Под плодородием почв понимается их способность удовлетворять потребность растений в воде и элементах питания, а их корневых систем — в достаточном количестве тепла и воздуха, благоприятной физико-химической среде. По определению А. Н. Каштанова, А. М. Лыкова и И. С. Кауричева, плодородие есть объективное свойство почвы с определенными количественными и качественными параметрами, развивающимися в зависимости от естественных факторов почвообразования и производственной деятельности земледельца. По их мнению, основу плодородия составляют 3 основные группы факторов: биологические, агрофизические и агрохимические. К биологическим они относят содержание и качественный состав органического вещества, почвенную влагу, почвенную биоту, наличие сорняков, вредителей и возбудителей болезней; к агрофизическим — механический состав, структуру и строение пахотного слоя, мощность пахотного и гумусового горизонтов, водный режим почвы; к агрохимическим — содержание и режим питательных веществ, щелочно-кислотные и поглотительные свойства. По их определению, плодородие есть интегральное качество, отвечающее всем требованиям культурного растения, а не только обеспечивающее растение водой и элементами питания.
С этим определением можно согласиться с одной оговоркой. Наличие сорняков, вредителей и возбудителей болезней не является объективным свойством самой почвы, а объясняется плохой борьбой с сорняками или эпидемическим временным распространением вредителей и возбудителей болезней. Сорняки, вредители и возбудители болезни могут быть даже на высокоплодородных почвах.
Потенциальное плодородие торфяной почвы — результат болотного торфообразовательного процесса. И. В. Тюрин считает, что показателем потенциального плодородия почв являются запасы в ней валового азота.
Эффективное плодородие — результат осушения и окультуривания торфяной почвы при сельскохозяйственном использовании. Показателем ее эффективного плодородия, по И. В. Тюрину, является скорость высвобождения почвой минерального азота. Эффективное плодородие характеризуется определенным биологическим уровнем или урожайностью сельскохозяйственных культур. Основными параметрами плодородия являются конкретные показатели почвенных режимов: водно-воздушного, температурного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого и окислительно-восстановительного. Слагаемые плодородия и механизм его для разных типов почв различны. Для торфяных почв эти вопросы разработаны еще слабо.
Водно-воздушный режим. Основной предпосылкой для создания и повышения эффективного плодородия болотных почв является отвод избыточного количества воды. Отрегулированность водно-воздушного режима является основой для проявления действия всех агротехнических приемов по повышению плодородия почв.
Пористость аэрации в торфяных почвах порядка 20—40 % является необходимым условием хорошего газообмена. Оптимальный водно-воздушный режим плодородной почвы складывается при содержании влаги 70 % от ППВ и кислорода в почвенном воздухе — 18%. При этом вредное действие повышенных концентраций СО2 на растения не проявляется.
На торфяных почвах оптимальный водно-воздушный режим создается за счет правильно выбранной нормы осушения и поддержания УГВ на заданном уровне для отдельных групп сельскохозяйственных культур (см. табл. 69).
Тепловой режим. Как было показано выше, торфяные почвы характеризуются высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью по сравнению с минеральными почвами и относятся к холодным. Улучшить их тепловой режим можно посредством пескования и применения навоза, что особенно актуально для торфяных почв Севера, у которых при отрегулированном водном режиме тепловой является главным лимитирующим фактором плодородия. От него зависит биологическая активность почв и их способность к переводу элементов питания в доступную для растений форму.