Фитомелиорация почв

Сущность мелиорации

Мелиорация — это комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на длительное улучшение природных условий сельскохозяйственного производства в целях коренного повышения урожайности различных культур и производительности труда. С помощью освоения мелиоративных приемов в определенной системе и последовательности могут быть изменены водный, воздушный, пищевой и даже в известной степени температурный режимы почвы и посевов.

Мелиорация в комплексе с другими звеньями земледелия позволяет переделать почву, ликвидировать многие неблагоприятные ее свойства (переувлажненность, засушливость, кислотность, щелочность, засоленность, избыточную уплотненность и др.) и увеличить мощность корнеобитаемого слоя. Велико значение мелиоративных приемов в предупреждении и ликвидации последействий эрозии почвы, в рекультивации — восстановлении продуктивности пришедших в негодность земель после их промышленного использования.

Мелиорация повышает продуктивность всех отраслей сельского хозяйства и в первую очередь растениеводства. В настоящее время 35% продукции растениеводства производится на мелиорируемых землях, хотя площадь под ними не превышает 13,5%. В то же время она оказывает огромное влияние и на продуктивность животноводства (обводнение пастбищ в сочетании с оазисным орошением, создание защитных лесных полос и др.). Мелиорация делает земледелие более устойчивым, независимым или менее зависимым от колебаний погодных условий.

Засухи, суховеи, ливни и другие стихийные проявления природы в значительной мере, а иногда и полностью теряют свою разрушительную силу, если своевременно и правильно в увязке с приемами агротехники -проводятся мелиоративные мероприятия. Чем более совершенствуется агрономическая наука и техника, тем большую значимость приобретают приемы мелиорации.

В современном интенсивном земледелии по существу не может быть системы, в которую не входили бы одни важнейшие, те или иные мелиоративные приемы. А такие мероприятия, как осушение и орошение, нередко становятся определяющими всю систему земледелия. Осушение, орошение, рекультивация и некоторые другие мелиоративные мероприятия требуют, как правило довольно больших разовых капиталовложений, но их действие продолжается длительный срок, порой десятки лет, а затраты полностью окупаются в первые же годы.

В результате широкого проведения мелиоративных работ в сочетании с резко возросшим применением удобрений на мелиорированных землях постепенно изменилась вся система земледелия. Она стала более интенсивной и продуктивной. В значительном масштабе начали возделывать такие культуры, как рис, сахарную свеклу, кукурузу на силос, расширились посевы озимой пшеницы и овощных культур. На хорошо освоенных мелиорированных землях появилась возможность смело переходить на получение запрограммированных урожаев. По направлению и решению главных задач мелиоративные работы можно разделить на несколько групп.

1. Мелиорация земель с резко неблагоприятным водным режимом (заболоченных, переувлажненных), а также с недостатком почвенной влаги (пустыни, полупустыни, резко засушливые степные массивы).

2. Мелиорация земель с неблагоприятными физическими и химическими свойствами (солонцы, солончаки, с резко кислой реакцией, тяжелые оглеенные, песчаные почвы).

3. Мелиорация сельскохозяйственных угодий, подверженных отрицательному влиянию ветра и воды.

Виды мелиоративных работ, обеспечивающие решение этих задач, разнообразны и иногда прямо противоположны, например, осушение и орошение, хотя они решают одну задачу — регулирование водного режима, но в различных условиях и направлениях. В некоторых же случаях оказывается необходимым и высокоэффективным сочетание даже на одном ноле противоположных приемов (двухсторонняя мелиорация).

Непосредственно с мелиорацией почв связано также проведение так называемых культуртехнических работ: удаление камней; раскорчевка и уборка мелколесья, кустарников, пней; срезка кочек; планирование участков. Вое эти работы обеспечивают быстрейшее и наиболее продуктивное освоение мелиорируемых земель в системе земледелия на довольно продолжительный срок.

Фитомелиорация почв

Фитомелиорация - комплекс мероприятий по улучшению условий природной среды с помощью культивирования или поддержания естественных растительных сообществ. Различают гуманитарную, интерьерную, природоохранную, биопродукционную и инженерную фитомелиорации. В результате широкомасштабной видовой и внутривидовой селекции найдено 15 перспективных видов и экотипов, пригодных как в качестве растений-биомелиорантов, так и для производства энергонасыщенных кормов и лекарственного сырья на вторично засоленных почвах и в условиях орошения соленой водой. Рассоляющий эффект галофитов складывается из следующих элементов. По данным в метровом слое почвы на сильнозасоленных среднесуглинистых почвах полупустынь содержание солей составляет 48 т/га. При фитомассе надземной части 18 - 20 т/га галофиты выносят из почвы 8 - 10 т солей с 1 га в год. Затеняя почву, галофиты препятствуют испарению и связанному с ним подтягиванию солей в верхний слой почвы.

