Гумус и управление плодородием почвы

Продолжаем рассматривать на страницах журнала один из самых актуальных вопросов современного земледелия, который сегодня волнует всех: и фермеров, и ученых. Речь идет о плодородии почвы и методах, которые могут остановить его падение. Своими взглядами на эту проблему земледелия с редакцией журнала поделился директор Сибирского научно-исследовательского института земледелия и химизации доктор биологических наук Иван Николаевич Шарков.

Органическое вещество почвы и его основной компонент – гумус – оказывают благотворное влияние на многие жизненно важные для растений свойства почвы. Не случайно для многих специалистов в области земледелия сохранение и накопление в почве гумуса стало синонимом воспроизводства почвенного плодородия.

В экстенсивном земледелии, когда урожаи культур формируются преимущественно за счет минеральных элементов самой почвы, значимость органического вещества определяется прежде всего его ролью в формировании питательного режима почвы. Для такого земледелия содержание и состав органического вещества почвы, по существу, являются количественной характеристикой уровня почвенного плодородия. Интенсивное земледелие характеризуется тем, что управление продукционным процессом растений происходит в значительной степени с помощью минеральных удобрений, пестицидов и регуляторов роста растений. При этом ценность органического вещества обуславливается прежде всего его способностью улучшать водно-физические, технологические и фитосанитарные свойства почвы.

Сегодня вряд ли у кого вызывает сомнение утверждение, что для земледельцев возделывание сельскохозяйственных культур на землях с большим содержанием гумуса более предпочтительно, чем на низкогумусированных. Однако необходимо иметь в виду две принципиально различные ситуации:

– использование преимущества более гумусированной почвы после распашки целины или залежи;

– создание этих преимуществ в пахотной почве путем накопления в ней гумуса за счет специальных агротехнических мероприятий.

В первом случае мы расходуем «полученный даром» природный ресурс, во втором – вынуждены сопоставлять затраты на накопление гумуса с выгодой, которую это накопление может обеспечить.

По этому поводу известный американский агрохимик У. Эндрюс писал: «Высокое содержание органического вещества в почвах представляет большую ценность, но обогащение бедных почв органическим веществом обходится слишком дорого». Слово «бедных» сегодня следует понимать не только в прямом смысле, но и относить к так называемым выпаханным почвам, в которых содержится немало гумуса, но он представлен преимущественно консервативными, трудно поддающимися минерализации соединениями.

В современных условиях наиболее актуальной является ситуация по управлению плодородием старопахотных почв. Важно адекватно оценивать роль гумуса как фактора почвенного плодородия и обоснованно принимать те или иные решения по его воспроизводству. При этом необходимо знать ответы на ряд вопросов, главными из которых, на наш взгляд, являются следующие:

1) какие изменения происходят с органическим веществом пахотных почв?

2) чем это может быть чревато для земледелия?

3) в чем должна состоять суть стратегии и тактики земледельцев в вопросах воспроизводства почвенного гумуса?

В совокупности эти вопросы характеризуют сущность проблемы гумуса в земледелии.

Системный подход

Управление плодородием почвы должно рассматриваться в качестве составной части системы управления продуктивностью агрофитоценозов. Суть этой системы управления заключается в определении в каждой конкретной ситуации цепочки факторов, лимитирующих урожайность культуры, и последовательном их улучшении с помощью наиболее эффективных агротехнических приемов.

Необходимость в управлении плодородием почвы возникает в том случае, если таким фактором выступает какое-либо свойство почвы. При этом сущность управления сводится к решению трех задач:

1) выявление свойства почвы, лимитирующего урожайность культуры;

2) определение предела, до которого необходимо улучшить данное свойство;

3) выбор наиболее эффективных средств этого улучшения.

Пытаться повышать плодородие почвы без связи с текущей продуктивностью культур и экономикой производства – значит, в лучшем случае получать низкую окупаемость затрачиваемых ресурсов, в худшем – нести убытки с неблагоприятными экологическими последствиями.

Воспроизводство гумуса в почвах должно являться составной частью системы управления ее плодородием. Специально регулировать содержание или состав органического вещества в почве имеет смысл только тогда, если это регулирование явится наиболее эффективным средством улучшения свойства почвы, лимитирующего урожайность культуры.

Ключевой вопрос проблемы гумуса – вопрос о величине его критического уровня. Почвы, уровень гумусированности которых выше критического, не нуждаются в специальном регулировании запасов гумуса. При этом остается актуальной задача оценки его количества и качества для определения минерализации почвенного азота и уточнения на этой основе доз азотных удобрений в соответствии с запланированными уровнями урожайности культур.

