Плодородность почвы, ее оценка и практическое значение [Часть - 3]

В материалах о почве мы уже рассказали, что такое плодородие, как его посчитать и зачем, поведали о видах плодородия. А также о влиянии окультуривания на оценку плодородия с экономической точки зрения.

МОНИТОРИНГ ПОЧВЫ И ЕЕ ПЛОДОРОДИЯ

Мониторинг почвы – это проведение систематических наблюдений за показателями плодородия почвы и ее качеством. Он частично осуществляется в процессе проведения агрохимического обследования почвы (земель) сельскохозяйственного назначения.

Агрохимическое обследование почвы – исследования почвы сельскохозяйственных угодий с целью установления наличия в ней подвижных форм питательных веществ и потребности в химической мелиорации.

Включает в себя:

• Отбор и подготовку проб для анализа
• Проведение анализа
• Предоставление рекомендаций по внесению удобрений

Согласно информации, размещенной на сайте Украинского центра экологии почв, отсутствие информации о содержании в почве питательных веществ, высокая стоимость минеральных удобрений, неучитывание погодных особенностей климатической зоны могут привести к низкой эффективности производства и неоправданным финансовым затратам. Технология агрохимического обследования почвы, которую разработал данный центр, нацелена на помощь хозяйству и позволяет:

• Повысить эффективность использования почвенных ресурсов
• Уменьшить/оптимизировать использование минеральных удобрений
• Повысить урожайность сельскохозяйственных культур
• Уменьшить себестоимость продукции

В основу новой методики агрохимического обследования положен принцип совместного использования достижений современных технологий и архивных материалов почвенного обследования. В частности, используются космические снимки сверхвысокого разрешения, на которые наносятся контуры каждого поля хозяйства и накладывается цифровая карта почв.

Агрохимическое обследование почв, осуществляемое ГУ «Институт охраны почв», предусматривает определение большего количества показателей, которые характеризуют не только агрохимическое состояние почвы, но и другие показатели ее плодородия и качества. В этом плане агрохимическое обследование почв частично совпадает с задачами бонитировки почв.

По мнению Е. Ярмоленко, результаты мониторинга почвы и агрохимической паспортизации земель сельскохозяйственного назначения необходимы:

• В процессе регулирования правовых основ земельных отношений, при проведении экономической и денежной (нормативной и экспертной) оценки земель, определения размеров платы за землю
• Для планирования мероприятий по воспроизводству плодородия почв и повышения урожайности сельскохозяйственных культур
• Корректировки агротехнологий
• Проведения эколого-агрохимического районирования (зонирования) территории
• Определения зон производства сельскохозяйственной продукции для изготовления продуктов для детского и диетического питания
• Разработки рекомендаций по рациональному и экологически безопасному применению агрохимикатов
• Для создания и ведения национального информационного банка данных о состоянии почв и единой информационно-аналитической системы «Плодородие почв на землях сельскохозяйственного назначения Украины»

Показатели качества почв, которые определяются при агрохимическом обследовании, включают не только показатели плодородия почвы, но и показатели, свидетельствующие о загрязнении почвы тяжелыми металлами, остаточными количествами пестицидов и радиоактивными элементами. На основе результатов агрохимического обследования почв сельскохозяйственного назначения ГУ «Держгрунтоохорона» и его региональные филиалы разрабатывают агрохимические паспорта полей и земельных участков.

Агрохимическая паспортизация земель – это процедура составления агрохимического паспорта поля или земельного участка для обеспечения осуществления контроля за динамикой плодородия почв. В соответствии с нормативно-правовыми требованиями систематически проводится их агрохимическое обследование.

Объектами агрохимической паспортизации земель сельскохозяйственного назначения являются: пашня, в том числе орошаемая, осушенная; сенокосы и пастбища; многолетние насаждения. Агрохимическая паспортизация пахотных земель осуществляется каждые 5 лет, сенокосов, пастбищ и многолетних насаждений – каждые 5–10 лет и является обязательной для всех землевладельцев и землепользователей.

На основании полевых обследований и лабораторных анализов изготавливаются агрохимические картограммы, составляется технологическая и проектно-сметная документация. Разрабатываются рекомендации по эффективному использованию минеральных и органических удобрений, микроудобрений, химических мелиорантов, микробиологических препаратов, регуляторов роста растений, применению сидеральных культур. В радиоактивно загрязненных районах составляются проекты реабилитации земель сельскохозяйственного назначения. Результаты агрохимической паспортизации земель сельскохозяйственного назначения используются при проведении денежной (нормативной и экспертной) оценки земель, определении размеров платы за землю, планировании мероприятий по воспроизводству плодородия почв и повышению урожайности сельскохозяйственных культур, корректировке агротехнологий и севооборотов, проведении эколого-агрохимического районирования (зонирования) территории, мониторинга земель и почв, определении сырьевых зон для выращивания сельскохозяйственной продукции для изготовления продуктов детского и диетического питания и пригодности для ведения органического земледелия, разработке рекомендаций по рациональному и экологически безопасному применению агрохимикатов и в других случаях, предусмотренных законодательством.

Агрохимический паспорт поля, земельного участка используется при расчете нормативов предельно допустимого загрязнения почв, качественного состояния почв, показателей деградации земель и почв, оптимального соотношения культур в севооборотах в разных природно-сельскохозяйственных регионах, которые устанавливаются для достижения высоких и стабильных урожаев и предотвращения истощения и потери плодородия почв вследствие почвоутомления, а также в других случаях, предусмотренных законодательством. В настоящее время в соответствии с существующей нормативно-правовой базой агрохимическая паспортизация земель является обязательной только для земель государственной и коммунальной собственности.

