Процесс дегумификации.

 Повышение и поддержание почвенного плодородия — одна из сложных и важнейших задач практической и теоретической работы земледельцев и ученых, тем более в условиях дороговизны и нехватки минеральных удобрений, горюче-смазочных материалов, техники и малого использования органических удобрений. Особенно остро эта проблема всегда стояла для черноземов. Многие десятилетия нашей истории использование их потенциального богатства, естественного состояния было едва ли не единственным источником поддержания жизненного уровня страны. Не затрагивая предреволюционную историю России, можно с уверенностью сказать: русский чернозем взял на себя бремя послереволюционного восстановления разрухи, коллективизации, индустриализации и послевоенного подъема народного хозяйства. Среди многих почв мира чернозем уникален. Он способен долгие годы сохранять свою производительную силу, создавая урожай растений без внесения удобрений. Важнейшим источником такой природной силы чернозема является его богатство органическим веществом.Последние десятилетия, и особенно в наши дни, гумусовое состояние черноземов привлекает внимание исследователей с точки зрения деградационной дегумификации черноземов. Снижение запасов гумуса в черноземах многие считают национальной экологической катастрофой. Проблеме дегумификации посвящены многие работы, в том числе и доклады последнего съезда почвоведов России в Суздале в 2000 г.Факт снижения гумусового содержания в черноземах в XX в. является достоверным и не вызывает сомнения. Однако географическая парадигма развития почв состоит в следующем: в процессе генезиса каждая почва и все ее свойства стремятся к устойчивому равновесию с окружающей средой.Почвы, достигшие равновесия с окружающей средой, называют «климаксными». При неизменности факторов почвообразования вся система находится в стабильном состоянии, поддерживаемом обменом веществ и энергии между почвой и окружающей средой.Изменения же в окружающей среде неизбежно вызывают перестройку всей почвенной системы. В климаксных целинных почвах стабильно равновесие: поступление органических остатков — гумификация – минерализация гумуса. Это устоявшееся веками равновесие сохранялось до распашки черноземов. Резкое нарушение равновесия связано с сокращением притока органических веществ с пожнивными и корневыми остатками культурной растительности, что неизбежно вызывает процессы дегумификации. В силу закона не прямолинейности, а парабололинейности условий почвообразования и свойств почв, в начальные периоды антропогенезного развития почвообразовательного процесса наблюдается резкое снижение запасов гумуса в черноземах. Затем темпы дегумификации ослабевают до установления климаксного равновесия: поступление пожнивных и корневых остатков в почву – гумификация – дегумификация. Чем выше урожайность сельскохозяйственных растений, чем больше органического вещества (в том числе и соломы, оставленной на черноземных почвах), тем скорее наступает устойчивое равновесие: гумификация – дегумификация. Внесение органических удобрений и посев трав ускоряют этот процесс.Оптимальные дозы навоза должны быть не менее 10 т/га в год, что не выполнимо при современном уровне животноводства и механизации сельского хозяйства. Урожайность же пшеницы в богарных условиях, приближающаяся по количеству оставляемого в почве органического вещества к целинной степи, должна составлять не менее 60 ц/га. Для такой урожайности необходимо среднегодовое количество атмосферных осадков около 600 мм. Пары не решают проблему, так как дегумификация на паровых полях происходит особенно интенсивно. Для черноземов остается актуальным тезис: борьба за влагу – борьба за урожай, и как следствие этого — противодействие явлениям дегумификации.В разных почвах степной зоны темпы дегумификации неодинаковы. Давно известен факт: более богатые в прошлом черноземы теряют гумус намного больше, чем малогумусные подтипы. Это достоверно подтверждено и исследованиями за последние десятилетия. По мере снижения содержания в почвах органического вещества темпы дегумификации снижаются. Отсюда неизбежно следует вывод, что в земледелии обязательно наступит период стабилизации гумусового состояния черноземов в соответствии с относительной стабилизацией культуры земледелия.Таким образом, почвенное плодородие после освоения целинных угодий под пашню находится в резком несоответствии с возникшими новыми условиями, новым соотношением компонентов биогеоценоза. Имеющийся фактический материал позволяет констатировать при современной системе земледелия резкий сдвиг продуктивности почв:а) в сторону уменьшения потенциального плодородия – черноземы;б) в сторону повышения потенциального плодородия – подзолистые почвы, сероземы, светло-каштановые и др.Следовательно, процесс окультуривания почв, заключающийся в изменениях почвенных свойств, при одной и той же системе земледелия может приводить как к уменьшению, так и к повышению потенциального плодородия, определяемого богатством почв. Безусловно, все освоенные черноземы менее богаты, чем целинные почвы, и окультуривание, вероятно, не даст того обогатительного результата, какого может достигнуть луговая черноземная степь. Остальные почвы (в зависимости от культуры земледельца) становятся при освоении в пашню:окультуренными, более плодородными, чем естественные почвы;культурными – глубоко преобразованными с утратой некоторых природных свойств и приобретением новых благотворных качеств;ухудшенными, выпаханными, истощенными, менее плодородными, чем естественные почвы.При освоении целинных почв скорость преобразования свойств почв во времени неодинакова. С годами она меняется.При окультуривании почв можно различать следующие стадии:1.Стадия резкого несоответствия почвенных свойств и агроценозов.