Почвы важны для жизни на Земле: они определяют развитие растительных экосистем, а те, в свою очередь, — способность пространств вмещать растения, животных и человека. Но для каждого агронома важнейшее свойство почвы — ее плодородие, способность обеспечивать растения питательными веществами, водой, воздухом и оптимальными условиями роста.

Но задумывались ли вы, сидя над картой полей, почему в прошлом сезоне после известкования клевер пожелтел от дефицита железа, хотя внесли полный NPK? Или весной на средних суглинках при 70% ПВ (полевой влагоемкости) ячмень чахнул, при достаточном количестве влаги, и подходящей температура воздуха?

Влияние этих факторов зависят от происхождения почвы — минерального состава, сформированного климатом, рельефом, материнской породой и тысячелетиями выветривания.

Чтобы лучше понять их природу, такие факторы разделяют на три группы — химические, физические и климатические. Каждая отвечает за свою сторону почвенной жизни:

Химические факторы определяют, в какой форме элементы питания находятся в почве и могут ли они быть усвоены растениями.

ППК аккумулирует основные элементы питания (K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺), снижая их потери с фильтрационными водами и обеспечивая более стабильное корневое питание. Но его работа сильно зависит от кислотности. В кислых почвах поглощающий комплекс заполняется водородом и алюминием. Алюминий переходит в подвижную форму, угнетает корни и одновременно «блокирует» фосфор, кальций и магний — даже при достаточном внесении удобрений.

На химические процессы в почве также влияет минеральный состав самой почвы, а также состав почвенной воды и воздуха. Они определяют, какие элементы поступают в раствор, как быстро они переходят из твёрдой формы в доступную и насколько устойчивым будет питание растений в течение сезона.

В результате растение одновременно страдает и от нехватки воды, и от нехватки воздуха, и от дефицита доступных элементов питания. Уже при умеренной солонности агроном теряет 30–40% потенциала урожая, а при сильной — до 80%. При этом удобрения продолжают вноситься по норме, но работают они всё хуже: часть питательных веществ уходит в недоступные формы или вымываются и прибавки урожая не видно. Без понимания картины по солям вы годами можете "кормить" солонцы удобрениями и водой, фактически финансируя деградацию почвы.

Солонцы — это не проблема питания, а проблема почвенных условий. В большинстве случаев (около 70%) они формируются из-за природных факторов, однако неправильное землепользование — прежде всего ирригация и удобрение без учёта солевого баланса — способно резко ускорить деградацию почвы. На солонцах даже при внесении удобрений по норме растения не могут их эффективно использовать, поэтому урожайность снижается, а затраты на питание и воду фактически не окупаются. Простое измерение солонности почвы зимой позволяет выявить проблему на ранней стадии, а корректирующие меры дают возможность вернуть утраченный потенциал урожая. Игнорирование солонцев приводит к уплотнению почвы, потере структуры и деградации поля уже в течение 5–7 лет на 30–50%.

Все перечисленные факторы сходятся в одной ключевой точке — доступности элементов питания. Именно она определяет реальную эффективность минеральных удобрений. Даже при полном внесении NPK растения, как правило, усваивают не более 20–50% от внесённого количества: остальное фиксируется в почве, вымывается или переходит в труднодоступные формы.

Своевременный агрохимический анализ почвы (проба берётся при температуре не ниже +5 °C) позволяет увидеть эти «потери» и понять, какие именно ограничения мешают питанию культур. На основе корректно проведённого анализа и последующих агротехнических решений нередко удаётся устранить сразу несколько застарелых проблем поля и вернуть в оборот 20–40% удобрений — что особенно важно в условиях их высокой стоимости.

На рост и развитие растений постоянно действуют внешние физические факторы: солнечная радиация, гамма-излучение, шумы и электромагнитные поля. Солнечная радиация определяет фотосинтез, нагрев почвы и испарение влаги, напрямую влияя на скорость старта культур.

Нормальный рост и развитие растений возможно только при свете. При этом важны все три его характеристики:

• интенсивность освещения;
• длительность светового периода (фотопериод);
• спектральный состав.

Гамма-излучение и электромагнитные поля обычно находятся в пределах естественного фона, но локальные источники — промышленные объекты, линии электропередачи — могут вызывать стресс у растений и снижать активность почвенной микробиоты.

Одно из последних исследований показало, что даже короткие воздействия радио‑ и электромагнитных полей способны оказывать измеримое влияние на растения на уровне физиологии и развития. Так, в опытах с семенами подсолнечника было отмечено, что предварительная обработка радиочастотным электромагнитным полем изменяла баланс фитогормонов, участвующих в контроле прорастания, и оказывала влияние на экспрессию белков, ответственных за фотосинтез и развитие растений — это говорит о том, что растения реагируют на физическое воздействие на молекулярном уровне, даже когда другие условия остаются одинаковыми.

