Жизнь в почве
Шрифт:
Недешев гектар, к которому приложили руку мелиораторы. Тем весомее должна быть отдача. Роль науки здесь огромна. Прежде всего нужно обосновать, какие земли, какими способами и для каких отраслей сельскохозяйственного производства улучшать. Для одних угодий достаточны культуртехнические работы, другие ждут осушения, третьим требуется орошение, четвертым - двойное регулирование водного режима, то есть осушение в сочетании с орошением.
Что прежде всего размещать в этой зоне на мелиорированных площадях? Научные расчеты показывают - сенокосы, пастбища и кормовые культуры на пашне.
В 11-й пятилетке для них предполагается отвести
На последних в основном будут размещены плантации овощных культур.
С вводом в действие гидромелиоративных систем забота о мелиорированных гектарах лишь начинается.
А дальше нужно прокладывать дороги, строить склады, хранилища и т. д.
Однако, к сожалению, и мелиорированные земли далеко не всегда оправдывают ожидания. И здесь свое слово должны сказать почвенные биологи. Лишь они могут определить, какими микроорганизмами и животными надо заселить мелиорированные почвы, чтобы обеспечить эффективно действующий круговорот биогенных элементов, утилизацию мертвой органики, чтобы помешать размножению вредителей и создать благоприятные условия для организмов-почвообразователей. Биологическая мелиорация почвы должна, следовательно, идти рука об руку с агромелиорацией.
Один из проверенных путей повышения биологической активности почвы улучшение ее механического состава, известкование, внесение природной, накопленной в болотах и озерах органики, особенно торфа и сапропеля.
Наши пресные озера богаты жизнью. Многочисленные растения стелются по поверхности воды, пронизывают всю ее толщу, скапливаются клубками на дне.
В грунте и в воде обитают мириады существ. Каждую осень значительная часть растений и животных умирает и опускается на дно. Сюда же попадают сносы с берегов.
И здесь, на дне, в результате сложного и длительного биохимического процесса образуется ценнейший природный концентрат - сапропель.
Часто сапропели путают с донными илами. Но эти отложения различны и по составу, и по своим свойствам.
Донные илы - это все, что сносится в водоем с берегов и откладывается по течению рек, ручьев, сильно проточных озер. Сапропели же образуются только в озерах, стоячих или со слабыми течениями. Встречаются озера, где на дне откладываются и илы, и сапропели. В донных илах обычно содержится до 15 процентов органических веществ, в сапропелях же - до 96. Различны и физические свойства. Высохший донный ил рассыпается в порошок, высушенный сапропель превращается в камень.
Если влажный сапропель проморозить, а затем высушить, он становится рассыпчатым.
Запасы сапропеля в нашей стране велики. По прогнозам ученых, в озерах РСФСР накоплено 230 миллиардов кубических метров сапропеля (из них в Нечерноземье - 50), в Литве - 10,5, Эстонии - 3,5, Белоруссии - 3, Латвии - 2,5, в украинских озерах - 0,5. Есть сапропель и в Колхидской низменности.
Он очень ценен как удобрение (кстати, его вносили на поля еще в средние века), так как содержит почти все необходимые для развития растении вещества. Он применяется и в ветеринарии. Некоторые виды сапропелей пригодны как минерально-витаминная подкормка для всех видов сельскохозяйственных животных. Для всего этого хозяйству требуется сравнительно немного сапропеля - десятки, в крайнем случае, сотни тонн.
В значительно больших объемах сапропели используются сейчас для улучшения малопродуктивных и бросовых земель при очистке заиленных
Еще одна активно разрабатывающаяся наукой область - биологическая фиксация азота, изучением которой много занимался почвенный микробиолог академик Е. Н. Мишустин.
Издавна ученые полагали, что существует всего несколько видов бактерий, усваивающих азот из воздуха.
За последние 10-15 лет такая способность обнаружена у многих самых различных микроорганизмов. Следовательно, если агротехника сумеет учитывать "интересы"
этих мельчайших существ, их многочисленная рать будет исправно работать на урожай, пополняя запасы азота.
В почве есть и разнообразные свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы, которые также благотворно действуют на ее плодородие.
При сегодняшней структуре посевных площадей в СССР клубеньковые бактерии, сожительствующие с бобовыми культурами на пашне, усваивают около 2,3 миллиона тонн атмосферного азота. Половина его идет в урожай, а другая половина с пожнивными и корневыми остатками запахивается в почву. Свободноживущие азотфиксаторы на каждом гектаре связывают в среднем 15-20 килограммов молекулярного азота в год. Следовательно, на всей пахотной площади страны фиксируется - если ориентироваться на минимальную цифру в 15 килограммов - около 3,4 миллиона тонн. Таким образом, общий вклад "биологического" азота доходит до 5,7 миллиона тонн. Это близко к тому, что дает полям промышленность. Конечно, выпуск минеральных удобрений будет нарастать. Но если усилить внимание к бобовым культурам, то поступление "биологического" азота можно в недалеком будущем увеличить в 1,5-2 раза.
Однако судьба поступающих в почву органических и минеральных азотсодержащих веществ неодинакова.
Органические соединения азота, находящиеся в корневых и пожнивных остатках бобовых растений (около 1,2 миллиона тонн) минерализуются постепенно. Урожай следующего года использует около трети их. За последующие два-четыре года минерализуется и становится доступным растениям еще 20 процентов азота растительных остатков.
Азот, который усваивается свободноживущими микроорганизмами (около 3,4 миллиона тонн), накапливается в почве постепенно, в течение вегетационного периода, и может быть использован растениями лишь после отмирания микробов, процесса также постепенного. Этот источник азота - своего рода аккумулятор почвенного плодородия, за вегетационный период растениям становятся доступными от шести до десяти процентов ассимилированного свободноживущими микробами азота.
Вернемся снова к бактериям, образующим клубеньки на корнях бобовых культур. Долгие годы считалось, что вне организма растения они фиксировать молекулярный азот не могут. Новейшие исследования с абсолютной точностью установили, что это не так. Выяснилось также, что, хотя они избирательно относятся к растениям (предпочитают корни только сои или клевера, люцерны или люпина), их можно заставить поменять "хозяина".
Сейчас в Институте микробиологии Академии наук СССР развернуты исследования по экспериментальной селекции клубеньковых бактерий. Выведены культуры микроорганизмов, наиболее эффективно "сотрудничающих" с люцерной. Обрабатывая ими семена перед посевом, удавалось получать высокие урожаи зеленой массы.