Роль гумусу у функціонуванні агроекосистеми

Можливі надзвичайно важкі екологічні наслідки землеробства, нині визначаються ступенем його інтенсифікації. За оцінкою ук­раїнських і німецьких вчених, 20 % забруднення навколишнього сере­довища дає сільське господарство.

Ось чому кожній системі землеробства (СЗ) необхідно давати екологічну оцінку, передусім звертаючи увагу на те, що обсяг використання енергії потенційної ро­дючості не повинен перевищувати рівня, коли АЕС втрачає стійкість і знижує продуктивність, а відчуження енергії реальної родючості не перевищуватиме компенсацію за рахунок антропогенних вкладень.

СЗ, в тему числі й СУ, вирішує двоєдину задачу — створює умови використання і водночас формує ґрунтову родючість.

Слід зауважити, що сучасне поняття родючості істотно відріз­няється від традиційного. Під родючістю пропонується розуміти здатність грунту в конкретних умовах забезпечувати оптимальний режим зв'я­зування сонячної (світлової) енергії рослинами .

При цьому визнається доцільність поділу родючості на два види - потенційну і ефективну. Потенційна родючість характеризує енергетичний потенціал грунту, здатний максимально виявлятися в оптимальних для фотосинтезу умовах. Оцінюють її за інтенсивністю зв'язування (світ­лової) енергії системою "грунт - рослина" в оптимальних для фото­синтезу умовах. Реальна родючість характеризується ступенем прояву потенційної родючості в конкретних умовах і оцінюється за показни­ком інтенсивності зв'язування енергії в системі "грунт-рослина" в конкретних умовах навколишнього середовища.

Ступінь реалізації потенційної родючості відображує співвідно­шення показників інтенсивності зв'язування енергії за звичайних і оптимальних умов.

Добре відомо, що функціонування АЕС відбувається за закона­ми збереження і перетворення енергії. Тому наукове обгрунтування прийомів і способів регулювання родючості грунту і отримання оптимальної кількості сільгосппродукції повинно базуватися на за­кономірностях трансформації енергії і речовин в АЕС з урахуван­ням взаємозв'язку останньої з системою землеробства. Але для цього потрібно переглянути відомі сільськогосподарській науці за­кони, виявити нові або знайти місце тим, що раніше були добре відомі, але використовувалися безсистемно.

Оптимальний режим функціонування АЕС створюється внаслідок дії комплексу прийомів СЗ на грунт, рослини, приземний шар атмосфери. При цьому змінюється енергопотенціал системи або умови його реалізації. Тому, плануючи застосування тих чи інших заходів, необхідно передбачати наслідки їх застосування, вплив на стійкість і стабільність функціонування АЕС. Від цього залежить надійність АПК, а також екологічне благополуччя сільськогосподарських територій, у зв'язку з чим необхідно навести сучасне формулювання понять, оскільки стійкість землеробства залежить від стійкості функціонування АЕС.

Отже, стійкість АЕС — це її здатність відновлювати запрограмовану еволюцією продуктивність на одиницю сукупного енергоресурсу.

Під стабільністю слід розуміти здатність АЕС безмежно тривалий час зберігати стійкість за існуючих умов.

Надзвичайно велике значення вказаних властивостей полягає в то­му, що під впливом СЗ функціонування АЕС переводиться на інший режим енергетичного рівня, тривалість якого обумовлюється системою землеробства.

Одним з найважливіших компонентів ДЕС є рослинність. Адап­тивне землеробство (АЗ) базується на принципі максимальної відповідності рослин середовищу, в якому їх вирощують. Другий можливий шлях АЗ грунтується на статистичній моделі грунту, ко­ли його параметри доводяться до оптимального рівня без урахуван­ня вимог конкретної рослини. Звідси випливає перший екологічний закон землеробства — "будь-яка сільськогосподарська культура повинна вирощуватися в умовах, до яких вона екологічно найбільш пристосована".

Коло прийомів антропогенного впливу на АЕС величезне. Але нормативи, що регламентують характер і міру впливу на стійкість і стабільність АЕС, поки що недостатньо обгрунтовані. Внаслідок ведення землеробства на інтуїтивній основі виникли такі негативні явища, як підкислення ґрунтового середовища завдяки застосуван­ню мінеральних добрив, порушення вбірного комплексу, забруд­нення ґрунтових вод тощо.

Сучасні принципи застосування мінеральних добрив лише деякою мірою враховують закономірності кругообігу речовин в АЕС. До цього часу процеси трансформації енергії практично не аналізуються. Складність проблеми в тому, що процеси функціонування АЕС осно­вані на законах збереження та перетворення енергії.

Відомо, що найбільш динамічна енергія АЕС зосереджена в органічній речовині грунту і рослин. Якщо ж енергія характеризується формою руху матерії, то аналіз речовинних струменів без енергетичних - малоінформативний. Численні результати досліджень балансу поживних елементів, гумусу, інших речовин у відриві від аналізу кругообігу енергії не дають змоги виявити механізм її трансформації, а без цього не обгрунтувати енерго-та ресурсозберігаючу СЗ.

Проте деякі наробки в цьому напрямі існують. Наприклад, О. О. Созінов і Ю. Ф. Новиков (1998) довели, що ККД агроекосистеми досягає максимуму при насиченні її енергією до рівня 13600 МДж/га. О. К. Мсдведовський з П. І. Іваненко (1995) визначили показник еко­логічно небезпечного навантаження непоновлюваної енергії на одини­цю посівної площі, який дорівнює 40 млн ккал або 168 тис. МДж на 1 га. Співробітниками ЦІНАО розроблено методику визначення енерге­тичної ефективності агрохімічних засобів і пестицидів, а також відповідні нормативи, які використовувалися в системі Держагарохімслужби. Цей перелік можна продовжити, але й наведених при­кладів достатньо, щоб засвідчити наявність необхідної науково-методичної та інформативної бази для обгрунтування концепції і основ ведення енерго- та ресурсозберігаючих технологій удобрення сільсько­господарських культур на екологічних засадах.