Причины потери плодородия почвы
В лесных условиях часто наблюдается явление потери плодородия, т.е. почва утрачивает способность обеспечивать растения необходимыми химическими элементами. К этим явлениям относятся: заболачивание, токсикоз почвы, кислые осадки (кислотные дожди), эрозия, вырубка леса, корчевание пней, лесные пожары, рекреационная нагрузка, подтопление, затопление и др.
Заболачивание почвыможет происходить из-за прохладного и влажного климата (таежная зона европейской части России). При разрушении древостоя заболачивание может принять интенсивный характер, и заболоченный лес в слабосточных понижениях через несколько поколений может перейти в категорию болот. Избыток влаги вытесняет кислород из корнеобитаемого горизонта почвы. В нем развиваются восстановительные процессы, образуются закисные соединения, происходит оглеение грунта, который менее проницаем для воды. Это подавляет жизнедеятельность почвенных беспозвоночных животных, микроорганизмов и связанные с ней биохимические процессы гумификации и минерализации органического вещества. Идёт накопление неразложившихся растительных остатков. Уменьшение количества подвижных питательных веществ и ослабление при этом дыхательных и сосущих функций корней деревьев нарушают деятельность фотосинтетического аппарата, что вызывает падение прироста общей фитомассы и древесины. В дальнейшем уменьшается возврат в почву азота и зольных элементов с отмирающими частями растений.
Токсикоз почвы может возникать при длительном произрастании древесной породы (особенно хвойной) на участке леса. Накопление органических кислот способствует появлению в почвенном растворе ионов алюминия в высоких концентрациях, вредных для растений. Отрицательно влияют на рост ели подвижные формы марганца, а присутствие солей алюминия и железа токсично и для микроорганизмов, разлагающих подстилку.
Одной из причин почвенного утомления при длительном произрастании одного вида является накопление аллелопатически активных веществ (колинов), выделяемых корнями.
Кислые осадки (кислотные дожди). Кислый дождь имеет рН = 2,5-5,5 и содержит серную, азотную, а иногда и соляную кислоты. Лесные почвы от таких осадков становятся более кислыми, в них увеличивается содержание серы, активного алюминия, железа, подвижной ртути. Со стоком дождевой влаги по стволу в приствольную почву попадают металлы, происходит накопление свинца и меди.
Эрозия почвы — разрушение верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.
Значительно обедняется почва после сплошных рубок на склонах гор и оврагов, когда наряду с поверхностной эрозией, происходит и внутрипочвенная. Вследствие быстрой минерализации остатков растений, мелкозем не удерживается в верхних слоях скелетных почв и проникает сначала вглубь, а потом боковым внутрипочвенным стоком перемещается из верхних и средних частей склона в нижние слои. Иногда он выходит на поверхность, и смывается горными потоками в долины. В Орловской, Курской, Воронежской и других областях наблюдается рост оврагов после интенсивных ливней и обильного снеготаянии.
Вырубка леса. Исследования отечественных и зарубежных ученых показали, что при сплошной рубке с трелевкой деревьев с 1 га вывозится 250-400 кг азота, 250-300 кг калия, 120-150 кг фосфора. Потери азота с вывозимой древесиной восстанавливаются в биогеоценозе за счет процесса азотфиксации и поступления азота аммиака с осадками через 50 лет, потери кальция и магния восстанавливаются за значительно больший промежуток времени.
Корчевание пней. Плодородие почвы резко падает из-за ухудшения ее физических свойств: снижения скважности и водопроницаемости, особенно на тяжелых суглинках и глинистых почвах, обеднения верхних горизонтов. При корчевании перемешиваются горизонты почвы, и малоплодородные слои часто оказываются на поверхности.
Лесные пожары ухудшают лесорастительные условия, переводят азот в газообразное состояние, и до 90% его улетучивается в атмосферу. Они уничтожают подлесок из ценных почвоулучшающих растений, оказывают губительное влияние на живой напочвенный покров, почвенные мезофауну и микробоценоз. Быстро загораются и погибают кустистые лишайники, зелёные мхи, вереск, быстровысыхающие злаки (вейники, полевицы, мятлик, белоус, щучка, и др.).
Уничтожение лесной подстилки уменьшает количество азота в почве. При лесном пожаре в почву поступает значительное количество зольных элементов, доступных для растений, но снижается кислотность почвы и общее количество валового азота в ней. В отдельных случаях после пожаров наблюдается уплотнение почвы и увеличение влажности её верхних горизонтов. На сухих почвах происходит снижение влажности, колебание термического режима.
При слабых низовых пожарах возрастает активность микробоценоза, но после лесных пожаров средней интенсивности, при выгорании гумуса биологическая активность почвы снижается. Гибель деревьев в виде ветровала после низовых пожаров приводит к избыточному накоплению влаги в нанопонижениях. В результате снижаются дренированность почвы, жизнеспособность деревьев, сохранившихся после пожара. На них образуются пожарные подсушины, сухобокость, что сокращает выход деловой древесины.
