РАСЧЕТЫ БАЛАНСОВ ГУМУСА И ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ

ПОЧВЕННОЕ ПЛОДОРОДИЕ

Поволжье – зона рискованного земледелия, в которой стабильное производство растениеводческой продукции стало возможным в результате широкой ирригации, развернутой во второй половине ХХ века. Однако орошение, как один из наиболее интенсивно воздействующих на природные экосистемы видов человеческой деятельности по масштабам изменений естественных потоков вещества и энергии, вызвало развитие многих деградационных процессов, среди которых наибольший вред наносят вторичное засоление, дегумификация и снижение эффективного плодородия зональных почв. К 2004 г. площадь орошаемых земель с хорошим почвенно-мелиоративным состоянием в поволжских областях уменьшилась на 35-40%, а с неудовлетворительным увеличилась на 20%. При этом засолено 112 тыс. га орошаемых земель. На 1.01.2008 г. мелиоративно неблагополучные земли занимали 286,6 из оставшихся на балансе 809,8 тыс. га или 35,4% всей орошаемой площади, в том числе в Самарской области 13,1 тыс. га (9,3%), Саратовской 49,6 (19,3%), Волгоградской 58,3 (29,8%) и Астраханской 165,6 (76,9%). Серьезным явлением стал процесс дегумификации почв региона. За последние 25-30 лет содержание гумуса в почвах Самарской области уменьшилось на 1,2-3,2; Саратовской – 0,24-0,7; Волгоградской - на 0,2-0,9; Астраханской на 0,3%. В результате недостаточного внесения минеральных и органических удобрений в почвах Поволжья сложились дефицитные балансы питательных веществ, возросла площадь поливной пашни с низкой обеспеченностью калием и фосфором. Все это обусловило невысокую продуктивность орошаемых агроландшафтов региона, которая за все годы эксплуатации оставалась ниже потенциально возможной, не превышая 3,7 т/га к.е.

РАСЧЕТЫ БАЛАНСОВ ГУМУСА И ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ

Расширенное воспроизводство плодородия почвы – вот исходное условие для обеспечения непрерывного роста урожайности сельскохозяйственных культур. А это возможно при положительном балансе питательных веществ в земледелии. Правильно влиять на эффективное плодородие почвы, под которым в настоящее время понимают обеспеченность почвы доступными азотом, фосфором и калием, и получать планируемые урожаи сельскохозяйственных культур возможно при проведении балансовых расчетов, создавая при этом определенный уровень подвижных форм питательных элементов в почве. В естественных биоценозах достигается замкнутый цикл биогенных элементов, а в искусственных агроценозах происходит разрыв этого цикла в связи со значительными потерями элементов питания. Создание необходимых условий для рационального круговорота питательных веществ – важнейшая задача орошаемого земледелия. Вопросы круговорота и баланса органической составляющей и питательных почвенных веществ в земледелии давно интересовали исследователей. Впервые в России в 1825 г. был издан научный труд «Земледельческая химия», в котором автор, профессор Московского университета М.Г. Павлов, писал, что задачей повышения плодородия почв является увеличение в почве питательных веществ или, по крайней мере, возвращение того, что взято из почвы растениями. Проблеме круговорота веществ в земледелии, их балансу много внимания уделял основоположник отечественной агрохимии Д.Н. Прянишников. Он писал, что развитие химической промышленности становится одной из важнейших материальных предпосылок регулирования круговорота веществ в земледелии, их обмена между человеком и природой. Развивая это положение, Д.Н. Прянишников отмечал, что если истощение почв в результате нарушения обмена веществ между человеком и землей нарушает «естественное условие постоянного плодородия почвы», то применение удобрений, основанное на крупной химической промышленности, является одним из мощных факторов не только поддержания на постоянном уровне, но и дальнейшего повышения эффективного плодородия почвы. В литературе накоплен огромный экспериментальный материал, показывающий тесную зависимость урожайности от уровня гумусированности почвы. На его основе Н.А. Туев установил, что коэффициент корреляции содержания гумуса в почве с урожаями различных сельскохозяйственных культур составляет 0,7-0,8. Еще более существенна роль гумуса в повышении отдачи от применения минеральных удобрений. Оптимальным содержанием гумуса считается такая величина, которая обеспечит устойчивое получение урожая сельскохозяйственных культур, отвечающего биоклиматическому потенциалу региона, а также сохранит плодородие почвы.

Баланс питательных веществ - это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной площади с учетом всех статей их поступления (внесение удобрений, природные источники и т.д.) и расхода (вынос с урожаем, естественные потери: вымывание, смыв, улетучивание и т.д.) в течение определенного промежутка времени.

Поступление питательных веществ обеспечивают следующие источники:

1) минеральные удобрения;

2) органические удобрения;

3) растительные остатки;

4) посевной материал;

5) биологическая фиксация азота клубеньковыми и свободноживущими микроорганизмами;

6) осадки.

В расходной части учитывают:

1) вынос с урожаем основной и побочной продукции;

2) вынос с растительными остатками;

3) вымывание в грунтовые воды и смыв с поверхности;

4) потери в результате возможных эрозионных процессов;

5) газообразные потери и т.д.

Нарушение баланса питательных веществ в земледелии может ухудшить химический состав почвы, природных вод, а, следовательно, и растений. Это в свою очередь может изменить качество, питательную ценность сельскохозяйственной продукции и кормов для животных и привести к функциональным заболеваниям человека и животных.

Поэтому важно правильно управлять круговоротом питательных веществ в земледелии и создавать их активный баланс применением органических и минеральных удобрений, предотвращая их потери в окружающую природную среду. Это одна из важнейших задач создания и применения ландшафтно-адаптивных систем орошаемого земледелия.

Баланс и круговорот отдельных питательных элементов в земледелии – азота, фосфора и калия – имеет свои особенности. Известно, например, что поступившие с удобрениями питательные вещества не полностью усваиваются растениями. Часть их теряется в результате вымывания в грунтовые воды, а также газообразных потерь (прежде всего азот). Часть питательных элементов переходит в труднодоступную для растений форму в результате химического поглощения (ретроградация фосфатов), необменной фиксации аммония и калия.