Особую опасность представляют радиоактивные элементы, загрязнения которыми природных сред обусловлено различными источниками. Это и глобальное распределение продуктов испытания ядерного оружия, и выброс радиоактивных веществ из 4-го энергоблока ЧАЭС в 1986 году, плановые и аварийные выбросы радиоактивных веществ предприятиями атомной промышленности, выбросы радиоактивных веществ с действующих АЭС, привнесенная радиоактивность (твердые радиоактивные отходы и радиоактивные источники).

В связи с общим ухудшением экологического равновесия, урбанизацией, увеличением прессинга химических средств существенно усиливается в некоторых районах опасность загрязнения водных источников тяжелыми металлами, радионуклидами и другими токсическими веществами. Одной из причин загрязнения окружающей среды в сельскохозяйственных предприятиях является отсутствие складов для удобрений и навозохранилищ.

Вполне понятно, что с уменьшением содержания гумуса связано ухудшение всех остальных агропроизводственных свойств почвы: химических, физических, структурно-агрегатного состава, водно-воздушных характеристик, пищевого режима, емкости обмена и других. Поэтому без повышения в почвах запасов органического вещества или хотя бы поддержания содержания гумуса на существующем уровне не может идти речи о коренном повышении почвенного плодородия в целом и эффективного в частности.

В заключение по разделу считаем не лишним привести слова В.А. Ковда и Н.Ф. Глазовского (1986): "… воздействие человека на почвы и реакция почв на это воздействие имеют глобальные масштабы. Сопоставление различных процессов этого общего явления показывает, что для нашей планеты наиболее опасным является процесс опустынивания и эрозии, приводящий к наибольшим потерям почвенных ресурсов. Именно на борьбу с этим явлением и должны быть направлены в первую очередь усилия мировой науки. Для отдельных районов наиболее опасными могут быть и другие процессы - загрязнения, засоления, переуплотнения почв и особенно увеличения солевого дренажного стока".

4. Многолетний мониторинг плодородия почв

4.1 Процессы подщелачивания и подкисления

Реакция почвенного раствора оказывает большое влияние на растения и почвенные микроорганизмы. Известно, что большая часть сельскохозяйственных культур лучше всего произрастает при нейтральной или слабокислой реакции. Так, для пшеницы оптимум рН находится в пределах 6,3-7,3, кукурузы - 6,0-7,0, сахарной свеклы 7,0-7,5, подсолнечника - 6,0-6,8, гороха 6,0-7,0 и т.д. Кислая и щелочная среды угнетают развитие большинства сельскохозяйственных культур и даже могут быть губительными для них.

Реакция среды оказывает также большое влияние на постоянно протекающие в почве химические, физико-химические и биологические процессы. От нее зависит характер поступления питательных веществ в растения. При подкислении почвенного раствора, например, повышается растворимость фосфатов кальция и магния, а при подщелачивании, наоборот, растворимость и доступность их растениям снижается. В.Д. Панников и В.Г. Минеев (1977) установили, что кислая реакция усиливает поступление анионов, а щелочная - катионов.

Наибольшая активность микробиологических процессов наблюдается при рН 6-8, гумификации при рН 5-7,5, наивысшая доступность азота при рН 6-8, фосфора 6,5-7,5, калия 7-8, кальция и магния при 7-8,5, меди и цинка - 5-7, железа - 4,-6,5, бора - 5-7 и т.д.

Наличие материалов по величине рН почв двух периодов обследований (1986 и 2005гг.) позволило нам сопоставить эти показатели не только в пахотном горизонте, но и по слоям почв до глубины 150 см.

Судя по нашим данным, за истекшие 20 лет в слое почвы 0-30 см ситуация с рН по сути дела не изменилась (слабое подкисление находится в пределах ошибки опыта и недостоверно математически). То же самое относится и к слою 30-60 см, где отмечено минимальное недостоверное подщелачивание (0,02 единицы за 20 лет). А вот лежащие ниже слои (60-90 и 100-150 см) обнаружили явное, математически достоверное подщелачивание, что хорошо согласуется с отмеченным выше выщелачиванием карбонатов.

С учетом того, что на территории землепользования в последние годы вся солома измельчалась и запахивалась, что вело к подкислению почв, можно интуитивно заключить, что при отсутствии этого антропогенного воздействия процесс был явно направлен в сторону некоторого подщелачивания почв. Скорее всего, этому способствовало активное выщелачивание карбонатов из верхних горизонтов в связи с возросшим годовым количеством осадков на 105 мм в рассматриваемый отрезок времени.

