Захист грунтів від девегетації та дегуміфікації. Грунтовтома, токсикоз та виснаження едафотопів

Захист грунтів від девегетації та дегуміфікації

Девегетація

Девегетацією називається втрата грунтами свого природного лісового, кущового та трав'янистого покриву.

Девегетація – це явище, яке призводить до поступового знеживлення едафотопу, до пониження його біопродуктивності та втрати екологічних функцій. Грунти з штучно збідненим рослинним покривом втрачають кореневу біомасу, відповідно і запаси цінних мінеральних та органічних речовин, втрачають свої біоенергетичні ресурси, стають стерильними, безструктурними, легко еродуються. Для боротьби з цим явищем необхідно забезпечувати:

в пасовищному господарстві – оптимальне навантаження поголів'я худоби, підсіви та підживлення трав, впровадження системи загонів та огорож;
в польових сівозмінах – збільшення частки багаторічних трав, регулярність внесення органічних добрив, контурний обробіток полів з врахуванням особливостей рельєфу;
в лісовому господарстві – швидке відновлення і збереження лісової рослинності;
на гірських та схилових ландшафтах – створення лісоплодових насаджень і терас;
в дорожному та міському господарствах – деревонасадження, парки, сквери, сади, трав'янистий дерновий покрив у дворах, на вулицях та узбіччях доріг.

Дегуміфікація

Часто девегетація є початковою стадією дегуміфікації, оскільки зменшується кількість органічної речовини, що надходить у грунт з рослинними рештками, а гумус таких грутів активно окиснюється. Однак, основною причиною дегуміфікації є оранка. При такому обробітку, особливо цілинних грунтів, спостерігається швидке зменшення вмісту та запасів органічної речовини.

Дегуміфікація призводить до зменшення вмісту і запасів гумусу на 30-40%, потім цей процес стабілізується на більш низькому рівні через 30-50 років. Найбільш різке зменшення вмісту й запасів гумусу відбувається в перші 5-10 років. Процес дегуміфікації не стабілізується у випадку розвитку ерозії.

Найбільш різкі зміни відбуваються в орному шарі, але розходження по вмісту гумусу в орних грунтах в порівнянні з цілинними можуть простежуватися до 80 см.

Зміна вмісту гумусу визначається структурою посівних площ, співвідношенням у сівозмінах просапних і суцільного посіву культур, питомою вагою багаторічних трав, застосуванням органічних і мінеральних добрив.

Процес дегуміфікації має місце в усьому світі. У США, Канаді, Аргентині на ріллі щорічна втрата гумусу складає близько 1,5 т/га, а на чорних парах досягає 8 т/га. Вміст гумусу в орних горизонтах степових грунтів прерій знизився на 30-40%, у грунтах Бразилії – у 3 рази (з 6 до 2%), що збільшило щільність грунтів на 50% і погіршило водопроникність у 15-20 разів (В. А. Ковда, 1981). У нашій державі найбільшої дегуміфікації зазнали чорноземи лісостепової зони внаслідок посилення мінералізації детритної частини гумусу та розвитку ерозійних процесів. Втрати гумусу в чорноземній зоні за останнє століття коливались в межах 1-4%, що складає від 0,5 до 1,8 т/ га. Запаси специфічної органічної речовини грунту скоротилися на 15-40%, про що свідчать результати повторного порівняння вмісту і запасів гумусу в чорноземах, де понад ста років тому працював В.В.Докучаєв, (Г.Я.Чесняк та ін., 1983).

Значні втрати гумусу часто спричинені безвідповідальністю людей, які економлячи кошти на заробці пожнивних решток в грунт спалюють їх. Вогонь нищить органіку на поверхні грунту, яка могла б стати джерелом гумусу. Він термічно "стерилізує" поверхневі горизонти, вбиваючи всю біоту, що бере активну участь у процесах гуміфікації. Зрештою вогонь швидко пересушує верхні декілька сантиметри грунту, в яких гумус просто горить.

Меліорація торф'яних грунтів також супроводжується втратою органічної речовини. Процес осушення супроводжується зменшенням потужності торф'яного шару в середньому на 2-3 см/рік. Цей процес відбувається за рахунок ущільнення торф'яної маси внаслідок часткового зневоднювання, коагуляції колоїдів і зміни природної структури торфу (1,9-2,5 см/рік), а також у результаті безповоротних втрат, обумовлених мінералізацією й ерозією торфу (0,1-0,5 см/рік).

Людина може сприяти наростанню гумусу в грунті застосуванням органічних добрив, вапнуванням кислих грунтів, використанням у сівозміні багаторічних трав, регулюванням співвідношення площ просапних і зернових культур та іншими прийомами. Підраховано, що для створення бездефіцитного балансу органічної речовини в грунти в середньому варто вносити 8-12 т/га органічних добрив щорічно. Природно, що при цьому важливо враховувати властивості грунтів, особливо якість органічних добрив. Відновлюють і стабілізують вміст і запаси гумусу оструктуреність грунтів, покращення їх водно-фізичних властивостей, посів багаторічних трав. Позитивно діє заробка в грунт пожнивних решток. Сполучення науково-обгрунтованих доз мінеральних добрив з органічними сприятливо позначається на зростанні родючості грунтів, збільшенні врожайності рослин і якості врожаю.

