Органическое вещество почвы, его состав и значение

При резком сокращении поголовья животных в  последние десятилетия актуальным стало применение помимо навоза и  других видов органических удобрений  –  сидератов и соломы. Многолетние опыты показали, что различные культуры оставляли после себя разное количество пожнивно-корневых остатков. Так, длительное использование пожнивного сидерата горчицы белой на половине площади зернового севооборота повышало поступление органического вещества в почву на 32 %, а с ними и углерода на 58%. Использование сидератов позволяет поддерживать в пахотном слое бездефицитный баланс гумуса (В.Г. Лошаков, 2007).

Плодородие  почвы формируется активностью  почвенной биоты. Поэтому одна из важнейших задач земледелия состоит в регулировании условий жизнедеятельности полезных почвенных микроорганизмов. Большинство из них, в основном гетеротрофы, в качестве источника энергии используют энергонасыщенное органическое вещество растений (Зеленский Н.А., 2007).

Количество отчуждаемого органического  вещества зависит от сельскохозяйственной культуры и вносимых удобрений. Поэтому  практический и теоретический интерес представляет изучение воспроизводства плодородия почв под различными видами сельскохозяйственных культур (Зезюков Н.И., Дедов А.В.,1994). Количество поступающего с растительными остатками органического вещества определяется видом возделываемой культуры и уровнем урожая. Поступающий в почву растительный материал подвергается сложным процессам трансформации, скорость их превращения различна, но по данным многих исследователей, основная масса его минерализуется в течении 1-2 лет, в зависимости от конкретных биоклиматических условий и технологии возделывания культур. Проведенные исследования Поляковой Н.В. (1996) показали, что за ротацию севооборота (5 лет) содержание гумуса заметно снижалось как под пропашными, так и при возделывании зерновых культур. Поступление послеуборочных растительных остатков в количестве 2-4 тонн на гектар не компенсировало потерь гумуса. Многолетние опыты Лошакова В.Г. (2007) на дерново-подзолистых почвах показали, что различные культуры оставляли после себя разное количество пожнивно-корневых остатков. Многолетние травы двухгодичного пользования оставляли на 1 га пахотного слоя до 8 т сухого органического вещества в виде корней и поукосных остатков, озимые зерновые культуры – до 5, яровые зерновые – до 3, пропашные культуры – до 1,3 т.

По данным Зезюкова Н.И. и Дедова А.В. (1994) лабильные формы органического вещества под многолетними травами возрастают, при этом  их содержание больше на варианте четырехлетнего использования. На первый год использования люцерны в пахотном горизонте масса детрита составляла 0,135%, а на четвертый – 0,27%, это объясняется тем, что люцерна в процессе продолжительного роста снабжает почву большим количеством соединений, чем при коротких периодах возделывания. Наблюдается также уменьшение массы детрита при возделывании сахарной свеклы по сравнению с озимой рожью, что связано с биологическими особенностями культур.

Как известно, сельскохозяйственная культура оказывает  существенное влияние на общее содержание гумуса. По данным Лошакова В.Г. (2007), существенное обогащение почвы органическим веществом в виде зеленой массы пожнивного сидерата, соломы и пожнивно-корневых остатков на фоне минеральных удобрений позволило в течение трех ротаций зернового севооборота поддерживать в пахотном слое почвы бездефицитный баланс гумуса. Распашка ведет к снижению содержания полуразложившихся растительных остатков, так как меняется водный и воздушный режимы, существенно активизируется  минерализация. На целине же при обилии отмирающих корней процесс их трансформации задерживается, и они консервируются в виде детрита.

К нарушению существующего равновесия органического вещества в почве приводит и бессменное выращивание сельскохозяйственных культур, что наглядно  подтверждается вегетационным опытом. Так, после  11-летнего бессменного выращивания содержание детрита снизилось на 0,64%, что легко объясняется низким количеством поступающих в почву пожнивно-корневых остатков (Маслова И.Я. и др., 2004).

Для сохранения высокого плодородия и положительного баланса гумуса в них требуется  регулярное, ежегодное поступление  свежего органического вещества и обновление активных фракций гумуса (Ковда В.А., 1973). Новообразование гумуса по данным Тиранова А.Б. (2008) происходит за счет растительных остатков возделываемых культур и зеленого удобрения. Минимальное гумусообразование (2,30-2,54 т/га) зарегистрировано в звеньях севооборотов с парами, занятыми люпином узколисным, яровым рапсом и вико-овсом, а максимальное (4,39 т/га) – в звене с клевером луговым в сидеральном пару. Положительный баланс гумуса отмечен в севооборотных звеньях с клевером  луговым 1 г.п. в занятом пару и в звеньях с сидеральными парами.

