчивость сельского хозяйства и интенсивные производственные практики. Природа 418 , 671-677, DOI: 10.1038 / nature01014 (2002).

Trigger, B. G. Понимание Ранние цивилизации: сравнительное исследование . Кембриджский университет Press, 2003.

.

Трое, Ф. Р. и Томпсон, Л. М. Почвы и плодородие почв , 5-е изд. Оксфордский университет Пресс, 1993.

Вакацуки, Т. & Расыдин, А. Скорость выветривания и почвообразования. Геодерма 52 , 251-263 (1992).

Wrangham, R. Ловля Огонь: как приготовление пищи сделало нас людьми .Основные книги, 2009.

Природа плодородия почвы

Почва считается плодородной, если она продуктивна, то есть если она может поддерживать пышный и здоровый рост желаемых растений, будь то садовые растения, ландшафтные растения или сельскохозяйственные культуры. Но что делает почву плодородной? Какие характеристики почвы определяют, будет она продуктивной или нет? Этот вопрос задают неоднократно на протяжении многих лет. Вот краткое изложение нашего текущего понимания этой темы.

Три аспекта плодородия почвы

Плодородие почвы определяется тремя различными аспектами: химическим, биологическим и структурным (т.е., физический). Хотя их можно рассматривать по отдельности, на самом деле они взаимосвязаны.

Химический аспект

За последние 100 лет или около того агрономы поняли, что химический состав почвы является очень важным аспектом плодородия. Почвы, богатые важными питательными веществами для растений, будут плодородными, если эти питательные вещества растворимы или могут стать растворимыми. Наиболее важными элементами, в которых растения нуждаются в значительных количествах, являются азот (N), обычно в форме нитратов или аммиака, и минеральный фосфор (P), предпочтительно в виде растворимых фосфатов, и калий (K).Большинство коммерческих удобрений содержат эти три основных элемента. Другие питательные вещества, которые в меньших количествах важны для роста растений, включают минералы железо, магний, марганец, цинк, бор, медь и даже кремний. Последние часто добавляют в некоторые коммерческие удобрения. Химический аспект плодородия почвы, по сути, связан с наличием в почве этих важных питательных веществ. Другие важные химические характеристики включают засоленность почвы, pH почвы и содержание органических веществ.

Биологический аспект

В то время как фермеры заняты внесением химических удобрений в свои посевы, природа неуклонно следит за плодовитостью естественных лесов и прерий по всему миру без прямого внесения минералов. Вместо этого бесчисленные популяции микробов, включая бактерии и грибы, выполняют важные задачи, улучшающие плодородие почвы. Эти задачи по внесению удобрений обычно выполняются в корневой зоне растений-хозяев, которые делают сахар доступным для подпитки процесса.К таким задачам относится азотфиксация. То есть газообразный азот из воздуха химически связан с растворимыми соединениями (такими как нитраты) или связан с нерастворимыми органическими соединениями, которые со временем разлагаются, высвобождая растворимые соединения азота (например, аммиак), которые используют растения. Другой важной задачей удобрений является превращение нерастворимого минерального фосфора в растворимые фосфаты, которые растения могут легко усваивать и использовать. Наконец, продолжающееся биоразложение мертвого органического вещества постоянно высвобождает растворимые соединения азота и различные минералы для повторного использования растениями в качестве питательных веществ.Фиксация азота обычно осуществляется различными ризосферными бактериями, включая виды Rhizobium, которые являются симбиотическими с бобовыми, а также различными свободноживущими бактериями, которые размножаются в почве корневой зоны. Солюбилизация фосфора осуществляется как бактериями, так и грибами, в том числе микоризными грибами и разлагающимися грибами, такими как Trichoderma. Биоразложение и переработка органических веществ осуществляются различными бактериями и разлагающимися грибами, а также им помогают другие формы жизни, такие как простейшие, насекомые и дождевые черви.

