Моделирование и оценка уровня плодородия почвы

Полный текст

Введение

Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормального их роста и развития. Плодородие является важнейшим свойством почвы. Питание, вода, воздух, тепло – главнейшие слагаемые плодородия почв. В почвоведении принято различать следующие виды плодородия: 
– естественное (сложившееся на основе природного течения процессов почвообразования, без участия человека; к такому виду, например, относятся целинные земли);
– естественно-антропогенное (складывается на основе естественного почвообразования и сознательных действий человека в этой сфере); 
– искусственное (складывается посредством действий человека на основе ряда комбинаций факторов плодородия, обычно формируется при создании и использовании субстратов, предназначенных для возделывания сельскохозяйственных культур в условиях защищенного грунта); 
– относительное (складывается в отношении некой культуры, а также ряда культур, имеющих схожие биологические показатели); 
– потенциальное (представляет собой определенную совокупность характеристик почвы, с помощью которых растения могут получать продолжительный период важные микроэлементы для роста и развития); 
– эффективное (поддерживает продуктивность растений и зависит от наличия благоприятных погодных показателей); 
– экономическое (определяется по уровню затрат на получение планируемой урожайности в стоимостных показателях).
Оценка плодородия почв имеет первостепенное значение для формирования величины урожайности и базируется на основе значений отдельных показателей всех основных свойств почв, определяющих продуктивность растений.¹
Цель работы – обоснование наиболее значимых показателей плодородия почвы, моделирование процесса формирования и оценка ее уровня.

