Дегумификация почв

Процесс дегумификации почв известен давно, одна­ко его количественная оценка и планетарные масштабы вскрыты лишь в последние годы.

Уничтожение естественной растительности и распашка целинных земель приводит к резкому изменению всего биологического круговорота веществ и гидротермического режима в экосистеме, в том числе резко меняется биогео­химический цикл углерода (рис.

1 - при внесении различных доз удобрений

2 - различные уровни дефицитного баланса

Рис. 6.1. Изменение гумусированности почв во времени

Основными приходными статьями баланса гумуса па­хотных почв являются послеуборочные пожнивно-корневые остатки (обычно не более 20 — 30% от выносимого), опад, органические удобрения, поступления с атмосферными осадками. Основная расходная статья баланса гумуса — его минерализация. Потери с поверхностным и внутрипоч­венным стоком компенсируются чаще сего привносом с атмосферными осадками.

Первым результатом распашки почв является резкое снижение их гумусированности. Обычно в течение несколь­ких первых лет распашки запас гумуса в почве снижается на 25 — 50 % от исходного на целине. Последующая эволюция гумусного состояния почвы определяется используемой технологией земледелия.

С одной стороны, в условиях использования ресурсо­сберегающих технологий, направленных на эффективное ведение хозяйства и расширенное воспроизводство поч­венного плодородия, наблюдается стабилизация гумус­ного состояния или даже его улучшение по сравнению с исходной целиной. Формируются почвы — огородные, садовые, плантационные, польдерные, поливные, выде­ляемые в настоящее время в мировой систематике почв в особый класс антропосолей, в Западной Европе их на­зывают по-разному: плаггенеши, культосоли, хортисоли, ригосоли.

С другой стороны, показано, что вынос органичес­ких веществ в агроценозах всех стран составляет 1 — 2 % ежегодно.

В Российской Федерации на долю почв с низким со­держанием гумуса приходится почти половина пахотных почв, с критическим уровнем — 15 %. В нечерноземной зоне доля последних возрастает до 45 %. В Московской области, за период 1987 — 1999 годы доля почв с низкой обеспечен­ностью гумусом возросла с 26 % до 40 %. (Деградация и охрана почв. 2002.).

Был оценен глобальный процесс дегумификации педо- сферы планеты в исторической перспективе (Б.Г. Розанов, А.Б. Розанов, 1990). До того как деятельность человека начала играть важную роль в эволюции почв, средняя мощ­ность гумусного слоя составляла 0,5 м, средняя плотность почвы— 1,3 г/см³, среднее содержание органического углерода — 2,0 %, средний запас органического вещест­ва — 13 000 т/км², общий запас органического углерода в гумусе планеты — 1700 млрд т.

Современное состояние в почвах, подвергшихся воз­действию человека, оценивается так: 1) в пахотных поч­вах мира (15 млн км²) средняя мощность гумусового слоя 0,5 м, средняя плотность — 1,2 г/см³, среднее содержание органического углерода — 1,5%, средний запас органи­ческого углерода — 900 т/км², общий запас органического углерода — 135 млрд т; 2) в антропогенном бедленде мира (бывшие продуктивные земли, трансформированные че­ловеком в пустыни, занятые водохранилищами, дороги, карьеры и т. д.) параметры гумусного состояния почв иные: средняя мощность гумусного слоя — 0,1 м, средняя плотность — 1,4 г/см³, среднее содержание органического углерода — 0,25 %, средний запас органического углеро­да — 7 млрд т.

В почвах, не подвергавшихся воздействию человека, запас гумуса остался стабильным и оценен авторами в 1290 млрд т органического углерода. Итого, современный общий запас органического углерода в почвенном покрове планеты составляет 1432 млрд т.

Таким образом, за 10 000 лет почвенный покров мира потерял органического углерода 253 млрд т вследствие ан­тропогенного воздействия, 60 млрд т за счет современных пахотных земель, а в целом потери составили 313 млрд т, что соответствует 16 % от его исходного запаса 10 000 лет назад.

Расчеты показали динамику процесса потери почвами органического вещества за период земледельческой ци­вилизации: 1) утрачено 313 млрд т углерода за 10 000 лет со средней скоростью 31 млн т/год; 2) 90 млрд т углерода за последние 300 лет со средней скоростью 300 млн т/год; 3) 38 млрд т углерода за последние 50 лет со средней скоро­стью 760 млн т/год.

Таким образом, современная скорость дегумификации почвенного покрова планеты за последние 50 лет возросла почти в 25 раз по сравнению со средней многовековой скоростью.

Многими исследованиями показано 4 — 6-кратное пре­вышение скорости разложения почвенного органического вещества в тропиках по сравнению с умеренными ши­ротами. Это, в частности, означает, что прогнозируемое повышение глобальной температуры на несколько граду­сов в связи с парниковым эффектом приведет к резкому усилению дегумификации почв умеренного пояса.

Следствием потери гумуса является снижение запасов и доступности для растений и микроорганизмов элементов питания, снижение активности микроорганизмов, ухуд­шение структуры почвы, газообмена в них, окислительно- восстановительных условий.

С потерей гумуса связана утрата почвой ее агроно­мически ценрой структуры. Гумусовые вещества — важ­нейший фактор формирования почвенных агрегатов, проявляющих устойчивость при разных видах эрозии почв. В.Р. Вильямс отмечал, что существенным фактором склеивания механических элементов почвы в структурные отдельности является свежеосажденный перегной (источ­ником которого является корневая система многолетних трав), который в присутствии ионов кальция играет роль цемента в связывании почвенных частиц.

Есть и другая сторона у явления дегумикации почв. Поте­ря гумуса почвенным покровом сопровождается повышением концентрации диоксида углерода в атмосфере. Вероятная оценка прибавки СО₂ в атмосфере за счет минерализации почвенного гумуса составит около 1000 млрд т, что весьма существенно для развития парникового эффекта наряду с другими факторами (сжигание ископаемого и живого ор­ганического топлива, эмиссия закиси азота и техногенных аэрозолей, метаногенез). Парниковый же эффект вызовет потепление климата, а это, в свою очередь, будет способ­ствовать повышению темпов дегумификации почв. Представ­ляется реальной опасность глобального ускорения процесса дегумификации почв. Развитие процесса дегумификации рассматривается исследователями как расширяющаяся спираль с непредсказуемыми негативными экологическими последствиями, вплоть до катастрофических.

6.2.