Экологический мониторинг и экологическая экспертиза

Информационная база данных по агрохимическому обследованию полей в первую очередь включает в себя показатели плодородия почвы.

Значительную роль в почвообразовании и плодородии почв играет гумус. Он является одним из основных показателей плодородия почвы. По мере его разложения в почвенный раствор поступают азот и элементы зольного питания растений. Гумус обладает большой поглотительной способностью и обусловливает буферные свойства, препятствуя резким изменениям реакции среды. Он является важнейшим фактором водопрочности, водно-воздушных свойств почвы.

На данном изображении тёмным цветом обозначен гумусовый слой

Гумусом называется сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении органических остатков. Количество гумуса в почве является показателем потенциального и эффективного плодородия почвы. Валовое содержание гумуса определяется условиями и характером почвообразовательного процесса и колеблется в верхних горизонтах профиля от 1-2 до 10-12%, снижаясь с глубиной. Динамичность состава гумуса обусловливается непрерывностью поступления в почву веществ органической природы.

В состав гумуса входят две группы соединений: негумифицированные вещества, представленные соединениями органических остатков растительного и животного происхождения, а также плазмы, микроорганизмов, и собственно гумусовые вещества, составляющие основную часть гумуса.

Содержание негумифицированных соединений в гумусе – 10-15%.

Характерной особенностью этой группы является ее динамичность в почве. В результате процессов трансформации негумифицированных компонентов происходит, с одной стороны, накопление в почве доступных для растений элементов питания, а с другой – за счет гумификации отмечается пополнение состава гумусовых веществ.

Главную и специфическую часть гумуса почвы составляют гумусовые вещества, на которые приходится 80-90% всей массы гумуса.

Гумусовые вещества представляют собой синтез высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений циклического строения и кислотной природы.

Различают две основные группы гумусовых кислот:

Первая группа темноокрашенных гуминовых кислот;

Выделяют еще и гумины – комплекс гуминовых и фульвокислот, прочно связанных с минеральной частью почвы.

При сельскохозяйственном использовании происходит снижение содержания гумусовых соединений в почве. Под зерновыми культурами на каждом гектаре ежегодно теряется от 0,4 до 1 т гумуса, под пропашными потери в 1,5-3 раза выше. Максимум потерь гумуса отмечается в пару.

При прочих равных условиях минерализация органического вещества усиливается на почвах легкого гранулометрического состава и при орошении полей.

Некоторая компенсация потерь гумуса в почвах происходит за счет корневых и пожнивных остатков, многолетних трав. Однако зерновые культуры за год оставляют в почве лишь около 16 ц/га пожнивных остатков, что не обеспечивает поддержания гумуса.

Более выгодными являются бобовые культуры − люцерна оставляет около 75 ц/га растительных остатков. Наилучшим средством возвращения утраченного органического вещества самой почвы является применение органических удобрений (навоз, компосты) и соломы.

Восполнение гумуса возможно и за счет расширения посевов сидератов в качестве промежуточных и основных культур, увеличения площади многолетних трав.

В тесной связи с количеством гумуса в почве находится содержание азота. Азот входит в состав всех белковых веществ, содержится в хлорофилле, нуклеиновых кислотах, фосфатидах.

На долю органических соединений азота сибирских почв приходится 99,5–99,9% общего азота.

Остальная часть азотного фонда представлена минеральными подвижными формами (NH4 и NO3). Минеральный азот образуется в результате мобилизации гумусовых азотсодержащих соединений почвы и растительных остатков.

Доступной формой азотной пищи для растений являются нитраты. Содержание их в почве определяется характером использования почвы, предшественником, гидротермическими условиями.

Наиболее значительно накопление NОз в почве без растений-потребителей – в пару.

Следующим по значимости предшественником в отношении обеспеченности нитратами являются пропашные культуры, где почва в течение вегетации подвергается механической обработке. Под культурами сплошного сева в течение вегетации минеральный подвижный азот активно усваивается растениями и в почве его остается лишь незначительное количество.

Минеральные азотные соединения очень динамичны во времени. Если обеспеченность почв подвижным фосфором и обменным калием можно определить путем отбора пробы почвы в течение вегетации, то показателем обеспеченности растений азотной пищей, а следовательно, эффективности вносимых туков, является лишь ежегодное исходное содержание нитратной формы азота.

Отбор почвенных проб до глубины 40 см может осуществляться поздно осенью после прекращения микробиологических процессов в почве или весной до посева сельскохозяйственных культур.

Согласно предлагаемой шкале наличия NO3 (табл. 1.17) в почве можно определить степень нуждаемости растений в азоте.

Таблица 1.17 - Степень нуждаемости растений в азоте (Гамзиков, 1981)

Содержание N–NО3 в слое 0-40 см, мг/кг	Обеспеченность азотом растений	Потребность в азотных удобрениях
<5	Очень низкая	Очень сильная
5-10	Низкая	Сильная
10-15	Средняя	Средняя
> 15	Высокая	Отсутствует

При планировании внесения удобрений необходимо определить их место в севообороте. Азотные удобрения должны вноситься под отзывчивые культуры на чистых от сорняков полях, при достаточных запасах влаги.

Если в почве перед посевом обнаружено меньше 50 мм влаги, азотные удобрения вносить нет смысла.

При однородности почвенного покрова в хозяйстве характеристика обеспеченности полей может быть составлена путем отбора почвы по основным предшественникам. Эти данные могут быть экстраполированы на соответствующие поля севооборота.

Таким образом, поскольку потенциальное и эффективное плодородие почвы связано с содержанием гумуса, то система земледелия в хозяйстве должна быть направлена не только на получение максимально возможных урожаев полевых культур, но и на сохранение его уровня.

8.1. Содержание гумуса в почве