Структурный аспект

Физическая структура почвы также оказывает большое влияние на ее продуктивность. Чтобы почва была плодородной, она должна быть достаточно пористой. Это позволяет удерживать воду и воздух в количестве, достаточном для поддержки растений. Песчаная почва может быть слишком пористой, если дождевая или поливная вода сразу вымывается, а верхний слой почвы быстро высыхает. Глинистая почва часто бывает слишком плотной, поэтому вода скапливается на поверхности и не может проникнуть вниз. Хорошая структура почвы существует, когда почва состоит из частиц разного размера.Есть некоторые природные материалы, которые связывают мелкие частицы почвы в агрегаты различного размера, тем самым увеличивая пористость и улучшая структуру почвы или «пахоту». Бактерии и микоризные грибы выделяют такие клейкие материалы, которые производят агрегаты частиц и способствуют хорошей структуре почвы. Это уменьшает уплотнение и увеличивает пористость, а также способность почвы удерживать воздух и воду. Кроме того, различные микробы производят натуральные поверхностно-активные вещества, которые способствуют проникновению воды через почву.

Управление плодородием почвы

Плодородие почвы можно улучшить, устраняя недостатки в каждом из этих трех аспектов. Огромная промышленность по производству удобрений развивалась, чтобы поставлять продукты, которые улучшают химический состав почв, поставляя N, P, K и другие минералы, необходимые растениям. Продукты этого типа известны как химические удобрения. Другие способы обработки, такие как известкование, могут решить проблемы с кислотностью, в то время как добавки растворимого кальция могут решить проблемы высокой солености.Внесение минеральных добавок в почву — это наиболее распространенный в настоящее время метод повышения плодородия почвы. Хотя этот метод очень эффективен, ему не хватает устойчивости. Внесенные удобрения в конечном итоге израсходованы или вымываются, и их необходимо повторно вносить для поддержания продуктивности. Кроме того, неконтролируемое вымывание удобрений в грунтовые воды привело к серьезным проблемам загрязнения водосборных бассейнов и водных путей.

В последние годы наука и промышленность объединились для разработки продуктов, улучшающих биологический аспект плодородия почвы.Эти продукты содержат микоризные грибы и / или полезные ризосферные бактерии, которые можно добавлять в почву до или во время посадки, чтобы обеспечить микробную активность, которая создает устойчивое плодородие почвы. (Такие продукты называются «биоудобрениями».) После внедрения эти микробы могут колонизировать корневую зону и создавать самоподдерживающиеся популяции, которые постоянно улучшают минеральный состав почвы (за счет азотфиксации, фосолюбилизации и повторного использования питательных веществ).

Структурой почвы можно управлять различными способами.Помимо своего воздействия на химический состав почвы, микробы также могут улучшать структуру почвы, способствуя агрегации частиц почвы и производя естественные поверхностно-активные вещества, улучшающие проникновение воды. Однако структурные улучшения микробами происходят медленно и постепенно. Более немедленные улучшения могут быть внесены напрямую. Например, фермеры регулярно обрабатывают почву, чтобы уменьшить ее уплотнение. В городских условиях ландшафтные дизайнеры разуплотняют почву под деревьями с помощью вертикальной стимуляции, радиального рытья траншей или нагнетания сжатого воздуха в процессе, известном как «разрушение».Коммерческие поверхностно-активные вещества используются для улучшения проникновения воды, особенно при орошении дерна или при внесении растворимых удобрений путем распыления, полива или инъекции в почву. Сверхабсорбирующие материалы (гидрогели) обрабатываются почвой для увеличения ее водоудерживающей способности. Все эти обработки предназначены для улучшения плодородия, затрагивая один или несколько аспектов структуры почвы.

Трехсторонний подход

LebanonTurf намеревался охарактеризовать природу плодородия почвы, но только для того, чтобы открыть для себя «Природа в плодородии почвы.«Вооружившись этим пониманием, LebanonTurf предлагает биологический подход к плодородию почвы и сочетает этот подход как с классическими, так и с современными методами улучшения химического состава и структуры почвы. Продукты ROOTS обеспечивают немедленное получение минеральных добавок в химической форме и устойчивое плодородие в биологической форме. Поверхностно-активные вещества и гидрогели добавляются там, где это необходимо для решения структурных проблем в краткосрочной перспективе. Результатом является линейка продуктов, обеспечивающих комплексный подход к плодородию почвы: биологическому, химическому и физическому (структурному).Ни одна другая компания не видела полной картины. Ни у одной другой компании нет более передового или комплексного подхода к плодородию почвы.

