Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв. Часть 1. Земельный фонд и плодородие почв

Подождите немного. Документ загружается.

веществ атмосферными водами. Сущность приспособления состоит в накоп-

лении и удержании лесом необходимых ему запасов элементов-органогенов

не в почве, из которой легко идет вымывание, а в более надежном хранилище

– в биомассе. Биологический круговорот элементов в лесах приближается к

непосредственному обмену элементов между организмами и их отмирающи-

ми остатками.

В лесных сообществах миграция элементов происходит не с

нисходящими фильтрующимися водами, а с восходящими к кронам деревьев

растворами различных веществ и их закреплением в биомассе деревьев.

Биологический круговорот элементов в лесном сообществе характеризу-

ется следующим. Опад, формирующий лесную подстилку, – главный источ-

ник снабжения растений элементами питания. Биологическая масса (древе-

сина, хвоя

, листья, ветки) – основная кладовая хранения элементов-

биофилов. Корневые системы даже деревьев-гигантов неглубоко проникают

в почву. Почвенные горизонты находятся под постоянным воздействием

фильтрующихся атмосферных осадков. Почва в процессе почвообразования

все больше теряет потенциальные элементы плодородия, беднеет. В ней об-

разуются почти бесплодные кремнеземистые (подзолы) или железисто-

алюминевые (желтые и красные)

почвы. Очень многие минеральные элемен-

ты, поступающие в растворы почвы, перехватываются корнями. Вода, прохо-

дящая почвенные горизонты, – мягкая, почти не содержит микроэлементов,

слегка желтоватая от органических кислот.

Сосредоточение элементов минерального питания в биогенном веществе

– важнейшая особенность лесных биогеоценозов. Из-за постоянного промы-

вания элементы просто не могли бы остаться в

почве. Однако в целом био-

геоценозы леса содержат большой объем элементов питания и не выпускают

его из своего биологического круговорота.

Продуктивность агроценозов зависит не только от плодородия почвы, но

и от сложного комплекса условий и явлений окружающей среды. Повышение

и поддержание почвенного плодородия является одной из самых важных и

сложных задач

практической и теоретической деятельности человека. В ши-

роком смысле данная проблема охватывает многие вопросы, связанные с

функционирование агроценозов, с взаимосвязью и взаимообусловленностью

всех компонентов ландшафта.

Конечный результат, интересующий человека, – это получение сельско-

хозяйственной продукции большей по массе и экологически чистой по каче-

ству, что интегрально выражается в эффективном или экономическом

плодо-

родии почвы. Поэтому свойство почвы производить биологическую продук-

цию зависит не только от ее особенностей, но от и многих других факторов,

действие которых распространяется далеко за сферу почвенного покрова (по-

годные условия, технологические процессы, вредители и болезни растений,

продуктивность животноводства, деятельность промышленных предприятий,

транспорта и т.п.). В то же

время урожай растений непосредственно оказыва-

ет различное качественно-количественное влияние на свойства почвенного

покрова, на те его особенности, которые определяют уровень плодородия,

зависящий от свойств почвенной массы (агрохимические и физические осо-

бенности, содержание в почве экологически неблагоприятных химических

соединений антропогенного происхождения, биологическая загрязненность и

др.).

2.5. ВЫСОКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ АГРОЦЕНОЗОВ – ОСНОВА

ПОДДЕРЖАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

Природа дает земледельцу весьма разнообразные по агрономическому

плодородию почвы в зависимости от типа естественной растительности.

Предшествующие и очень разные пути формирования почв и их плодородия

под агроценозами начинают вливаться в единое русло в связи с относительно

одинаковым воздействием культурных растений на почву и с однотипным

направлением биологического круговорота веществ. Об активном

воздейст-

вии культурных растений на характер почвообразования свидетельствуют

многие факты, полученные при изучении свойств почвы в прикорневой зоне.