4.2 Ситуация с пищевым режимом

Одним из главных показателей эффективного плодородия почв является состояние их пищевого режима или обеспеченность их элементами питания растений. Каштановые почвы по валовым запасам азота (0,14% или 3,7 т/га в слое 0-20 см) значительно, в 2-3 раза, уступают черноземам в связи с их пониженной гумусированностью. К тому же основная часть азота здесь мало доступна для растений, поэтому озимые культуры, особенно ранней весной, испытывают его недостаток и азотные подкормки на основании данных листовой диагностики здесь весьма эффективны.

По валовым запасам фосфора (0,15% или около 4 т/га в слое 0-20 см) каштановые почвы мало отличаются от черноземов, а нередко даже превосходят их, что объясняется относительной молодостью каштановых почв и богатством их минеральными элементами питания растений. Относительно высокие валовые запасы фосфора в почвах способны на протяжении многих лет обеспечивать получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур, но из-за трудной доступности растениям этого элемента вследствие связывания его карбонатами каштановые почвы отзывчивы на внесение фосфорных удобрений и обеспечивают при этом высокие прибавки урожая повышенного качества.

Еще лучше дело обстоит с обеспеченностью почв валовыми формами калия. Как и черноземы, они содержат его 2,00-2,05%, а по запасам (54 т/га в слое 0-20 см) в 1,3-1,4 раза даже превосходят черноземы.

Перед началом широкой химизации сельского хозяйства и особенно массового применения минеральных удобрений (1966 год) пахотные почвы Апанасенковского района содержали в среднем 20,2 мг/кг подвижного фосфора (от 17,0 до 23,5 мг/кг) и 403 (374-443 мг/кг) обменного калия. В почвах соседнего Арзгирского района, также относящегося к Приманычской впадине, содержалось соответственно подвижного фосфора 17,9 (13,0-23,8) и обменного калия 437 (388-506 мг/кг почвы).

С 60-х годов прошлого столетия и почти до конца 80-х годов отмечался значительный рост объемов применения минеральных удобрений (табл. 26). Так, в период с 1981 по 1985 год их ежегодно вносилось по 39 кг на гектар пашни в действующем веществе, в 1986-1990гг. - по 48 кг. Но уже в период с 1991 по 1995гг. каждый гектар пашни ежегодно получал только по 14 кг удобрений, а в 1999 году, например, лишь по 2,6 кг, причем, практически только азотных, которые, как известно, либо выносятся с урожаями, либо улетучиваются, либо легко мигрируют по профилю, то есть практически не накапливаются в почве. К счастью, в последние годы отмечается некоторый рост объемов вносимых удобрений, но, тем не менее, в 2001-2004 годы они были еще на порядок ниже объемов периода 1981-1985гг.

Вследствие нарастающих объемов применения минеральных удобрений от 60-х годов к 80-90-м наблюдался и заметный рост урожайности и валовых сборов озимой пшеницы да и других возделываемых культур, как и неуклонно возрастало, достигая своего оптимума, содержание в почвах района подвижного фосфора и обменного калия. Так, в период 1964-1968гг. среднее их содержание составляло соответственно 20 и 403 мг/кг в пахотном горизонте, в период с 1968 по 1976 год - 21 и 472, в 1976 - 1983гг. - 26 и 490, в 1983-1988гг. - 27 и 468, в 1988-1993гг-29 и 414, а в 1993-1996гг. уже заметно снизилось, составив по Р2О5 лишь 22, а по К2О - 409 мг/кг. По данным анализа 68 разрезов, заложенных в 2005 году на территории СПК "Белокопанское", среднее содержание подвижного фосфора в пахотном слое составляет 21,3, а обменного калия 426 мг/кг почвы. При этом из 68 точек 35 оказались с содержанием Р2О5 менее 20 мг/кг, 19 содержат 20-30 и только 14 - более 30 мг/кг почвы.

Таким образом, резкое сокращение объемов применяемых удобрений уже через 3-5 лет приводит почвы по пищевому режиму фактически в первоначальное исходное состояние, в котором они пребывали до начала массового применения удобрений. Иначе говоря, тот запас питательных веществ для растений, который накопился в почве при многолетнем внесении больших количеств минеральных удобрений, расходуется на вынос с урожаями в сравнительно короткий отрезок времени (3-5 лет), если прекращается применение удобрений или оно сводится к известному минимуму.

5. Мероприятия по охране и повышению плодородия почв

Важнейшим условием высокой продуктивности растений является обеспеченность их влагой. На каштановых почвах это условие чаще всего не обеспечено, ибо они характеризуются непромывным водным режимом и периодическими засухами. Испарение с поверхности почвы и транспирация растениями влаги здесь, как правило, превышает объем годового увлажнения.

