Понятие о гумусовом состоянии почв и его критерии

 

 

 

Коэффициент гумификации  пожнивно-корневых остатков

Органические материалы
Многолетние травы Зерновые и зернобобовые, однолетние травы Картофель, корнеплоды, овощи Навоз (сухое вещество) Навоз полуперепревший при  влажности 50-55%	0,18 0,15   0,08 0,20 0,10

 

   Следует подчеркнуть, что зерновые культуры на черноземах оставляют          4-6 т/га растительных остатков (стерня, корни, опад в течение вегетации). Количество их может быть еще больше при оставлении всего урожая соломы.

   Поступление растительных  остатков в почву от пропашных  культур меньше, а интенсивность  минерализации гумуса выше. Поэтому  и потери гумуса при возделывании пропашных культур значительно больше, чем зерновых.[1]

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Влияние механической обработки почв на режим органического вещества и баланс гумуса в почве

 

Механическая обработка  почвы - один из наиболее существенных факторов, обуславливающих разложение органического вещества почвы. Рыхление почвы способствует активизации почвенной микрофлоры и разложению органического вещества с образованием доступных форм азота и последующим вымыванием в условиях промывного режима почвы или восстановления свободного азота. Наиболее заметное снижение содержания органического вещества происходит при распашке целинных почв в первые годы. При уменьшении интенсивности обработки почвы (снижение глубины обработки, сокращение количества технологических приемов) темпы разложения органического вещества замедляются.[7]

Механическая обработка  усиливает минерализацию органического  вещества, в том числе гумуса. Поэтому сокращение частоты и уменьшение обработок снижают его потери. Несоблюдение противоэрозионных проемов обработки особенно отрицательно сказывается на режиме органического вещества почвы.[6]

Оструктуривание или «обесструктуривание» воздействие агротехники на почву  в значительной мере зависит от уровня интенсификации производства, использование удобрений, пестицидов, технических средств, освоение новейших достижений научно-технического прогресса. При существующий условиях традиционная многократная механическая обработка  пропашных культур в значительной мере может быть сокращена, а для некоторых из них сведена к нулю.

От структуры почвы  зависят и другие физические её свойства, особенно доля крупных пор, водно- и  воздухопроницаемость, плотность сложения. Влияние возделываемых растений на эти свойства проявляется, помимо структуры, через применяемую обработку почвы и в меньшей степени через корневые системы. Тем не менее, по данным Ф.И. Левина, плотность сложения пахотного слоя дерново-подзолистой почвы под растениями (озимая рожь, овес, картофель, многолетние травы) заметно меньше, чем без растений, особенно под многолетними травами второго года пользования. Разница общей пористости достигает 2%.[4]

   Результаты сравнительного  изучения плоскорезной и безотвальной  систем обработки почвы на плодородие южного чернозема, проведенные В.И. Кирюшиным и И.Н. Лебедевой на опытном стационаре ВНИИЗХ, показали, что разница  в содержании гумуса в пахотном слое между этими вариантами через 11 лет оказалась весьма существенной. Через 16 лет она еще более увеличилась в пользу плоскорезной обработки.

   Снижение темпов  минерализации органического вещества  при безотвальной и минимальной обработках сокращает накопление минерального азота. В результате уменьшаются потери нитратов за счет нисходящей миграции.

         В условиях интенсивного потребления азота, особенно в агроценозах северной лесостепи и подтайги, минимализация обработки почвы создает дефицит минерального азота, в результате чего снижается урожайность зерновых по непаровым предшественникам. Этому способствует также увеличение засоренности посевов.

   При применении  интенсивных технологий возделывания зерновых культур урожайность их на вариантах без основной обработки и отвальной вспашки оказывается одинаково высокой.

   На уплотняющихся  почвах, особенно солонцовых, глубокая  обработка необходима, хотя потенциал  минимализации может быть расширен  за счет мелиорации. Доказана, например, высокая эффективность применения плоскорезной обработки по фону плантажной вспашки как в отношении повышения урожайности зерновых культур. Так и сокращения потерь гумуса в солонцах.

