Переход на альтернативные ресурсов сберегающие сельскохозяйственные технологии предполагает выполнение рядапредварительных условий. К таковым относится предварительнаяоценка полей с идентификацией лимитирующих факторов и споследующей разработкой плана текущих мер и приемов по ихустранению. Пренебрежение этим условием очень часто являетсяодной из главных причин, которые нивелируют усилия, затраченныена внедрение ресурсосберегающих технологий. Об этомсвидетельствует как мировой, так и отечественный опыт.
Наши многочисленные исследования показали, что там,где переход на минимальную систему обработки, а темболее на прямой посев осуществляется без учета физиче-ского состояния почв, всегда присутствуют неблагопри-ятные последствия: недружные всходы, неоднородныепосевы, застаивание влаги или же ее дефицит и т.д. Вслед-ствие этого продуктивность полей снижается на 30-40%.Исходя из этого, мы считаем, что первым шагом к пере-ходу на альтернативные системы земледелия являетсяагрофизическая оценка поля (почвенного покрова).Агрофизическая оценка территории включает в себя из-учение физического состояния почвенного покрова с це-лью установления благоприятных и неблагоприятных дляфункционирования почв и развития растений факторов,разработки рекомендаций по повышению эффективно-сти и устойчивости агроэкосистем.
Получение информа-ции об агрофизическом состоянии почвенного покровадает возможность анализировать и управлять процесса-ми, т.е. оптимизировать условия функционирования по-чвенной экосистемы и жизни растений, почвенной биоты,сохранности и повышении устойчивости агроценозов.В ряде ранее опубликованных работ нами отмечалось,что в основе целостного процесса управления агроэко-системы лежит оптимизация именно физических свойств,т.к. именно они определяют почвообразовательные ре-жимы, соответственно интенсивность и направленностьпочвообразовательных процессов и, в конечном итоге,функционирование почвенной экосистемы. При этом не-обходимо понять, что нельзя управлять отдельно взятойпочвой или посевом. Необходимо знать физические зако-номерности почвенного покрова и агробиоценоза.Традиционные подходы к агрофизической оценке тер-ритории строятся на основе классификационных града-ций отдельных свойств почвы, которые хорошо и полнопредставлены в работах Н.А.Качинского (1965), И.Б.Ревута(1972), Г.Жигэу и Т.Негачевский (2006), Г.Жигэу (2009, 2011)и др.
В отмеченных работах, а также в публикация другихавторов установлены оптимальные, критические и не-благоприятные значения агрофизических свойств почвдля различных типов, подтипов, видов и т.д. почв (табл. 1). Это создает возможность применения метода ландшафтнойагрофизической оценки, используя в качестве опорной ин-формации почвенные карты. При этом предполагается, чтодля каждого из выделенных на почвенной карте ареалов ха-рактерны определенные физические свойства.Особое значение приобретает агрофизическое состояниепочв в связи с внедрением альтернативных консервирующихсистем земледелия, которые основываются на ландшафтнойадаптации. Последняя предполагает подбор культур с уче-том возможностей почвы, обеспечение растениям условиядля жизни.
В то же время развитие ландшафтного земледе-лия требует детальной оценки агрофизического состоянияс целью прогноза условий роста растений и миграции ве-ществ. Способы обработки, густота посевов, состав куль-тур и др. определяются физическими и гидрофизическимисвойствами почв. В этой связи особое значение приобретаетпространственная неоднородность агрофизического состоя-ния почвенного покрова и факторы ее определяющие. Про-странственная неоднородность почвенного покрова и агро-физических свойств отражает действие различных факторови процессов. Изменение в пространстве и во времени фак-торов почвообразования, а также протекающих различныхвнутрипочвенных процессов влечет за собой закономерноеизменение почвенных свойств.
При этом действие каждогофактора охватывает различные по размеру и положению впространстве части почвенного покрова и почвенного про-филя. Разнообразие этих факторов и различная интенсив-ность их воздействия в пространстве и во времени приводитк дифференциации почвенного покрова и образованию раз-личных почвенных ареалов.Внутри почвенных ареалов неоднородность свойств и ре-жимов почв определяется внутрипочвенными факторами.Среди последних первостепенное значение имеет грану-лометрический состав. В этой связи, отмечаем, что грану-лометрический состав почвы по воздействию на свойства ирежимы почв имеет универсальное значение т.к. он влияетабсолютно на все свойства и режимы почв. При этом особоезначение имеет не только процентное содержание различ-ных фракций гранулометрических элементов, но и соотно-шение между ними в почвенном профиле. Первостепенноезначение имеет характер распределения илистой фракциипо почвенному профилю. Не менее важное значение имеютсодержание, состав и запасы гумуса, а также его распределе-ние по почвенному профилю.Можно со всей ответственностью сказать, что именно эти-ми двумя факторами определяются механизмы и динамикаструктурообразующих процессов.