Однако в ближайшее время она может стать обязательной и для земель сельскохозяйственного назначения, которые находятся или будут находиться в частной собственности.

Агрохимическая паспортизация полей (земельных участков) является первоосновой для создания подобных обобщенных картографических материалов и карт на уровне землепользования хозяйства, территории района, области (региона), всей страны.

ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

Воспроизводство плодородия почвы в интенсивном земледелии осуществляется двумя путями: материальным и технологическим. Первый из этих путей состоит в применении орошения, удобрений, мелиорантов, пестицидов, наиболее целесообразном чередовании культур в севообороте и т.д., второй – в почвоохранной обработке, осушении и т. п.  Для успешной реализации этих путей необходимо обеспечить становление оптимальных взаимоотношений между почвой и главной экологической группой растений, выращиваемых на ней, а также специализацию земледелия с учетом агроэкологических и экономических условий. Комплекс основных мероприятий для расширенного воспроизводства плодородия должен входить в состав зональных систем земледелия.

Основными составляющими этого комплекса являются:

• Севооборот
• Система обработки
• Система удобрения
• Химическая мелиорация
• Защита растений
• Орошение и осушение
• Почвозащитные (противоэрозионные) меры
• Культуртехнические мероприятия
• Перспективные сорта и гибриды
• Микробиологические удобрения и биостимуляторы и другие мероприятия

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

Прогнозирование уровня плодородия возможно лишь на основе знаний оптимальных параметров этого плодородия. Этот процесс называется моделированием плодородия, а сам перечень (список) оптимальных параметров, свойств и режимов почвы – моделью плодородия. По определению Т. Н. Кулаковской, «оптимальные параметры свойств и режимов почв – это такое сочетание их количественных показателей, при котором могут быть максимально использованы все жизненно необходимые для растений факторы, наиболее полно реализованы потенциальные возможности выращиваемых культур и обеспечен высокий урожай при хорошем его качестве».

Создать оптимальную модель плодородия почвы – значит, установить оптимальные характеристики ее свойств и режимов. Если свойства почвы (механический состав, содержание гумуса и т.д.) определяют структурную часть модели, то показатели режимов, которые более динамичны, определяют функциональную ее часть, так что в целом модель является структурно-функциональной системой. Как запланировать реальную возможность относительно быстрого и значительного повышения плодородия почвы? На этот вопрос дают ответ ученые ННЦ «Института почвоведения и агрохимии им. Соколовского» НААН Украины. Надо создать модельные поля высокого плодородия. Каждое такое поле – это участки земли для испытаний теоретически разработанной модели в конкретных почвенно-климатических условиях. Эти поля используются и для дальнейшего совершенствования существующей теоретической модели. В ходе моделирования надо добиваться реализации принципа одновременного воздействия на все факторы, определяющие урожай растений.

Одностороннее воздействие на любой из этих факторов без изменения других ведет к уменьшению эффекта от этого влияния, а в дальнейшем приведет и к снижению урожайности. Это положение было установлено еще в опытах Гельригеля по изучению влияния влажности почвы на урожайность ячменя. В этих опытах каждое последующее увеличение влажности на 10% давало какой-то прирост урожая, который каждый раз уменьшался, а при влажности более 60% от новой влагоемкости началось снижение урожайности ячменя. Этот и другие подобные опыты иллюстрируют закон убывающего плодородия Тюрго, который подвергся сокрушительной критике со стороны классиков марксизма-ленинизма. Но этот закон можно рассматривать и как «земледельческий» закон оптимума. И как закон равнозначности и незаменимости факторов плодородия, который хорошо иллюстрируется «бочкой Добенека». Другими словами его можно назвать законом совокупного действия факторов жизни растений, согласно которому урожайность (У) повышается с введением растущих количеств какого-то фактора роста (Х) пропорционально разнице между фактической и максимальной (А) урожайностью:

dY/dX= (A – Y)·C,

где С – постоянная величина.

Это математическое выражение закона совокупного действия факторов жизни растений было предложено Е. А. Митчерлихом. Для расчета оптимальных параметров свойств или режимов почвы ищут статистическую зависимость между урожайностью важнейших культур и этими параметрами. Эта зависимость криволинейная. Ее часто «аппроксимируют» к уравнению квадратичной параболы:

У = А + ВХ + СХ²,

где В – урожайность, а Х – значение параметра. Свободный член (А), а также коэффициенты В и С находят, обрабатывая экспериментальные данные методом наименьших квадратов. Когда этих данных сотни, а то и тысячи – не обойтись без компьютера. Оптимальное значение искомого параметра (Х) зависит от параболы.

Если С<О, то максимум урожайности будет четко определенным (ордината вершины параболы), а соответствующая ей абсцисса даст оптимальное значение искомого параметра.

Если С>О, то параболическая функция максимума не имеет. В этом случае выбор оптимального параметра (Х_опт.) определяется выходом ветви параболы:

а) «левая» ветвь:  Х_опт. = Х_мин., где Х_мин. – минимальное экспериментальное значение Х;

б) «правая» ветвь:  Х_опт. = Х_мах., где Х_мах. – максимальное экспериментальное значение Х.

Применение параболической модели позволило ученым ННЦ «ИП им. А. Н. Соколовского» установить оптимальные параметры содержания элементов питания для различных культур на разных почвах Украины.

Надеюсь, собранная информация была полезной для Вас.