Обзор литературы

Одной из неразрешенных проблем современной науки является обеспечение экологической безопасности технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции. Именно в земледелии особое значение приобрели вопросы поддержания почвенного плодородия для обеспечения роста культурных растений и повышения их урожайности.
Авторы работы [1] исследовали влияние различных по интенсивности систем обработки почвы, удобрений и пестицидов на содержание органического вещества в почве, агрофизические свойства и урожайность сельскохозяйственных культур. В результате установлено, что на дерново-среднеподзолистой глееватой среднесуглинистой почве рационально использовать поверхностно отвальную обработку (SP) по фону SNPK (солома + NPK). Такой комбинированный прием дает значительное увеличение содержания органического вещества в почве, а также способствует улучшению ее агрофизических свойств.
Автором статьи [2] проведен анализ пространственной изменчивости показателей в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве. Им установлено, что в пределах одного поля коэффициент оборота агрохимических показателей дохода колеблется в пределах от 10 до 67 %. Это обстоятельство указывает на дисбаланс между продуктами питания в исследуемой почве. Для оптимального питания растений требуется применять в рациональном соотношении азот, калий, цинк и медь.
В исследовании [3] оценено плодородие дерново-подзолистой почвы в севообороте на основе существующих систем удобрений. Оказалось, что органическая система удобрений замедляет подкисление почвы, повышает ее структурно-­агрегатный состав, гумус. Используемый при этом навоз в дозах 5 и 10 т на га не поддерживает необходимый уровень органического вещества почвы.
В исследовании [4] изложены результаты оценки гумусового состояния и микроэлементного фонда почвы природных и агрогенных экосистем степной зоны. Установлено, что под влиянием интенсивного использования нарушается функционирование почвы как экологически уравновешенной системы, процессы накопления гумуса более интенсивно проходят в основном корнесодержащем слое почвы (0–40 см). 
Авторы работы [5] предлагают общее состояние плодородия почвы оценивать по ряду групповых показателей, среди которых основными являются динамичные (подвижные элементы питания, кислотность), конституционные прямые (минералогический, гранулометрический, органический и химический составы), конституционные косвенные (емкость катионного обмена, сорбционная емкость, буферность).
В работе [6] установлено, что комплексное применение минеральных и органических удобрений повышает обеспеченность почвы подвижным фосфором. Наблюдается улучшение агрохимических показателей роста продуктивности севооборота на 3,9–4,1 т к.е./га.
Авторами исследования [7] оценка и оптимизация плодородия почвы производилась с помощью кластерного анализа, дискриминантного анализа и метода главных компонент (МГК). Показатель МГК позволил определить вклад каждого почвенного параметра в разделении на группы.
Результаты исследования авторов [8], полученные в ходе продолжительного эксперимента на черноземе, дали возможность оценить преобразования агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы в шестипольном обороте в условиях проведения нескольких систем обработки почвы. Так, минимальная мульча создает необходимое соотношение факторов минерализации и гумификации органического вещества, по сравнению с традиционной, улучшает структуру почвы. При этом урожайность возделываемых культур (озимая пшеница, подсолнечник) практически не зависела от системы основной обработки. Отмечается, что высокая урожайность 
таких культур, как соя и кукуруза, была получена при традиционной системе.
В работе [9] проведена оценка исходного состояния плодородия пашни на основе агрохиманализа (содержание гумуса, азота, фосфора, калия и гидролитической кислотности) в соответствии с «интегральным показателем плодородия земли», предложенным учеными С. А. Пеговым и П. М. Хомяковым, благодаря которому был определен вектор действий, позволяющих повысить эффективность комплекса мелиоративных мероприятий. 
Авторами [10] разработана методика оценки степени деградации почв в яблоневых садах и обоснована возможность оценки степени деградации местности как характеристики уровня агротехники в сельском хозяйстве.
Установлено, что приемлемое почвенное плодородие достигается при обменной кислотности не ниже 5,2–5,4 ед., при содержании подвижных форм калия и фосфора не ниже 125–143 и 170–194 мг/кг соответственно [11].
Исследованием [12] обосновано, что изменение структуры посевных площадей и севооборотов приведет к уменьшению антропогенной нагрузки, а также себестоимости продукции, производимой с 1 га, и тем самым повысит устойчивость агроэкосистемы.
В работе [13] при исследовании эффективности дифференцированного внесения удобрений при точном земледелии применена установка, которая позволяет контролировать ряд показателей плодородия почвы с использованием разработанного экспериментального твердомера.
