Під родючістю розуміють здатність грунтів задовольняти потребу рослин у воді і поживних речовинах. Важливими чинниками, що визначають родючість грунтів, є також світло і тепло. Умови, що визначають родючість грунту, можуть бути прямими, що безпосередньо впливають на ріст і розвиток рослин, і непрямими. До прямих умов відносяться запаси доступної води, аерація, реакція середовища, форма і кількість доступних елементів живлення та їх співвідношення. До непрямих умов можуть бути віднесені: кількість мікроорганізмів, глибина залягання обмежуючих коренезаселений шар грунту щільних горизонтів, характер обробки грунту. Прямі і непрямі умови взаємопов'язані і мають вплив на врожайність рослин. Кожна окрема умова, або фактор життя рослин, може бути недостатнім (мінімальним) для росту рослин, оптимальним (коли спостерігається найбільший урожай рослин) і надлишковим, максимальним (коли спостерігається токсикоз і врожайність рослин зменшується). Для будь-якої рослини шкідливі як нестача, так і надлишок будь-якого фактора (наприклад, елемента живлення). Найбільш сприятливі умови для життя рослин і одержання високого врожаю створює оптимальний вплив фактора. Однак фактори, що визначають розвиток рослин, діють не ізольовано, а в сукупності. Оптимальна родючість відповідає оптимальним співвідношенням факторів. У різних грунтово-кліматичних зонах умови, що визначають грунтову родючість, різні. Обмежуючими умовами в зоні тундри будуть низькі температури і надмірне зволоження грунтів, в лісовій зоні - надмірне зволоження і кислотність грунтів, в лісостеповій та степовій зонах - нестача води і нерідко надмірний вміст в грунтах натрію та хлору. На піщаних грунтах позначається недолік вологи та елементів живлення, а на важкосуглинистих - низька аерація і велика щільність грунтів. Таким чином, родючість обмежується різними умовами, пов'язаними з факторами грунтоутворення. Розрізняють природну, потенційну, штучну і ефективну, або дійсну, родючість грунтів. Природна родючість - властивість грунту, що утворилася під природною рослинністю при природному перебігу грунтоутворювального процесу. Вона порівняно мало змінюється в часі і є величиною стабільною для певного типу грунтів. У той же час різні за походженням грунти характеризуються неоднаковою родючістю, а один і той самий грунт має різну родючість для рослин, що відрізняються за біологічними властивостями. Наприклад, на лучно-глейових грунтах прекрасно ростуть лугові трави і водночас гинуть або дуже погано ростуть ялинники і сосняки. На піщаних грунтах добре ростуть сосняки і погано - ялинники і діброви. Потенційна родючість визначається валовим (загальним) запасом елементів живлення в грунті, що знаходяться як в доступній, так і недоступній формах. Штучна родючість створюється при використанні обробки грунтів, внесення добрив, вирощуванні культур різних рослин, осушенні, зрошенні. Природна, потенційна і штучне родючості нерозривно пов'язані між собою, оскільки забезпечення рослин вологою і поживними елементами залежить від властивостей природного грунту, а також від зміни властивостей грунту під впливом окультурення. Ефективна родючість, вимірювана величиною врожаю, є дійсним вираженням природної та штучної родючості і в значній мірі залежить від рівня розвитку науки і техніки. Необхідно розробляти такі методи землеробства і агрохімії, які дозволяли б підтримувати на максимальному рівні запаси доступних елементів живлення і води з одночасною стабілізацією реакції середовища, відповідною концентрацією грунтового розчину при найкращому співвідношенні між повітрям і водою, швидкістю аеробних і анаеробних реакцій, що протікають у присутності речовин, що стимулюють ріст рослин. І, навпаки, необхідно послабити шкідливі процеси: утворення токсичних речовин, ущільнення грунту при його обробці, засмічення небажаними рослинами і мікроорганізмами тощо.
9. Гумус грунту та його значенняГумусні речовини мають дуже важливе значення в грунтоутворенні, формуванні родючості грунту, живленні рослин. Роль окремих компонентів гумусу в цих процесах неоднакова, оскільки вони мають різні властивості. В землеробстві з давніх-давен відомо – чим більше гумусу в грунті, тим він родючіший. Гумінові кислоти надають грунтам темного забарвлення навіть при незначному вмісті гумусу. Такі грунти, порівняно зі світлими, краще поглинають сонячне проміння і тому мають кращий тепловий режим, що позитивно впливає на ріст і розвиток рослин. Через погану розчинність у воді вони накопичуються у верхньому шарі грунту і в такий спосіб формують гумусний горизонт. Основна маса гумінових кислот перебуває в грунті в стані колоїдних міцел, що зумовлює підвищення ємності вбирання даного грунту. А родючість, як відомо, залежить від величини ємності вбирання. Чим більше у грунті міститься увібраних основ, тим більший запас поживних речовин для рослин: 100 г сухої маси гумінових кислот убирає 400-600 мг-екв. Жоден глинистий мінерал у природі не має такої високої ємності вбирання. На поверхні тонкодисперсних часток грунту гумінові кислоти реагують із залізом і алюмінієм, утворюючи органо-мінеральні дисперсні системи – гелі. Колоїди гумінових кислот цементують механічні частки грунту у процесі формування міцних, водостійких структурних агрегатів. Поліпшення структурного складу грунту також позитивно впливає на його родючість. Гумінові кислоти містять багато зольних елементів, які при мінералізації гумусу переходять у легкодоступну для рослин форму. Отже, гумусні речовини зумовлюють