Важливим фактором збереження гумусного стану грунтів є обробіток, який щадить грунт. У даний час на значних територіях півдня нашої країни застосовують безполицеву оранку. Полегшення машин, мінімалізація обробітку сприяють збереженню і нагромадженню гумусу в грунті. Варто відзначити, що важливо піклуватися не тільки про вміст і запаси гумусу, але і про його якість.

Грунтовтома, токсикоз та виснаження едафотопів

При вирощуванні сільськогосподарських рослин монокультурою, у грунтах накопичуються метаболіти і токсини, що виділяють корені при вегетації рослин та мінералізації залишків після збирання врожаю. Відбувається перебудова мікробоценозу, внаслідок чого, формуються складні взаємовідносини між мікроорганізмами, грунтом та рослинами, де грунт стає посередником між двома іншими компонентами в біоценозі.

При утворенні токсинів у едафотопі виникає явище токсикозу і як його окремий випадок – грунтовтома.

Грунтовтома відома в практиці сільськогосподарського виробництва давно, значно раніше, ніж токсикоз грунтів. Вона проявляється в різкому пригніченні рослин та зниженні їх врожайності. Широко відома льоновтома, конюшиновтома, втома грунтів під плодовими насадженнями тощо. Вирощування монокультури протягом 4-6 років сприяє накопиченню метаболітів та токсинів, що виділяються в грунт під час веґетації чи мінералізації пожнивних решток. Поступово в орному шарі починають домінувати однотипні групи мікроорганізмів та шкідників, що викликають хвороби, властиві даній культурі. Спроби здолати захворювання, шкідників та бур'яни за допомогою добрив і різноманітних біоцидів не тільки не сприяє зростанню врожаїв, але й отруює грунти, води, біопродукцію, комах, що запилюють рослини, птахів, тварин-геобіонтів і людину.

Явище грунтовтоми не спостерігається в природних незайманих біогеоценозах. Воно є типовою ознакою антропогенної трансформації едафотопів.

Втомлений грунт – хворий грунт, який має ознаки глибоких патогенних змін. За даними міжнародної організації ФАО, щорічний недобір врожаю від грунтовтоми складає майже 25%, при цьому більш як 1 млн 250 тис. га ріллі – втомлена земля.

Токсикоз грунтів – ширше поняття, яке включає прояв пригнічення росту рослин на цілинних і окультуренних грунтах не тільки в монокультурі, а й у сівозмінах. Причиною токсикозу грунтів найчастіше виступає мікрофлора, яка виділяє фітотоксини. Серед відомих фітотоксинів найбільш негативно діють антибіотики (циклогек-самід, азазерин, окситетрациклін, стрептоміцин, поліміксінова кислота та пеніцилін), алкалоїди та деякі гетероциклічні сполуки. Загальновідома токсичність кумарину, який гальмує проростання насіння в нищівно малих концентраціях. Саме кумарин найчастіше використовують для порівняльного тестування інших фітотоксинів. Багаторічними дослідженнями М.С.Авдоніна було встановлено, що тривале застосування азотних добрив окремо і разом з калійними на кислих дерново-підзолистих грунтах призводить до різкого погіршення їх родючості і падіння вражайності без помітної зміни агрохімічних властивостей. Авдонін назвав це явище прихованою негативною дією мінеральних добрив на кислих грунтах. Проте мікробіологічні дослідження показали, що при майже незмінних агрохімічних властивостях відбувається різка трансформація мікробоценозу, особливо грибів-мікроміцетів, в бік домінування токсиноутворюючих форм. Було доведено, що застосування як разових надлишкових доз добрив, так і тривале внесення добрив у малих концентраціях провокує токсикоз. Слід зауважити, що це явище не проявляється, коли мікробоценоз знаходиться в стані гомеостазу.

Інтенсивне сільськогосподарське виробництво виснажує грунти, особливо в умовах, коли польові сівозміни насичені просапними культурами. З урожаєм з біологічного кругообігу назавжди виноситься значна частка біофільних елементів. Внесення добрив, на жаль, не може повністю компенсувати ці втрати. У середині минулого століття спотворені форми господарювання поховали травопільну систему землеробства, яка дозволяла підтримувати і покращувати родючість грунтів та вирішувала кормову проблему тваринництва. А саме трави здатні нівелювати негативний баланс поживних речовин. Системи землеробства майбутнього обов'язково повинні стати природоохоронними, тобто основаними на раціональному комбінуванні безполицевого обробітку та травосіяння з введенням полівидових угруповань. Механічний і хімічний обробіток едафотопів мусить бути мінімалізований.