   Все большее распространение  безотвальные и минимальные системы  обработки получают на серых лесных и дерново-подзолистых почвах, где также отмечено их положительное влияние на режим органического вещества. Изотопно-индикаторные исследования трансформации биомассы растений в дерново-подзолистых супесчаных почвах показали, что минимальная обработка почвы (на глубину 10см) и безотвальное рыхление (30см) по сравнению с отвальной вспашкой увеличивали коэффициенты гумификации растительных остатков на 15,7 и 24,5%.

  Систематическое применение безотвальной и мелкой  обработки почвы приводит к резкой дифференциации пахотного слоя по плодородию, которое возрастает в верхней его части и снижается к нижней. Тем самым определяется целесообразность во многих случаях применения периодической отвальной вспашки, особенно при заделке органических удобрений. Поэтому совершенствование обработки почвы в настоящее время развивается в направлении создания комбинированных систем разноглубинной обработке рыхлителями, плоскорезами, чизелями, параплау в сочетании с отвальной вспашкой.[1]

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4. Влияние чистого пара на синтез и минерализацию гумуса в пахотном слое

   Паром называется поле, свободное от возделывания сельскохозяйственных растений определенный период времени, систематически обрабатываемое и поддерживаемое в чистом от сорняков состоянии. Согласно принятой классификации пары делят на чистые, занятые и специальные. В зависимости от времени подготовки чистые пары называют черными, когда основная обработка проводится осенью, и ранними - в весеннее - летнее время в год парования.[2]

Проблема пара в земледелии остается наиболее противоречивой и  дискуссионной. На паровых полях растительные остатки в почву не поступают, а минерализация гумуса в 1,5-2 раза интенсивнее, чем на зерновых полях. Абсолютные потери гумуса черноземов на паровых почвах достигают 1,5-2 т/га в год.

Исследования, проведенные В.И. Кирюшиным, Г.И. Ткаченко в Зауралье, Сибири и Казахстане, показали, что при длительном использовании черноземов в севооборотах с паром происходит миграция нитратов на глубину 3-5м. Чем выше доля пара в севообороте, тем больше потери азота, особенно при интенсивной механической обработке паровых полей и недостаточном применении фосфорных удобрений. Потери азота за счет нисходящей миграции нитратов увеличиваются к югу Черноземной зоны, где часто создается относительный избыток минерального азота по сравнения с тем его количеством, которое могут использовать зерновые агроценозы. В беспаровых севооборотах, не перегруженных удобрениями, подобных явлений во всех почвенных зонах не наблюдалось. В целом увеличение потерь гумуса и азота в почвах степной зоны в последние годы связано в основном с расширением чистых паров при несовершенной системе ухода за ними.[1]

 

 

 

 

 

Глава 5.  Влияние органических и минеральных удобрений на гумусовое состояние почв

 

Систематическое внесение органических и минеральных удобрений в  севооборотах влияет на количественные превращения органического вещества почвы. Однако роль органических и минеральных удобрений гумусовом балансе, как показывают экспериментальные данные, принципиально различна.

Органические удобрения  могут, как прямо влиять на баланс органического вещества почвы, переходя частично в форму гумусовых веществ (гумификация углерода органических удобрений), так и косвенно. Минеральные удобрения влияют на гумусовый баланс лишь косвенно.[7]

Это проявляется через  влияние на величину биомассы, создаваемой  растениями, и на процесс превращения поступающих в почву органических остатков. При применении минеральных удобрений возрастает количество поступающих в почву органических остатков. Поступление оснований (Са и Mg) с минеральными удобрениями и химическими милиорантами при известковании и гипсовании почвы положительно влияет на гумификацию и закрепление образующих гумусовых веществ.[6]

Применение минеральных  удобрений – часто решающее условие  быстрого увеличения урожайности полевых  культур. Однако урожай, как отмечалось, еще не является абсолютным показателем  плодородия почвы. Воспроизведение  органического вещества почвы- важнейшим  условием обеспечения высокой эффективности  возрастающих доз минеральных удобрений.

При систематическом применении минеральных удобрений на ряду с  ростом урожайности увеличиваются количество растительных остатков и содержания в них азота, фосфора, калия.

