Заплавне грунтотворення Полісся та лісостепу України (еволюція, біогеохімія, окультурювання)

У режимі трофності алювіальних мінеральних ґрунтів немеліорованих заплав екологічно знаковою виявилася періодична повна відсутність нітратів під пологом природних мезофільних трав’янистих угруповань. Якщо в осушених заплавних торф’яниках накопичується надмірна кількість рухомих форм азоту, то забезпеченість ними алювіальних ґрунтів оцінюється загалом як середня. В умовах природних лучних фітоценозів кормового призначення практиковане нами покращання їх забезпечення азотом значною мірою коригувало конкурентні стосунки між окремими видами трав, але в ґрунтах під такими лучними травостоями нам далеко не завжди вдавалось виявити навіть сліди нітратів. У дійсності ж нітрифікація в заплавах завжди проходить інтенсивно, про що свідчать наші дані щодо утворення нітратів на розораних лучних ґрунтах, де вони не встигають поглинатися редукованою кореневою системою с. -г. рослин. Така кількість нітратів у супроводі найбільшої в заплаві чисельності мікроорганізмів не отримує позитивної екобіогеохімічної оцінки – мінімум рухомих біогенних сполук у ґрунті в поєднанні з максимальною біопродуктивністю ценозів і рясним біорізноманіттям є моделлю еталонного господарювання в заплавах. Але нітрифікація в лучних ґрунтах повсякчас приречена на послаблення з цілого ряду причин, гальмуючих її навіть у ґрунтах, насичених основами, з нейтральною (а то й слабо лужною) реакцією, добре аерованих, заселених нітрифікаторами. Помічене нами пожвавлення нітрифікації на варіантах з добавкою до NPK кальцію (149 проти 60мг/кг на NPK), магнію та натрію (>400мг/кг) вказує тут на чіткі екологічні та біогеохімічні орієнтири. Зникнення амонію з заплавних ґрунтів в середині літа також індикує одну з причин послаблення нітрифікації, а саме – дефіцит поживного субстрату, яким є для нітрифікаторів той амоній, який влітку сам щонайактивніше поглинається корінням лучних трав і ризосферними мікроорганізмами. Чим густіше пронизана дернина коренями, тим швидше зникає з ґрунту амоній, який утворюється при амоніфікації. У цьому контексті неодмінно цікавим є окультурюваний РКМо варіант цілинного лучного ґрунту, де мінімум нітратів влітку поєднується з максимальною для центральної заплави кількістю амонію (джерела нітратів) – стабільно однаковою як на початку, так і в середині літа, коли в заплаві вдруге скошують трави (48-56мг/кг ґрунту). Така модель азотного режиму видається нам екологічно привабливою – висока продуктивність цього цілинного варіанту фітоагрохімічного окультурювання, примножена збереженим біорізноманіттям, прикрашає та стабілізує природні фітоценози.

Причини зростання врожайності лучних фітоценозів та зміни їх флористичного складу на окультурюваних варіантах лучних ґрунтів є далекими від бажаної очевидності. Безумовно, життєвість лучних трав залежить передусім від їх забезпеченості поживними речовинами. Але якщо забезпеченість калієм і фосфором лучних ґрунтів центральної заплави досить однозначно оцінюється на рівні не нижче середньої, то аналогічні показники азотного режиму з огляду на їхню неймовірну варіабельність є куди менш надійними і не завжди зрозумілими, хоч самі тенденції в трансформації азотовмісних сполук у досліджуваних ґрунтах помічалися нами досить легко. Заплава відкривається для прояву таких тонких еколого-біогеохімічних процесів, як нітрифікація лише в травні після повені (навіть посеред літа тут нерідко панують такі ж масштабні, як і повінь, паводкові процеси). Ясно, що про нітрифікацію в повінь не може бути й мови, але тут є один, суто екологічний нюанс – продуктів нітрифікації в повеневих водах не повинно бути. Крім нітратів, в азотному живленні трав бере участь також і амонійний іон. Незважаючи на широкий діапазон умов, за яких відбувається амоніфікація та зближеність умов живлення рослин цими двома джерелами азотної їжі, ми все ж переконались, що в таких заплавних ґрунтах, як торф’яники наявність великої кількості амонію не є однозначним індикатором забезпеченості вирощуваних культур доступними формами азоту, оскільки засвідчує факт накопичення таких же неокислених, як і NH4+, але токсичних сполук біогенних елементів (H2S, PH3, CH4 тощо).

Грунтово-екологічні режими ур. Цикалово для засвоєння амонію лучними травами є не гіршими, ніж для нітратів. А оскільки вони коригуються концентрацією і співвідношенням певних катіонів та аніонів, це стало ще одним вагомим аргументом для запровадження в схеми окультурювання поліваріантного набору тукосумішок, покликаних суттєво активізувати споживання різних біогенів, в т. ч. й амонійного азоту. З іншого боку, повне забезпечення лучних трав (особливо бобових) Р на відповідних варіантах експерименту в заплаві здатне вивести в лідери споживання травами азоту їжі якраз нітратний іон. Проте при дефіциті в поживних субстратах Мо його редукція до NH4+ повністю паралізується, створюючи цим еконебезпечну (із-за надлишку NO3-) ситуацію для консументів кормових трав. Самі ж ці завжди молоді трави ніколи не встигають повністю оформити свій фотосинтетичний апарат і, постійно наражаючись на небезпеку власного “аміачного отруєння”, стають ще більш вибагливими до нітратного живлення (при окультурюванні воно регулюється в першому наближенні внесенням селітри, хоч це не єдиний шлях).

Вміст рухомого калію в перші роки експерименту на алювіальних ґрунтах ур. Цикалово був на рівні 100мг/кг ґрунту з тенденцією знижуватись восени внаслідок інтенсивного споживання фітофільного калію молодими кормовими травами, які, постійно знаходячись в стресовому стані, заданому відчуженням фітомаси при випасанні та сінокосінні, весь час відчувають потребу саме в цьому елементі “молодості”. Все це слід враховувати при підборі окультурюючого комплекту біогенних елементів для застосування їх не