Без правильных севооборотов и без периодического травосеяния, при монокультуре пропашных процесс разложения и минерализации Перегнойных веществ преобладает над процессом их синтеза. В итоге происходят существенные потери в содержаний гумуса и органического азота в пахотном горизонте. На старопахотных, «выпаханных» черноземных почвах содержание гумуса и органического азота на 10—25% ниже, чем в целинных и залежных почвах.
Старопахотные поливные сероземы содержат гумуса на 20—30% меньше, чем сероземы, вышедшие из-под пласта трехлетней люцерны.
Потери перегноя в результате использования почв без применения правильных севооборотов в зерновом поясе США составляют 30—50%. Особенно быстро (в течение 3—5 лет) исчезает гумус при вырубке лесов и распашке лесных почв в тропиках и субтропиках.
Естественно, что «сгорание» гумусовых веществ сопровождается ухудшением агрофизических свойств почвы, уменьшением ее биологической активности, понижением поглотительной способности и количества органического азота и, как следствие, общим снижением уровня плодородия. Культурное ведение сельского хозяйства требует бережного отношения к запасам органических веществ в почвах и умения регулировать процессы их накопления и минерализации.
В районах прогрессивной аккумуляции органического вещества (долголетние пастбища, некоторые пойменные почвы, территории прогрессивного торфообразования) может стать актуальным вопрос мобилизации питательных веществ путем постепенной, частичной минерализации органического вещества. Этому могут способствовать: инокуляция почв недостающими видами микробов, внесение минеральных и зеленых удобрений, легко доступных для микроорганизмов и способствующих увеличению микробных популяций, улучшение аэрации в областях повышенного увлажнения, детоксикации почв (в случае применения пестицидов). Ho более трудным и актуальным вопросом земледелия является сохранение должного содержания ценных форм органических веществ в почвах.
Рациональное земледелие должно опираться на такие агротехнику и систему севооборота, которые обеспечивают сохранение содержания гумусовых веществ в почве и, по возможности, постепенное прогрессивное возрастание их содержания в пахотном и в подпахотном горизонтах.
Одной из высокоэффективных форм возмещения минерализующихся в культурных почвах перегнойных веществ является систематическое применение органических удобрений. Поэтому исключительно справедливыми являются указания В. Р. Вильямса о необходимости целесообразного сочетания полеводства и животноводства, обеспечивающего производство достаточных масс навоза и компостов.
Северные районы России богаты торфяными залежами, которые еще недостаточно используются для подстилки и для навозных компостов с целью обогащения пахотных почв органическим веществом. Наиболее эффективным средством сохранения и повышения запаса органических веществ в почве является правильное травосеяние. Грудами академиков Д.Н. Прянишникова и В.Р. Вильямса доказано, что регулярное возделывание в севообороте бобовых или смеси бобовых и злаковых трав обеспечивает систематическое восполнение перегнойных веществ в почве, высокий уровень биологической активности почвенных организмов и регулярную продукцию углекислоты, накопление ценных форм перегнойных веществ, азотистых соединений и элементов минерального питания растений. Такую же положительную роль играет периодическое применение зеленых удобрений.
Проблема сохранения и накопления ценных гумусовых веществ в почвах решается не только путем внесения органических удобрений и травосеяния. Столь же важно направить биохимическую деятельность почвенных макро- и микроорганизмов в сторону синтеза ценных органических гуминовых кислот и их соединений, а не в сторону образования подвижных, способствующих подкислению и подзолообразованию почв фульвокислот. Эта задача еще не в достаточной степени разрешена почвоведами-биохимиками. Однако теоретические соображения и опыт практики свидетельствуют о том, что сравнительно простыми методами химизации и агротехники можно направлять деятельность микробов в сторону синтеза гуминовых кислот.
Снижение кислотности почв путем известкования и одновременно протекающее при этом обогащение кислых почв соединениями кальция будут способствовать подавлению процессов синтеза фульвокислот. В известкованных (ранее кислых) почвах деятельность микроорганизмов и ферментов, синтезирующих соединения гуминовых кислот, будет активироваться. Нередко кроме извести в почвы следует вносить соединения магния, бора, меди, которые повышают эффект известкования и биохимическую активность почв.
В орошаемых почвах юго-востока России, юга Украины и особенно в орошаемых сероземных почвах Средней Азии чрезвычайно важно задержать бурные процессы минерализации свежих органических веществ. Здесь распашку люцернового пласта целесообразно сопровождать мероприятиями, поддерживающими анаэробный режим для замедления процессов разложения органического вещества почвы. Для этого М.М. Кононовой с сотрудниками рекомендуются более поздние сроки распашки люцернового пласта, а также дополнительные поливы для увлажнения почвы с целью увеличения анаэробности.
Чрезмерное понижение уровня грунтовых вод на осушенных торфяниках также может за несколько лет привести к бесполезной минерализации и потере запасов органического вещества почвы. Целесообразнее путем двустороннего регулирования водного режима почв и уровня грунтовых вод подавлять излишнюю аэрацию почв, предупреждать их пересушку и ускоренное окисление органического вещества торфа.
Деятельность почвенных микроорганизмов и окисление органических веществ в весьма большой степени зависят от влажности почвы, степени ее аэрации, реакции среды, а также от термического режима. Подбирая удобрения, меняя характер и сроки обработки почвы, увлажняя или подсушивая почву, разрыхляя или прикатывая ее, можно управлять этими процессами и добиваться сохранения ценных органических соединений.