Оценка уровня плодородия почвы проводилась по содержанию серы и микроэлементов, экотоксикологического ее состояния – по валовым и подвижным формам тяжелых металлов и мышьяка [14]. Также был установлен характер взаимовлияния обменной кислотности, количества органического вещества и гранулометрического состава почв с содержанием доступных форм микроэлементов, валовых и подвижных форм металлов и мышьяка.
Автором статьи [15] предложен комплексный способ геоэкологической оценки сельскохозяйственного использования, на основе которого определяют несколько показателей с выделением их в группы: агрохимические, деградация, физическое состояние почв, содержание микроэлементов-загрязнителей.
В работе [16] рассмотрено радиоактивное загрязнение почв как самостоятельный тип деградации, ведущий к снижению их плодородия. Описана естественная радиоактивность почв, проанализированы вопросы реабилитации почв сельскохозяйственного назначения при радиационных авариях, связанных с выбросом техногенных радионуклидов в окружающую среду.
Одним из наиболее весомых показателей оценки для поддержания водного и воздушного режимов питания растений является плотность почвы. С увеличением плотности происходит уменьшение пористости почвы, что приводит к снижению ее плодородия. Одной из проблем является кумулятивный эффект переуплотнения, при многократных проездах движителей машинно-тракторных агрегатов. Образованный при этом уплотненный слой ухудшает физические и биохимические свойства почвы. Замечено, что в переуплотненном слое почвы отсутствуют дождевые черви, с помощью которых питательные вещества в почве преобразуются в усвояемую растениями форму [17]. 
В работе [18] изложены научные принципы снижения энергетических, трудовых, а также финансовых вложений, направленных на восстановление заброшенных сельскохозяйственных угодий, а также на воспроизводство плодородия при введении в оборот земель имеющих высокую влажность.
В исследовании [19] предложены агроэкологические принципы формирования зональной системы обработки почвы. Из результатов исследований следует, что при выборе технологий возделывания сельскохозяйственных культур следует опираться на дифференциацию способов и приемов обработки с учетом особенностей агроландшафта, свойств и степени плодородия, вида культуры, уровня влияния эрозии, гидрологических условий, фитосанитарного состояния почвы. Система дифференциации дает возможность улучшить экологическую безопасность технологий, а также повысить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции.
Для обобщенной оценки плодородия почвы часто используют агропроизводственные факторы, с помощью которых можно осуществлять прогноз состояния (динамики) отдельных показателей плодородия. При этом учитываются освещенность, тепло, влагообеспеченность, наличие гумуса, питательные вещества, реакция почвенной среды, густота растений и другие весомые показатели, основным из которых является урожайность.
И. И. Кармановым предложен расчет², основанный на нахождении интегрального показателя различных свойств (содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в зависимости от типа почв, рН и гидролитической кислотности, степени насыщенности почв основаниями) с построением математической модели преобразования свойств почв с учетом их воздействия на общий уровень плодородия.
Также распространены действующие способы оценки плодородия почв по относительному и совокупному баллам. В первом случае расчет проводят по следующим агрохимическим показателям: кислотность почвы, содержание гумуса, фосфора, калия, кальция, магния, основных микроэлементов, сумма поглощенных оснований и степень насыщенности почв основаниями. Во втором случае с учетом уже имеющихся показателей дополнительно определяют мощность гумусового горизонта, запасы гумуса в гумусовом горизонте, содержание физической глины в пахотном слое.
Л. М. Державин, А. С. Фрид [20] предложили основной оценочный балл для полного плодородия почв определять по элементам питания растений. Действие других факторов учитывается через поправочные коэффициенты, один из которых является ключевым.
В утвержденной Министерством сельского хозяйства РФ методике плодородие можно рассчитывать, исходя из установленного перечня показателей состояния плодородия земель сельскохозяйственного назначения. В основу расчета берется усредненное значение от суммы соотношений фактических значений четырех агрохимических показателей (кислотность почв, содержание гумуса, подвижных форм фосфора и обменного калия) к их оптимальным значениям по типам почв посевных площадей сельскохозяйственных культур³.
Отечественный производственный опыт и представленные результаты научных исследований свидетельствуют, что для эффективной оценки плодородия земель сельскохозяйственного назначения необходим комплексный подход, обеспечивающий учет ряда интегральных показателей. Для достоверной полной оценки требуется моделирование процесса изменения плодородия почвы на основе наиболее весомых оценочных показателей, таких как содержание органического вещества (гумуса), кислотность, влажность, содержание подвижных форм азота, фосфора и калия, пористость, количество микроорганизмов (бактерий и грибов), содержание глинистых частиц в почве.

