Балансовый подход к регулированию режима органического вещества в агроэкосистемах

Изучение баланса органического вещества чрезвычайно важно для понимания и регулирования процессов поступления различных его категорий в почву и их превращения. Балансовые исследования предполагают эк­спериментальную оценку всех потоков веществ, составляющих приходные и расходные статьи, в частности, поступление всех форм органических веществ в почву как в составе растительных остатков, так и органических удобрений; включение продуктов разложения органических веществ в гумусовые вещества (или отдельные компоненты гумусовых веществ); оценку интенсивности и масштабов минерализации различных групп органического вещества в почвах; оценку вклада миграцион­ных составляющих, включая эрозионные процессы.

К числу сравнительно легко определяемых показателей относится оценка поступления растительных остатков и органических веществ в составе удобрений. Обычно поступление растительных остатков в почву оценивается по запасу подземной и надземной фитомассы после уборки урожая. При этом не учитывается поступление опада в процессе вегетации, не говоря уже о корневых выделениях, что занижает реальную оценку продукции агроценозов. Не составляет особых сложностей оценка потерь органических веществ в результате развития эрозионных процессов, а также миграции растворимых форм с поверхностным и внутрипочвенным стоком.

Значительно сложнее обстоит дело с оценкой других составляющих баланса органического вещества - гумификации и минерализации. Прямым методом определения включения углерода и азота или водорода из разлагающегося органического материала в состав гумусовых веществ и оценки коэффициентов гумификации является изотопно-индикаторный метод при условии использования тотально-меченых соединений. Однако его применение достаточно сложно. Попытки оценить коэффициенты гумификации другими методами в общем не всегда корректны и возможности использования полученных данных для балансовых расчетов крайне ограничены. Приводимые в литературе значения коэффициентов гумификации, нередко равные десяткам процентов, не имеют серьезного научного обоснования, поскольку при их оценке не доказано включение продуктов разложения в состав гумусовых веществ, не учтены процессы минерализации самих гумусовых веществ, идущие одновременно с образованием новых гумусовых фрагментов. Результаты получены часто в условиях экстремально высоких доз органических остатков или удобрений при коротких сроках наблюдения, когда прибавка в содержании общего гумуса обусловлена увеличением содержания наиболее лабильных фрагментов значительно менее устойчивых к минерализации, чем собственно гумусовые вещества.

Еще более сложно оценить интенсивность минерализации самих гумусовых веществ. В данном случае возможно использование изотопно-индикаторного метода, однако для получения достоверных результатов необходим длительный эксперимент, в течение которого должна произойти полная минерализация всех негумусовых фрагментов органических веществ. Затем потребуется в течение нескольких лет наблюдать за минерализацией фрагментов, включившихся в состав гумусовых веществ. Возможность проведения таких экспериментов весьма ограничена, тем не менее развитие исследований в данном направлении очень важно для познания генезиса почв и современных процессов почвообразования.

В работе агрохимической и землеустроительной служб значительное внимание уделялось расчету гумусового баланса в севооборотах. При этом использовались различные методические подходы. Наибольшее распространение получил метод расчета баланса гумуса по выносу растениями азота, авторы которого исходят из того, что гумус почв в среднем содержит 5 - 6% азота. Основываясь на этой позиции, по выносу азота культу­рой определяют количество минерализованного гумуса. Этот метод, опирающийся на грубо усредненные показатели, чрез­вычайно условен, ибо содержание азота в гумусе изменяется в широких пределах, вынос азота растениями также сильно раз­личается в зависимости от природных и агротехнических усло­вий, весьма неодинаково в разных условиях поступление азота за счет осадков и биохимической фиксации из воздуха.

Другой подход к расчету баланса гумуса основан на исполь­зовании коэффициентов минерализации и гумификации растительных остатков. Эти показатели настолько различаются для разных условий, что ошибки зачастую превышают результаты расчетов в несколько раз. Условность этих показате­лей исходно обусловлена несовершенством методов их опре­деления и усугубляется грубой экстраполяцией данных и про­извольным усреднением.

Третий подход к расчету баланса гумуса основан на комбинации первых двух со всеми их недостатками.

Четвертый подход, более приземленный, основывается на прямом определении содержания гумуса в длительных полевых опытах. Развивающие его авторы надеются "избежать грубых ошибок, связанных с определением биомассы растительных остатков различных культур и определением коэффициентов ее минерализации (гумификации). Это направление действитель­но может дать адекватную информацию о динамике содержа­ния гумуса в пахотных почвах в отличие от бесконтрольных, схола­стических расчетов призрачного гумусового баланса.

Следует подчеркнуть, что ориентация на бездефицитный баланс гумуса не всегда оправдана. Решение должно приниматься в зависимости от реальных условий. На почвах с очень низким содержанием гумуса, скорее всего, будет стоять задача повышения его до определенного экономически и эко­логически обоснованного уровня. На осушаемых дерново-глеевых, особенно торфяных болотных почвах, обеспечение без­дефицитного баланса органического вещества нереально. За­дача - сократить до определенного минимума потери. В чер­ноземах сразу после распашки неизбежно уменьшение запасов гумуса. В дальнейшем их следует поддерживать на каком-то равновесном уровне, который должен быть экспериментально установлен. Для решения этих задач нужны конкретные опыт­ные данные, а следовательно предметные исследования, а не схоластические расчеты.

Дата добавления: 2014-11-16