Для агронома важно учитывать эти факторы при выборе участка и планировании агротехнических мероприятий. Иногда даже незначительный рельеф может существенно влиять на условия выращивания: принято считать, что уклон поля всего в 1° на юг по эффекту солнечной радиации сопоставим с перемещением участка примерно на 100 км южнее. Они редко критичны сами по себе, но в сочетании с другими абиотическими условиями могут снижать эффективность удобрений и тормозить развитие культур.

Однако химические и физические свойства почвы не существуют в статичном виде. Их проявление меняется от сезона к сезону под действием внешних условий. Климатические факторы определяют, когда и насколько полно реализуются физические особенности почвы, усиливая одни ограничения и сглаживая другие.Температура, осадки и испарение определяют, станет ли гранулометрический состав преимуществом или ограничением для культуры в конкретный сезон. Весенние оттепели уплотняют суглинки, летняя жара высушивает песчаные почвы, дожди вымывают азот из лёгких почв.

Температура почвы определяет скорость практически всех биохимических и физических процессов в корнеобитаемом слое. Активный рост корней начинается при 15–20 °C, тогда как при 5–10 °C активность ферментных систем снижается примерно вдвое, замедляется рост корней и ограничивается поглощение элементов питания, даже при их достаточном содержании в почвенном растворе.

Холодные весны наиболее критичны для тяжёлых суглинистых и глинистых почв с высокой теплоёмкостью, которые прогреваются медленно и дольше сохраняют неблагоприятные условия для старта культур. В то же время на лёгких почвах температурный режим быстрее выходит в оптимум, однако такие участки чаще подвержены стрессам во второй половине сезона. Однако температурный режим лишь задаёт скорость почвенных процессов. Реальное водо- и питательное обеспечение растений формируется под влиянием поступающей влаги, характер и распределение которой определяются режимом осадков.

Осадки и формируют водный режим почвы и напрямую влияют на доступность элементов питания. При умеренном и равномерном распределении влаги создаются оптимальные условия для транспорта ионов к корням растений.

Избыточные осадки, особенно в весенний период, усиливают процессы вымывания нитратного азота и калия из лёгких почв, а также способствуют уплотнению и ухудшению аэрации на суглинках и глинах. В результате даже при корректно рассчитанных дозах удобрений эффективность питания культур заметно снижается. При этом количество выпавшей влаги не отражает её фактическую доступность для растений. Значительная часть осадков может быть утрачена в короткие сроки, и ключевую роль в этом играет интенсивность испарения.

Абиотические факторы — узкое горлышко плодородия. Даже с элитными семенами и полным набором удобрений дисбаланс этих параметров способен снизить урожай. Изменение хотя бы одного из абиотических факторов приводит к гибели одних видов живых организмов, и появлению других. При изменении абиотических факторов не все организмы непременно погибают: отдельным видам удается приспособиться к новым условиям жизни и продолжить существование. Но изменение состава живых организмов в почве неизбежно повлияет и на ее плодородие.

Абиотические факторы невозможно оценить «на глаз», но именно они определяют, будет ли реализован потенциал культуры. Принимать их во внимание чрезвычайно важно, если вы хотите использовать потенциал почвы максимально. Зимой у агронома есть время точно скорректировать эти параметры. Весной будет поздно — останется только считать потери.

Зимой и ранней весной на основе данных агрохимического обследования, оцифрованных и проанализированных с помощью платформы, можно выделить участки с повышенной кислотностью и запланировать известкование именно там, где это действительно необходимо. То же касается удобрений: анализ по зонам плодородия помогает не переплачивать за избыточные дозы на малопродуктивных участках и, наоборот, усилить питание там, где почва способна отдать больше. Платформа позволяет выявить зоны переувлажнения на полях независимо от типа почвы, однако именно на тяжёлых почвах (суглинках) избыточная влага чаще становится фактором риска — из-за уплотнения и ухудшения аэрации. Это даёт сигнал скорректировать сроки выхода в поле или запланировать щадящее рыхление. Платформа также отображает зоны пониженной влажности, которые на лёгких почвах (песках) требуют особого внимания и позволяют заранее принять решение о раннем поливе или применении влагосберегающих приёмов, не дожидаясь появления визуальных симптомов стресса у растений.

Интеграция данных с метеостанций и почвенных датчиков позволяет видеть реальную температуру и влажность на разных глубинах в режиме близком к реальному времени. Агроном видит, когда именно почва на конкретном поле прогрелась до 10–12 или 15 °C и можно безопасно заходить с посевом или ожидать активного роста корней. Цифровая модель рельефа помогает выделить зоны склонового стока и риск эрозии: на этих участках можно заранее спланировать дробное внесение азота, чтобы его не смыло ливнем, и разместить буферные полосы там, где они реально работают, а не просто "по инструкции".