Материалы и методы

При проведении настоящего исследования были использованы аналитические методы, обобщены результаты, полученные различными авторами, изучающими проблему оценки плодородия почвы.
Объектами исследований послужили научные статьи и нормативные документы, посвященные оценке плодородия почвы.
Исследования проводились поэтапно в следующей последовательности: анализ литературных источников; определение наиболее весомых показателей оценки плодородия почвы; формализация основного критерия оценки плодородия почвы; разработка математической модели для комплексной оценки плодородия почвы.
Результаты исследования. Исходя из представленного анализа результатов исследований, мы определили, что на плодородие почвы в значительной степени оказывают влияние содержание органического вещества, кислотность, влажность, пористость почвы, содержание подвижных форм фосфора, калия, микроорганизмов и глинистых частиц.
В этом случае плодородие почвы  может быть выражено формулой:
F_s = f (X_гум, pH, W, N_n, P₂O₅, K₂O, X_пор, K_мо, n_гл ),                    
где X_гум – содержание органического вещества (гумуса) в почве, %; pH – кислотность почвы, ед.; W – влажность почвы, %; N_n – содержание подвижных форм азота в почве, мг/кг; Р₂О₅ – содержание в почве подвижных форм фосфора, мг/кг; K₂О – содержание в почве обменного калия, мг/кг; Xпор – пористость почвы, %; K_мо – количество микроорганизмов (бактерий и грибов), КОЕ в 1 г почвы (колониеобразующая единица (КОЕ) – величина, которая показывает количество микробных клеток (бактерий, грибов и т. д.) или неклеточных форм жизни (вирусов и вирионов) в образце, которые являются жизнеспособными и (или) способными размножаться путем деления в контролируемых условиях); n_гл – содержание глинистых частиц в почве, %.
На рисунке представлена схема определения критерия максимума плодородия почвы, оцениваемого по вероятностному коэффициенту $L_{F_s}$→ max в соответствии с представленными оценочными показателями.
Оценку степени плодородия почвы следует производить по вероятностному коэффициенту – максимуму плодородия почвы  $L_{F_s}$→ max. 
Вероятностный коэффициент $L_{F_s}$, показывающий степень плодородия почвы, может быть рассчитан по формуле:

 $L_{F_S}=\frac{1}{9}\left(L_{X_{\mathrm{гум}}}+L_{\mathrm{pH}}+L_W+L_{N_n}+L_{P_2{O}_5}+L_{K_{2}O}+L_{X_{\mathrm{пор}}}+L_{K_{\mathrm{мо}}}+L_{n_{\mathrm{гл}}}\right),$                (1)

где L_Хгум – вероятностный коэффициент, показывающий уровень содержания органического вещества (гумуса) в почве; L_pH– вероятностный коэффициент, показывающий уровень кислотности почвы; L_W – вероятностный коэффициент, показывающий уровень влажности почвы; $L_{N_n}$ – вероятностный коэффициент, показывающий уровень содержания подвижных форм азота в почве; $L_{P_2{O}_5}$  – вероятностный коэффициент, показывающий уровень содержания в почве подвижных форм фосфора; $L_{K_{2}O}$ – вероятностный коэффициент, показывающий уровень содержания в почве обменного калия; $L_{X_{\mathrm{пор}}}$  – вероятностный коэффициент, показывающий уровень пористости почвы; $L_{K_{\mathrm{мо}}}$ – вероятностный коэффициент, показывающий уровень обеспечения почвы микроорганизмами (бактериями и грибами); $L_{n_{\mathrm{гл}}}$ – вероятностный коэффициент, показывающий уровень содержания глинистых частиц в почве.

Вероятностный коэффициент $L_{X_{\mathrm{гум}}}$ , показывающий уровень содержания органического вещества (гумуса) в почве, можно определить из выражения: 

$L_{X_{\mathrm{гум}}}=\frac{X_{\mathrm{гум}}^{\mathrm{ср}}}{X_{\mathrm{гум}}^{\mathrm{б}}},$ 
где $X_{\mathrm{гум}}^{\mathrm{ср}}$ – среднее значение содержания органического вещества (гумуса) в почве; $X_{\mathrm{гум}}^{\mathrm{б}}$ – базовое (нормативное) значение содержания органического вещества (гумуса) в почве.

Рис. Схема для определения критерия максимума плодородия почвы, оцениваемого по вероятностному коэффициенту  $L_{F_s}$→ max с другими зависящими от него показателями
Fig. Scheme for determining the criterion for maximum soil fertility, assessed by the probability coefficient  $L_{F_s}$→ max with other indicators that depend on it
Источник: составлено авторами статьи.
Source: the diagram is compiled by the authors of the article.

