Балансовый расчет изменения содержания гумуса в почве

Почвенное плодородие, по мнению У.Г. Гусманова, относится к трудно восстанавливаемым природным ресурсам. Поэтому при учете экологических последствий ведения производства необходимо, помимо соблюдения различных ПДК, МДУ и прочих ограничений, определять изменение почвенного плодородия, которое будет происходить всегда, но в разной степени в зависимости от набора сельскохозяйственных культур и технологий их возделывания. Поскольку другие негативные экологические последствия могут быть исключены при условии выполнения определенных регламентов и агротехнических правил, то необходимость учета изменения почвенного плодородия, накладывающего ощутимый отпечаток на экономические результаты, не вызывает сомнения. Ряд ученых, в частности А.С. Миндрин и др., считают, что восстановление, сохранение и повышение почвенного плодородия должны учитываться при обороте сельскохозяйственных земель. Кстати, в ряде развитых стран налогообложение стимулирует эффективное использование сельскохозяйственных земель (Назаренко В.П.).
Степень трансформации плодородия почвы с достаточной точностью выражается изменением количества почвенного гумуса, который через коэффициент гумификации можно приравнять к определенному объему органических удобрений и прежде всего к навозу. Навоз является наиболее ценным органическим удобрением, в котором содержатся почти все элементы питания растений. Его качество и количество зависят от вида животного, типа кормления и подстилки, продолжительности стойлового периода, а также от способа содержания животных и технологии хранения. При продолжительности стойлового периода 180-220 дней от одного животного накапливается следующее количество свежего навоза, т: крупный рогатый скот взрослый - 6-8, лошади взрослые - 4-6, свиньи взрослые - 2,4-3,0, молодняк - 1,2-1,5.
Норма выхода свежего навоза от молодняка крупного рогатого скота и лошадей до 1 года определяется в размере 30 %, а от молодняка от 1 до 2 лет - 60 % от указанной нормы выхода навоза от взрослого скота.
Примерный выход помета от 1 гол. птицы, кг в год: куры -90, индейки - 157, утки - 201,гуси - 219.
Для расчета выхода свежего навоза от всего поголовья животных необходимо умножить фактическую численность животных по видам на соответствующие нормы выхода навоза. Выход навоза после хранения составляет 75 % от количества свежего навоза. Выход органических удобрений от различных сельскохозяйственных животных представлен в табл. 28.

Определить величину изменения содержания гумуса можно как лабораторным путем, проводя агрохимические анализы до передачи земли в пользование и через определенное время, так и при помощи нормативного расчета на основе использования нормативов, содержащихся в справочниках.
Запасы гумуса в пахотном слое почвы определяются по формуле (100).
Процентное содержание гумуса указано в очерках к почвенным картам хозяйства, в агрохимических паспортах полей или книгах землеустройства. Средневзвешенное количество гумуса находят путем умножения каждого отдельного показателя на площадь, затем эти величины суммируют и делят на сумму всех площадей.
После установления количества гумуса в почве (т/га) определяют его приход с корневыми и пожнивными остатками и органическими удобрениями, а затем расход (минерализацию); сопоставляя эти величины, находят баланс гумуса Бг, т. Для этого можно воспользоваться следующей формулой:

где S - площадь возделывания сельскохозяйственных культур или пара, га; У - урожайность культуры, т/га; Kо - коэффициент выхода корневых и пожнивных остатков; Kго - коэффициент гумификации корневых и пожнивных остатков; Cг - содержание гумуса в почве, т/га; Км - коэффициент минерализации гумуса (табл. 30); Oy - количество внесенных органических удобрений в пересчете на сухое вещество (для навоза в Поволжье Oy = 0,5); Kгу - коэффициент гумификации органических удобрений (для навоза в Поволжье Kгу = 0,25).
Зная физическое количество навоза и величину затрат на использование 1 т стандартного навоза, нетрудно рассчитать стоимостный эквивалент изменения почвенного плодородия Эп:

где ΔCг - изменение содержание гумуса, обусловленное возделыванием сельскохозяйственной культуры, ведением производства, т; К — коэффициент гумификации стандартного навоза; Зу — затраты на использование 1 т стандартного навоза.

Изменение баланса гумуса рассчитывают на всю закрепленную за хозяйством площадь, включая возделываемые культуры, пар. При этом учитывают количество внесенных органических удобрений. Изменение содержания гумуса оценивается по стоимостному эквиваленту по формуле (104). Применительно к нашему примеру данный расчет осуществляется посредством балансового метода (табл. 29 и 31).
Зная урожайность сельскохозяйственных культур, при помощи коэффициентов можно определить выход корневых и пожнивных остатков, который при умножении на коэффициент их гумификации показывает накопление гумуса из них. Баланс гумуса следует корректировать на количество органического вещества, поступающего из удобрений. В данном случае внесено 7101 т навоза под чистый пар, т.е. все количество полученного от животных и сохранившегося органического вещества (см. табл. 28). Коэффициент гумификации навоза в пересчете на сухое вещество равен 0,125. Это означает, что одна часть гумуса эквивалентна восьми частям стандартного навоза. Следовательно, в расчете на 1 га удобренной площади накопление органического вещества почвы от внесения навоза составит 0,7175 т (5,74 * 0,125).

Сравнивая поступление гумуса с его минерализацией, определяемой как произведение содержания органического вещества в почве на коэффициент минерализации, который изменяется в зависимости от вида возделываемых культур и типа использования сельхозугодий, устанавливают баланс почвенного гумуса. В нашем примере он отрицателен и составляет в расчете на всю площадь -6597,826 т.
Изменение содержания гумуса на всей площади определяют умножением изменения гумуса на 1 га на плановую посевную площадь. Чтобы рассчитать компенсационную дозу навоза на 1 га, необходимо изменение содержания гумуса на 1 га разделить на коэффициент гумификации навоза (0,125). Для расчета общей компенсационной дозы на всю площадь следует изменение содержания гумуса, рассчитанное на посевную площадь, разделить на коэффициент гумификации навоза и суммировать по всем культурам. В нашем примере для компенсации убыли гумуса необходимо дополнительно внести 52782,612 т навоза (табл. 31).

Проводить подобные расчеты необходимо ежегодно, определяя степень изменения почвенного плодородия. Его следует подвергать мониторингу, постоянно следя за тем, чтобы не было ухудшения состояния сельскохозяйственных земель. Это можно сделать при помощи современных информационных технологий, позволяющих построить цифровые модели местности (Неумывакин Ю.К.). Геоинформационные системы дают возможность осуществлять постоянное слежение за динамикой изменения основных характеристик почвенного плодородия, оперативно предоставляя информацию природоохранным органам и управленческим структурам АПК. Используя современные возможности, необходимо создать эффективную систему государственного контроля за использованием земель наподобие того, что существовал прежде (Родин А.З. и др.), но делая это на качественно новом уровне. Первичным звеном в данной системе должно стать определение изменения почвенного плодородия самими землепользователями с помощью предложенного нормативного метода расчета.
Наличие гумуса и его трансформацию нужно учитывать в моделях плодородия, лежащих в основе зональных систем земледелия (Карманов И.И.). В любом случае учет содержания почвенного гумуса должен стать неотъемлемой частью эффективного ведения сельскохозяйственного производства.