Деградация почв — бич XXI века

29.03.2021
Технологии
2607
che24.online
Фото:che24.online

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.

Эксперты о здоровье почв: ZOOM-марафон с Еленой Соколовой

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.

Аномалии среднегодовой температуры приземного воздуха в России с 1886 по 2012 годы. Фото: Башкирская выставочная компания

Ежегодные почвенные потери РФ

  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.

Динамика роста опасных погодных явлений в России с 1998 по 2015 годы. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

Баланс положительных и отрицательных последствий изменения природной среды и климата для сельского хозяйства России. Фото: Башкирская выставочная компания

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%.

Снижение среднего содержания гумуса в пахотном слое почвы РБ, %. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

Ячмень гривастый в РБ
Ячмень гривастый в РБ

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.

Развитие No-Till в мире. Фото: Башкирская выставочная компания

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

Производство сеялок для No-Till в Аргентине. Фото: Башкирская выставочная компания

Почему страты пошли на внедрение почвосберегающих технологий

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.

График стоимости «Глифосата» и топлива 1980-2012 гг. (Западная Канада). Фото: Башкирская выставочная компания

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

ТОП главных вопросов о No-Тill в России

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.

Структурный состав почвы с использованием обычных технологий и No-Till. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

Содержание гумуса в пахотном слое почвы, %. Фото: Башкирская выставочная компания

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

Оценка степени токсичности почв с помощью кресс-салата Lepidium sativum L. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

Основные проблемы с почвами в Башкирии

Деструктуризация

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

Проблемы потенциального плодородия почв. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

Переуплотнение и коркообразование

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.

Проблемы потенциального плодородия почв. Фото: Башкирская выставочная компания

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

Переуплотнение почв, плодородие и урожайность: связь очевидна

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

Снижение супрессивности

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

Факторы индукции супрессивности почвы агроценозов

Пути решения проблемы деградации почв

Участие в севообороте культур-сидератов

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.

Внесение органических и кальцесодержащихся удобрений

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.

Грамотный подбор технологий обработки 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.

Гумификация почвы

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.

Проблемы потенциального плодородия почв. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

За счет чего у нас происходят потери?

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.

Потери гумуса в почвах и ухудшения его качества. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

Также к снижению гумуса в почве приводит интенсивное использование физиологически кислых или физиологических щелочных удобрений.

Важность органических веществ в почве

  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.

Для восполнения гумуса в почве вносим удобрения на основе птичьего помета — Карпунин

Важность лабильных органических веществ для повышения плодородия почвы

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).

Важная задача — поддержание в почве определенного количества лабильного органического вещества.
Группировка сельскохозяйственных растений по отношению к содержанию органического вещества в почвах. Фото: Башкирская выставочная компания

Основные эколого-агрономические функции органического вещества (лабильное органическое вещество+гумус) в почве

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.

Обратите внимание на кислотность почв!

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.

Оптимальная для роста и развития с/х культур реакция среды почв. Фото: Башкирская выставочная компания

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.

Макроудобрения, применяемые в посевах культур. Фото: Башкирская выставочная компания

Как регулировать кислотность почвы

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.

Зачем регулировать кислотность почвы?

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.

Узнавайте первыми актуальные агрономические новости России и мира на наших страницах

Больше о Технологиях

Всё о Технологиях
© 2019 - 2022, ООО «ГлавАграр»
Правила использования GlavAgrar
Разработка сайтаFast&Curious
fncdev