Вероятностный коэффициент LpH, показывающий уровень кислотности почвы, можно определить из выражения: 

$L_{\mathrm{pH}}=\frac{{\left(\mathrm{pH}\right)}^{\mathrm{cp}}}{{\left(\mathrm{pH}\right)}^{\mathrm{б}}},$          (2)
где (pH)^ср – среднее значение кислотности почвы; (pH)б – базовое (нормативное) значение кислотности почвы.
Вероятностный коэффициент L_W, показывающий уровень влажности почвы, может быть рассчитан по формуле: 

$L_W=\frac{W^{\mathrm{ср}}}{W^{\mathrm{б}}},$            (3)
где W^ср – среднее значение влажности почвы; W^б – базовое значение влажности почвы.
Вероятностный коэффициент $L_{N_n}$, показывающий уровень содержания подвижных форм азота в почве, можно определить из выражения:
$L_{N_n}=\frac{N_n^{\mathrm{ср}}}{N_n^{\mathrm{б}}},$ 
где $N_n^{\mathrm{ср}}$ – среднее значение подвижных форм азота в почве; $N_n^{б}$  – базовое значение подвижных форм азота в почве.
Вероятностный коэффициент $L_{P_2{O}_5}$, показывающий уровень содержания в почве подвижных форм фосфора, можно представить в виде: 