Развивается в начальный период освоения почв. Происходит весьма интенсивное изменение почвенных свойств. Запасы гумуса или резко уменьшаются, или резко возрастают.2.Стадия постепенных изменений почвенных свойств наступает по мере уравнивания несоответствия почвенных свойств и агроценозов. 3.Стадия равновесия: почвенные свойства — агроценозы. На этой стадии обогащение почвы за счет растительных остатков, вынесения удобрений и жизнедеятельности агроценозов компенсируется минерализацией и отчуждением веществ с урожаем.Плодородие почв с культурными биоценозами развивается вместе с развитием производительных сил. Каждому уровню развития производительных сил соответствует своя продуктивность агроценозов. Это понятно, так как объем биологического круговорота определяется интенсивностью сельскохозяйственного использования. Данная черта является важнейшей в антропогенном почвенном процессе.Какую же почву можно назвать окончательно окультуренной, т.е. вступившей в равновесие с агроценозами? Несомненно, несмотря на однотипность воздействия агроценозов на почвы, последние не потеряют черт предшествующих естественных стадий развития. В пашне черноземы всегда останутся черноземами, сероземы — сероземами, лесные почвы — лесными. И каждый почвенный тип в равновесном окультуренном состоянии будет иметь свои неповторимые черты. Судить об окончательном равновесии окультуренной почвы трудно, так как системы земледелия неравноценны по воздействию на почвы, а смена систем земледелия происходит раньше, чем почвы успеют прийти в равновесие. Почвенные процессы имеют цикличность порядка 100–1000 лет. Системы воздействия человека на почву меняются значительно быстрее. Почвы, не успев вступить в равновесие, вновь обретают способность к трансформации.В положительном решении сохранения экологического равновесия в системе «почва–растение» существенное значение имеют биологические особенности культур, корневые и пожнивные остатки которых на пашне являются практически единственными естественными источниками восполнения гумуса и элементов минерального питания. Определено, что более всего остается в почве остатков люцерны, озимой пшеницы по чистому пару, подсолнечника, менее других — гороха и ярового ячменя. При повышении урожайности культур, в частности от внесения удобрений, масса пожнивных и корневых остатков также увеличивается, но в меньшей степени.Из сельскохозяйственных растений наиболее эффективно на гумусообразование влияют многолетние травы. В почвах под травами среднегодовой прирост гумуса составляет 1,5–2,0 т/га. Однако для кардинального решения гумусовой проблемы необходим комплексный подход к биологическим объектам — почвенным производным и абиотической среде, к профильно-генетической и сравнительно-географической оценке почвы при учете пространственной и временной вариабельности ее свойств. Основой сохранения почвенного плодородия и охраны окружающей среды является рациональное и экологически безопасное применение удобрений, комплекса противоэрозионных мероприятий, оптимальное сочетание сельскохозяйственных культур с различными биологическими свойствами в севооборотах.Полная утилизация и включение в биологический круговорот всех растительных остатков — первое условие. Нельзя допускать бесполезного и вредного сжигания жнивья и соломы. Горение — самый быстрый и бесполезный способ высвобождения биологической энергии. Сгорает не только стерня, но и гумус поверхностных слоев, снижается биологическая активность почвы. Далее, внесение минеральных удобрений — важнейший прием повышения урожайности и, следовательно, емкости биологического круговорота.Наконец, в современных севооборотах даже с полями многолетних трав нельзя обойтись без применения всякого рода органических удобрений, отходов животноводческих ферм, биотехнологических производств и т.д. Все органическое вещество, образованное с помощью почвенного плодородия, необходимо возвращать почве. Травопольные севообороты (где возможно), минеральные и органические удобрения, полное включение в почвообразование растительных остатков при высокой урожайности сельскохозяйственных культур — залог бездефицитного расширенного воспроизводства гумусового состояния почв, т.е. расширенного воспроизводства почвенного плодородия.Драматизировать дегумификацию как катастрофический процесс, полагаем, не стоит. Важнее другое: происходит ли снижение урожайности растений при одинаковых уровнях экономических затрат. Ретроспективный анализ урожайности зерновых культур и производства зерна на Северном Кавказе показывает: несмотря на явные факты дегумификации черноземов, исторически, рост урожайности неизбежен.Несмотря на наблюдаемую многие десятилетия потерю гумуса в черноземах (дегумификацию), эффективное экономическое плодородие черноземов неуклонно имеет тенденцию к росту. Это связано с исторически неизбежным преобразованием производительных сил и производственных отношений. Решающее значение в повышении производства сельскохозяйственной продукции сыграли биологическое преобразование сортового фонда земледелия и его агрохимическая оптимизация, связанная с ростом производства минеральных удобрений и их научно-эффективным использованием.Главным фактором производительности в сельском хозяйстве становятся в этих условиях складывающиеся погодные характеристики каждого года.Дегумификация является неизбежным процессом для почв, имеющих в естественном состоянии высокие запасы гумуса. Это в первую очередь касается черноземов. Практика сельскохозяйственного производства свидетельствует: при высокой культуре земледелия и насыщенности севооборотов многолетними травами малогумусные почвы, а также рекультивируемые горные породы, имеют тенденцию к росту содержания органических веществ в корнеобитаемом слое. Высокая урожайность сельскохозяйственных растений — залог стабилизации гумусового состояния почв.