Плодородие почв — обзор

4 Интенсификация и диверсификация землепользования

Восполнение плодородия почв может иметь большое значение для увеличения сельскохозяйственного производства и восстановления продовольственной безопасности в Африке, но это необходимое, но не достаточное условие для устойчивого развития. Также необходимо принять во внимание множество других факторов. Например, сокращение послеуборочных потерь, нападений вредителей и болезней, потерь почвы из-за водной и ветровой эрозии, а также уменьшение размеров земельных владений и ухудшение здоровья людей.Последние два фактора влияют на доступность полевой рабочей силы, что также является следствием переезда членов семьи в город для получения дохода вне фермы. Очевидно, что необходим сдвиг парадигмы с политики, направленной только на повышение урожайности нескольких основных продовольственных культур. Такой подход «зеленой революции» играл и будет играть важную роль в удовлетворении потребностей сельской бедноты, но также необходимо предпринять дополнительные шаги. Дьюис и Шерр (1996) указали, что политологам необходимо «расширить свои концептуальные рамки… чтобы более тщательно рассмотреть связи между рынками, окружающей средой, производством домашних хозяйств и их благосостоянием».Именно в этом ключе авторы предполагают, что в долгосрочной перспективе необходимы дальнейшие преобразования; интенсификация и диверсификация земель мелких фермерских хозяйств в Африке в качестве следующего определяющего фактора.

Президент Уганды Йовери Мусевени в своем вступительном слове на встрече SPAAR в Кампале 6 февраля 1996 г. очень четко сформулировал эту идею. Он заявил, что «нет смысла выращивать малоценные продукты (кукурузу и бобы) в малых масштабах; вместо этого дорогостоящие продукты должны выращиваться в небольших масштабах, а продукты с низкой стоимостью должны выращиваться в больших масштабах ».

Очевидное значение состоит в том, что мелкие фермерские хозяйства в Африке должны диверсифицироваться, производя сочетание высокоценных и прибыльных культур вместе с основными продовольственными культурами. Примеры этой стратегии имеют место в Западной Кении, где небольшие участки, размером порядка 100 м 2 , выращивают мелкие фермеры, заключившие контракт с компанией-экспортером для потребления в свежем виде в Европе. Рынок обеспечен, и фермеры интенсивно поливают, удобряют и пропалывают эти островки богатства среди своих менее ценных культур.Но самые большие возможности для диверсификации открывают продукты из дерева.

Традиционно люди в тропиках полагались на свои местные растения для производства фруктов и повседневных продуктов домашнего хозяйства, от лекарств до волокон. Эти продукты также содержат необходимые витамины и минералы для здоровья семьи, а благодаря местной и региональной торговле были получены денежные средства для удовлетворения потребностей семьи в покупных продуктах. Может быть, именно здесь, на заднем дворе людей, и находится решение.Но, к сожалению, из-за вырубки леса леса или лесные массивы, которые раньше были на заднем дворе, теперь почти исчезли для подавляющего большинства людей в Африке. В 1992 году конференция объединила растущий объем биофизической информации о методах, доступных для приручения широкого спектра диких и упускаемых из виду видов, многие из которых являются деревьями (Leakey and Newton, 1994a, b; Newton et al., 1994). .

Эти виды «золушек» (так называемые, потому что их ценность в значительной степени игнорируется наукой, хотя и ценится местным населением) включают местные фруктовые деревья и другие растения, которые дают лекарственные препараты, декоративные растения или высококачественную древесину.Примерами являются куст манго ( Irvingia gabonensis ), питательный фрукт из влажных тропиков Западной Африки (Ladipo et al., 1996), Uapaca kirkiana и Sclerocarya birrea из лесных массивов Миомбо в Южной Африке. Разрабатываются методы преобразования некоторых из этих диких видов в одомашненные культуры в системах агролесоводства, включая вегетативное размножение и клональный отбор, охватывающий генетическое разнообразие (Leakey and Jaenicke, 1995). Одомашнивание включает формулировку стратегии генетического улучшения деревьев агролесоводства и стратегии использования вегетативного размножения для выявления аддитивных и неаддитивных вариаций отдельных деревьев в популяциях деревьев (Simons, 1996).Кроме того, были разработаны руководящие принципы для определения приоритетов фермеров в отношении видов (Franzel et al., 1996; Jaenicke et al., 1996). Стратегия одомашнивания этих местных видов фруктовых деревьев, а также Prunus africana и Pausinystalia johimbe , двух приоритетных деревьев для лекарственных препаратов, заключается в сохранении их генетических ресурсов в банках живой зародышевой плазмы и последующем создании сортов для включения в многостраничные агролесы.

