Оптимізаційна модель відтворення і збереження родючості ґрунтів в сільськогосподарських підприємствах
Особливістю оптимізаційної моделі відтворення родючості ґрунтів є обґрунтування мінералізації гумусу та змивом ґрунтів і відтворення гумусу рештками пожнивних та кореневих рештків з метою впливу на процеси родючості ґрунтів шляхом зміни структури посівних площ і урожайності сільськогосподарських культур.
Це означає, що вирішення проблеми відтворення родючості ґрунтів за своїм змістом виходить за межі агрохімічних, агротехнічних і економічних досліджень. Іншими словами оптимізаційну модель необхідно розглядати оригінальним агрохімічно-економічним інструментом управління балансом гумусу і поживних речовин в орних землях сільськогосподарських підприємств. У цьому і полягає сутність використання моделі для відстеження якісного стану ґрунтів з метою адекватного реагування на порушення балансу родючості ґрунтів.
Відомо, що родючість ґрунту і рівень урожайності культур залежить від вмісту гумусу, де акумулюються значні резерви поживних речовин. Дослідженнями встановлено тісний позитивний корелятивний зв'язок між вмістом гумусу і покращенням його агрономічних властивостей [180]. Крім того, баланс гумусу чітко відображає характер ерозійних процесів і рівень біологізації систем землеробства [181], а кількість гумусу можна обрахувати у вартісних показниках [182].
На даний час щорічні економічні втрати від дегуміфікації ґрунту не перевищують 3 % від вартості вирощеної продукції, тому легко перекриваються іншими агротехнологічними заходами, не пов'язаними з родючістю ґрунту. Саме внаслідок цього формується споживацький характер використання землі, коли гумус експлуатується як безкоштовний ресурс живлення рослин. Якщо не припинити такий екстенсивний тип ведення системи землеробства, то в найближчі 30 років вміст гумусу в ґрунті досягне критичного рівня, а економічні наслідки стануть відчутними [183]. Вивчення та¬ких змін є особливо важливим для ґрунтів з невисокою забезпеченістю органічними речови¬нами [184]. До таких ґрунтів можна віднести і роз-повсюджені в Лісостепу Укра¬їни чорноземи. Щорічні втрати гуму¬су за існуючої структури посівних площ у Лісо¬степу становлять 0,6-0,7 т/га. Тому така ситуація вимагає комплексного підходу до по¬ліпшення родючості ґрунтів і особливо раціона¬льного використання добрив [185, с. 31].
Для встано¬влення характеру подібних змін за¬стосовують балансовий метод, змістом якого є надходження та винос органічних ре¬човин. Баланс гумусу розраховується як різниця між кіль¬кістю мінералізованого гумусу та його надход¬женням за рахунок гуміфікації кореневих реш¬ток, пожнивних залишків, біомаси бур'янів і си¬дератів та внесеного підстилкового гною й інших органічних речовин. Вихідними парамет¬рами (даними) для розрахунку балансу гумусу є комплекс статистичних, агрономі¬чних та агрозоотехнічних показників. Серед них мінералізація гумусу культурами, вихід маси кореневих решток та біо¬маси сільськогосподарських культур є такими, що залежать від урожайності. Це дає можливість розробити набли¬жений до реальності алгоритм розрахунку ба¬лансу гумусу [188]. Так, для визначення вихо¬ду маси кореневих решток основних куль¬тур встановлені відповідні рівняння регресії [189], проте вони не враховують кореневі органічні ви¬ділення, кількість яких може сягати 40 % наземної маси рослин, а також оновлен¬ня маси коренів до кінця вегетаційного періо¬ду, коли традиційними методами визначають кореневу масу [190].
Проблема повернення елементів живлення в ґрунт, збереження його родючості може бути вирішена в результаті застосування комплексу заходів, серед яких провідне місце належить використанню рослинних рештків, які особливо в сучасних умовах дозволяють повернути в ґрунт те, що суттєво впливає на його родючість. Баланс гумусу математично являє собою різницю між статтями його надходження і втрат за однаковий промі¬жок часу. Розрізняють наступні типи балансу гумусу у ґрунті: бездефіцитний – мінералізація гумусу дорів¬нює гуміфікації органічних решток; позитивний – гуміфікація перевищує мінералізацію гумусу; від'ємний (дефіцитний) – втрати гумусу перевищу¬ють його утворення. Основними статтями надходження органічної речови¬ни з наступною її гуміфікацією є пожнивно-кореневі зали-шки і внесені органічні добрива. Основні статті втрат гу¬мусу є мінералізація та втрати внаслідок ерозії ґрунтів. Кількість пожнивно-кореневих залишків залежить від виду культур і їх урожайності. Кількість гумусу, який утворюється із пожнивно-кореневих залишків, зале¬жить від кількості залишків і ступеня гуміфікації [191].
