Розділ «5.5. Регулювання біогенності ґрунту»

Вирішення цієї проблеми пов'язане з регулюванням режиму органічної речовини ґрунту. Для планового здійснення цього завдання, тобто регулювання біологічним процесом, ще не опрацьована нормативна база природокористування в агропромисловому комплексі, агроекологічні і технологічні нормативи адаптивних систем землеробства. Проте, є достатньо широка інформація щодо оцінки впливу різних систем землеробства, їх ланок і окремих елементів на біологічне поселення ґрунтів і біологічні процеси.

Чисельність і активність різних груп ґрунтових організмів — бактерій, грибів, актиноміцетів, водоростей, лишайників, простих безхребетних комах, хребетних — по-різному змінюються залежно від угідь, культури, інтенсивності способу механічного обробітку ґрунту, застосування органічних і мінеральних добрив, меліорантів, пестицидів, забруднення важкими металами та іншими токсикантами.

Прояв біологічної активності ґрунту, у першу чергу, пов'язаний з мікрофлорою завдяки її великій чисельності, загальній поверхні і активності. Кількість мікроорганізмів на усіх ґрунтах зростає після розорювання.

Інтенсивність ґрунтово-біологічних процесів залежить крім вмісту гумусу і, особливо, детриту, від якісного їх стану. В степовій зоні чітко простежується збільшення чисельності бактерій і актиноміцетів від глибоких до звичайних і південних чорноземів в міру підвищення дисперсності гумусу при зниженні загального його вмісту. Після розорювання ця закономірність зростає.

За умов дефіциту вологи, що обмежує урожай рослин в степовій зоні, а відповідно, використання елементів живлення, висока інтенсивність процесів мінералізації в карбонатних і солонцюватих ґрунтах призводить до непродуктивних витрат органічної речовини та втрат мінерального азоту. Запобігання цих процесів досягають унаслідок біологічної акумуляції азоту за рахунок залишених рослинних решток та зниженні темпів мінералізації органічної речовини за умов мінімізації обробітку ґрунту. Така сучасна наукова концепція збереження органічної речовини в ґрунті.

Раніше вже розглядалось питання про значення окремих культур сівозмін, систем обробітку ґрунту на мікрофлору ґрунту і його біологічну активність. Достатньо широка інформація з цього питання наявна в усіх регіонах уможливлює використовувати ці заходи для регулювання мікробіологічних процесів у ґрунті.

Істотний вплив на ці процеси мають мінеральні добрива. Збагачуючи ґрунт елементами мінерального живлення і стимулюючи розвиток рослин, вони сприяють підвищенню біологічної активності ґрунту, збільшують чисельність і активізують діяльність ґрунтових мікроорганізмів. Цим, зокрема, пояснюється мінералізація органічної речовини. Додатково використаний рослинами азот, вивільнений з ґрунтового гумусу під впливом азотних добрив, називають екстракт-азотом. Питання про кількісну сторону цього процесу до кінця ще не з'ясоване. Існують наукові свідчення про те, що під впливом азотних добрив підсилюється мінералізація лише бідних на азот (С:К понад 40) рослинних решток.

Важливою агрономічною і екологічною проблемою є регулювання процесу нітрифікації в ґрунті. Це питання доводиться вирішувати як у напрямку інтенсифікації цього процесу, так і в протилежному, враховуючи втрати дорогих добрив і наслідки забруднення навколишнього середовища нітратами і проміжними продуктами нітрифікації.

Як відомо, нітрифікація в ґрунті може відбуватися двома шляхами. Автотрофна нітрифікація відбувається специфічними нітрифікуючи ми бактеріями. Найбільш ефективно вона проходить в ґрунтах за високої аерації, оптимальної для рослин вологості, нейтральної реакції середовища. За таких умов утворюються нітрати і нітрити з можливим проміжним утворенням газоподібних сполук азоту.

Крім агротехнічних заходів регулювання нітрифікації, яким не завжди досягається вирішення цього завдання, особливо в інтенсивних технологіях, застосовують інгібітори нітрифікації.

Застосування високих незбалансованих норм мінеральних добрив, особливо азотних, приводить до появи цілого ряду негативних для ґрунтової біоти ефектів. У кислих ґрунтах відбувається розвиток грибів і зменшення чисельності бактерій, зростає частка видів, здатних виділяти токсичні речовини, які можуть негативно впливати не лише на рослини, а й на безхребетні.

Азотні добрива виявляють різний вплив на процеси фіксації атмосферного азоту в ґрунті. У невеликій кількості (до 60-70 кг/га) вони сприяють підвищенню активності азотфіксації, а за значних — знижують як симбіотичну, так і несимбіотичну азотфіксацію.

Окремою і особливою проблемою є взаємодія біоти ґрунту з пестицидами. Вона має два моменти: вплив пестицидів на біоту і розкладання їх під впливом ґрунтової біоти. І той, і інший бік проблеми далекі від вичерпної відповіді. Часто є протиріччя, що пов'язані з великим різноманіттям пестицидів, умовами їх використання і перетворення, недостатньою інформацією.

Реакція мікробіоценозу вважається зворотною, якщо мікробіологічна діяльність (кількісний і видовий склад) відновлюється продовж 60 діб після впливу, і незворотною, якщо інгібування окремих форм мікроорганізмів більше, ніж 50 %, зберігається до кінця вегетаційного періоду.

Порушення циклу розвитку окремих груп мікроорганізмів продовж 30 днів за кожної стресової ситуації вважається нормальним, природним явищем.

З цієї точки зору впливу на ґрунтові мікробіоценози інтенсивних технологій вирощування польових культур з довгим (5-8 років) і систематичним застосуванням сучасних пестицидів можна стверджувати, що зміни чисельності і активності основних груп мікроорганізмів є в межах гомеостазу, рідше — виходять в зону стресу. Проте існує й інша точка зору, згідно з якою наслідки застосування пестицидів характеризуються випаданням чутливих видів.

Небезпечні порушення рівноваги мікробних ценозів виникають унаслідок використання самих концентрацій пестицидів. Найбільш чутливі до пестицидів мікроводорості, нітрофікатори, азотфіксатори, руйнівники целюлози. Ці організми розглядають як ідентифікатори.

Здатність до трансформування і детоксикації пестицидів встановлена для багатьох форм мікроорганізмів. Найбільше значення тут належить бактеріям, потім актиноміцетам і грибам. З усіх груп пестицидів найбільш легко розкладаються гербіциди, а з найменшою швидкістю — фунгіциди.

Для розкладання пестицидів у ґрунті потрібне поєднання певних екологічних умов — аерації, температури, реакції середовища, наявності органічних речовин і т.ін. Інколи виникає потреба активного втручання людини в природні процеси очищення ґрунту. Цього досягають в основному створенням оптимальних умов для мікроорганізмів-деструкторів. В особливих умовах можливе зараження ґрунту деякими їх видами.