Следует иметь в виду также и то обстоятельство, что часть влаги атмосферных осадков в виде снега или местного стока уходит из почв и с полей в речную сеть и потому реальный водный режим каштановых почв оказывается еще хуже, чем это складывается из соотношения осадки - испарение. В остро засушливые годы в каштановых почвах отмечается значительный дефицит влаги, так как выпадающие осадки не в состоянии покрыть потребность культур для формирования высокого урожая. Поэтому накопление и сохранение влаги в каштановых почвах для получения планируемых высоких урожаев - острейшая задача земледелия.

Сельскохозяйственная наука и передовая практика убедительно свидетельствуют о том, что приемы снегозадержания на полях в виде стерни, временных щитов, высокостебельных кулис, соломенной мульчи, лесополос, полосного чередования культур и др. способствуют увеличению запасов влаги на полях на 20-40%. При этом под покровом снега почва почти не промерзает и при весеннем снеготаянии идет активная инфильтрация влаги в почву. Следовательно, раньше и с большим запасом влаги начинается вегетационный период. При поперечной обработке склонов, лунковании, щелевании успешно задерживаются на склонах талые воды, что способствует не только дополнительному накоплению влаги, но и ослаблению и даже предотвращению смыва почв и удобрений. Своевременное весеннее боронование или культивация также заметно уменьшают допосевное испарение влаги из почвы.

Значительно теряется влага из почв и осенью в послеуборочный период особенно при глубокой отвальной пахоте. Вспаханная ребристая поверхность верхнего слоя сильно пересыхает, теряя до 50-70 мм влаги. В допосевной период весной потери влаги также могут быть весьма значительными - до 20-30 мм.

Многолетний положительный опыт Казахстана, Южной Сибири, Полтавщины показал, что безотвальная обработка почв с сохранением стерни, мульчирование соломой способствуют эффективному снегозадержанию, снижению поверхностного стока талых вод, ослаблению испарения, увеличению запаса влаги в почвах, а, значит, и большей устойчивости урожаев. Хорошо себя зарекомендовал и повышенный - высокий срез стерни соломы, а также минимальные и нулевые обработки.

В деле накопления влаги положительную роль играют черные (чистые) пары. На них всегда урожаи выше, чем по непаровым предшественникам, к тому же они всегда гарантированны, хотя и здесь довольно велики непроизводительные потери влаги, исчисляемые величинами в 50-150 мм и более. Словом, пар влагу практически не накапливает, а сохраняет. И все же, несмотря на это по парам в особенно засушливые годы получают урожаи в 2-3 раза выше, чем по непаровым предшественникам.

Кулисные или занятые пары могут выступать в качестве экономически рационального компромисса: они используют часть потенциально испаряемой влаги для создания продукции, а кулисы ослабляют ветер и физическое испарение на паровом поле, уменьшают опасность дефляции, увеличивают накопление снега, если кулисы оставлены с осени.

На каштановых почвах, отличающихся повышенной плотностью вследствие их малой органогенности, глубокая пахота, пожалуй, будет способствовать обеднению пахотного слоя органикой и снижению его потенциального плодородия, а вот щелевание, разрыхление пахотного слоя без оборота пласта значительно повысило бы их водопроницаемость, общие запасы влаги и снизило бы поверхностный смыв почвы.

На фоне всех этих, а возможно и каких-то других агротехнических приемов орошение каштановых почв может стать, с учетом его дороговизны, дополнительным к естественным осадкам с корректировкой оросительных норм и сроков орошения с учетом погодных условий каждого года и на каждой оросительной системе.

При этом вся водоподводящая и оросительная сеть должна иметь гидроизоляцию для полного исключения потерь воды на фильтрацию во избежание подтопления и вторичного засоления. При высокой влажности почвы желательно не производить обработку тяжелыми сельскохозяйственными машинами и орудиями во избежание уплотнения пашни.

Производить поливы следует только при дефиците почвенной влажности, поддерживая ее в пределах 60-100% наименьшей влагоемкости, не допуская переувлажнения или чрезмерного иссушения почвы. Поливные нормы должны составлять не более 350-400 м3/га для исключения избыточной фильтрации. При таких нормах полива глубина промачивания не должна превышать 1,5 метра. Уровень грунтовых вод на орошаемых полях следует поддерживать не выше 5-6 м. Обязательным следует считать проведение мониторинга водно-солевого режима орошаемых почв, их гумусового и структурного состояния, физико-химических процессов.

Страницы: 1, 2, 3