Так, около корней пшеницы, овса, ржи, трав обнаружено повышенное содер-

жание водорастворимого гумуса, обменно-поглощенного аммония, подвиж-

ного калия. Высокая биохимическая активность прикорневой зоны подчер-

кивается повышенным выделением углекислоты и большой активностью

ферментов. В зоне ризосферы увеличивается также общее содержание гуму-

са; здесь идет его синтез. Изменяется состав фракций за счет увеличения ко-

личества гуматов кальция, железа и алюминия.

Биологический круговорот веществ как важнейший фактор развития

плодородия почв продолжается и при смене естественной растительности на

культурную. Весьма существенным показателем биологического круговорота

считается объем

годичного опада, т.е. количество растительных остатков,

ежегодно вовлекающееся в процессы почвообразования. Эти растительные

остатки характеризуют объем энергетического биоматериала, обеспечиваю-

щего многие почвенные процессы.

В агроценозах к опаду относятся пожнивные остатки и корни сельскохо-

зяйственных культур, причем корни растений преобладают: у пшеницы – 85

%, гороха и кукурузы – 90 %, трав – 90-93 %. По характеру поступления и по

объему годичного опада высокопродуктивные агроценозы приближаются к

биоценозам луговой степи. Кроме растительного

опада, важным источником

образования гумуса являются корневые выделения. В составе этих выделе-

ний имеются разнообразные органические вещества: органические кислоты,

аминокислоты, сахара, ферменты, витамины и пр. Физиологами установлена

сезонная ритмичность корневых выделений. Из надземных органов растений

в корни, а затем в почву отток веществ увеличивается после цветения и про-

должается до конца

вегетации.

Это не позволяет рассматривать агроценозы только как потребителей

почвенного плодородия. Оставляя в почвах значительную массу органиче-

ских веществ, культурные биоценозы участвуют и в формировании, и в под-

держании плодородия почв.

Замена естественных биоценозов агроценозами нарушает существовав-

шее равновесие между свойствами почвы и биологическими объектами. В

результате образуются разной степени

несоответствия почвенных свойств и

культурных растений. Противоречия, связанные с неодинаковыми экологи-

ческими особенностями сельскохозяйственных растений и естественных

биоценозов, возникают всегда. На первых этапах возделывания культурных

растений при освоении целинных земель многие свойства почв оказываются

неустойчивыми к новым условиям, не соответствующими новому набору

растительных сообществ севооборота. Поэтому, как следствие докучаевского

закона постоянства

соотношений между почвой и окружающей средой, в

почвенном теле возникают процессы, основное направление которых – при-

вести почвенные свойства в равновесие с культурной биологической средой.

Значительна здесь также роль вмешательства человека во взаимоотношение

почвы и растений. Внесение удобрений, применение различных мелиоратив-

ных и агротехнических приемов способствуют изменению почвенных

свойств, приводят их

в соответствие с экологией культурных растений. Такое

изменение почв, их окультуривание есть особая антропогенная стадия разви-

тия почв.

При окультуривании свойства почв меняются до определенного уровня

равновесия в соответствующей системе земледелия или севооборота. Разные

системы земледелия и севообороты формируют разные уровни плодородия.

Изменение состава культур в севообороте приводит и к изменению почвен-

ного плодородия. Практики-земледельцы всегда констатируют разное плодо-

родие почв в пропашных и травопольных севооборотах, под

конопляниками

и огородами, в поливных и прифермерских севооборотах.

Степень смещения (изменения) естественных свойств почв при окуль-

туривании зависит от экологического сходства или отдаленности биоцено-

зов и агроценозов. Почвы черноземного типа, темно-каштановые, темно-

серые лесные претерпевают меньше изменений, так как агроценозы по сво-

ему воздействию на почву приближаются к травянистой

лугово-степной рас-

тительности. Наоборот, подзолы, красноземы, сероземы и близкие к ним дру-

гие почвы значительно изменяются в процессе окультуривания.

Плодородие почв с культурными биоценозами развивается вместе с раз-

витием производительных сил. Каждому уровню развития производитель-

ных сил соответствует своя продуктивность агроценозов. Обусловлено это

тем, что объем биологического круговорота определяется

интенсивностью

сельскохозяйственного использования. Это важнейшая черта антропогенного

почвообразовательного процесса.

