Процесс восстановления почв это

Почвы нужно не просто спасать, а восстанавливать

Стабильность почвы не всегда означает ее восстановление, ведь стабильно она может находиться и не в самом лучшем состоянии. Крис Николс, микробиолог и основатель образовательного и консультационного центра KRIS Systems Education & Consultation, утверждает, что самое важное для восстановления плодородия и создания устойчивой системы прямого посева — стимулировать микробиологическую активность естественных обитателей почвы

Системный подход

Сегодня все чаще мы слышим о регенаративном земледелии и устойчивости почвы. Но что это значит на самом деле? Одинаковы ли эти понятия?

Практики ресурсосберегающего земледелия, без сомнения, способствуют восстановлению почвы, но происходит это слишком медленно и надо понять почему. Мы теряем почву, потому что концентрируемся на деталях и не замечаем главного. У нас нет системного подхода, чтобы увидеть проблему целиком, а главное — восстановить циклы и связи, заложенные природой. Только так мы можем не просто поддерживать почву в устойчивом состоянии медленного увядания, а по-настоящему ее восстановить.

И первым элементом для восстановления всей цепочки должен стать углерод, а именно фотосинтез — наиболее эффективного способа превращения солнечной энергии в химическую.

Структура почвы

Перед тем как восстанавливать почву, мы должны понять, что именно мы восстанавливаем. В почве можно выделить неогранический и органический компонент, которые постоянно взаимодействуют и переходят друг в друга.

К неорганической части мы относим минералы, микроэлементы, песок и глину. Фактически именно это и есть земля, но почвой она становится только тогда, когда оживает. А оживает она благодаря деятельности населяющих ее организмов.

Если мы заглянем глубоко в прошлое, то увидим, что изначально у нас не было почвы — только частицы разрушенных горных пород. Но затем стали появляться первые живые организмы, в частности цианобактерии, которые смогли преобразовывать солнечный цвет в органический материал. Этот органический материал стал питанием первых грибов, которые могли в свою очередь более эффективно усваивать из почвы минеральные вещества. На место цианобактериям вскоре пришли растения и именно благодаря процессу фотосинтеза и постоянному обмену между различными группами микроорганизмов почва сохраняла свою структуру и плодородие.

Сегодня

В течение миллионов лет процессы взаимодействия организмов в почве находились в балансе. Случались и природные катаклизмы, но система всегда возвращалась к точке отсчета.

Сегодня все природные связи искусственно разобщены связей, поэтому почва задыхается, голодает и не может восстановить свое здоровье, потому что ее лишили и лекартства, и врачей. Но мы можем все исправить, как это доказал Дэйв Брандт. Ему потребовалось на это тридцать лет, но он был одним из первопроходцев и сегодня многие другие фермеры, которые прошли долгий путь проб и ошибок, могут поделиться своим опытом, и у нас есть шанс восстановить почву намного быстрее.

В первую очередь нужно вернуть органическое вещество. Прямой посев, без сомнения, способствует восстановлению содержания углерода, но происходит это слишком медленно, потому что акцент делается только на одном из звеньев. Нужно не просто возвращать органическое вещество, но и удерживать его в стабильном состоянии. Осуществляют перевод лабильной фракции органического вещества в стабильную — гумусовую — микроорганизмы благодаря своей активности. Активность же они могут проявлять только взаимодействуяя с другими микрорганизмами. И если хотя бы один из этих элементов будет утерян, то разрушится вся цепь.

Поэтому для повышения урожайности, для оздоровления наших культур, для восстановления водного баланса нам нужна не зеленая революция, а коричневая. И добиться мы этого сможем только восстановив весь цикл и начинать нужно с основ — фотосинтеза.

О восстановлении почвы говорят сегодня по всему миру, и разрабатывается множество стратегий для достижения этой цели. Одной из наиболее распространенных схем считается пирамида экологической и функциональной интенсификации для достижения устойчивого экономического развития и благосостояния. Все компоненты этой пирамиды теснейшим образом взаимосвязаны, поэтому самое главное — не концентрироваться на чем-то одном, а видеть систему в целом.

