Улучшение гумусного состояния почв

В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства отчетливо проявляется тенденция к снижению гумусированности почв [14]. Однако потеря гумуса нс является неизбежной. Высокая культура земледелия способствует не только сохранению, но и повышению запасов гумуса и формированию новых видов окультуренных высокогумусированных почв. Для этого выполняют расчеты баланса гумуса и разрабатывают систему мероприятий, направленных на поддержание бездефицитного баланса в высокогумусированных почвах и положительного баланса в почвах, бедных гумусом.

Баланс гумуса складывается из величин поступления в почву органического вещества и расхода гумуса за определенный промежуток времени на определенной площади. Поскольку формирование высоких урожаев требует значительных расходов биогенных элементов почвы (при урожае зерновых культур 50 ц/га расходуется не менее 10 ц/га гумуса), большое внимание уделяют вопросам накопления в почве органического вещества. Основными статьями прихода органического вещества в агроценозах является его поступление в почву с корневыми выделениями растений, прижизненным опадом, послеуборочными остатками и орган и ческими удобрениями.

Дефицит гумуса обусловлен ежегодной деминерализацией почвенного вещества. Потери гумуса с поверхностным стоком и его вымыванием из пахотного слоя компенсируют путем внесения в почвы различных видов органических удобрений.

В качестве таких удобрений используют отходы животноводства и птицеводства, торф и торфокомпоста, сапропели, осадки сточных вод, твердые бытовые отходы и т. п.

Ежегодная общая потребность почв России в органических удобрениях составляет более 800 млн т, что соответствует внесению в них на каждый гектар не менее 6,2 т органических удобрений в год. Однако возможная обеспеченность пахотных почв России ресурсами удобрений составляет лишь 70% потребности в них для создания бездефицитного баланса гумуса [18].

Первое место по значимости для сельского хозяйства занимают органические удобрения на основе отходов животноводства (навоз). Высокая эффективность навоза доказана многовековой историей применения, а данные многочисленных исследований свидетельствуют о его разностороннем положительном влиянии на почву и ее плодородие. Навоз представляет собой полное удобрение, содержащее вес питательные вещества, необходимые растениям. При полном и рациональном использовании навоз возвращает почве большую часть элементов питания растений для их повторного и многократного использования. Кроме того, при внесении навоза улучшается структура почвы, увеличивается ее прогреваемость и водоудерживающая способность, а также усиливается микробиологическая активность. Навоз в отличие от минеральных удобрений обладает длительным действием (от 6 до 18 лет на разных почвах) [14].

Однако бесподстилочный (жидкий) навоз может привести к загрязнению окружающей среды. Поэтому при использовании этого вида органических удобрений выполняют мероприятия, направленные на предотвращение негативных последствий, таких как строгое соблюдение научно обоснованных норм его внесения, обеспечение быстрой заделки навоза в почву или, что наиболее рационально, — внесение перегноя.

Укрупнение птицеводческих ферм и строительство современных птицефабрик существенно повысило долю птичьего помета в общем объеме производства органических удобрений. По удобрительной ценности птичий помет превосходит все другие отходы животноводства.

Важным источником органического вещества в почвах для улучшения баланса гумуса является солома, которая при условии одновременного внесения азотных удобрений лишь немногим уступает навозу. Многочисленными исследованиями установлено, что органическое вещество соломы способствует созданию благоприятной для растений почвенной структуры, повышает водоудерживающую и поглотительную способность почвы, делает ее устойчивой к ветровой и водной эрозии, ослабляет разрушительное воздействие механической обработки почвы.

При использовании соломы как удобрения се мелко заделывают в почву осенью либо оставляют в иоле на зиму и запахивают весной. Источником органического вещества также являются пожнивные и корневые остатки сельскохозяйственных культур, которые остаются на полях. Количество этих остатков определяется видом и урожаем культуры, высотой стерни. Величина новообразования гумуса в почве за счет пожнивно-корневых остатков составляет порядка 1 т/га.

Повышению плодородия почв также способствует посев растений, зеленая масса которых не скашивается, а запахивается в почву, обогащая ее органическим веществом. Этот прием улучшения гумусного состояния почвы, известный и широко применявшийся еще в античном мире, называется зеленым удобрением почвы, или сидерацией. Внесение 150−200 г. зеленой массы пожнивной бобовой культуры запахиванием в почву поздней осенью, по своему удобрительному действию равноценно внесению 20 г навоза. Применение зеленого удобрения экономически целесообразно, так как не требует значительных трудовых затрат, связанных с доставкой и внесением органического удобрения.

На зеленое удобрение возделывают преимущественно бобовые культуры (люпин, горох, вика и др.), способные связывать азот воздуха и обогащать им почву. Кроме того, мощная корневая система этих растений хорошо разрыхляет почву и переносит в пахотный слой питательные вещества из более глубоких горизонтов.

Наиболее широко используемым природным ресурсом органических удобрений является торф. Общие запасы торфа в России составляют около 15,5 млрд т, однако по территории страны они распределены неравномерно. Максимальные запасы торфа сосредоточены в северо-западных районах европейской части, на севере Урала и в центральных районах Западно-Сибирской равнины [14, 25].

Торф в природе образуется в результате скопления не полностью разложившихся в болотных условиях остатков растений, в основном, мха-сфагнума, и содержит в своем составе до 90% органического вещества. Его применяют для приготовления торфо-навозных и торфопометных компостов, в теплично-парковом хозяйстве, в производстве горфо-азотно-минеральных удобрений. На торфяной основе созданы комплексные гранулированные удобрения с длительным последствием в течение 2−3 лет.

В качестве органического удобрения может быть использован и сапропель. Сапропель, или озерный ил, состоит из частичек почвы и материнских пород, продуктов распада растений, животных и осадков минеральных солей. В России его запасы составляют 92 млрд т, причем естественный прирост сырой массы сапропеля достигает 3−8 мм в год, т. е. ресурсы этого ценного органического удобрения непрерывно пополняются. Сапропелевые отложения характеризуются высоким содержанием гумуса, азота и зольных элементов.

Сапропель — дешевое и доступное для сельского хозяйства органическое удобрение, применение которого целесообразно вблизи от мест его залегания. Наиболее рациональным является гидромеханизированный способ добычи сапропеля в сочетании с его гидротранспортировкой по трубопроводам.

Источником пополнения органического вещества почвы может стать и использование промышленных и городских отходов. Эта задача решается по следующим направлениям:

• 1. Использование в качестве органических удобрений осадков городских сточных вод;
• 2. Использование в качестве удобрений промышленных отходов, содержащих органические вещества (отходы пищевой, целлюлознобумажной, деревообрабатывающей промышленностей);
• 3. Использование сточных вод для удобрительных поливов и орошения.

Ценными органическими удобрениями служат отходы гидролизного производства — гидролизный ил и гидролизный лигнин, содержащие до 80% органического вещества. Кроме того, лигнин и его компосты обладают высокой структурирующей способностью и могут быть использованы в качестве структурообразователей для почв с отрицательными водно-воздушными характеристиками.