Плодородие почвы
– это в первую очередь главнейшее условие развитияпроцесса почвообразования и один из фундаментальных и ключевыхфакторов для сельскохозяйственного производства. В этом смысле именнона плодородие обращают внимание специалисты сельского хозяйства. Приэтом оно воспринимается чисто утилитаристки и отождествляется спродуктивностью почв (биопродуктивность). В связи с этим все приемыи методы управления плодородием сводятся к удобрению почв. В этомсмысле на протяжении более 200 лет основное внимание акцентировано наулучшение химических удобрений и моделей удобрения почв. В этом плане достигнуты большие подвижки, вместе стем это в меньшей степени отражается на продуктивно-сти полей..
Интересно отметить, что на заре сельскогохозяйства сбор зерна составлял в среднем 0,4-0,8 т/га.Но уже тогда в поймах крупных рек (Нила, Евфрата, Ти-гра и др.), которые самоорошались и самоудобрялись,сбор зерна составлял до 1,5 т/га.Следует признавать, что дальнейшая эволюция урожаевсвидетельствует о том, что с развитием систем и моде-лей удобрения почвы, урожайность основных культурсущественно увеличилась.Вместе с тем существенные из-менения претерпели и системыведения сельского хозяйстваи особенно — выращиваемыесорта сельско хозяйственныхкультур. Последние расчетыпоказывают, что в нашем ре-гионе уже многие десятилетияприбавка урожаев от удобре-ний составляет по пшенице исахарной свекле от 10 до 30%, апо остальным культурам — ниже10% (Воinсеаn, 2013). В то жевремя наши расчеты показали,что как в семидесятые годы,так и в настоящее время одинкилограмм NРК обеспечивает прибавку в 3 кг зерна(Жигэу, Городенко, 2008). Нетрудно рассчитать — каковаэкономическая эффективность.К тому же, многочисленными работами доказано, чтодлительные удобрение обусловливает в почвах рядновых лимитирующих факторов (дезагрегация, сопро-вождающаяся уплотнением и слитизацией, снижениебуферной способности, увеличение пластичности илипкости и др.).
При этом, эффект физической деграда-ции под влиянием удобрений в меньшей степени связанс приемами обработки почвы. Наряду с уменьшениемурожаев ухудшается качество продукции. Сохранение и расширенное воспроизводство почвенно-го плодородия в целом и черноземов, в частности, сталоострейшей проблемой земледелия. Это заставляет ещераз вернуться к ряду научных разработок, касающихсяпочвообразования, плодородия и его воспроизводства.В этом смысле отмечаем, что плодородие почвы форми-руется в результате системного взаимно определяющегодействия множества биологических и абиологическихфакторов. При этом изменение одного из них определяетнаправленность действия другого и системы в целом. Раз-витие почвы и плодородия идет от простого к сложному.В связи с этим развитие системывоспроизводства плодородияидет от простого к сложному, аинтегрирующим показателямявляется биопродуктивность,которая обеспечивает энергиюдля дальнейшего развития и ус-ложнения процессов и системы.Естественный процесс почво-образования представляет со-бой модель формирования ивоспроизводства плодородияпочвы.
Это сложный комплексодновременно протекающихбиологических, физиологиче-ских и химических процессов.В начальных стадиях первичный почвообразователь-ный процесс связан с развитием микробактериальныхи проактиномицетных форм лучистых грибов, которыеспособны разлагать первичные и вторичные минералыс образованием хелатов. При накоплении в первичныхпочвах органического вещества количество актиноми-цетов уменьшается, и постепенно замещаются бактери-альной и грибной микрофлорой.С поселением в продуктах выветривания пород высшихрастений и соответствующего развития микроорганиз-мов начинается интенсивный процесс почвообразова-ния и формирования плодородия почвы. Зеленые растения в процессе своей жизни извлекают из рыхлойпочвообразующей породы рассеянные в ней элементыминеральной пищи – фосфорную кислоту, калий, серу идр., используют углекислоту воздуха, а также связанныйазот. Таким образом, эти автотрофные организмы созда-ют органическое вещество в процессе жизнедеятельно-сти и постепенно накапливают его в верхних горизонтахпродуктов выветривания.
