Стратегии поддержания бездефицитного баланса гумуса в пахотных почвах

Гумус определяет плодородие почвы и напрямую влияет на урожайность сельскохозяйственных культур. В естественных условиях его содержание стабильно, но при распашке и интенсивном использовании земель этот баланс неизбежно нарушается. Чтобы сохранить потенциал поля и не допустить истощения земель, агроному необходимо создать условия для бездефицитного баланса органического вещества.

Почему пашня теряет гумус и как компенсировать потери

Потери гумуса на окультуренных почвах происходят непрерывно. Интенсивная обработка ускоряет доступ кислорода в глубокие слои, провоцируя быстрое разложение органики. минеральных удобрений">Применение минеральных удобрений также активизирует почвенную микрофлору, которая начинает интенсивно разрушать гумус для обеспечения своей жизнедеятельности.

Основными факторами снижения запасов гумуса в почве являются:

• уменьшение количества поступающих растительных остатков при замене естественного биоценоза агроценозом;
• ускорение минерализации органического вещества из-за частой механической обработки и повышенной аэрации;
• разложение и биодеградация гумуса под воздействием физиологически кислых удобрений;
• усиление минерализации при проведении осушительных или оросительных мероприятий;
• развитие водной и ветровой эрозии почв.

Для восполнения потерь органического вещества в практике используют комплекс агроприемов. Их выбор зависит от специализации хозяйства и доступности ресурсов. Основная задача — обеспечить постоянный приток свежего органического вещества в почву.

• внесение органических удобрений в чистом виде или в сочетании с минеральными туками;
• запашка зеленых удобрений (сидератов), а также сохранение пожнивно-корневых остатков;
• включение в севооборот бобовых культур и бобово-злаковых травосмесей с преобладанием бобового компонента;
• заделка измельченной соломы в сочетании с азотными удобрениями;
• использование различных органических отходов сельскохозяйственного происхождения.

Скорость разрушения (минерализации) гумуса неодинакова. Она напрямую зависит от гранулометрического состава почвы, а также от выращиваемых культур и технологии их возделывания. На легких песчаных почвах органика распадается быстрее, а в чистом пару потери достигают максимума.

• Минерализация свежей органики за 2 года — 70–80%
• Гумификация свежей органики — 20–30%
• Ежегодная потеря запасов гумуса — 1,5–2,0%
• Содержание азота в гумусе — около 5%
• Коэффициент гумификации навоза (при сухом веществе 25–50%) — 20–25%

Как рассчитать баланс гумуса и нормы внесения органики

Расход гумуса тесно связан с азотным питанием растений. Если азотный баланс на поле отрицательный, культуры начинают компенсировать дефицит за счет почвенного органического вещества. Общие размеры убыли зависят от вида растений и их продуктивности.

Для точного планирования нормы внесения органики необходимо рассчитать объем разрушенного за сезон гумуса. Сделать это можно по специальной формуле выноса азота:

Гм = (Уо · KN + Уо · КР · КNP) · 0,6 · 20

где:

• Гм — количество минерализованного гумуса, ц/га;
• Уо — урожай основной продукции, ц/га;
• КN — вынос азота 1 ц основной и соответствующим количеством побочной продукции, кг;
• КР — коэффициент выхода растительных остатков по отношению к основной продукции;
• КNР — вынос азота 1 ц растительных остатков, кг;
• 0,6 — коэффициент выноса азота почвы по отношению ко всему выносу его растениями;
• 20 — коэффициент перевода азота в гумус.

Все необходимые справочные данные для расчетов содержатся в региональных агрохимических руководствах. Они учитывают специфику местных почв и климата.

Параллельно с распадом в почве идет процесс гумификации — превращения свежих органических остатков в гумусовые вещества. Ежегодно за счет корневых и пожнивных остатков запасы гумуса частично восполняются. Зерновые культуры возвращают в почву 0,4–0,6 т/га гумуса, пропашные — 0,2–0,3 т/га, а многолетние травы — 0,5–1,0 т/га. Коэффициент гумификации остатков зерновых культур и многолетних трав равен коэффициенту гумификации подстилочного навоза, а для пропашных культур он в два раза меньше.

Для долгосрочного планирования важно понимать динамику плодородия на несколько лет вперед. Ожидаемые запасы гумуса за полную ротацию севооборота можно спрогнозировать по формуле накопления органического вещества:

St = (S0 + Kг · A · t) · (1 – Км)

где:

• St — запасы гумуса через t лет, т/га;
• S0 — исходные запасы гумуса, т/га;
• Кг — коэффициент гумификации свежих органических веществ в долях единицы (за единицу принимается А);
• А — количество поступающих в почву свежих органических веществ, т/га;
• t — время прогноза, лет;
• Км — коэффициент минерализации гумуса в долях единицы.

Накопление гумуса увеличивает в почве долю его лабильной фракции. Этот активный гумус способен к интенсивной минерализации. Именно он расходуется на текущее питание растений в период вегетации.

Для поддержания стабильного бездефицитного баланса требуются регулярные компенсационные дозы навоза. Его объемы существенно различаются в зависимости от почвенно-климатической зоны. Ориентировочные нормативы внесения представлены ниже.