Восстановление

Мы должны понимать, что несмотря на постоянное внесение удобрений почва голодает. Для питания почве нужен углерод, азот, вода и минеральные вещества, однако нужны они в определенном соотношении, иначе ничего не изменится. И начинать следует с углерода и стимулирования процессов фотосинтеза — именно этот процесс лежит в основе всего живого.

Солнце светит 365 дней в году, и нам нужно сделать все возможное, чтобы максимально использовать этот ресурс. И лучшим решением на сегодня признано выращивание покровных культур. Если поле не засеяно, никаких процессов в почве не идет, нарушены циклы, нарушено взаимодействие. Мы должны понимать, что ограничивать нас должна не температура, а количество солнца. Если увеличить время, в течение которого на полях растут культуры, до 260-280 дней, то можно добиться восстановления почвы в десятки раз быстрее. Главное помнить, что высаживаются покровные культуры не с целью собрать урожай, а восстановить здоровье почвы.

При выборе покровных культур нужно учитывать целый ряд факторов, но одним из основных станет выбор тех культур, которые традиционно росли на данной территории. Эволюционные механизмы не зря выбрали именно эти культуры, которые с течением времени смогли приспособиться к природным условиям и наладить эффективные взаимоотношения с населяющими почву микроорганизмами.

Следующим фактором при выборе культур должна стать диверсификация. Ее же мы находим на второй ступени пирамиды экологической и функциональной интенсификации. Благодаря разнообразию культур мы можем обеспечивать культуры питанием с оптимальным соотношением углерода и азота. Если сажать только зерновые, то мы фактически сажаем нашу землю на «пончиковую диету», поэтому необходимо включать в севооборот масличные и бобовые культуры.

Кроме того, именно диверсификация признается сегодня основным средством борьбы с сорняками. Растения конкурируют друг с другом за питательные вещества, и сорным растениям просто напросто не остается ресурсов. При выборе покровной культуры можно также ориентироваться на то, какие вредители распространены в данной местности. В связи с этим можно выбрать те культуры, которыми эти насекомые не питаются, и таким образом решить сразу две проблемы.

Покровные культуры помогают обеспечивать и оптимальный температурный режим. Голая почва очень быстро нагревается и охлаждается. Оптимальная температура для роста растений — 34 градуса по цельсию (93 по Фаренгейту). При температуре 44 градуса по цельсию (112 по Фаренгейту) фактически происходит «стерилизация» почвы — все микроорганизмы погибают. Выходит, что, когда оставляем почву незасеянной, мы своими руками не просто обнажаем ее снаружи, но и убиваем ее изнутри. Немаловажную роль в поддержании оптимального температурного режима играют и растительные остатки.

Благодаря покровным культурам поддерживается не только биологическая активность и оптимум физико-химических процессов почвы, но и ее структура. Корни растений буквально формируют каркас почвы, и таким образом предотвращают ее эрозию, с одной стороны, а с другой — поддерживают водный баланс. Сегодня очень много говорят о засухе, о недостаточном количестве осадков, но на самом деле, как показывают последние исследования, дело не в количестве осадков, а в скорости инфильтрации водой почвы. Это показатель напрямую зависит от пористости почвы, которая как раз и обеспечивается деятельностью микроорганизмов. Какие бы дополнительные высокотехнологичные методы мы не использовали, мы не можем искусственно поддерживать структуру нашей земли и жизнь внутри нее.

С другой стороны, полностью исключить использование удобрений, гербицидов и других препаратов мы не можем. Самое главное здесь — понимание цели, а следовательно, грамотное использование дополнительных средств с учетом количества, качества и времени. Удобрения, без сомнения, обеспечивают почву дополнительными элементами, но, как показывают последние исследования, это снижает эффективность питания растений. И причина опять в нарушении естественных циклов.

Питание растениям необходимо в репродуктивную фазу, но чаще всего мы добавляем удобрения в почву в другое время. При гармоничном функционировании естественных цепочек микроорганизмы поставляют растениям питательные вещества именно тогда, когда они им необходимы. Большую роль в этом играют выделения — экссудаты — корней растений, которые содержат определенные ферменты, сигнализирующие о необходимости поставки им питательных веществ. Кроме того, они сами выделяют вещества, необходимые микроорганизмам и стимулирующие их деятельность.