Одновременно здесь поселяются гетеротрофные орга-низмы, питаясь органическим веществом, разрушаютего, в результате чего вновь освобождаются элементыминеральной пищи растений и азот, значительная частькоторых, в силу избирательной поглотительной способ-ности растений, аккумулируются на месте или пере-ходит в форму нерастворимых перегнойных веществ.В процессе взаимодействия автотрофных организмов,создающих и разрушающих органическое вещество, впороде постепенно накапливаются элементы пищи рас-тений. И чем интенсивнее происходит такой цикл пре-вращения веществ, тем интенсивнее материнская по-рода превращается в плодородную почву (Jigău, 2009).На первичном уровне организации почвы, как показалиВ.О.Таргульян (1985) и Gh.Jigău (2009) формируется эле-ментарная органо-минеральная ячейка (органомине-ральные твердые продукты почвообразования, кото-рые являются новой стадии интеграции органическогои неорганического вещества).
Со временем под развитой травянистой растительность, обеспечивающей накопление в верхних горизонтах по-чвы гумуса, зольных элементов и азота, а также обра-зование комковатозернистой структуры развиваетсядерновый процесс. Основополагающим моментом, дер-нового процесса является интенсивное накопление гу-муса в верхних горизонтах почвы.Существует мнение, что понятие ≪дерновый процесспочвообразования≫ имеет более широкое значение ираспространения на все почвы, которые формируютсяс участием травянистой растительности. В.Р.Вильямс(1950) четко выделил две различные (луговую и степ-ную) травянистые растительные формации.По мнению В.В.Пономаревой и Т.А.Плотниковой (1980)дерновый и черноземный – два качественно разныхпочвенных процесса, развивающихся в разных усло-виях водно-минерального питания растений и соот-ветственно под разными типами растительности. Дер-новый процесс – продукт преимущественно луговойтравянистой растительности, а черноземный – степ-ной. Гумусовые горизонты черноземов и дерновыхпочв различаются по запасам гумуса, азота и зольныхэлементов, составу гумуса и его устойчивости к мине-рализации.
Луговая стадия дернового процесса проте-кает при сочетании аэробного и анаэробного процес-сов и в большей мере, чем степная, предрасполагает кгумусонакоплению.Характерная особенность черноземного (черноземо-образовательного) процесса заключается в том, чтоон протекает под степной растительностью, которая впоисках почвенного водноминерального питания раз-вивает густую и глубокую корневую систему. Их всехвозделываемых культур только травы уникальны каксоздатели нужного земледельцу плодородия почвы.Причина заключается в их эколого-биологической сущ-ности. Именно из трав образуется наиболее ценный дляземледельца нейтральный гуминовый черный гумус,столь неотъемлемый для черноземов. Травы богатыазотом и фосфорсодержащей протеиновой массой, и от-личаются высокой зольностью. Значительная часть ихбиомассы находится в почвенных горизонтах, где харак-терно ежегодное поступление органического веществав биологический круговорот, в процессы гумификациии минерализации. Велико значение физической разрых-ляющей способности корневых систем травянистой рас-тительности, ее структурообразующих функций. Нако-пив определенное количество органического веществав верхнем слое почвы, начинает формироваться транс-формационно-миграционный тип гумусового профилячерноземов.
По определению М.И. Дергачевой (1984) он разделенна две зоны: верхнюю -по преобладанию в ней ведущихпроцессов гумификации, и нижнюю — в которой в общемпроцессе гумусообразования преобладает миграцияпродуктов гумификации. Верхняя (гумификационно-трансформацонная) зона гумусового профиля чернозе-мов несет основную функциональную нагрузку в само-регулирующейся системе растения – почва. Она обладаетвысоким накопительным потенциалом, обеспечивая гу-мусовыми веществами практически весь почвенный про-филь. Не менее важна и транспортная функция верхнейзоны гумусового профиля черноземных почв. Мобиль-ные гумусовые вещества, значительная часть которыхпредставлена фульвокислотами, обеспечивают нисходя-щую миграцию азота, кальция и других зольных элемен-тов, образовавшихся при разложении растительного опа-да в верхней части почвы. В нижней части гумусового профиля черноземных почвэлементы-биофилы со временем трансформируются вдоступные формы и с помощью восходящего тока по-чвенной влаги или корневой системы растений вовле-каются в очередной цикл биологического круговоротавеществ.