Дорогие деревья могут занять определенные ниши на фермах, оставляя больше открытых земель для выращивания основных продовольственных культур или других прибыльных культур, таких как овощи.На границах хозяйств можно выращивать также древесные деревья, под ними — кормовые бобовые деревья. Точно так же деревья на дровах можно выращивать на границах полей или в качестве контурных изгородей на склонах. В такой схеме улучшенные пары становятся важной частью схемы севооборота. В таких хозяйствах доходы увеличиваются и диверсифицируются, что обеспечивает устойчивость к погодным условиям или колебаниям цен. Сведение к минимуму эрозии почвы, максимальное увеличение круговорота питательных веществ и повышение биоразнообразия над и под землей. Ферма действительно похожа на функционирующую экосистему.Последнее определение агролесоводства резюмирует этот подход: динамичная, экологически обоснованная система управления природными ресурсами, которая за счет интеграции деревьев на фермах и пастбищах диверсифицирует и поддерживает производство мелких землевладельцев для увеличения социальных, экономических и экологических выгод (Leakey, 1996). .

Посредством одомашнивания эти древесные культуры могли бы стать более урожайными, иметь более качественную продукцию, стать более привлекательными с коммерческой точки зрения и разнообразить рационы. Такой прогресс может улучшить благосостояние домохозяйств за счет предоставления традиционных продуктов питания и товаров медицинского назначения, стимулирования торговли, увеличения доходов и диверсификации систем ведения сельского хозяйства, как в биологическом, так и в экономическом плане, помимо производства основных продовольственных культур.Как правило, для выращивания древесных культур требуется меньшая рабочая сила, чем для основных продовольственных культур, что позволяет фермерам также получать доход вне фермы. Возникает новая парадигма мелких фермерских хозяйств в Африке: парадигма, которая основана не на ограниченном количестве высоко одомашненных культур, часто выращиваемых в монокультуре, а основана на гораздо большем разнообразии растений, которые вместе производят продукты питания и дорогостоящие продукты (Лики и Изак, 1996).

Какие есть доказательства того, что это будет работать? Африканский опыт домашних садов дает несколько примеров традиционной интенсификации.Например, в Нигерии это важные районы с высокой плотностью населения (1000 человек / км, 2 ). На таких площадях до 29% посевных площадей может быть занято комплексными садами, и они дают 59% урожая (Okafor and Fernandes, 1987). В денежном выражении урожайность этих садов в 5–10 раз превышает урожайность полей, а отдача от труда также выше в 4–8 раз (Watson, 1990). Но концепция, которую мы отстаиваем, — это комплексный фермерский подход, а не просто его часть, как в случае домашних садов.

Лучшая модель найдена в Юго-Восточной Азии, где продуктивное разнообразие простирается от домашних садов до сложных агролесов. На юго-западе Суматры, недалеко от Круи, фермеры уже более века сажают деревья дамар ( Shorea javanica ) для производства смолы в смеси с различными культурами и местными видами фруктовых деревьев. Первоначально фермеры расчищали лес методом рубки и бампера и сажали рис на возвышенностях вместе с кофейными, фруктовыми и дамарскими деревьями. Рисовые поля на равнинах также являются частью системы земледелия.Территория комплексных агролесов на основе дамара является непрерывной и в настоящее время превышает 10 000 га, и 65–80% домохозяйств вовлечены в производство дамара, на каждое из которых приходится в среднем 1–5 таких агролесов. Система обеспечивает продуктивность фермы на всех этапах ее роста за счет продовольственных культур в 1-3 годы, кофе и бананов в годы 3-8, фруктов и топливной древесины в годы 2-20, смол, фруктов и древесины начиная с 20 года. (Де Фореста и Мишон, 1994) и рис-падди постоянно.

Смолы Damar используются в промышленности Индонезии или экспортируются по всему миру.В 1984 году экспортный рынок составлял одну треть собранного урожая, при этом объем торговли вырос с 250–400 т / год в период с 1972 по 1983 год (Michon and de Foresta, 1994). В 1994 г. ожидалось, что добыча дамара достигнет 10 000 т (Dupain, 1994) по цене 300–400 долл. США / т. Восемьдесят процентов этой торговли покрывается дамарскими агролесами. Экономическая ценность торговли дамаром и связанной с ней деятельности имеет большое значение для деревень вокруг Круи. В 1993 году прибыль от производства дамара составила 7 долларов США.2 миллиона долларов США от продаж, 2,6 миллиона долларов США от добавленной стоимости и 1,4 миллиона долларов США от заработной платы. К этому добавляется прибыль в размере 0,3 миллиона долларов США, полученная трейдерами Круи (Де Фореста и Мишон, 1994). Этот анализ исключает продукты местного потребления из этих агролесов, например фрукты, овощи, специи, дрова, древесина, пальмовая солома, ротанг, бамбук, волокна, а также рис-падди.