Лесные пожары влияют на лесовозобновительные процессы, смену пород, динамику типов леса.
Рекреационная нагрузка. При уплотнении почвы резко снижаются ее водо- и воздухопроницаемость, порозность; ухудшаются условия дыхания корней, и корневая система приобретает поверхностный характер.
Увеличение поверхностного стока воды может привести к возникновению на склонах водной эрозии почв. На песчаных почвах может наблюдаться ветровая эрозия.
С уплотнением почвы деградирует древесно-кустарниковая растительность, ухудшается питание деревьев, т.к. на высоких вытоптанных участках почва становится суше, а на пониженных – переувлажненной. Ухудшение питания снижает биологическую устойчивость деревьев, задерживает их развитие. Заметно уменьшается ежегодный прирост биомассы, особенно у хвойных деревьев.
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .
Источник
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ И НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ И НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ.
В современном почвоведении и земледелии все тревожнее звучит тема деградации почв и снижения их потенциального плодородия с одной стороны и необходимости биологизации технологий растениеводства – с другой. Основные причины утраты плодородия – ветровая, водная и биологическая эрозия почв. Под последней понимается потеря запасов органической субстанции почв в результате «сгорания» или минерализации гумуса. Если первые две причины проявляются при наличии соответствующих условий – ветрового режима, характера рельефа и осадков, то третья проявляется повсюду, где почва обрабатывается.
Ранее запасы почвенного гумуса состояли из его деятельной части и консервативной. Первая за счет минерализации служила дармовым поставщиком питания для растений. В настоящее время в большинстве почв нашего региона осталась лишь консервативная часть гумуса практически не поддающаяся минерализации и источниками питания являются удобрения и элементы питания, образующиеся при минерализации растительных остатков. Отсюда рост затрат и себестоимости.
Как это происходило можно увидеть на примере ООО «Победа» Красногвардейского района(табл1)
Динамика показателей содержания гумуса по ООО «Победа»,%
Данные в таблице 1 говорят о том, что уже как минимум 40 лет назад запасы деятельного гумуса были исчерпаны. В почве сохраняется лишь консервативный гумус. Темпы его минерализации снизились почти в 30 раз. Но убыль все же имеет место. В современных условиях гумус следует рассматривать не как источник питания, которое мы худо-бедно сможем заместить, а как в первую очередь основу структуры почвы, формирующую её водные, физические, технологические константы, а так же как субстанцию во многом определяющую солевые, микробиологические характеристики.
Все выше названные три источника потерь плодородия исключаются или сводятся к минимуму в системе земледелия NO-TILL. Сохранение растительных остатков на поверхности способствует предотвращению первых двух, а отсутствие механической обработки, а, следовательно, и ограничение доступа кислорода в пахотный (по терминологии почвоведения) слой сводит на нет и третий.
При этом по нашему мнению поверхностная органика ошибочно рассматривается некоторыми как материал для образования гумуса. Её роль заключается в механической защите от разрушительного воздействия на почву ветра, дождевых осадков и солнечного излучения, как источника испарения почвенной влаги и перегрева поверхности почвы. Она полностью минерализуется, являясь при этом одним из поставщиков питания растений.
Классик российского почвоведения Павел Андреевич Костычев, еще в 19 веке установил, что гумус в почве образуется исключительно путем «согни- вания» корней, а надземная масса в этом никакой роли не играет.
Косвенно этот постулат подтверждается бесспорным и всеми признавае-мым значением многолетних трав в обогащении почвы органическим вещес-твом. При этом надземная растительная масса отчуждается зачастую много-кратными укосами, а ее остающаяся в поле часть по своему весу никак не может конкурировать с растительными остатками зерновых злаков и некоторых технических культур.
И лишь тот факт, что они формируют мощную корневую систему и несколько лет под ними почва не обрабатывается и является предпосылкой для обогащения почвы органикой. Что собственно мы наблюдаем и на целинных землях.
Но существует еще одна причина падения почвенного плодородия. Это агрессивное заселение почвенной среды патогенными микроорганизмами. Они пагубно влияют на жизнеспособность корней культурных растений. Поскольку корни это своего рода фундамент растения, а на плохом фундамен-те прочного строения не создать, то и хорошей продуктивности от пораженных агроценозов ожидать не приходится.
Называются несколько причин прогрессирования почвенных патогенов. Это и потепление климата. После морозных зим, как было в 2012 году, инфекционный фон понижается. Это и обеднение видового разнообразия севооборотов, превышение в них концентрации однотипных культур: зерновых злаков, подсолнечника и рапса. Это и чрезмерная химизация, в частности, почти «поголовное» протравливание семян зерновых, технических и прочих культур.
По заключению ученых полезные почвенные грибы и бактерии более чувствительны к химическим протравителям, чем патогенные. А между тем, проведенные нами многолетние производственные испытания показали, что в отсутствии головнёвой инфекции без химических протравителей вопреки рекламе можно с успехом обойтись, заменив их биопрепаратами более дешевыми и экологичными (табл.2). Единственное условие при этом — проведение тщательной фитоэкспертизы семян.