Произведенные расчеты Зеленским Н.А. (2007) показывают, что расширение площади посева многолетних бобовых трав до 20 тыс. га будет равноценно внесению в почву 2 тыс. т фосфорных и до 8 тыс. т азотных удобрений. При этом необходимо отметить, что эти экологически безопасные элементы питания равномерно распределены по всему корнеобитаемому слою почвы, без значительных затрат энергии и финансовых средств. Таким элементам питания растений не грозит вымывание из почвы в более глубокие слои и потеря поверхностным стоком, так как смыва на посевах многолетних трав практически не наблюдается.

Хотя  проблема органического вещества в  пахотных почвах едва ли не первая в  агрономической науке, однако, закономерности превращений органического вещества в пахотных почвах, его функции практическое управление содержанием и составом еще долго оставались и остаются поныне недостаточно ясными (Лыков А.М., 2004).

Оптимальное содержание гумуса в почвах  можно обеспечить лишь постоянным внесением органических удобрений, подбором растений, сидерацией и культурой травосмесей в севообороте, так как продуктивная агроэкосистема постоянно требует энергетических затрат.

Список литературы:

1. Агроэкология / В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др. – М.: Колос, 2000. – 536 с.
2. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. – Л.: Наука, 1980. – 287с.
3. Багаутдинов Ф.Я. Гумусное состояние некоторых почв Южного Урала и приемы его регулирования/ Ф.Я. Багаутдинов, Ф.Х. Хазиев, Т.Т. Гаринов// Почвоведение. -1997. -№9.-С. 1087-1095.
4. Благовещенская З.К. Охрана природных систем в интенсивном сельском хозяйстве / З.К. Благовещенская, С.Н. Юркин. – М.:ВНИИТЭИСХ, 1989. – 61 с.
5. Борисов, Б.А. Влияние содержания гумуса на свойства дерново-подзолистых почв, чернозёмов выщелоченных и урожай сельскохозяйственных культур: дис…канд. биол. наук: 06.01.03 / Б.А. Борисов. – М.: 1985. – 145 с.
6. Брагин, А.М. Продуктивность севооборота в зависимости от гумифицированности почвы и применяемой системы удобрений / А.М. Брагин, А.В. Калиновский, И.В. Цицковская. – Горки, 1980. – 3-8 с.
7. Возбуцкая А.Е. Химия почвы. – М.: Изд-во «Высшая школа», 1968 – 425с.
8. Воробьев С.А. Севообороты интенсивного земледелия. – М.: Колос, 1979. – 368с.
9. Гамалей В.И. Гумус при комплексном применении агрохимикатов / В.И. Гамалей, Н.А.Макаренко, С.Г. Корсун//Химия в сельском хозяйстве. -1994. – №3 –С.27-29.
10. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. - Агроконсалт, 2001.- 392с.
11. Духанин Ю.А., Савич В.И. Информационная оценка плодородия почв. – М.: ФГНУ «Росинфомагротех»,2006. – 476 с.
12. Жамьянова Б.Б. Растительные остатки - главный фактор плодородия дефлированных почв/Б.Б.Жамьянова, Г.Д.Чимитдоржиева// Агрохимия.- 1995.- №9.-С.25-29.
13. Заикин В.П., Ивенин В.В. Научные основы систем земледелия Волго-Вятского региона: Учебное пособие / НГСХА. – Н. Новгород, 2003. – 288с.
14. Заикин В.П., Ивенин В.В., Румянцев Ф.П., Кривенков С.Ю. Научные основы использования зеленого удобрения в Волго-Вятском регионе: Учебное пособие / НГСХА. – Н.Новгород, 2004. – 271с.
15. Заикин В.П., Полякова Н.В. Влияние чередования культур на динамику гумуса в светло-серых лесных почвах Горьковской области./Генезис и плодородие земледельческих почв//сб. научных трудов. –Горький,  1983.- С.89-91.
16. Зезюков Н.И. Содержание лабильного органического вещества в пахотных черноземах Центрально-черноземной зоны / Н.И. Зезюков, А.В.Дедов // Почвоведение. -1994. -№10.-С.54-57.
17. Зеленский Н.А. Проблема сохранения и повышения плодородия почв юга России. /Н.А. Зеленский// Земледелие, №5, 2007. – с.8-9.
18. Зеленский Н.А. Использование занятых, сидеральных и кулисно-мульчикующих паров./Н.А. Зеленский и [др.]// Земледелие, №6, 2007. – с.15-17.
19. Ивенин В.В. Система земледелия – важнейшее звено экономической стабильности. – Н.Новгород, 1995. – 19с.
20. Каштанов А.Н. Плодородие почвы в интенсивном земледелии, теоретические и методические аспекты / А.Н. Каштанов, А.М. Лыков, И.С. Кауричев // Вестник с.-х. науки – 1983. – №2. – С. 60-68.