$L_{P_2{O}_5}=\frac{{\left(P_2{O}_5\right)}^{\mathrm{ср}}}{{\left(P_2{O}_5\right)}^{\mathrm{б}}},$ 
где (P₂O₅)^ср – среднее значение содержания в почве подвижных форм фосфора; (P₂O₅)^б – базовое значение содержания в почве подвижных форм фосфора.
Вероятностный коэффициент $L_{K_{2}O}$ , показывающий уровень содержания в почве обменного калия, можно найти по уравнению: 
$L_{K_{2}O}=\frac{{\left(K_{2}O\right)}^{\mathrm{ср}}}{{\left(K_{2}O\right)}^{\mathrm{б}}},$ 
где (К₂O)^ср – среднее значение содержания в почве обменного калия ; (К₂O)^б – базовое (нормативное) значение содержание в почве обменного калия.
Вероятностный коэффициент $L_{X_{\mathrm{пор}}}$ , показывающий уровень пористости почвы, определяют из соотношения: 
$L_{X_{\mathrm{пор}}}=\frac{X_{\mathrm{пор}}^{\mathrm{ср}}}{X_{\mathrm{пор}}^{\mathrm{б}}},$       (4)
где $X_{\mathrm{пор}}^{\mathrm{ср}}$  – среднее значение пористости почвы; $X_{\mathrm{пор}}^{\mathrm{б}}$  – базовое значение пористости почвы.
Вероятностный коэффициент $L_{{К}_{\mathrm{мо}}}$, показывающий уровень обеспечения почвы микроорганизмами (бактериями и грибами), определяется с помощью уравнения:
$L_{{К}_{\mathrm{мо}}}=\frac{K_{\mathrm{мо}}^{\mathrm{ср}}}{K_{\mathrm{мо}}^{\mathrm{б}}},$                                                     
где $K_{\mathrm{мо}}^{\mathrm{ср}}$ – среднее значение количества микроорганизмов (бактерий и грибов) в почве; $K_{\mathrm{мо}}^{\mathrm{б}}$  – базовое количество микроорганизмов (бактерий и грибов) в почве.
Вероятностный коэффициент $L_{n_{\text{\hspace{0.05em}гл}}}$ , показывающий уровень содержания глинистых частиц в почве, можно найти по уравнению:
 $L_{n_{\text{\hspace{0.05em}мо}}}=\frac{n_{\text{\hspace{0.05em}мо}}^{\text{ср}}}{n_{\text{\hspace{0.05em}мо}}^{\mathrm{б}}},$              (5)
где $n_{\text{\hspace{0.05em}мо}}^{\text{\hspace{0.05em}ср}}$  – среднее значение содержания глинистых частиц в почве; $n_{\text{\hspace{0.05em}мо}}^{\text{\hspace{0.05em}б}}$  – базовое значение содержания глинистых частиц в почве.
Сущность предложенной модели сводится к объединению отдельно рассчитываемых показателей оценки и прогнозирования плодородия почвы в единое целое. Такой подход позволяет дать комплексную оценку плодородия почвы. В таблице приведены базовые и средние значения показателей, а также подсчитано значение коэффициента (показателя) $L_{F_s}$ для оценки степени плодородия почвы.
Следует отметить, что если при оценке кислотности (рН), влажности (W) и пористости (Х_пор) почвы, а также при оценке содержания глинистых частиц в почве (n_гл) численные значения соответствующих коэффициентов L_pH, L_W, $L_{X_{\mathrm{пор}}}$ и $L_{n_{\text{\hspace{0.05em}гл}}}$ > 1, то это свидетельствует об ухудшении плодородия почвы. В этом случае, при расчете коэффициентов L_pH, L_W, $L_{X_{\mathrm{пор}}}$  и  по формулам (2), (3), (4) и (5), базовые значения показателей необходимо разделить на средние (фактические) их значения.
Ниже представлены два варианта расчета показателей плодородия почвы: 
– в варианте 1 средние (фактические) значения показателей не превышают базовые значения;
– в варианте 2 средние (фактические) значения показателей превышают базовые значения.
По данным таблицы вероятностный коэффициент $L_{F_s}$, показывающий степень плодородия почвы для варианта 1, равен:
 $\begin{array}{l}{L}_{F_s}=\frac{1}{9}\left(L_{X_{\mathrm{гум}}}+L_{\mathrm{pH}}+L_W+L_{N_n}+L_{P_2{O}_5}+L_{K_{2}O}+L_{X_{\mathrm{пор}}}+L_{K_{\mathrm{мо}}}+L_{n_{\text{\hspace{0.05em}гл}}}\right)=\\ =\frac{1}{9}\left(\mathrm{0,90}+\mathrm{0,93}+\mathrm{0,88}+\mathrm{0,73}+\mathrm{0,80}+\mathrm{0,82}+\mathrm{0,91}+\mathrm{0,80}+\mathrm{0,93}\right)=\mathrm{0,86.}\end{array}$ 
Для варианта 2:
$\begin{array}{l}{L}_{F_s}=\frac{1}{9}\left(L_{X_{\mathrm{гум}}}+L_{\mathrm{pH}}+L_W+L_{N_n}+L_{P_2{O}_5}+L_{K_{2}O}+L_{X_{\mathrm{пор}}}+L_{K_{\mathrm{мо}}}+L_{n_{\text{\hspace{0.05em}гл}}}\right)=\\ =\frac{1}{9}\left(\mathrm{2,25}+\mathrm{0,72}+\mathrm{0,64}+\mathrm{1,95}+\mathrm{1,6}+\mathrm{1,36}+\mathrm{0,85}+\mathrm{2,5}+\mathrm{0,63}\right)=\mathrm{1,39.}\end{array}$ 

Таблица.  Показатели и вероятностные коэффициенты оценки плодородия почвы

Table. Indicators and probability coefficients for assessing soil fertility

Значение / Meaning	Xгум , %	pH, ед.	W, %	Nn , мг/кг / mg/kg	P2O5 , мг/кг / mg/kg	K2O, мг/кг / mg/kg	Xпор , %	Kмо , КОЕ в 1 г почвы / CFU in 1  g of soil	nгл , %
Базовое / Basic	2,0	5,5	16	41	250	220	55	1,0·109	40
Среднее (вариант 1) / Average (option 1)	1,80	5,10	14	30	200	180	50	0,8·109	37
Вероятностный коэффициент L (вариант 1) / Probability coefficient L (option 1)	0,90	0,93	0,88	0,73	0,80	0,82	0,91	0,80	0,93
Среднее (вариант 2) / Average (option 2)	4,50	7,60	25	80	400	300	65	2,5·109	63
Вероятностный коэффициент L (вариант 2) / Probability coefficient L (option 2)	2,25	0,72	0,64	1,95	1,60	1,36	0,85	2,50	0,63

