Деградация почв — бич XXI века

В рамках агропромышленного форума «АгроКомплекс-2021» в гибридном формате состоялся круглый стол «Растениеводство: стратегические направления нового сезона». Основной темой, которую обсуждали эксперты, стала деградация почв, причины ухудшения состояния почв в Башкирии, а также в целом по Российской Федерации. Каждый из участвовавших в дискуссии специалистов-почвоведов предложил свои стратегии повышения плодородия почв, рассказал о наиболее эффективных методах улучшения состояния почв, которые были протестированы не только в ходе многолетних опытов и исследований, но и опробованы практическим путем. О самых интересных выводах экспертов, а также о том, какие шаги необходимо предпринять, чтобы повысить плодородие почв, в материале «ГлавАгроном».

Почва является живым организмом и в последние десятилетия испытывает колоссальные нагрузки в связи с интенсивным ведением сельского хозяйства. Если раньше основной проблемой считалась только механическая нагрузка, то теперь эксперты отмечают негативное воздействие на нее пестицидной нагрузки, что неминуемо приводит к снижению плодородия почв. По данным ФАО, 25% продукции не дополучает мир в связи с деградацией почв.

Хали Сафин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Академии наук РБ, считает, что состояние почв в России на сегодняшний день плачевное. Ежегодно площади деградируемых земель в РФ увеличиваются на 1,5 млн га. В среднем водной эрозией с 1 га выносится 7 т почвы, ветровой эрозией — 10-17 т с 1 га. Уже точно известно, что активное сельскохозяйственное использование привело к израсходованию половины плодородия почв в стране, причем по всем регионам ситуация схожая. Немаловажное значение для активизации процесса деградации почв имеет изменение климата: та же среднегодовая температура воздуха имеет тенденцию роста и, согласно расчетам ученых, кривая будет идти наверх.

1. Площадь эродированных земель увеличивается на 1,5 млн га.
2. Водной эрозией с 1 га выносится в среднем 7 т почвы.
3. Вынос мелкозема ветром составляет 10-17 тонн.
4. В 35 регионах РФ происходит опустынивание на площади 100 тыс. га.
5. Местами наблюдаются процессы вторичного засоления, иссушения почв, ирригационной эрозии, переуплотнения и т.д.
6. Практически по всем регионам происходит: 

• уменьшение содержания гумуса, питательных элементов;
• снижение мощности гумусового горизонта, подкисление почвы.

В связи с изменением климата будут наблюдаться как положительные факторы, так и отрицательные. К отрицательным в первую очередь относится увеличение засушливых лет.

Согласно анализу за последние сто лет по регионам РФ, та же Башкирия находится на территории с наибольшей вероятностью засухи. Важно понимать, что за последние годы отмечается увеличение опасных погодных явлений.

Специалисты Академии наук Республики Башкортостан с учетом всех агрохимических данных проводили обследование почв. Результаты исследований за последние 30-40 лет были обобщены, а за основу взяли показания 23 районов Башкирии, где уже прошли и завершились почвенные обследования.

Согласно полученным результатам, ученые установили, что на землях Башкортостана ежегодно теряется около 3 млн т гумуса, отчетливо наблюдается как водная, так и ветровая эрозии, возрастает количество оврагов. В результате из-за воздействия эрозийных процессов, начиная с 2000-х годов, из пашни было выведено более 1 млн 200 тыс. деградированных земель и переведено в кормовые сельхозугодья.

Отмечается интенсивное снижение среднего содержания гумуса в пахотном горизонте почвы по республике. Если ранее содержание гумуса было в пределах 11-12%, сегодня эта цифра колеблется от 5 до 8%.

Изменение климата способствует появлению сорных растений, распространение которых ранее не отмечалось на территории Башкирии. К примеру, в регионе только сейчас стал выявляться ячмень гривастый, в северных регионах «активизировался» борщевик Сосновского, амброзия трехраздельная. В южных районах стало отмечаться появление заразихи подсолнечниковой (растения-паразита), в той же Оренбургской области половина посевных площадей уже поражена заразихой подсолнечника. Понятно, что можно применять разнообразные схемы гербицидных обработок, но это требует от хозяйств больших финансовых расходов.

На сегодняшний день самым актуальным способом восстановления плодородия почв является внедрение почвосберегающих технологий, к которым относится технология No-Till. 

Развитые страны постепенно переходят на почвосберегающие технологии, так как деградация почв является общемировой проблемой. К примеру, в 2009 г. под No-Till было внедрено 106 млн га пашни, на данный момент, согласно регультатам ФАО, площади, где применяется No-Till, превышают 200 млн га.

В той же Аргентине, начиная с 2008 года, хозяйства полностью перешли на прямой посев. В стране даже производство сельскохозяйственной техники «заточено» под No-Till.