Эффективность химических и биологических препаратов для обработки семян озимой пшеницы в производственных испытаниях ООО «Победа» Красногвардейского района
Контроль. Без обработки
Обработка хим. протравителем
В настоящее время растениеводам предлагается широкий набор биопрепаратов. Однако, в основном для обработки семян и посевов. Действие их многократно испытано, хорошо описано и разрекламировано.
В меньшей мере освещено и распространено применение биосредств для внесения в почву. А именно они дают наиболее значимый эффект, подтверждая афоризм «Умный лечит растение, а мудрый – почву» (табл.3)
Сравнительная эффективность биопрепаратов для обработки семян, посевов и почвы при возделывании озимой пшеницы в ООО «Победа» (прибавка урожая от лучшего препарата), ц/га
Для борьбы с распространением инфекции часто применялось выжигания соломы. Однако, поскольку краевое природоохранное законодательство запрещает этот прием, необходим был поиск альтернативного пути решения этой проблемы. И он был найден.
В основе его лежит применение препаратов биологического происхождения. За четыре года в ООО «Победа» на посевах озимой пшеницы было проведено 40 сравнительных производственных испытаний семи биопрепаратов по пяти предшественникам: гороху, льну, подсолнечнику, рапсу, пшенице. Только в трёх случаях не было зафиксировано положительного эффекта, в остальных – получена прибавка от 1 до 19,7 ц/га в зависимости от условий года и предшественника.
Если по данным СНИИСХ выжигание соломы при повторном возделывании озимой пшеницы в среднем за 4 года дало прибавку 3ц/га, то применение биопрепаратов в системе допосевной обработки почвы в наших испытаниях 10—15 ц/га.
Положительное действие многих биопрепаратов обусловлено не только их фитосанитарной функцией, но и способностью переводить недоступные формы макроэлементов, необходимых растениям и имеющихся в достаточных количествах в почве и атмосфере, в усвояемые и доступные.
Под урожай 2013 года в ООО «Победа» Красногвардейского района всего было обработано различными биопрепаратами в допосевной период 3031 га пашни, идущей под посев пшеницы. Средняя урожайность составила 47,8 ц/га. С необработанной площади в 8650 га собрано по 40,0 ц/га.
Испытывались следующие препараты: Биовита агро, Глиокладин, Гумат калия, Гумимакс, Компост М, Фитостим, Эдагум СМ. Лучше всех проявили себя Биовита агро, Глиокладин. Гумат калия не отличался стабильностью. Есть мнение, что этот препарат может оказать стимулиру-ющее действие не только на полезную микрофлору. Недостаток Глиокла-дина, как утверждают разработчики препарата, необходимость быстрой заделки и предпочтение ночной обработки. В то время как, Биовита агро по утверждению авторов можно вносить и в системе NO-TILL в любое время суток без заделки. Неплохой результат показал Компост М, но испытывали его только один год.
Как правило, большинство почвенных биопрепартов позиционируются как средство по ускоренному разложению соломы.
Мы видим их первостепенную роль в оздоровлении почвенной микрофлоры и в продуцировании доступных, усвояемых форм макроэле-ментов питания растений.
Вместе с тем у агротехнического приема применения почвенных препаратов есть недостатки, сдерживающие его распространение. Если при обработке семян и посевов препараты добавляются к основному пестициду и не требуют для внесения дополнительных операций. То в данном случае необходимо дополнительное применение опрыскивателей. Кроме того, многие препараты требуют немедленной заделки их в почву.
Эти проблемы можно исключить или значительно снизить, если оборудовать почвообрабатывающие агрегаты системой внесения рабочей жидкости. Можно агрегатировать такие орудия с 3-х кубовой прицепной емкостью типа водораздатчика ВР-3. При небольшом расходе до 20 л/га применительно к препарату Биовита агро одной заправки будет достаточно для обработки 150 га, т.е. суточной производительности большинства такого рода агрегатов.
Надо отметить, что эффективность применения почвенных препаратов зависит от условий года. В благоприятные в сельскохозяйственном отноше-нии годы эффективность биопрепаратов достигает двузначных значений. В суровые годы, когда условия для размножения патогенов неблагоприятные, соответственно и эффект ниже. Кроме того, наибольшая прибавка отмечает-ся по предшественникам горох, пшеница, после которых наблюдается повышенный инфекционный фон в отношении корневых гнилей.
При невозможности обработать всю площадь целесообразно по аналогии с фитоэкспертизой провести микоэкспертизу почвы и определить поля, наиболее заселенные патогенной микрофлорой, где обработка даст наибольший эффект.
Как следует из таблицы 2, прибавки от этого приема сравнимы с действием минеральных удобрений. Но несравнимы затраты на удобрения и биопрепараты — во втором случае они на порядок меньше. Мы считаем у этого направления большие и к сожалению пока мало используемые возможности.
Главный специалист ГКУ
информационно-консультационного центр А.Н.Абалдов
Источник