Почва-земля является основным средством производства в сельском хо-

зяйстве, выполняя одновременно две функции: орудия труда и предмета тру-

да. При их помощи человек возделывает необходимые ему растения, получа-

ет разнообразную сельскохозяйственную продукцию. А поскольку почва

участвует в процессе производства она

сама изменяется под влиянием много-

сторонней деятельности человека, становится продуктом труда, результатом

производственной деятельности. И вот здесь возникает проблема охраны

почв: как результат труда почва не должна стать хуже, потерять свое

естественное плодородие.

Существенная особенность почвы как основного средства сельскохозяй-

ственного производства заключается в том, что почва при правильной агро-

технике

, применении удобрений и других приемов не снижает, а увеличивает

свое плодородие. Истощают почву не высокие урожаи, а низкая продуктив-

ность производства и низкая производительность земли. Наши почвы нуж-

даются в заботливой охране. Но надо всегда помнить, что охрана почвы и ее

правильное рациональное использование, повышение плодородия – понятия

неразрывные. Охранять земли – значит рационально их использовать, доби-

ваться высоких устойчивых урожаев и высокой продуктивности сенокосов и

пастбищ. Этого можно достигнуть только с помощью всемерной интенсифи-

кации производства, эффективного осушения и орошения угодий, борьбы с

эрозией почвы, проведения лесозащитного лесоразведения, введения научно

обоснованных севооборотов, совершенствования структуры посевных пло-

щадей.

Несомненно

, несмотря на однотипность воздействия агроценозов на

почвы, последние не теряют черты предшествующих естественных стадий

развития. Каждый почвенный тип в равновесном окультуренном состоянии

будет иметь свои неповторимые черты. Судить о свойствах окончательно

окультуренной почвы трудно, так как системы земледелия неравноценны по

воздействию на почвы, а смена системы земледелия происходит раньше, чем

почвы успеют прийти в равновесие. Почвенные процессы имеют циклич-

ность порядка 100–1000 лет. Системы воздействия человека на почву меня-

ются значительно быстрее. Почвы, не успев вступить в равновесие, вновь об-

ретают способность к движению, изменению.

Есть и другая сторона этого вопроса. В пределах одной системы земле-

делия отношение разных землепользователей к почве

не одинаково. Неради-

вые земледельцы наносят двойной урон благосостоянию: с одной стороны

недодают продукты питания и сырье для промышленности, с другой снижа-

ют плодородие почв, которое восстанавливается медленно, годами, десятиле-

тиями. Пренебрежительной отношение к почве и ее плодородию подрывает

материальную основу повышения урожайности полей, наносит вред интере-

сам землепользователей.

Высокая

культура земледелия и интенсификация сельскохозяйственно-

го производства способствуют охране почв, возрастанию их плодородия,

улучшают химический состав и физико-химические свойства почв. При вы-

соких урожаях объем органического вещества, оставляемого в почве, стано-

вится близким к объему, создаваемому в естественных условиях луговыми

степями, т.е. такими сообществами растений, которые формируют в природе

самые плодородные почвы – черноземы.

Свойства высокоплодородной почвы должны соответствовать высоким

урожаям. Согласно данным физиологов, при условии обеспечения растений

всем необходимым по закону оптимума можно считать урожай пшеницы в 60

ц/га удовлетворительным, 80–90 ц/га – нормальным; 120 ц/га – высоким. Эти

цифры вполне реальны. На Северном Кавказе уже получают сборы зерна в

ряде случаев 50–70 ц/га.

Следовательно, существенная особенность почвы как основного сред-

ства сельскохозяйственного производства заключается в том, что почва

при правильной агротехнике и научно-обоснованных системах земледелия не

снижает, а увеличивает свое плодородие. Высокая культура земледелия спо-

собствует охране

почв, возрастанию их плодородия и оптимизации экологи-

ческого состояния.