Исторические аспекты

Необходимость повышения почвенного плодородия и накопления в почвах гумуса часто рассматривалась в качестве приоритетной задачи при разработке систем земледелия. Начало было положено в середине 30-х годов прошлого столетия, когда в советской сельскохозяйственной науке на несколько десятилетий утвердились представления о том, что основной причиной невысоких урожаев культур является низкий уровень почвенного плодородия. Вначале, в соответствии с представлениями академика В. Р. Вильямса, это связывалось с утратой пахотными почвами водопрочной структуры. Впоследствии, после отказа в 60-х годах прошлого столетия от травопольной системы земледелия, на которую возлагались задачи по оструктуриванию почв, стало доминировать мнение, что причина низких урожаев культур лежит в недостаточном содержании в почвах гумуса. При этом роль гумуса в плодородии почвы стала признаваться ведущей. Упор в исследованиях все чаще стал делаться на поиск путей увеличения в почвах запасов гумуса (расширенного воспроизводства плодородия). Причем зачастую данный момент рассматривался вне связи с урожайностью культур и экономикой производства.

При этом остался незамеченным вывод уже упоминавшегося У. Эндрюса, который еще в 50-е годы прошлого столетия писал, что уровень содержания органического вещества в почве «не может быть повышен внесением зеленых удобрений, навоза или минеральных удобрений, если применять эти удобрения в экономически выгодных дозах».

Неоднозначным оказался и вопрос об улучшении почвенной структуры. На примере черноземов Центрально-Черноземных областей России П. Г. Адерихиным было показано, что после распашки целины структура почв утрачивается уже в первые 3–5 лет, а восстанавливается при оставлении почвы в залежь только за 25–30 лет.

Ясно, что двухлетнее использование трав в рекомендованных В. Р. Вильямсом 8–10-польных полевых севооборотах не могло существенно сказаться ни на накоплении гумуса в почве, ни на улучшении почвенной структуры. В этой связи уместно привести слова академика Н. М. Тулайкова, который, критикуя травопольную систему земледелия, отмечал: «практика зернового хозяйства нашей страны и других стран совершенно определенно не подтверждает необходимости трав в огромном большинстве случаев».

Т. С. Мальцев считал, что дополнил концепцию В. Р. Вильямса. Он утверждал, что накапливать гумус и оструктуривать почву могут и однолетние культуры, если поддерживать почву в уплотненном состоянии. Это утверждение, соответствовавшее официальным представлениям того времени, дало путевку в жизнь прогрессивной системе обработки почвы. Однако экспедиция Почвенного института под руководством академика И. В. Тюрина, специально исследовавшая в 1953–1956 гг. мальцевскую систему обработки почвы, пришла к выводу, что эта система не способствует ни накоплению перегноя, ни улучшению почвенной структуры. Очевидно, в системе земледелия Т. С. Мальцева сравнительно высокие урожаи зерновых культур (18–20 ц/га) обеспечивались благодаря известным агротехническим мероприятиям (качественный уход за чистым паром, правильная сортовая стратегия, оптимальное сочетание ранних и поздних сроков сева и др.), и нет оснований относить этот успех на счет почвенного гумуса.

Весьма спорным оказался и тезис А. М. Лыкова об увеличении окупаемости минеральных удобрений, в том числе их высоких доз, прибавкой урожая на более гумусированных почвах. Оказалось, что причина этого «увеличения» кроется в особом способе расчета: прибавка от минерального удобрения находилась по разности урожаев на вариантах «NPK» на более гумусированной почве и «контроль без удобрений» – на менее гумусированной. При правильном определении прибавки урожая от NPK вывод получается прямо противоположным. Например, В. Е. Явтушенковым на основе обобщения большого количества данных показано, что окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая на менее гумусированных почвах, как правило, значительно выше, чем на более гумусированных.

Таким образом, традиционные рекомендации по воспроизводству гумуса в почвах, в основе которых в разных вариациях лежит тезис о том, что «гумус необходимо накапливать, потому что это главный фактор почвенного плодородия», весьма привлекательны, но далеко не всегда корректны с точки зрения возможности и целесообразности их практической реализации.

(Полную версию статьи читайте в журнале «Аграрный сектор» в №4 (38) за декабрь 2018 г.)

Заявки на подписку принимаются по тел.: 8 (7172) 23-84-36, +7 701 342 3046.

Подписку можно оформить в редакции и на сайте журнала www.agrosektor.kz, в разделе "Подписка".

Российским читателям обращаться по подписке в представительство в г. Кургане.

Менеджер по России и странам Восточной Европы - Наталья Махнина: тел. моб. 89125794282, e-mail: agrokurgan@yandex.ru