Отмечается ежегодный рост мировых цен на дизельное топливо и минеральные удобрения. Однако в тоже время стоимость глифосата постепенно снижается, поэтому аграрии охотнее тратятся на СЗР, чем на технику и другие ресурсы. К примеру, вредное воздействие глифосата на почву составляет около двух недель, а потери почвы при интенсивных технологиях обработки почвы невосполнимые.

Внедрение технологии прямого посева приводит к планомерному оздоровлению почв, что подразумевает постепенный отказ от использования минеральных удобрений. Это уже доказанный факт, результат мирового опыта.

Эксперт привел в пример Казахстан, где внедрение технологии No-Till позволило увеличить урожайность основных сельскохозяйственных культур. К примеру, средняя прибавка урожая без использования удобрений составила в стране 40 ц/га. Также в целом по стране на сельхозугодьях специалисты стали отмечать повышение плодородия почвы. Единственная обработка дискованием проводилась по кромке полей  исключительно противопожарная мера. 

В Башкирии площади под No-Till постепенно увеличиваются. Отчасти это заслуга принимаемым в регионе мерам государственной поддержки и дополнительного финансирования.

Эксперт отметил, что те хозяйства, которые перешли на No-Till, не жалеют о принятом решении. В засушливые годы они получают стабильный урожай. В качестве примера специалист привел СПК «Красная Башкирия».

В ходе исследования было изучено количество сорных растений на полях, где используется классическая обработка почвы и прямой посев. На пропашных землях количество сорняков было в два раза меньше именно при No-Till. На зерновых — большой разницы по сорнякам замечено не было. Однако даже в этом случае отмечался положительный эффект: количество ксерофитов уменьшалось, а на их место приходили мезофиты, что указывало на увеличение количества продуктивной влаги за счет мульчи.

В ходе исследования была проведена оценка степени фитотоксичности почв. Система No-Till от классики ничем не отличалась.

В 2020 году на корневой системе растений была обнаружена микориза и дождевые черви — важная составляющая улучшения здоровья почв. Важно, что при No-Till стало увеличиваться содержание гумуса, а также улучшаться структура почвы.

Татьяна Павлова, кандидат сельскохозяйственных наук, региональный эксперт-почвовед, подробно осветила проблему деградации почв, акцентировала внимание на причины деградации и рассказала о наиболее эффективных методах улучшения состояния почв в России.

В Башкирии на чернозем приходится около 60% всех земель. Однако, по словам эксперта, состояние состояние черноземных почв в Башкирии является неудовлетворительным.

Хорошей считается та структура почвы, где преобладают средние по размеру комки, повышенное количество пыли — негативный показатель. Деструктуризация указывает на разрушение почвенной структуры.

Если рассматривать все почвы Башкирии, участвующие в сельскохозяйственном обороте, с точки зрения их качества, это в большинстве случаев  участки, лишенные влаги. Важно понимать, что посев любой культуры требует наличия в почве достаточного количества влаги. Согласно статистике, отмечается чрезмерное иссушение верхнего слоя (5 см изначально сухие). Посев тех же зерновых требует 4 см влаги в верхнем слое почвы, ее отсутствие вынуждает хозяйства осуществлять сев на глубину более 5 см (преимущественно это 7-8 см), что приводит к чрезмерной изреженности посевов на полях.

Помимо процесса переуплотнения почв, хозяйства сталкиваются с образованием корки на полях, а это чревато ухудшением водного (вода не проходит в нижние слои почвы, а скапливается на поверхности и стекает) и воздушного режимов.

Переуплотнение и коркообразование способствуют высокой вероятности накопления в почве вредных микроорганизмов. 

Корневая система сельскохозяйственных культур в переуплотненной почве испытывает стресс, который приводит к ослабеванию растений, развитию корневых гнилей, снижению продуктивности.

За счет снижения супрессивности почва не может самостоятельно бороться с патогенами, что прямо влияет на итоговую урожайность выращиваемых на таких почвах культур.

Общим направлением улучшения плодородия почв является фитомелиорация. Каждое хозяйство должно индивидуально подходить к выбору стратегии улучшения показателей плодородия. Хорошие результаты демонстрируют сев люцерны, горчицы, донника.

Как отметила эксперт, многие хозяйства пренебрегают внесению кальцесодержащихся препаратов, севом многолетних трав и внесением органических удобрений (навоза). А именно на этих трех «китах» должна выстраиваться система оздоровления почвы.

Важно помнить о плужной подошве, особенно это касается дерново-подзолистых почв, где агрессивные фолиевые кислоты разрушают минеральную часть почвы, мелкие частицы вымываются, выщелачиваются в нижние горизонты и уже там накапливаются. Поэтому нижний горизонт будет уплотненный, что приводит к болезням и стрессам растений.