Состав растительных остатков представлено корневой и пожнивной  массами, значительно различается по отдельным культурам. В корневых остатках зерновых культур значительно больше азота и фосфора, в стерне – калия. Корневая масса по содержанию азота и углерода биологически более ценна, чем стеблевые остатки, отличающаяся широким отношением C:N. Применение удобрений способствует в большей степени повышению содержания в растворительных остатках азота и калия, в меньшей – фосфора.

  Темпы разложения  органических остатков в почве  зависит от соотношения C:N. Быстрое разложение свойственно растительным остаткам клевера с узким соотношением C: N; менее интенсивно разлагаются растительные остатки зерновых культур и викоовсяной смеси. Внесение органических и минеральных удобрений ускоряет процессы разложения растительных остатков. В дерово-подзолистых почвах в течении года разлагается 30-60% растительных остатков.[7]

   Но на ряду с  положительным воздействием возможно  и отрицательное действие минеральных  удобрений на гумус почвы. Так,  систематическое применение кислых удобрений приводит к подкислению почвы и повышению подвижности гумуса и, как следствие, к увеличению темпов его минерализации.

   Органические удобрения  (навоз, торфокомпосты и другие их виды, сидераты, солома) действуют на гумусовое содержание положительно. Прежде всего, навоз, позволяет в значительной мере привести минеральные удобрения в органически связанную форму. Растительные остатки сельскохозяйственных культур в современном земледелии превышают в балансе органического вещества почвы количество вносимого навоза примерно в два раза. Однако резервы увеличения доли растительных остатков в балансе гумуса почти исчерпаны, тогда как резервы увеличения органических удобрений имеются. Это заключается в том, что с органическими удобрениями уже вносится определенное и часто значительное количество гумусовых веществ, а негуминовая часть качественных органических удобрений (подстилочный навоз и др.) является благоприятной формой лабильного органического вещества и одновременно источником для последующей его гумификации. Интенсивность такого положительного действия органических удобрений определяется их качеством и дозой.[6]

   Изменение гумусового  состояния почв различных типов  под действием удобрений затрагивает  также структуру, химические свойства  молекул гумусовых кислот, вызывая более сильное развитие боковых, алифатических структур, уменьшая удельный вес устойчивых базоидных фрагментов в молекулах, способствуя накоплению химически менее зрелых гумусовых кислот.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Гумус - основная часть органического вещества почвы, полностью утратившая черты анатомического строения организмов. Интенсивность и качественная направленность процесса гумификации и накопления образующего гумуса в почве зависят от количества и качества поступающих в почву органических остатков, гидротермических условий их превращения, биологической активности почвы, физико-химических свойств, химического, гранулометрического и минералогического состава. Что касается сельскохозяйственных культур, наиболее благоприятное влияние на режим органического вещества и баланс гумуса оказывают многолетние травы. Они оставляют большую часть синтезированного ими органического вещества после уборки, имеют более продолжительный период прижизненного воздействия на органическое вещество почвы, чем однолетние злаковые культуры. Поэтому в почве под многолетними травами складывается бездефицитный или положительный баланс гумуса. Механическая обработка усиливает минерализацию органического вещества, в том числе гумуса. Поэтому сокращение частоты и уменьшение обработок снижают его потери. Несоблюдение противоэрозионных проемов обработки особенно отрицательно сказывается на режиме органического вещества почвы. Проблема пара в земледелии остается наиболее противоречивой и дискуссионной. На паровых полях растительные остатки в почву не поступают, а минерализация гумуса в 1,5-2 раза интенсивнее, чем на зерновых полях. Длительное применение удобрений увеличивает содержание легкогидролизуемых и доступных растения соединений азота, обогащает водорастворимыми, гидрофильными органическими веществами, подвижными фракциями гумуса и повышает его активность.

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1 Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф. и др. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах.-М.:-МСХА, 1993

2 Кузнецов П.И., Егоров В.П. Научные основы экологизации земледелия в лесостепи Зауралья. – Курган, 2001

3 Характеристика, анализ и интерпретация свойств почв \Кривонос Л.А., Яковлев В.А., Плотников А.М.\, Курган, 2008