Эффективность потребления растениями питательных веществ также напрямую связана с площадью всасывающей поверхности корней. И здесь основное значение имеет симбиоз растений и грибов в форме образования микориз, которые увеличивают всасывающую способность корней в десятки раз. Кроме того, именно в микоризах образуется особое вещество гломалин, которое обеспечивает агрегационную устойчивость почвы. Этот белок фактически склеивает почву изнутри, сохраняя оптимальное соотношение микро и макропор.

Мы теряем нашу почву. Мы теряем ее на глазах. Но самое главное, что мы начинаем это понимать. Мы используем новые биологические и органические методы, постепенно отказываемся от вспашки, гербицидов и искусственных удобрений. Но этого мало. Остановить деградацию не значит восстановить плодородие нашей земли. Нам нужна почва, которая с каждым днем будет становиться здоровее и сильнее, и только заново запустив естественные циклы мы можем это сделать.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Рекультивация земель

Рекультивация земель — комплекс инженерно-технических, мелиоративных, агротехнических и иных мероприятий, направленных на восстановление биологической продуктивности, хозяйственной ценности нарушенных земель и улучшение условий окружающей среды.

Нарушенные земели

Нарушенные земли — земли, которые утратили свою первоначальную хозяйственную ценность или стали представлять угрозу окружающей среде посредством изменения почвенного покрова, гидрологического режима и образования техногенного ландшафта в результате производственной деятельности человека.

61% нарушения земель приходятся на территории разработки месторождений полезных ископаемых, их переработки и геологоразведочных работ, 27% — на торфоразработки. В 1997 году площадь нарушенных земель от добычи полезных ископаемых и геологоразведочных работ составляла около 700 тыс. га, торфоразработок — более 300 тыс. га.

Согласно данным Государственного научно-исследовательского института земельных ресурсов, в зависимости от горно-геологических условий месторождений полезных ископаемых на 1 млн т открытой добычи угля нарушается от 2,6 до 43 га земельных угодий, железной руды — от 14 до 640 га, марганцевой руды — от 76 до 600 га, фосфоритов — от 22 до 77 га. Нарушение земель с ухудшением экологической обстановки может происходить также при подземной разработке месторождений вследствие деформации поверхности, например, провалов грунта, складирования выработанных пород, загрязнения промышленными выбросами, нефтепродуктами, сточными водами, буровыми растворами и шламом при бурении и эксплуатации скважин.

Нарушение земель происходит при прокладке магистральных трубопроводов, строительстве дорог и каналов. При этом происходит ухудшение ландшафтов, структуры землепользования, усиливаются эрозионные процессы, нарушается баланс грунтовых и поверхностных вод, заболачиваются или иссушаются близлежащие земли, снижается их продуктивность.

Нарушение земель преимущественно выражено в районах с высокой плотностью населения и развитой промышленностью, в которых резервы введения новых земель в сельскохозяйственное использование почти исчерпаны. По этой причине актуальным является вопрос включения в общий баланс сельскохозяйственных угодий нарушенных земель, подлежащих рекультивации.

Согласно данным государственного земельного учета, по состоянию на 1 января 1999 года площадь нарушенных земель в России составляла 1,19 млн га. Основная часть нарушенных земель сосредоточена в районах интенсивного земледелия с высокой плотностью населения.

В России отмечается тенденция роста темпов нарушения земель в Западной и Восточной Сибири, Дальнем Востоке на 15-20% в год, в Центрально-Черноземной зоне, особенно в Курской и Белгородской областях. Из землепользования этих зон для железорудной промышленности выведено свыше 30 тыс. га ценных черноземных и серых лесных почв.

Рекультивация земель

Рекультивация позволяет вернуть нарушенные земли в состав сельскохозяйственных угодий, использовать их под леса, водоемы, зоны отдыха, жилищное и промышленное строительство. Рекультивации могут подлежать выемки карьеров, торфоразработки, породные отвалы шахт и карьеров, площадки буровых скважин и т.п.