регулярне засвоєння поживних речовин рослинами. Саме цим пояснюється загальновідомий факт: чим більше в грунтах гумусу, тим вища біологічна продуктивність рослин. Отже, гумус є поживою для мікроорганізмів, а для вищих рослин – джерелом зольних елементів і азоту. Гумус відіграє біогеохімічну роль: залізо, алюміній, мікроелементи концентруються й мігрують у земній корі у формі органо-мінеральних сполук. Акумуляція гумусу, торфу, вугілля веде до концентрації урану, германію, ванадію, молібдену, міді, кобальту, нікелю та інших елементів. Інакше на грунтоутворення впливають фульвокислоти та їх солі. Завдяки легкій розчинності вони швидко вимиваються в нижні горизонти грунту і навіть за межі грунтового профілю. В умовах, де переважає синтез фульвокислот, грунти, як правило, бідні на гумус. Крім того, фульвокислоти є агресивними сполуками і здатні руйнувати мінерали грунту (карбонати, гідроксиди, алюмосилікати), тобто здійснювати хімічне вивітрювання. Разом із неспецифічними кислотами вони є основним фактором процесу підзолоутворення в грунтах тайгово-лісових областей та інших регіонів із гумідним кліматом. Значна кількість фульвокислот синтезується також у грунтах, які погано аеруються (провітрюються), наприклад, у важких і перезволожених. За цих умов процеси розкладання органічних решток відбуваються повільно, тут нагромаджується багато нерозкладених органічних решток. Такі грунти мають кислу реакцію, що негативно впливає на їх родючість. При наявності в грунтах дво- і тривалентних катіонів утворюються фульвати. Фульвокислоти при цьому нейтралізуються і процес підзолоутворення не проявляється. Таке явище, зокрема, спостерігається на карбонатних породах. Отже, рівень родючості грунту залежить не лише від кількості гумусу, а й від його якості.
Гумус – найважливіший чинник буферності грунтів. Він забезпечує стійкість певної реакції середовища за рахунок катіонного обміну на поверхні колоїдних міцел. В.А.Ковдау своїх працях (1981, 1985) підкреслює загальну планетарну роль грунтів як акумуляторів органічної речовини й енергії. Він запропонував гумусний горизонт грунтів планети вважати основною енергетичною оболонкою – гумосферою. Підраховано, що у 30-см шарі грунту із середнім умістом гумусу (4-6%, 200-400 т/га) накопичують на 1 га стільки енергії, яка дорівнює енергії 20-30 т антрациту. Енергію органічної речовини грунтів для здійснення життєвих процесів використовують мікроорганізми і безхребетні тварини для фіксації азоту та для багатьох інших процесів. Тому підтримання запасів гумусу в грунтах – найактуальніша проблема сучасного землеробства. В багатьох регіонах земної кулі вміст гумусу в грунтах за останні 30-40 років зменшився на 30%. Гумусні речовини поліпшують фізичні властивості грунту. Грунти з високим умістом гумусу мають широкий діапазон фізичної стиглості, тобто їх можна обробляти в широкому інтервалі вологості. Такі грунти потребують менших затрат на механічний обробіток. За данимиІ.В.Кузнецової,підвищення вмісту гумусу в дерново-підзолистих грунтах до 5-6% сприяє підвищенню оструктуреності грунту до 50%. Одночасно збільшуються пористість, вологоємкість і ємність вбирання грунту. Велике екологічне значення мають біологічно активні речовини, що входять до складу органічної частини грунту. Наукові дослідження багатьох учених свідчать, що окремі компоненти гумусу стимулюють ті чи інші фізіологічні процеси. Так, О.С.Безухова(1980) довела, що гумусові речовини стимулюють ріст кореневих волосків і кореневої системи в цілому. Ферментативна активність гумусу зумовлює інтенсивність надходження СО2 в приземний шар атмосфери. Підвищення концентрації СО2 у повітрі інтенсифікує фотосинтез. При монокультурі в агроценозі та при інтенсивному сільськогосподарському використанні грунтів процеси розкладу й мінералізації гумусу переважають над процесами гуміфікації, тому відбуваються втрати гумусу. "Згоряння" гумусових речовин веде до погіршення агрофізичних властивостей грунту, зменшує його біологічну активність, поглинальну здатність, вміст поживних речовин, тобто зменшує родючість грунту. В землеробстві потрібно дбати про накопичення в грунті гумусу, багатого на гумінові кислоти. Основними заходами щодо накопичення органічних речовин у грунті є внесення органічних добрив (гною, торф'яних компостів, сидератів тощо), культура багаторічних трав – регулярне вирощування в сівозміні бобових або суміші трав забезпечує систематичне накопичення цінних форм гумусових речовин завдяки більшій кількості кореневих залишків; боротьба з ерозією; водна меліорація, яка поліпшує водно-повітряний режим, чим створює умови для утворення гумусу; хімічна меліорація, що знижує кислотність грунтів і одночасно збагачує їх кальцієм, пригнічуючи синтез фульвокислот, руйнування, вимивання органічних та органо-мінеральних сполук; правильна система обробітку грунту, впровадження науково обгрунтованих сівозмін тощо. Та зауважимо, що навіть в умовах оптимального накопичення гумусу, які складаються на півдні Лісостепу, неправильний обробіток веде до активізації мінералізаційних процесів. До зменшення запасу гумусу веде часте розпушення грунту та оранка з використанням по-лицевих плугів. Особливо активно процес відбувається в перші роки розорювання цілинних земель, перелогів і грунтів, що виведені з-під лісових екосистем. При цьому швидко розкладається активний "молодий" гумус. Так, протягом 5-7 років після розорювання сірих лісових, дерново-підзолистих грунтів і буроземів руйнується майже 40% перегною.