При соответствии средних (фактических) значений показателей базовым значениям показателей вероятностные коэффициенты будут равны или будут стремиться к единице. Если значение коэффициента $L_{F_s}$ < 1, то это свидетельствует об истощении почвы. При этом требуется разработка мероприятий по восстановлению плодородия почвы, чтобы обеспечить высокую рентабельность производства продукции растениеводства. 
Анализ литературных источников показал, что для оценки уровня плодородия почвы в различных природно-климатических условиях применяют показатели, характеризующие ландшафтно-экологические, эколого-генетические, физические, водно-физические, агрохимические, биологические и эколого-токсикологические особенности почвы. Вместе с тем, перечень показателей оценки плодородия почвы должен уточняться для конкретных условий производства сельскохозяйственной продукции. 
Предложенный нами критерий (максимум уровня плодородия почвы $L_{F_s}$ → max) обеспечивает комплексную оценку уровня плодородия почвы с учетом наиболее весомых показателей, перечень которых приведен на рисунке и используется при расчетах по формуле (1). 
Оценка уровня плодородия почвы по формуле (1) дает возможность разработать мероприятия, направленные на поддержание или воспроизводство плодородия почвы. Одним из вариантов поддержания плодородия почвы является предложенное российскими и финскими учеными производство продукции с использованием органических удобрений без применения химических средств защиты растений от вредителей и болезней для получения продукции высокого качества с минимальным негативным воздействием на окружающую среду [21].
Рассмотренные показатели плодородия почвы также являются наиболее весомыми показателями при оценке антропогенного воздействия на экологические параметры агроэкосистемы – диффузной нагрузки на водные объекты и выбросы климатически активных веществ.
В совокупности оценка по данным показателям позволит своевременно осуществлять мероприятия по обеспечению устойчивого состояния окружающей среды.
Обсуждение и заключение. На основе аналитического обзора выбраны наиболее весомые показатели оценки уровня плодородия почвы: содержание органического вещества (гумуса), кислотность, влажность, пористость почвы, содержание подвижных форм азота, фосфора, калия, количество микроорганизмов и глинистых частиц в почве.
Разработана математическая модель для комплексной оценки уровня плодородия почвы с учетом выбранных показателей. 
Рассмотрены примеры расчета по средним и базовым значениям показателей с использованием предложенной математической модели, которые дают представление о наиболее типичных процедурах формирования показателей и оценки рассматриваемого процесса.
Предложенная методика позволяет рассчитать уровень плодородия почвы и заключить, что при $L_{F_s}$ < 1 почва является истощенной, при этом появляется необходимость в проведении мелиоративных работ. При $L_{F_s}$ > 1, почва считается плодородной, что обеспечивает высокую рентабельность производимой сельскохозяйственной продукции.

Об авторах

Нозим Исмоилович Джабборов

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ

Email: nozimjon-59@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8910-2625
ResearcherId: А-7780-2019

доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела агроэкологии в растениеводстве

Россия, 196625, г. Санкт-Петербург, Фильтровское ш., д. 3

Алексей Петрович Мишанов

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ

Автор, ответственный за переписку.
Email: amishanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9838-5508

старший научный сотрудник отдела агроэкологии в растениеводстве

Россия, 196625, г. Санкт-Петербург, Фильтровское ш., д. 3

Александр Владимирович Добринов

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ

Email: a.v.dobrinov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3242-1235
ResearcherId: ААС-9655-2020

кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела агроэкологии в растениеводстве 

Россия, 196625, г. Санкт-Петербург, Фильтровское ш., д. 3

Анатолий Петрович Савельев

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет

Email: tbsap52@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0361-0827
ResearcherId: AAB-2078-2021

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности

Россия, 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68

Список литературы

Дополнительные файлы