В то же время, в поисках азота растения разви-вают глубокую корневую систему, тем самым обеспечи-вая развитие почвообразования по вертикали.Итак, основой (черноземного) процесса является еже-годное поступление сухого органического вещества ввиде корневой и наземной биомассы, и размещение еев верхних слоях почвы или на поверхности. Только приэтих условиях формируется трансформационно-мигра-ционный тип гумусового профиля черноземов, при ко-тором происходит интенсивное накопление гумуса.Вместе с тем земледелие ХХ века, предполагающее посто-янное увеличение энергетических флуксов извне обусло-вила культурный почвообразовательный процесс в про-тивоположном, регрессивном направлении. Глубокая, на20 и более см, монопольная отвальная вспашка, котораяразмещает основную массу органического вещества(пожнивные остатки, солому, органические удобрения идр. виды органики) на дно борозды, создала условия дляразвития преобладающего процесса минерализации.
Тоесть, вспашка не обеспечила в осеннее-зимне-весеннийпериод восстановления растраченного гумуса за пери-од вегетации возделываемых растений, она нарушиласезонную цикличность не только гумуса, но и других по-чвенных режимов (питательного, рН почвенного раство-ра, окислительно-восстановительного потенциала (ОВП).Однако, как показали научные исследования, есть ипрогрессивное направление культурного почвообра-зовательного процесса и его почвенных режимов, ко-торые имитируют природный черноземно-почвообра-зовательный процесс, и обеспечивает расширенноевоспроизводство гумуса, плодородия почвы. Этот по-чвообразовательный процесс заключается в размеще-нии органического вещества (корне-пожнивных остат-ков, соломы, бодылки, ботвы, органических удобрений,зеленных сидератов и др.) в верхнем (0-14 см) слое обра-батываемой почвы или на поверхности (при ≪нулевой≫обработке).
Для заделки органических остатков можноиспользовать любые способы обработки почвы (корпус-ное отвальное лущение, лущение или дискование, фре-зерование, безотвальную, плоскорезную, поверхност-ную мульчирующую и ≪нулевую≫). Непременное условие– это количество вносимого органического вещества нагектар севооборотной площади, которое должно быть впределах 90-200 ц сухой массы.Следует подчеркнуть одно чрезвычайно важное обсто-ятельство. Анализ многолетних исследований этой про-блемы показал, что часть научного сообщества и прак-тическое земледелие до настоящего времени остаютсяна позициях, изложенных в интенсивных традиционныхтехнологиях. В этом смысле в республике по-прежнемусоставляются и рекомендуются полевые севооборотыс завышенным процентом пропашных культур, чистогопара, при полном отсутствии занятых, сидеральных па-ров и многолетних трав. Более того с этих же позиций го-товят специалистов, проводятся научные исследования.
Страх иногда берет, когда слышишь рекомендации вно-сить 40 т/га навоза на пастбищах, или 360 т/га органикина смытых почвах. Объясняется это в основном эконо-мической целесообразностью, тем самым заведомо об-рекая севообороты на отрицательный баланс гумуса.Такая технологическая политика в земледелии привелачерноземы к потерям 1/3 части гумуса. Если она мотиви-рована отсутствием знаний, то их следует срочно приоб-рести и выработать разумную, прогрессивную техноло-гию, обеспечивающую расширенное воспроизводствоплодородия почв. Если технологическая политика со-знательно отдает приоритет сверхнормативной эконо-мической целесообразности вопреки экологическим за-конам воспроизводства плодородия – то она по формеи содержанию является преступной.
Продолжение читайте в следующем выпуске «LA»