С последними связаныособенности (характер, размеры, последовательность, устой-чивость) и функции порового пространства и соотношениемежду твердыми, жидкими и газообразными компонентамипочвенной экосистемы. Сочетание этих двух групп процес-сов обусловливает непрерывность и постепенность изме-нения почвенных свойств и разнообразия экосистемы. Ониявляются движущим факторам адаптации экосистем к про-цессам изменения факторов почвообразования и развитиябиогеоценозов. Это способствует развитию биоразнообра-зия и дальнейшей эволюции состава и объема биологическо-го круговорота веществ. Тем самым обеспечивается расши-ренное воспроизводство почвообразовательного процессаи экосистемных (биосферных) функций почвенного покрова.Особое место в этом плане принадлежит процессам эрозии.Преобладание одностороннего агрохимического подхода винтерпретации и управление почвенным плодородием при-вело к игнорированию физических факторов плодородия, поэтому их изучение отстало существенно.
К сожалению иагрохимические факторы (дегумификация, истощение и др.)изучались лишь количественно, в отрыве от процессов функ-ционирования почв. Такая же судьба постигла процессы эро-зии. Более пятидесяти лет в мировой и нашей национальнойпочвенной науке эрозия рассматривается лишь как отрица-тельный фактор, снижающий плодородие почв. В этом пла-не, с точностью до второго знака после запятой рассчитано,сколько тысяч тон плодородной почвы, гумуса, азота, фосфо-ра, калия и др. химических элементов ежегодно теряются засчет эрозии. Для солидности эти потери приводятся и в аме-риканских долларах.Интересно, что при этом делаются ссылки на работВ.В.Докучаева (в частности на работу «Наши степи пре-жде и теперь» (1892).
В этом контексте, напоминаем, чтоВ.В.Докучаев рассматривал эрозию, прежде всего, как геоло-гический фактор, направленный на нивелирование земнойповерхности и «единственным современным экзогеннымфактором, меняющим лик Земли». В развитие этой концеп-ции мы считаем, что эрозия является биосферным фактором,обусловливающим энергетическое неравновесие между по-чвой и внешней средой, обеспечивающей непрерывность почвообразовательного процесса и дальнейшую эволюциюбиосферы (Жигэу, 2012).Наряду с этим за счет эррозии выносится ежегодно в гидрос-феру огромное количество углерода и азота. Именно эрозияопределяет постоянный энергетический дисбаланс междупедосферой и внешней средой и обеспечивает непрерыв-ность процессов поступления углерода и азота в педосферу.Вместе с тем это проявляется лишь в тех случаях, когда эро-зия протекает под контролем природных факторов в допу-стимых количествах.
Уже В.В.Докучаев (1892) отмечал, что вовлечение черноземовв сельско- хозяйственный оборот приводит к интенсифика-ции эрозии и последняя становится очень опасной для чер-ноземов. Позднее об этом же писал А.И.Измаильский (1894), аП.А.Костычев (1947) считал, что эрозия является важным фак-тором физической деградации почв, и в частности, деструк-туризации.Нами установлено, что эрозия является главным факторомприродной физической деградации почв, сопровождающей-ся резким изменением функций почв в составе экосистем.Деградированные почвы уже не выполняют функции при-родного физико-химического фильтрационного барьера,способствуя, таким образом, увеличению риска загрязненияокружающей среды, снижения урожайности и ухудшении ка-чества сельскохозяйственной продукции. В то же время, приэрозии обнажаются почвенные горизонты с более высокойплотностью сложения и более низкой порозностью.
Эти по-чвы обладают пониженной водопроницаемостью, низкойвлаговмещающей способностью и влагоемкостью, вслед-ствие чего дождевые и талые воды, израсходуются в мень-шей степени на инфильтрацию и в большей степени на об-разование поверхностного стока.Вследствие этого увеличивается частота лет и периодов с де-фицитом почвенной влаги. Этот эффект, во времени, усили-вается настолько, что потери урожаев составляют до 60%.Отдельное место занимают провесы линейной эрозии с об-разованием рытвин и промоин. Нашими исследованиямив районах Окница, Дрокия, Дондушень, Бричень, Яловень идр. установлено, что на таких территориях происходит рез-кое снижение грунтовых вод (< 8 – 10 м) и уменьшается доляучастия капиллярно-подпертой влаги в пополнение запасовпочвенной влаги (при капиллярном поднятии 4,0 – 4,5 м). Од-новременно в 1,5 – 2,0 раза увеличивается мощность, «физи-ологически мертвого слоя» в пределах которого влажностьустанавливается ниже влажности устойчивого завядания. Взасушливые годы (периоды) в почвах таких территорий влаж-ность не превышает 0,3 – 0,4 наименьшей влагоемкости.Таким образом, в почвах территорий подверженных линей-ной эрозии устанавливается специфической водно-воздуш-ный режим, отличительным признаком которого являетсянизкая степень подвижности и доступности влаги.
