Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребность растений во всех необходимых им условиях (элементах питания, воде, воздухе, тепле и др.) для нормального роста и развития. Развитие учения о плодородии почв связано с именем русского почвоведа В.Р.Вильямса. Он изучил формирование и развитие плодородия в ходе процесса почвообразования, показал взаимосвязь со свойствами почв и пути его повышения при сельскохозяйственном использовании.

Плодородие – особое специфическое свойство почвы, являющееся главным качественным отличительным признаком ее от горной породы. Плодородия является результатом почвообразования, а при использовании в сельском хозяйстве - результатом окультуривания.

Различают следующие виды плодородия:

• естественное (природное),
• искусственное,
• эффективное (экономическое),
• потенциальное.  

Естественное плодородие – то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека. Естественное плодородие в одном случае может быть сравнительно высоким, в другом весьма низким, но всегда определяется сочетанием и совместным влиянием природных факторов и процессов почвообразования. Естественным плодородием в чистом виде практически обладают лишь целинные земли.

Искусственное плодородие – плодородие, которым обладает почва в результате целенаправленного воздействия человека (обработки, удобрения, мелиорации и других приемов по окультуриванию). С момента, когда целинный участок вовлекается в оборот, и почва становится средством производства и продуктом труда человека, она наряду с естественным приобретает искусственное плодородие. В чистом виде оно возникает при создании субстратов для выращивания растений в теплицах, парниках и т.п.

Чем выше культура земледелия, тем больше изменились первоначальные качества почв и тем сильнее выражено в ней искусственное плодородие. Однако определить, какая часть плодородия окультуренной почвы относится к ее естественному плодородию, а какая к искусственному, невозможно. Эти два вида плодородия неразрывно связаны между собой и формируют эффективное (экономическое) плодородие.

Эффективное (экономическое) плодородие представляет собой ту часть плодородия почвы, которая реализуется в виде урожая растений. Оно является реальным выражением искусственного и природного плодородия, вместе взятых, и представляет собой результат воздействия человека на почву в определенных социально-экономических условиях. Следовательно, к основным факторам, от которых зависит эффективное плодородие, относятся не только уровень природного плодородия, но в большей степени условия использования почв в производстве, уровень развития науки, техники и реализации их достижений, и растет вместе с ростом последних..

Потенциальное плодородие – это суммарное плодородие почвы, определяемое ее приобретенными в процессе почвообразования или созданными (измененными) человеком свойствами. Характеризуется:

• запасами элементов питания растений,
• формами их соединений,
• сложным взаимодействием всех свойств, определяющих способность почвы в благоприятных условиях обеспечения растений другими факторами – водой, воздухом, теплом (а это возможно при окультуривании) – длительное время мобилизовать в необходимых для растений количествах элементы питания и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия.

Огромное потенциальное плодородие имеет, например, луговой торфяник, после осушения и освоения на нем получают очень высокие урожаи культурных растений за счет частичного расхода запасного фонда. Высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким – подзолистые.

Различные растения предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям. Поэтому говорят об относительном плодородии почв, т.е. по отношению к определенным видам растений или растительным формациям. Одна и та же почва может быть плодородной для одних и малопригодной для других растений. Например, болотные почвы высокоплодородны для болотной растительности и не подходят для степной.

Различают факторы и условия почвенного плодородия. К первым относятся элементы азотного и зольного питания растений, лучистая энергия, вода, воздух и тепло – необходимые земные факторы жизни и роста растений, ко вторым – совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами (физические и физико-химические свойства, наличие токсических веществ и др.).

Главные показатели (условия), определяющие уровень почвенного плодородия, можно объединить в следующие группы:

• комплекс физических свойств почвы – механический состав, структура, физико-механические свойства, воздушные, водные и тепловые свойства;
• комплекс химических свойств – гумусовый состав, минералогический и химический состав, количество подвижных форм макро- и микроэлементов, наличие токсических веществ, отсутствие избытка легкорастворимых солей;
• комплекс физико-химических свойств – реакция, емкость поглощения, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями, окислительно-восстановительный потенциал;
• комплекс биологический свойств – количество микроорганизмов, преобладание бактерий (нитрифицирующих, целлюлозоразрушающих, наличие азотфиксирующих), ферментативная активность, «дыхание» почвы, фитосанитарное состояние;
• комплекс режимов почвы – благоприятные водно-воздушный, пищевой и тепловой.

Необходимо подчеркнуть, что плодородие проявляется как результат сложного взаимодействия и взаимовлияния свойств и режимов почвы.

Все формы воздействия, оказываемые человеком на почву с целью получения урожая каких-либо сельскохозяйственных культур и повышения ее плодородия, принято называть системой земледелия. За все время развития агрономии, как науке о земледелии, принимались различные определения и формулировки для этого термина, поскольку системы земледелия имеют богатую историю развития. Они возникали и сменялись в зависимости от развития производительных сил общества и научно-технического прогресса. Во второй половине XIX в. в связи с развитием капитализма торгового земледелия и специализации сельского хозяйства наряду с понятием система земледелия появилось понятие «система хозяйства». Систему земледелия нельзя отождествлять с системой хозяйства, т.к. последнее имеет более широкое, преимущественно экономическое содержание.

В XVIII в. первые русские агрономы-ученые А. Т. Болотов и И. М. Комов пытались дать научное определение и обоснование системе земледелия. Они разделяли системы земледелия по способу повышения плодородия почвы (залежь, перелог, пар и т. д.). Главным условием увеличения урожайности они считали правильное сочетание хлебопашества и скотоводства.

И. М. Комов считал, что чем больше навоза будет получено от животноводства, тем больше будет хлеба. Систему земледелия в тот период рассматривали как способ возделывания культурных растений ради получения прибыли.

Впервые определение системы земледелия дал А. В. Советов в 1866 г. В работе "О системах земледелия" он писал: "Различные формы, в которых выражается тот или другой способ землевозделывания, принято называть системами земледелия".

В. Р. Вильяме понятие о системе земледелия сводил к структуре почвы.

В настоящее время под системой земледелия понимают комплекс взаимосвязанных агротехнических, мелиоративных и организационных мероприятий, направленный на эффективное использование земли и других ресурсов, сохранение и повышение плодородия почвы, получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Все эти взаимосвязанные мероприятия, входящие в систему, называют звеньями системы земледелия. Исключение или даже ослабление любого звена системы изменяет направленность, интенсивность и результативность ее функционирования.

В каждую конкретную систему земледелия не обязательно должны входить все звенья, присущие другим системам, поскольку они могут не обеспечиваться существующими условиями. Более того, в существующих современных системах земледелия не все звенья равнозначны и первостепенны для достижения оптимальной результативности: одни будут ведущими, определяющими, другие - второстепенными, фоновыми, но также необходимыми, как и первые.

Характерными признаками всех систем земледелия являются:

• способ использования земли, выражающийся в соотношении земельных угодий и структуре посевных площадей;
• способ сохранения и повышения плодородия почвы, определяемый действием природных факторов и производственной деятельностью человека в направленном изменении свойств почвы.

Эти признаки определяют интенсивность и рациональность системы и взаимно связаны между собой. Любое изменение одного из этих признаков сопровождается соответствующим изменением другого. Так, изменение способа использования земли, например, вследствие расширения площади пашни или перестройки структуры посевных площадей, влечет за собой необходимость соответствующего изменения способа восстановления и повышения плодородия почвы.