3.3 Устойчивость почвенного блока
Разрушение и создание органического вещества составляют сущность почвообразования. Из этого общеизвестного положения вытекает принципиально важное следствие – соотношение между процессами минерализации и гумификации обуславливает экологическое равновесие в почве. Сбалансированность названных процессов отражает суть экологической устойчивости почвенного блока, а следовательно, и агроэкосистемы в целом. Определение количественных параметров, соответствующих состоянию экологического равновесия в почве, раскрытие его природы и разработка на этой основе методов целенаправленного воспроизводства почвенного плодородия – важная научно-практическая задача, требующая комплексных решений, в том числе с учетом и агроэкологических аспектов проблемы.
Достаточно значимым количественным показателем интенсивности процессов минерализации органического вещества почвы может служить отчуждение (вынос) азота с урожаем сельскохозяйственных культур. Процессы гумусообразования, наоборот, связаны непосредственно с накоплением азота в почве, поэтому величину аккумуляции его в приросте запасов гумуса можно принять за объективный показатель гумификации. Исходя из данных предпосылок, оценку сбалансированности процессов гумификации и минерализации в почвенном блоке агроэкосистемы реально проводить, основываясь на определении агроэкологического параметра – коэффициента биологической утилизации азота удобрений (КNут). Названный показатель подсчитывают как суммы коэффициентов усвоения возделываемыми растениями элемента из удобрения (КN усв) и аккумуляции его в приросте гумуса за ротацию севооборота по отношению к количеству, определяемому перед закладкой опыта (КN ак). Отношение коэффициента усвоения азота удобрений к коэффициенту его аккумуляции (КN усв/КN ак) отражает степень сбалансированности в почве процессов минерализации и гумификации, а значит, и направленность процесса почвообразования за ротацию севооборота. Очевидно, что это отношение наряду с другими показателями может служить объективным экологическим критерием оценки устойчивости высокопродуктивной агроэкосистемы. Степень устойчивости почвенного блока агроэкосистемы определяют по формуле:
Эуст= КN усв/ КN ак
Где Эуст – интегральный показатель экологической устойчивости почвенного блока агроэкосистемы;
КN усв – коэффициент усвоения азота культурами за ротацию севооборота, %;
КN ак – коэффициент аккумуляции азота в приросте гумуса за ротацию севооборота, %.
Величина биологической утилизации азота напрямую связана с особенностями их влияния на эффективное и потенциальное плодородие почвы, а также на урожайность и вынос азота возделываемыми на полях севооборота культурами. Многолетними полевыми опытами установлено, что больше азота удобрений утилизируют растения за ротацию, тем меньше его аккумулируется в ноогумусе и тем выше доля коэффициента усвоения (КN усв) в коэффициенте биоутилизации (КNут). Это особенно наглядно прослеживается, например, при заделке в почву зеленого удобрения, богатого легко минерализирующимся веществами (белки, углеводы и т.д.). обратная зависимость наблюдается при запашке в почву инертного органического вещества – соломы, азот ко торой в гумусных веществах минерализуется медленно. Поэтому в коэффициенте биоутилизации азота соломы основная доля приходится на коэффициент его аккумуляции в приросте гумуса за ротацию севооборота.
Коэффициент биологической утилизации азота удобрений полностью определяется его выносом с урожаем возделываемых в севообороте культур. Систематическое внесение только технического азота ведет к ускорению антиэкологического процесса дегумификации почвы. Применение органических азотных удобрений в отличие от минеральных наряду с улучшением азотного питания культурных растений способствует активизации в почве процессов гумификации, что находит отражение в структуре коэффициента биоутилизации.
Как интегральный количественный показатель, характеризующий влияние внесенных удобрений на процессы минерализации и гумификации. КNут отражает изменение как эффективного. Так и потенциального плодородия почвы. Чем выше биоутилизация на фоне оптимального сочетания процессов гумификации и мине6рализации, тем рациональнее применение азотосодержащих удобрений и меньше химическая нагрузка на окружающую среду.
Однако для объективной агроэкологической оценки эффективности применения азотосодержащих удобрений важно знать не только численное значение Кут, но и соотношение между КN усв и КN ак, что особенно существенно для установления изменений устойчивости почвы. Отношение Кусв : К ак в значительной степени отражает природу взаимосвязи между процессами минерализации и гумификации. Оптимизация этих диаметрально противоположных процессов – актуальная проблема формирования экологических систем земледелия, успешное решение которое позволяет контролировать и целенаправленно воздействовать на экологическое равновесие в почвенном балансе агроэкосистемы. Именно сбалансированность процессов минерализации и гумификации обуславливается, с одной стороны, уровень продуктивности возделываемых культур, а с другой – масштабы воспроизводства контроль за этим постоянно протекающими в почве процессами достаточно значим в экологическом отношении.
Более низкое численное значение отношений КNусв : КN ак характерно для инертного органического вещества, в частности соломы, азот который слабо усваивается культурами и большей частью закрепляется в гумусе. Противоположная картина наблюдается при заделке в почву минеральных удобрений и сидеритов, которые влияют, прежде всего, на процессы минерализации.
Варьирование численного значения рассматриваемого отношения в пределах 0,5…15 вполне приемлемо. Снижение его до значения < 0,5 соответственному уменьшению продуцирующей способности растений. Повышение же его до значений > 15 нецелесообразно по экологическим причинам, поскольку в этом случае используемый показатель отражает значительное снижение воспроизводства гумуса, что в конечном итоге неминуемо ведет к опустыниванию агроэкосистем.
Таким образом, показатель биологической утилизации азота удобрений может служить важным агроэкологическим критерием устойчивости почвенного блока, позволяющим судить и об устойчивости всей агроэкосистемы. Критерии Эуст дает возможность количественно оценить степень сбалансированности в почве диаметрально противоположных процессов – минерализации и гумификации, что исключительно важно для моделирования процессов оптимизации эффективного и потенциального плодородия. Определение оптимальных значений коэффициентов биоутилизации (КNут) и устойчивости (Эуст) вносимого азота удобрений за ротацию в севооборотах должно входить в программу агроэкологического мониторинга в длительных стационарных опытах – полигонах, заложенных в различных почвенно–климатических зонах. Следует отметить, что отношение КNусв : КN ак за ротацию севооборота можно использовать в качестве критерия влияния на экологическую устойчивость почвы и агроэкосистемы не только удобрений, но и различных агротехнических приемов.
Методика определения экологической устойчивости почвенного блока.
Эуст= КN усв/ КN ак
Где : КN усв – коэффициент усвоения растениями из удобрения;
Эуст – степень устойчивости почв блока АЭС;
КN ак – коэффициент аккумуляции азота в приросте гумуса.
Рассчитываем показатели экономической устойчивости почвенного блока:
Звено севооборота: пар – ячмень
1.Общий расход азота на создание 27 ц зерна с гектара – 27*3,6=97,2 кг.
0 комментариев