21. Картамышев Н.И. и др. Плодородие почвы в чистых и сидеральных парах./ Н.И. Картамышев, В.В. Нескородов и др.// Земледелие, №2, 2007. –с.14
22. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. -367с.
23. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. – М.: МСХА, 2000. – 413с.
24. Ковда В.А. Основы учения о почвах. – М.: Наука, 1973. - 541с.
25. Кононова М.М. Органическое вещество почв, его природа, свойства и методы изучения. – М.: Изд-во АНСССР, 1963. – 314с.
26. Костычев П.А. Почвы черноземной области России, их происхождение, состав и свойства. –М. – Л.: ОГИЗ – СЕЛЬХОЗГИЗ, 1937. – 236с.
27. Крупенников, И.А. Корреляционная зависимость урожайности полевых культур от типов почв и их свойств / И.А. Крупенников, Р.И. Лунев. – Кишинёв, 1966. – С. 143 – 149.
28. Кузнецов М.С. Эрозия и охрана почв / М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2004. -352 с.
29. Лаврентьев В.В.Мобилизация азота гумуса в черноземных почвах европейской части СССР / В.В. Лаврентьев//Органическое вещество освоенных и целинных почв.- М.,1972.- С.142-150.
30. Лаптев И.П. Сельское хозяйство и охрана природы / И.П. Лаптев. – М.: Колос, 1992. – 214 с.
31. Левашкевич Г.А. Взаимодействие гумусовых кислот с гидроокисями железа и алюминия. – Почвоведение, 1966, №4.
32. Лошаков В.Г. Пожнивная сидерация и плодородие дерново-подзолистых почв./ В.Г.Лошаков//Земледелие, №1, 2007. – с.11-13.
33. Лыков А.М., Еськов А.И., Новиков М.Н. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья. – М.: Россельхозакадемия – ГНУ ВНИПТИОУ, 2004. – 630 с.
34. Маслова И.Я. Сравнительная характеристика органического вещества современного и погребенного гумусовых горизонтов пойменной почвы/И.Я.Маслова [и др.] // Почвоведение. -2004. -№11.- С.1313-1320.
35. Никитин Б.А. Почвы горьковской области / Б.А. Никитин. – Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1978. – 192 с.
36. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв.– М.: Изд-во Моск.ун-та, 1974. – 335с.
37. Орлов, Д.С. Органическое вещество почв и органические удобрения / Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская, П.Д. Попов. – М.: Изд-во МГУ, 1985. – 342 с.
38. Орлов Д. С. Реальные и кажущиеся потери органического вещества почвами Российской Федерации/Д.С.Орлов, О.Н.Бирюкова, М.С.Розанова// Почвоведение. -1996. -№2.- С.197-207.
39. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./ Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч.1. Почва и почвообразование/ Г.Д. Белицина, В.Д. Василевская, Л.А. Гришина и др. – М.: высш. шк., 1988. – 400 с.
40. Полякова Н.В. Динамика органического вещества светло-серых лесных почв при окультуривании./Окультуривание и интенсивное использование мелиорируемых земель Нечерноземной зоны//сб. научных трудов. –Н.Н.; НГСХА, 1995.- С.67-79.
41. Полякова Н.В. Изменение содержания гумуса и физико-химических свойств серых лесных при окультуривании./Генезис и регулирование плодородия почв//сб. научных трудов. –Горький,  1984.- С.37-40.
42. Пономарева В.В. Гумус и почвообразование/В.В.Пономарева, Т.А.Плотникова.  Л.: Наука, 1980. -222с.
43. Прянишников Д.Н. Общие вопросы земледелия и химизации. Изб. соч. – Т.3. – М.: Колос, 1965. – 639с.
44. Русский чернозем - 100 лет после Докучаева.- М.: Наука, 1983.-304с.
45. Семенов В.М. Экспериментальное определение активного органического вещества в некоторых почвах природных и сельскохозяйственных экосистем. / В.М. Семенов, И.К. Кравченко и [др.] // Почвоведение. – 2006, №3, с.282-292.
46. Тейт Роберт III. Органическое вещество почвы: биологический и экологический аспекты. – М.: Мир, 1991.-400с.
47. Тиранов А.Б., Тиранова Л.В. Сидеральные и занятые пары в севооборотах./А.Б. Тиранов// Земледелие, №3, 2008. – с.16-17.
48. Фокин А.Д. Идеи В.В.Докучаева и проблема органического вещества почв / А.Д.Фокин // Почвоведение. -1996. -№2.- с. 187-196.
49. Фокин А.Д. О роли органического вещества почв в функционировании природных и сельскохозяйственных экосистем / А.Д.Фокин // Почвоведение. - 1994. -№4. - с.40-45.
50. Чернянский С.С. Характеристика органопрофиля разновозрастных черноземов и почв галогенного ряда на основе пептизационного анализа/С.С. Чернянский // Почвоведение. -2001. -№2.- с.168-179.