Моделирование управления почвенным плодородием

Понятие моделирования происходит от латинского «моду- лис» (образец). Модели традиционно служат основной фор­мой представления информации. Необходимо отметить, что в настоящие время еще нет цельной и не противоречивой тео­рии управления почвенным плодородием логично объединя­ющей решение этой глобальной задачи в пространственно-вре­менном значении на стратегическом, оперативном и тактичес­ком уровнях, однако имеются все предпосылки для решения этой задачи в ближайшие годы.

Считают, что моделирование микропроцессов должно стать наряду со стационарными исследованиями одним из самых важных методов изучения сущности плодородия почв. Уста­новлено общее направление разработки моделей, где выделя­ются следующие этапы:

1) постановка задачи;

2) построение модели;

3) поиск решения;

4) верификация (проверка);

5) практическое использование.

Под управлением плодородием почв понимается целенап­равленное изменение его составляющих для достижения же­лаемого (планируемого) функционального состояния. Моде­лирование управления плодородием предполагает наличие трех информационных блоков характеризующих соответственно: планируемое или желаемое состояние почвы, ее фактическое или исходное состояние, количественные характеристики внут­ренних и внешних связей.

В Почвенном институте им. В.В. Докучаева разработан ав­томатизированный банк моделей плодородия. Кроме справоч­ных задач банк ведет с моделями прогноз в диалоговом режи­ме. Разработанное математическое обеспечение может переда­ваться в другие организации для проведения региональных или локальных банков. Разработана также методика и техно­логия общей почвенно-экологической оценки и бонитировки почв в отношении различных сельскохозяйственных культур. Она включает три раздела:

1) подготовка почвенно-агрохимических и агроклиматичес­ких данных по хозяйствам; ⁴

2) почвенно-экологическую оценку;

3) бонитировку почв в отношении различных сельскохо­зяйственных культур.

Следует помнить, что нет почв вообще плодородных, а есть почвы конкретно плодородные для отдельных культур или групп растений. Культуры отличаются морфолого-био- логическими особенностями и предъявляют к почвам неоди­наковые требования. В этой связи сельскохозяйственные куль­туры по-разному отзываются на гумусное состояние почв, ее объемную массу и структурность, механический состав, со­держание влаги и реакцию среды, карбонатность, засолен­ность, солонцеватость и т.д. Следовательно, почва для од­них растений может быть плодородной, для других мало­плодородной. И сейчас речь уже должна идти о коэффици­енте тождественности или соответствия конкретной специ­фики почвы морфолого-биологическим особенностям возде­лываемых растений.

Параметры гумусного состояния почв для оценки их пло­дородия должны включать не только статистические призна­ки, но и показатели, характеризирующие трансформационные процессы. Необходимо отметить, что весь спектр органичес­ких соединений от исходных растительных остатков до гуму­совых соединений на всех этапах их трансформации играет конкретную, хотя и различную по направлению и объему роль в формировании плодородия почв.

Следует помнить и о том, что почва является составным компонентом экосистемы. По мнению некоторых ученых, она может рассматриваться как «память» биогеоценоза (экосисте­мы, ландшафта). Знание изменений в пахотных почвах, вы­зываемых человеком и природой, необходимо для разработки основ ландшафтного растениеводства, максимального ис­пользования не только антропогенного плодородия, но и по­стоянно возобновляемого естественного почвообразовательного процесса. Восстановленное плодородие обычно оказывается не адекватным имевшемуся, поскольку деформация его, даже временная, приводит к естественной потере части информа­ции, накопленной в почве в процессе её естественного разви­тия.

Важное значение при самовосстанавливающемся растени­еводстве имеет изучение и сравнительная оценка динамики почвенного плодородия при современном уровнем производ­ства, а также учет особенностей почв и многолетней урожай­ности сельскохозяйственный культур для обоснования с по­мощью ЭВМ целевого использования земель. В связи с необ­ходимостью более эффективного использования биопочвен­ного потенциала стран нужны экологические макро- и микро­районирования сельскохозяйственных культур, необходима систематизация и дифференциация почв на мало-, средне-, высокоплодородные для конкретных культур, сортов и гиб­ридов. Это позволит обоснованнее производить их размеще­ние и чередование, создавать более продуктивные агрофито- ценозы. Более того, каждое хозяйство должно иметь карты наиболее целесообразного размещения культур с учетом по­чвенного плодородия и рельефа местности.