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: 2020-10-01; просмотров: 560;