Проблема рекультивации в условиях постоянно увеличивающейся площади нарушенных земель приобретает большое социально-экономическое и экологическое значение. Вопрос рекультивации должен включаться в проекты строительства и реконструкции предприятий, в схемы землеустройства территориально-производственных комплексов.

При соблюдении научнообоснованных технологий рекультивации нарушенных земель возможно в течение 3-5 лет превратить в высокопродуктивные угодья. В России рекультивировано более 2200 тыс. га нарушенных земель.

Некоторые горные породы характеризуются эффективным плодородием. Достижения современного земледелия, разработанные технологии создания антропогенных почв, методы биологического освоения рекультивированных участков и управления почвообразовательным процессом в техногенных ландшафтах позволяет использовать эти горные породы в целях создания продуктивных сельхозугодий, а также для улучшения экологических условий применительно к конкретной природной зоне или территории.

В зависимости от требований растений к условиям произрастания, были выделены несколько эколого-трофических групп растений:

Мегатрофы — сельскохозяйственные культуры, предъявляющие наиболее высокие требования к почвенной (эдафической) среде: рожь, пшеница, овес, ячмень, кукуруза, сорго, просо, гречиха, подсолнечник, клещевина, арбуз, житняк, кострец.

Мезотрофы — культуры менее требовательные к почвенной среде: горох, чина и другие зернобобовые.

Олиготрофы — культуры, способные произрастать в специфических условиях, например, при высокой кислотности и засоленности почв, неблагоприятных воздушном или водном режимах почв. Подразделяются на галофиты, аргиллофиты, ацидофиты, псаммофиты, метофиты и другие.

Эвритрофы — культуры, обладающие способностью к симбиотической фиксации азота, позволяют обеспечить продуктивность на уровне старопахотных ненарушенных почв. К ним относятся: люцерна, эспарцет, вязель, донник, лядвенец, астрагал и другие бобовые травы.

Мощность рекультивированного почвенного слоя определяют в зависимости от биологических особенностей культур, состава горных пород и насыпного слоя. Для черноземных почв, например, она составляет от 1-1,5 до 2-2,5 м, что позволяет создать условия для развития корневой системы и растения, приближающиеся к нормальным.

Горные породы, обладающие фитотоксичными свойствами, то есть содержащими избыток легкорастворимых солей, пирит, подвижные формы железа и алюминия, породы ранних геологических возрастов, например, мел и юра мезозойские, карбон и девон палеозойский с неблагоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами являются наиболее проблемными для рекультивации под сельскохозяйственные угодья.

Для специфических и сложных условий Подмосковного угольного бассейна, где фитотоксичные породы во вскрышной толще составляют до 40—60%, были разработаны технологии, позволяющие создать на месте нарушенных земель сельскохозяйственные участки с урожайностью на уровне зональных показателей. Например, в Новомосковском районе Тульской области на рекультивированных землях получают до 4-4,5 т/га зерна.

На карьерах Московской области пашню создают нанесением на поверхность отвалов слоя глауконитового песка. Внесение азотных удобрений позволяет увеличить урожайность этих земель на 30-50%, по сравнению с обычными почвами.

Бросовые земли могут быть использованы для создания крупных специализированных сельскохозяйственных предприятий.

Егорьевское фосфоритное месторождение является хорошим примером успешной рекультивации земель. В условиях Курской магнитной аномалии получены положительные результаты от формирования искусственных почв на породах отвалов и прилегающих низкопродуктивных угодьях, которое было осуществлено посредством нанесения слоя чернозема и окультуривания потенциально плодородных пород.

Вскрышные породы в зоне Курской магнитной аномалии по степени пригодности для освоения и ввода в сельскохозяйственный оборот подразделяют на:

1. Породы высокого качества, пригодные для возделывания бобовых и злаково-бобовых трав, некоторых полевых культур. К ним относятся лёссовидные суглинки, лёссы, грунтосмеси, суглинки с другими породами.
2. Породы среднего качества, пригодные под облесения и залужения: пески, грунтосмеси алевритов с мелом, суглинком, мергелем, глины колловея.
3. Породы низкого качества, пригодные под облесения и залужения после предварительного улучшения: девонские отложения, мел.
4. Пиритсодержащие породы, сильно кислые, непригодные для биологического освоения.

Источник