Системы, подобные дамарским агролесам, также практикуются на Суматре с использованием каучука и корицы. Агролесы «каучуковые джунгли» охватили более двух.5 млн. Га, в то время как в 1989 г. агролесами корицы занимали 42 600 га (Aumeeruddy, 1994). Эти комплексные агролесы дамара, корицы и каучука джунглей, вероятно, являются лучшим примером альтернативы подсечно-огневому земледелию, поскольку они высокопродуктивны, биоразнообразны и очень похожи по структуре на естественные высокие тропические леса. Короче говоря, они ближе всего подходят к одомашненной экосистеме (Michon and de Foresta, 1996).

Хотя интенсификация землепользования, вызванная демографическим давлением, обычно связана с ухудшением состояния окружающей среды, долгосрочная связь между деградацией земельных ресурсов и демографическим давлением не обязательно является отрицательной и линейной.Харвуд (1994) описал U-образную кривую с начальным быстрым темпом деградации земель при натуральном сельском хозяйстве, возрастающим с увеличением демографического давления. Однако с дальнейшим ростом численности населения наступает момент, когда деградация обращается вспять с дальнейшей интенсификацией земель и заделкой деревьев в пределах фермы. Это произошло в полузасушливом районе Мачакос в Кении, где, несмотря на рост численности населения с 1930-х годов, фермеры смогли обратить вспять деградацию земель с помощью местной технологии сохранения почвы, которая повысила продуктивность как сельскохозяйственных культур, так и животноводства (Pagiola, 1994; Tiffen et al., 1994). Кроме того, в более густонаселенных районах Центральной провинции Кении, где размер ферм чрезвычайно мал, количество деревьев на фермах также увеличивается, поскольку фермеры все больше осознают их ценность (Cleaver and Schreiber, 1994).

% PDF-1.4 % 796 0 объект > эндобдж xref 796 104 0000000016 00000 н. 0000002432 00000 н. 0000002747 00000 н. 0000003784 00000 н. 0000004182 00000 п. 0000004266 00000 н. 0000004404 00000 н. 0000004534 00000 н. 0000004703 00000 н. 0000004804 00000 п. 0000004912 00000 н. 0000004973 00000 н. 0000005033 00000 н. 0000005171 00000 н. 0000005261 00000 п. 0000005381 00000 п. 0000005441 00000 п. 0000005567 00000 н. 0000005627 00000 н. 0000005687 00000 н. 0000005793 00000 н. 0000005900 00000 н. 0000006038 00000 п. 0000006176 00000 н. 0000006268 00000 н. 0000006357 00000 н. 0000006478 00000 н. 0000006538 00000 н. 0000006598 00000 н. 0000006708 00000 н. 0000006768 00000 н. 0000006828 00000 н. 0000006968 00000 н. 0000007072 00000 н. 0000007182 00000 н. 0000007242 00000 н. 0000007367 00000 н. 0000007497 00000 н. 0000007557 00000 н. 0000007617 00000 н. 0000007753 00000 н. 0000007858 00000 п. 0000007918 00000 п. 0000007978 00000 н. 0000008038 00000 н. 0000008152 00000 н. 0000008269 00000 н. 0000008329 00000 н. 0000008466 00000 н. 0000008615 00000 н. 0000008675 00000 н. 0000008734 00000 н. 0000008841 00000 н. 0000008900 00000 н. 0000008959 00000 н. 0000009019 00000 н. 0000009173 00000 н. 0000009233 00000 п. 0000009293 00000 п. 0000009379 00000 п. 0000009473 00000 н. 0000009532 00000 н. 0000009645 00000 н. 0000009752 00000 н. 0000009811 00000 н. 0000009920 00000 н. 0000009981 00000 н. 0000010042 00000 п. 0000010140 00000 п. 0000010201 00000 п. 0000010262 00000 п. 0000010752 00000 п. 0000011052 00000 п. 0000011570 00000 п. 0000011794 00000 п. 0000011956 00000 п. 0000012186 00000 п. 0000012216 00000 п. 0000012257 00000 п.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.