Сегодня отчетливо видно снижение гумуса в почве. Если раньше на сельхозземлях Башкирии его содержание было в пределах 12%, сейчас хорошо если 6-8%. В той же Саратовской области за каждые 50 лет отмечается снижение гумуса на 1%. Мощность гумусового горизонта снизилась порядка до 20 см. В среднем по регионам этот показатель составляет 5 см.

По Саратовской области, по данным МИС Юго-Востока, каждый сантиметр снесенного слоя плодородной почвы приводит к снижению урожайности культур на 2 ц/га. Исходя из этих цифр несложно посчитать, сколько урожая не добирают хозяйства.

Ежегодно минерализуется до 2,5 т гумуса на га. И никто не задумывается, сколько мы вносим органики в почву? Для того чтобы был сбалансированный, бездифицитный баланс в той же Башкирии, следует вносить 6-8 т на гектар органического удобрения (навоза), а если взять дерново-подзолистые почвы — до 10 т/га органики. 

Любая механическая обработка способствует разрыхлению, окислению органического вещества и его минерализации.

Требуется насыщение севооборотов пропашными культурами, особенно там, где присутствуют интенсивные междурядные обработки.

Потери также связаны с недостаточным возделыванием многолетних трав, недостаточным поступлением органики в почву, водной, ветровой эрозией, низким уровнем внесения минеральных удобрений. 

Сами по себе минеральные удобрения не увеличивают содержание гумуса в почве, но в тоже время они способствуют его стабилизации за счет того, что растения питаются, растут, формируют более мощную корневую систему. Все это способствует поступлению в почву большого количества пожнивных корневых остатков и приводит к стабилизации.

1. Специфические гумусовые вещества (гумус или перегной). Эти вещества мало участвуют в питании растений, но создают для них благоприятную среду. Поэтому наиболее устойчиво земледелие на почвах с высоким содержанием гумуса.
2. Лабильные компоненты органического вещества почвы, которые непосредственно участвуют в питании сельскохозяйственных растений, формируют водопрочную структуру почвы, служат энергетическим материалом для микроорганизмов.

Дефицит лабильных (подвижных) форм органического вещества в почвах определяет состояние так называемой выпаханности — резкое ухудшение питательного режима и структурного состояния почвы (Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов, 1997).

1. Является пищей для микроорганизмов, следовательно, увеличивает микробиологическую активность почв.

2. Увеличивает содержание элементов питания при его минерализации.

3. Как коллоидное вещество увеличивает емкость катионного обмена.

4. Улучшает водные и воздушные свойства: 

• оструктуриванием;
• формированием капиллярной системы и пористости;
• механическим воздействием.

5. Оструктуривает почву посредством воздействия:

• химического — склеивает почвенные агрегаты растворимыми и нерастворимыми в воде комплексами;
• физико-химического — склеивает почвенные агрегаты посредством коллоидного комплекса.

6. Увеличивает количество CO₂ в приземном слое.

7. Протекторная функция — способность инактивировать в почве пестициды, радионуклеиды и др.

8. Физиологическая активность — способность работать на гормональном уровне как регулятор или стимулятор роста растений.

В Башкирии более 30% кислых почв. Подкисление происходит за счет внесения физиологически кислых удобрений. Кислотность тормозит поступление элементов питания через корень. Оптимальная реакция среды находится в пределах от 6,5 до 7,5.

При рН нише 6,0 и выше 8,0 урожайность снижается более чем на 30% за счет того, что происходит остановка поступления элементов питания к корням растений. Зная реакцию среды, можно выбрать оптимальный комплекс удобрений.

Известкование. Внесение в почву кальция и магния в виде карбонатов, окиси или гидроокиси.

Внесение физиологически щелочных удобрений (натриевой селитры, мочевины, аммиачной селитры, фосфоритной муки и т.д.).

Внесение органических удобрений (навоза).

Фитомелиорация (посев многолетних трав).

Подбор культур в севообороте, способных произрастать при повышенной кислотности почвы и давать удовлетворительный урожай.

Сидерация — посев культур (лучше бобовых) с целью запашки зеленой массы (сераделла, донник желтый, горчица и т.д.).

Подбор технологий возделывания сельскохозяйственных культур с целью накопления пожнивно-корневых остатков.

Повышение плодородия почв — работа не одного дня и даже года. То, что создавалось природой столетиями уничтожилось человеком буквально за несколько десятилетий. Теперь наше поколение пожинает плоды интенсивного ведения сельского хозяйства и все чаще задумывается над внедрением технологий прямого посева как одного из основных стратегических направлений повышения плодородия почвы, увеличения гумуса, улучшения микробиологических показателей.