Эффект зеленой мульчи составляет 2,5 т/га солей. В итоге, на участке, занятом насаждениями галофитов, процесс выноса солей из почвы достигает 10 - 12,5 тонн в год. В процессе исследований ими показано, что период рассоления почв в мелиоративном севообороте, включающем разные экологические группы галофитов, для условий средней степени засоления составляет 4 - 5 лет, сильной степени засоления - 6 - 7 лет. Особенно перспективным биомелиорантом для эффективного освоения засоленных орошаемых земель оказалась солодка голая, являющаяся одновременно ценной лекарственной и кормовой культурой. В условиях Нижнего Поволжья на засоленных орошаемых землях с близким залеганием грунтовых вод солодка дает с 1 гектара 6 - 8 т сена и 8 - 10 т солодкового корня - ценного сырья для фармацевтической и пищевой промышленности.[3]

Фитомелиоративные меры позволяют управлять и интенсивностью процесса эрозии, который достигает максимума при возделывании пропашных и минимизирован под посевами многолетних трав. Фитомелиорантами являются растения (рапс, горчица, донник, кормовое просо, вико-овсяная смесь) сидеральных и так называемых комбинированных паров, которые позволяют, сохранив ценные качества паров как влагонакопителей и очистителей от сорняков, обогатить почву органическими веществами и резко снизить опасность эрозии, ветровой и водной.

Растения различаются по своему вкладу в плодородие почвы. Фитомелиоративный эффект зависит от продолжительности жизни и продуктивности растений, соотношения подземной и надземной частей биомассы, строения и характера профильного распределения корневой системы и т.д.

Вклад культурных растений определяется, кроме того, технологией выращивания растений. Так, при возделывании пропашных культур многократная обработка способствуют распылению структуры верхних слоев почвы, созданию аэробных условий, способствующих разложению гумусовых веществ. Из-за низкого проективного покрытия почвы под посевами пропашных культур слабо защищены от развития эрозионных процессов. Поэтому их следует относить к разряду почворазрушающих.

В то же время многолетние травы (и отчасти — однолетние бобовые, обогащающие почву азотом) ввиду хорошо развитой корневой системы, а также благодаря ее более продолжительной деятельности, способствующей образованию гумуса, обладают мощным фитомелиоративным эффектом. Кроме того, высокое проективное покрытие многолетних трав и мощная корневая система с сильно разветвленной сетью мелких корешков удерживают частицы почвы от вымывания и выдувания. Поэтому их рассматривают как почвовосстанавливающие культуры.

Однолетние зерновые культуры занимают промежуточное положение, причем у озимых, которые длительное время сохраняют почву к стабильном состоянии, способны заглушать сорняки и оставляют много пожнивных и корневых остатков, больше сходства с почвовосстанавливающими многолетними травами, у яровых - с пропашными.

Фитомелиорантами являются растения комбинированных паров (рапс, горчица, донник, кормовое просо, которые позволяют, сохранив ценные качества паров как влагонакопителей и очистителей от сорняков, обогатить почву органическими веществами и резко снизить опасность эрозии, ветровой и водной. Отрицательные изменения почвы можно устранить при использовании сидератов, которые способствуют поступлению в почву органического вещества, а также улучшению физических свойств почвы и повышению урожайности последующих культур.

Плодородие почвы в значительной степени зависит от системы земледелия. Монокультура, бессменные посевы, к примеру, способствуют одностороннему истощению почвы. В условиях севооборотов, если в них чередуются только однолетние растения, происходит ухудшение физических свойств почвы и обеднение ее гумусом. В настоящее время в Зауралье РБ распространены преимущественно полевые зерпопаровые и зернопаропропашные севообороты с преобладанием зерновых культур.

Установлено, что размер накопления растениями органического вещества определяется сроком и интенсивностью их жизни. Деятельный перегной и прочная структура максимально образуются в период жизни и роста растений, т.е. в тот период, когда основная масса корней не подвергается разложению. Поэтому совершенно очевидно, что в агроэкосистемах это зависит как от биологических особенностей возделываемой культуры, так и от технологии выращивания и использования той или иной части урожая в качестве хозяйственно-ценной. Особое место занимают однолетние травы, дающие отаву, у которых корневая система остается живой и деятельной после скашивания надземной массы (вика, суданская трава и др.). Под ними происходит значительное повышение водопрочности агрегатов и повышение содержания органического вещества. Известно, что корневая система растений выступает в роли мощного агента структурообразования, пронизывая почву во всех направлениях густой сетью мелких корешков.