Вслед-ствие этого продуктивность таких почв 40 – 60% ниже про-дуктивности фоновых почв.В почвообразовательном процессе созидательным факторомпротиводействуют ряд деградационных процессов (дегуми-фикация, эрозия, оползневые процессы, дезагрегирование идеструктуризация, коркообразование и др.). Названные про-цессы обусловливают постоянное энергетическое неравно-весие в системе почвы (Жигэу, 2012).Вовлечение земель в сельскохозяйственный оборот и интен-сификация земледелия повлекла за собой появление новыхландшафто-определяющих процессов антропогенного про-исхождения, некоторые из них не имеют природных анало-гов.В современном почвоведении различают несколько групптаких факторов: химических, физических, биологических,физико-химических и др. Из них наибольшее влияние нанеоднородность свойств, режимов и функций почвенно-го покрова имеют физические факторы: деструктуризация,уплотнение коркообразование и кольматация порового про-странства. В литературе эти процессы справедливо называютответственными за физическое качество почвы. Именно ониопределяют внутреннюю почвообразовательную среду, откоторой зависят интенсивность и направленность почвоо-бразовательных процессов. Являясь относительно молоды-ми, установившимися в почвах региона недавно, процессыфизической деградации развиваются практически во всехобрабатываемых почвах.Исследователями установлено, что тенденции к накоплениюдеградационных признаков наблюдаются в настоящее времяв более 80% пахотных земель.
На многих процессах и послед-ствиях мы остановились и раньше на страницах этого журна-ла. Все же хотим еще раз обратить внимание на некоторыефакты, продемонстрированные в таблице 1:- содержание агрономически ценных агрегатов на 30% нижеминимального оптимального уровня; — содержание водоустойчивых агрегатов>0,25 мм ниже мини-мального оптимального уровня на 20% в пахотном слое и на15 % в подпахотном;- плотность агрегатов > 5 мм превосходит оптимальные зна-чения на 0,10 – 0,15 г/см3 в пахотном слое, и на 0,1 – 0,20 г/см3 в подпахотном слое.Изменение структурно- агрегатной организации почв свя-зано с процессами укрупнения и измельчения структуры.Вместе с тем, увеличение плотности агрегатов указывает, чтоэто носит глубокий характер, что придает изменениям необ-ратимый характер — существенные изменения претерпеваетпоровое пространство почвы. Исследованиями установлено,что уплотнение почвенной массы приводит к образованиюсильноуплотненных агрегатов и в конечном итоге, к умень-шению объема влагопроводящих пор и увеличению объемавлагосохраняющих пор. Вследствие этого в почвах уменьша-ется количество капиллярно-гравитационной и капиллярнойвлаги.
Агрофизическая стратификация почвенного профиляна пахотные и подпахотные горизонты приводит к образо-ванию специфического гидрофизического профиля, отлича-ющегося уменьшением общих запасов почвенной влаги, атакже степени ее подвижности и доступности (активности).С процессами деструктуризации и уплотнения, связанны,непосредствен-но, процессы коркообразования и кольмата-ции пор. В пространстве процессы физической деградацииразвиваются неравномерно, что приводит к образованиюочень неоднородного по физическим показателям почвен-ного покрова (таб. 2, 3, фото 1 и 2). Многочисленные замеры на полях SRL „JLC-AGRO-MAIAC” по-казали, что из-за агрофизической неоднородности полей ихпродуктивность снижается в среднем на 30-40%.
Оптимизацияфизических свойств выпаханных, деградированных чернозё-мов достигается, в первую очередь, оптимизацией гумусовогосостояния в оптимальном по мощности пахотном слое. Улучше-ние физических свойств пахотных чернозёмов возможно в рядеслучаев и за счёт припахивания подпахотного гумусового слоя.Радикальным же способом оптимизации физических свойствдеградированных чернозёмов остается внесение в них орга-нических удобрений, возделывание многолетних трав, куль-тур – сидератов для создания положительного баланса гумусав пахотном слое с конечной целью доведения его содержаниядо оптимального, в особенности доведения до оптимальногосодержания лабильных форм органических веществ. Следует,отметить, что оптимизация физических свойств разных подти-пов чернозёмов достигается при содержании гумуса в пахотномслое в 4– 7%. Поэтому внесение органических удобрений лишьчастично восполняет запасы гумуса. Вместе с тем, они способ-ствуют активизации почвенной биоты и мезофауны, в частно-сти, что способствует улучшению физических свойств почвы.
В процессе оптимизации физических свойств деградированныхчернозёмов необходимы меры по снижению уплотняющеговоздействия сельскохозяйственной техники на почву. При ан-тропогенном или природном переуплотнении подпахотных го-ризонтов целесообразно периодически проводимое (1 раз в 3-4года) глубокое (на 40-50 см) рыхление почвы.Отдельное место в комплексе мероприятий по оптимизациифизических свойств и режимов занимают севообороты. С учё-том ботанических и физиологических особенностей культурныерастения по характеру воздействия на физические свойства ирежимы могут быть разделены на несколько групп (табл.4).
Из данных таблицы можно заключить, что лишь в случае эф-фективного и научно-обоснованного соотношения между куль-турами в составе севооборотов может быть обеспечена кон-сервация и воспроизводство физических свойств и режимов. Наибольший эффект оказывают многолетние травы.На основании всего изложенного можно заключить, что вусловиях, когда практически все поля затронуты одним илинесколькими процессами физической деградации и остройнехватки органических удобрений, многолетние травы явля-ются обязательным звеном полевых севооборотов.