Теоретические основыэколого-биосферного земледелия - Юрий Алексеевич Овсянников Страница 43

растений. Однако постепенно те позиции, которые занимало биологическое направление, были утрачены. Очевидно, это связано с тем, что применение минеральных удобрений давало быстроощутимые результаты, а возможности практического использования почвенной микробиологии, зоологии, а тем более экологии были не ясны. Поэтому господствующим стало агрохимическое направление, а биологическому была отведена роль "научной золушки". На данный момент биологическое направление представлено в основном работами по азотфиксации. Но так как по мере применения минеральных удобрений все сильнее обнажаются отрицательные последствия их использования, думается, что с течением времени биологическим способам повышения плодородия почв будет уделяться все большее и большее внимание. Необходимость в этом возникает и в связи с переходом на природоохранные формы земледелия, которые предполагают снижение или даже отказ от использования средств химизации.

Зарубежный опыт перехода на природоохранные формы земледелия показывает, что чаще всего это сопровождается снижением урожайности сельскохозяйственных культур. Оно, по различным оценкам, составляет не больше чем 10—20% (табл. 51) [115,452]. Аналогичные данные получены и при изучении этого вопроса в России. В опытах В. Ф. Кирдина и Е. К. Саранина урожайность пшеницы при ее выращивании без применения минеральных удобрений и пестицидов снизилась на 16,6% по сравнению с традиционной системой земледелия. При этом авторы отмечают, что затраты на ее выращивание уменьшились больше чем на треть [240].

При сравнении природоохранного и традиционного земледелия очень важно избежать неверных оценок. Некоторые исследователи делают вывод о снижении продуктивности пашни при исключении применения минеральных удобрений. Но при этом абсолютно не учитывается то, что в опытах не проводилось никаких других мероприятий по улучшению минерального питания растений или то, что наблюдения проводились на севооборотах, составленных для индустриально–технологических систем. То есть природоохранное земледелие в некоторых случаях заведомо ставится в неблагоприятные условия. Если природоохранное земледелие понимать только как отказ от применения средств химизации, то это, конечно же, неверно. Переход на новые формы предполагает комплексное использование самых разнообразных приемов, направленных на улучшение биологических свойств почв, увеличение поступления органического вещества, усиление клубеньковой и ассоциативной азотфиксации, поддерживание фунгистатического потенциала почвы. Их отсутствие или неправильное использование — это неверный подход к решению вопроса.

Таблица 51 Урожайности сельскохозяйственных культур в экологическом земледелии в сравнении с интенсивным (интенсивное = 100%) [98]

Одно из основных отличий агрофитоценозов от естественных растительных сообществ состоит в том, что с уборкой урожая из агроландшафта изымается большое количество связанного углерода и минеральных веществ, поглощенных из почвы. По обобщенным данным, зерновые культуры при урожае 50 ц/га выносят из почвы 125 кг N, 54,5 кг Р205, 87,5 кг К20 и некоторое количество других элементов [238]. В наших исследованиях вынос элементов минерального питания с урожаем корней кормовой свеклы 500 ц/га составил 100 кг N, 45 кг Р205, и 175 кг К20. Таким образом, если в природных экосистемах круговороты органики и биофильных элементов практически замкнуты, то агроэко–системы ежегодно теряют значительную часть вещества и запасенной в нем энергии. Это является одной из причин их неустойчивости.

Факт выноса с урожаем химических элементов, обнаруженный немецким химиком Ю. Либихом, позволил ему научно обосновать теорию минерального питания растений, которая послужила мощным толчком к применению и производству удобрений. Их использование позволило очень быстро повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Существующие на сегодняшний день объемы производства и применения минеральных удобрений, по мнению многих специалистов, необходимо увеличивать. Однако такой путь повышения урожайности порождает большое количество проблем, острота которых будет нарастать с каждым годом. Если же руководствоваться соображениями о необходимости снизить объемы применения минеральных удобрений или даже отказаться от них, то возникает вопрос — за счет чего в таком случае можно обеспечить нормальное корневое питание растений?

Как известно, основным источником биофильных элементов для растений служит преимущественно верхний слой почвы, но содержания в н, ем макро– и микроэлементов, необходимых для формирования высоких урожаев сельскохозяйственных культур, в большинстве случаев недостаточно. В то же время в материнских породах, особенно в слоях, подстилающих гумусовый горизонт, как правило, имеется значительное количество не используемых растениями химических элементов (табл. 52).

Таблица 52 Валовое содержание фосфора и калия в серой лесной почве, % [20]

Горизонт, см Р2О5 Горизонт, см К20 0—25 0,14 0—10 1,53 26—50 0,12 26—36 1,57 60—70 0,12 45—53 1,61 91—101 0,11 60—70 1,57 125—136 0,11 85—95 1,64 140—150 0,11 117—127 1,63

Сравнение данных по валовому содержанию фосфора и калия в гумусовом и других горизонтах показывает, что они очень близки между собой. И только меньшая доступность элементов минерального питания не позволяет растениям эффективно их использовать. Аналогичные сведения имеются и в отношении микроэлементов (табл. 53).

Таблица 53 Распределение микроэлементов в профиле темно–серой почвы [212]

Итак, в почвенных горизонтах, прилегающих к пахотному, содержание химических элементов, необходимых для минерального питания растений, находится примерно на том же уровне, что и в верхних слоях. Однако все они представлены малодоступными формами и практически не усваиваются растениями. В связи с этим возникает вопрос: а нельзя ли каким–либо способом перевести химические элементы, содержащиеся в подпахотных горизонтах, в доступные для растений формы и улучшить таким образом минеральное питание растений? То есть суть проблемы состоит в том, что необходимо активизировать почвообразовательный процесс. Если мы сумеем добиться этого, то вещества, содержащиеся в подпахотных горизонтах, будут более активно вовлекаться в почвенные превращения, а следовательно, станут более доступными для растений.

Одной из причин, почему минеральные удобрения не могут быть использованы в качестве долговременного способа увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур, являются ограниченные запасы сырья, из которого они производятся. Если же земледелию взять на вооружение приемы, позволяющие активно вовлекать материнскую породу в почвообразовательные процессы, то оно получит практически неисчерпаемый источник всех элементов минерального питания.

Эту идею ранее пытались осуществить, разрыхляя подпахотные горизонты. Однако результативность приема оказалась невысокой, а его проведение требует значительных затрат. Для повышения доступности химических элементов, находящихся в глубоких горизонтах почвы, предлагалось использовать щавелевую кислоту. При ее внесении происходит растворение труднодоступных для растений соединений [525]. Но и этот способ, очевидно, неприемлем с экономической точки зрения. Кроме того, при